Sofía Chan e2 r1 Revisado

8/18/2019 Sofía Chan e2 r1 Revisado

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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE CAMPECHEDIRECCIÓN DE INGENIERÍA EN

MECATRÓNICA

MEMORIA DE ESTADÍA PROFESIONAL

MÁQUINA TRANSPORTADORA DE CAJAS

REALIZADA EN LA EMPRESA:

FERRECONSTRUCCIONES DEL SURESTE S.A. DE C.V.

QUE PRESENTA:

SOFÍA MAGDALENA CHAN GÓMEZ

PARA OBTENER EL TÍTULO DE:

INGENIERÍA EN MECATRÓNICA

GENERACIÓN:

201!201"


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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE CAMPECHEDIRECCIÓN DE INGENIERÍA EN

MECATRÓNICA

S#$ A$%&$'& C()*+$#,- C#)+$- C#/++. A)'3 *+ 201".


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AGRADECIMIENTOS

A D'&, por brindarme cada día la oportunidad de conocer un poco más de este

entorno lleno de sabiduría, y de aprender de las personas que siempre tienen ganas

de enseñar y de guiar a otros individuos a tener ansias de saber cada día más.

A ', /#*)+,, a ellos le debo todo lo que soy, puesto que cada día son ellos los que

me dan ánimos de querer superarme, de no ser conformista y de no arrepentirme, al

contrario, que aprenda de mis errores; a ellos, son todos mis pequeños y grandes

logros. Su confianza es la fuerza para seguir adelante.

A ', +)#$&,, ya que ellos son mi ejemplo de superacin tanto a nivel personal

como profesional, debido a sus logros yo puedo apoyarme y tener confianza de que

todo es posible, si pongo esmero y motivacin.

A ti D'+4&, por ayudarme a tener confianza, por aprender juntos en este gran

trayecto!

"


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DATOS GENERALES DEL ALUMNO

ALUMNO:

S#$%A &A'(A)*+A -A+ '&*/

MATRÍCULA:

0121323345

DIRECCIÓN 5 TEL6FONO:

A))* 26 +7 81 *+9:* 13 11, #).


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ÍNDICE

Pág.

LISTA DE FIGURAS......................................................................................................V

LISTA DE TABLAS......................................................................................................VI

LISTA DE DIAGRAMAS...............................................................................................VI

1. INTRODUCCIÓN.......................................................................................................1

(A9#S '*+*:A)*S (* )A *&?:*SA...................................................................2

?)A+9*A&>*+9# (*)>&>9A>+ (*) ?:#C)*&A.........................................."

F$>A>+.........................................................................................................8

#CF*9>D#..................................................................................................................G

D>AC>)>(A( (*) ?:#*9#...................................................................................G7. DESARROLLO TEÓRICO......................................................................................12

".2. &A:# (* :*$*:*+>A...............................................................................21

".1. (>S*H# (* )A >+D*S9>'A>+....................................................................2G

Alcance..............................................................................................................2G

&etodología.......................................................................................................24

".". (*SA::#))# (*) ?:#*9#.....................................................................18

Aplicacin de la metodología............................................................................18:esultados.........................................................................................................08

Análisis..............................................................................................................0G

. CONCLUSIONES 5 RECOMENDACIONES 1!2....................................................80

8. FUENTES DE INFORMACIÓN...............................................................................81

". ANE9O.....................................................................................................................82

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LISTA DE FIGURAS

Pág.

$igura 2.*jemplo de $uerza...................................................................................................21

$igura 1. -ardIare y logo Arduino.........................................................................................2"

$igura ". &otores monofásicos y trifásicos............................................................................20

$igura 0. ontrapeso de un elevador.....................................................................................20

$igura 6. ?laca de informacin de un motor...........................................................................26

$igura 8. &otorreductor..........................................................................................................26

$igura G. :elJs......................................................................................................................28

$igura 4. ?erfil CurbacK.........................................................................................................28

$igura 5. +orma utilizada para motores.................................................................................25

$igura 23. Aplicacin para realizar diseño de la máquina......................................................13

$igura 22. 9ipos de -orquillas................................................................................................10

$igura 21. &ecanismos de carga........................................................................................... 16

$igura 2". (iseño del prototipo..............................................................................................15

$igura 20. :elacin de cargas..............................................................................................."2

$igura 26. :epresentacin gráfica de los refuerzos..............................................................."0

$igura 28. Acero de 2L M 2L indicador verde..........................................................................."0

$igura 2G. Acero...................................................................................................................."6

$igura 24. (eclaracin de Dariables......................................................................................"5

$igura 25. (atos recibidos del control remoto........................................................................03

$igura 13. >nicializacin de variables.....................................................................................02

$igura 12. reacin de acciones...........................................................................................02

$igura 11. :etroceso de la base............................................................................................01

$igura 1". Ascenso y (escenso de columna.........................................................................0"

$igura 10. Salida y *ntrada de Korquillas..............................................................................0"

$igura 16. Cotn de apagado.................................................................................................0"

$igura 18. Acciones del botn de apagado............................................................................ 00$igura 1G. ?arte final del cdigo............................................................................................00

$igura 14. *stiba....................................................................................................................05

$igura 15. olumnas..............................................................................................................05

8


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LISTA DE TABLAS

Pág.

9abla 2. ?ersonal requerido para la elaboracin de la máquina.............................................23

9abla 1. osto de mano de #bra........................................................................................... 23

9abla ". osto de materiales..................................................................................................22

9abla 0. osto aproNimado del proyecto................................................................................22

9abla 6. Actividades para elaborar la ruta crítica....................................................................11

9abla 8. ronograma de actividades......................................................................................10

9abla G. ?erfil ?9:................................................................................................................."1

9abla 4. &otores.................................................................................................................... "G

9abla 5. osto de materiales.................................................................................................."4

9abla 23. )ista de Dariables................................................................................................... 03

9abla 22. Simbología del diagrama........................................................................................ 06

9abla 21. omparacin de tiempos........................................................................................04

9abla 2". omparaciones tJcnicas........................................................................................ 04

LISTA DE DIAGRAMAS

Pág .

(iagrama 2. ?roceso de elaboracin de la máquina................................................................5

(iagrama 1. )ista de actividades...........................................................................................24

(iagrama ". :uta crítica de la máquina................................................................................. 1"

(iagrama 0. $uerza de motor trifásico...................................................................................06

(iagrama 6. ontrol del motor............................................................................................... 06

G


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1. INTRODUCCIÓN

DATOS GENERALES DE LA EMPRESA

)a empresa $errecontrucciones del Sureste se encuentra localizada en la alle 28

sin nOmero, colonia centro, en el poblado de andelaria, ampecKe. *l giro de esta

compañía se basa en el abastecimiento de materiales a pequeñas y medianas

empresas especializadas en la industria de la construccin.

9ambiJn ofrece servicios de mantenimiento a motores trifásicos, los cuales se basan

en eNámenes de potencia y eficiencia, por lo que dicKas actividades son realizadas

bajo la supervisin de personal capacitado, los cuales tienen como valores

principales el respeto, la responsabilidad y el compromiso Kacia los clientes.

$erreconstrucciones del Sureste tiene más de diez años de eNperiencia en ofrecer a

sus clientes el mejor trato y servicio a clientes, orientándolos en la eleccin del

producto ideal a un costo accesible. )a empresa cuenta con un total de "3

trabajadores que están a disposicin del consumidor.

MISIÓNSer una empresa que se compromete y se dedica al suministro de materiales y de

servicio de mantenimiento a pequeñas y medianas empresas. Pue tiene como

compromiso el de satisfacer las necesidades de los clientes, cumpliendo con los

productos y servicios de alta calidad a travJs de las normas de seguridad.

VISIÓN

Ser una de las empresas líderes en el mercado de abastecimiento de productos de

alta calidad a costos accesibles, de igual forma ser pioneros en ofrecer los servicios

de mantenimiento en la regin sureste, mediante la implementacin de tJcnicas

modernas y de calidad, logrando que los clientes se sientan satisfecKos con el

resultado.

2


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POLÍTICA DE CALIDAD

Ser una empresa comprometida a brindar productos de calidad para la industria de la

construccin, por lo cual se basa en los más estrictos estándares de seguridad

operadorQ máquinaB.

)os productos que se ofrecen se caracterizan por implementar tecnologías que

cumplen con las respectivas normas de seguridad, las cuales se encargan de

proporcionar un buen servicio a clientes.

)os servicios de mantenimiento que se ofrecen se caracterizan por ser confiables

debido a que todos los operadores reciben cursos de capacitacin especializada, con

el propsito de proporcionar un mejor servicio.

)a compañía se compromete a cumplir la plena satisfaccin del cliente, de no ser así

se le reembolsará su dinero sin cuestionamiento alguno.

Crindar un trato justo y esmerado a todos los clientes en cuanto a los servicios que

se ofrecen, así como ser asertivos en caso de reclamos, considerando que el

propsito de la empresa es proporcionar el mejor servicio a la comunidad.

omo regla principal, se tiene el respeto mutuo, para con los clientes y para los

empleados, debido a que se considera que es la mejor vía para alcanzar los

objetivos, tanto personales como a nivel empresarial.

)a comunicacin mutua es indispensable para lograr un buen servicio, es por ello

que se fomenta el trabajo en equipo, en el cual todos participan, lo que produce que

siempre se estJ en un ambiente de ánimo y de generacin de ideas que ayuden a

mejorar la calidad de servicio.

1


10/61

PLANTEAMIENTO 5 DELIMITACIÓN DEL PROBLEMA

Actualmente en la empresa $erreconstrucciones del Sureste, se observ un bajo

rendimiento en el personal encargado del almacenaje de productos, los cuales

corresponden al departamento de Dentas, debido a que dicKa área se encarga de

comprar y organizar los materiales por pedido y menudeo al consumidorB, por lo cual

estos insumos deben ser almacenados en cajas cuyo peso no debe eNceder a los

63 RilogramosB y estar guardados en racks1, para su fácil ubicacin.

*l problema radica en el almacenaje de los productos, ya que este proceso requiere

un tiempo de ocKo Koras, que tiene como primer paso, la clasificacin de los

materiales de acuerdo a su naturaleza, es decir, productos para la iluminacin,

material elJctrico, mecánico, productos de carpintería, posterior a la clasificacin,está el conteo de los materiales, para verificar si la cifra dadas por el departamento

de ventas coincide con las cifra del cotejo.

(espuJs de verificar las cifras, se realiza el almacenamiento de los materiales, los

cuales se depositan en cajas; Jstas cuentan con una etiqueta, que muestra de forma

general lo que contiene en el interior; posterior a ello, se determina la ubicacin de

las cajas en su respectivo espacio dentro del rack . ?ara ubicarlos, el departamento

de ventas realiza un croquis de cada estante, e indica dnde debe estar cada

material, Jste normalmente lo organizan del material pesado a el ligero de abajo

Kacia arribaB.

*ste paso, requiere de realizar mucKas maniobras por parte del personal, debido a

que los racks utilizados, se caracterizan por tener una altura de 1.23 metros, por lo

que al personal se le complica la manipulacin de las cajas a dicKa altura. *sto se

debe a que ellos no cuentan con las Kerramientas necesarias para elevar las cajas,

por lo cual tiene que Kacer ese proceso de forma rustica, y es debido a ello que se

generan problemas como@

2 :acR@ *structura metálica, diseñada para sostener mercancía, consta de dos

columnas y de largueros Korizontales que forman los niveles de carga.

"


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)esiones en el personal, debido a que no sujetan correctamente la caja, por lo que

les puede caer o golpear en cierta aparte el cuerpo. Así como generar esguinces en

partes del cuerpo como la espalda, brazos, piernas, causado por no usar el equipo

de seguridad adecuado. Aunado a ello, se generan pJrdidas monetarias, ya que la

empresa es la responsable y tiene que cubrir con los gastos del seguro, ya sea en

medicamentos, terapias e inclusive cirugías.

?erdida de material, Jsta ocurre por dos factores, el primero es debido a que el

personal no sujeta correctamente las cajas, y por ende las dejan caer, la segunda es

porque no aseguran justamente los tensores de cargas, por lo que a cierta altura, la

perdida de material puede ser total; esto ocasiona que el departamento de ventastenga que realizar una nueva compra de material, tomando en cuenta la

disponibilidad en el mercado, y el tiempo de entrega.

?Jrdida de tiempo en el proceso, ya que para almacenar una caja, el personal puede

llevar aproNimadamente siete minutos, puesto que es necesario ubicar el lugar de

almacenaje, seguido a ello es necesario colocar los tensores de cargas 1, despuJs

sujetar la carga a dicKo tensor y realizar el ascenso o todo lo contrario. *n el caso del

primero, es necesario que el operador utilice una escalera, debido a que tiene que

acomodar la caja correctamente.

*ste proceso provoca una demora de tiempo, ya que se deduce que en 14 minutos

pueden acomodarse cuatro cajas esto es para el segundo y tercer nivel del estante,

ya que para las cajas del primer piso, no es necesario que se utilicen tensores,

normalmente se utiliza el esfuerzo Kumano y requiere de un tiempo de tres minutos

por caja. *l departamento cuenta con cuatro columnas de estantería, cada una

compuesta por tres racks, por lo que en 231 minutos Jste quedaría finalizado,

provocando que el personal se sienta fatigado debido a las maniobras de esfuerzo.

1 9ensores de arga@ intas de material resistente para manipular cargas, ya sea

para ascender o descenderlas.

0


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?or lo tanto se busca cubrir estas necesidades, de manera que se reduzca el tiempo

en el almacenaje de los productos, dicKo tiempo, se pretende que sea de tres

minutos por caja, y un minuto para el primer piso, debido a que requiere menos

tiempo y esfuerzo para elevar la carga, por lo tanto en 01 minutos estaría completo

una columna. Si este tiempo es para una columna, en cuatro de ellas sería dos Koras

con 04 minutos, por lo que se reduce cuatro Koras de esfuerzo Kumano, ya que con

el proceso rustico se requiere seis Koras con 04 minutos.


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2. JUSTIFICACIÓN- OBJETIVO 5 VIABILIDAD

JUSTIFICACIÓN

(ebido a la falta de cuidado por parte del personal encargado en el almacenaje de

los productos correspondientes al departamento de ventas, se Ka venido

produciendo accidentes tales como lesiones a la salud del personal debido a que

Jstos tienen que cargar cajas con un peso 63 Rilogramos como máNimo, por lo que

afecta a la columna si no se realiza dicKa maniobra con un equipo de seguridad

adecuado.

(e igual forma se menciona que otro tipo de afeccin a la salud es cuando se

levantan las cajas y Jstas al no sujetarlas de forma adecuada, pueden resbalarse,

provocando que dicKas cajas puedan caer sobre el personal encargado. *stos

accidentes a su vez generan pJrdidas materiales y de capital Kacia la empresa,

debido a que no slo debe cubrir los gastos de seguro mJdico para el personal

afectado, sino que tiene que reponer el material que resulte dañado por el accidente.

*s por ello que se decide diseñar una máquina transportadora de cajas, la cual se

encargará de subirlas y almacenarlas mediante la implementacin del softIare

Arduino, el cual se Kará cargo de controlar los movimientos de la máquina. (icKo

prototipo estará compuesto de motores elJctricos, los cuales mediante el uso de

poleas y de rieles, logrará que las cajas sean subidas y almacenadas.

)a máquina transportadora de cajas se caracteriza por ser un sistema

semiautomático, ya que el operador tendrá el control de ella mediante el uso de

botoneras para ubicar o posicionar la máquina, y Jsta se encargará de forma

autnoma en eNtraer o depositar las cajas mediante el uso de Korquillas.

*l funcionamiento general del mecanismo, se da a travJs del accionamiento de losmotorQreductores, los cuales junto con las poleas lograrán que los cables de acero

suban o bajen el bastidor. &ediante el uso de las botoneras se dará la orden de

desplazar la máquina Kacia adelante o Kacia atrás, y de arriba a abajo.

OBJETIVO

O+%';& 4+$+)#3:

8


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(iseñar una máquina transportadora mediante la implementacin de un sistema de

control con Arduino, el cual enviará señales a los actuadores para trasladar cajas .

O+%';&, +,/+$'#

G


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:especto a la determinacin del tamaño del mecanismo, se determina que tenga una

altura de 1.63 m. de largo, y con capacidad de soportar 70kg. :especto a su

consistencia física, la estructura será de metal ?9:B el cual deberá ser resistente y

ligero.

)a estructura tendrá un sistema de rieles, así como motoQreductores, que se

ocuparán de desplazar la carga tanto de izquierda a derecKa como ascender y

descender. Se determina que la tecnología que se usará para el funcionamiento de la

máquina será el softIare Arduino, el cual enviará señales a los actuadores, para

determinar quJ accin debe realizarse.

P#,& 1: (iseñar las piezas del mecanismo. ?ara ello se realiza un croquis delsistema, aportando las dimensiones y las capacidades de Jste.

P#,& 2: orte y unin de las piezas relacionas a la máquina forja y soldaduraB. Se

trata de soldar las piezas para formar el prototipo.

P#,& 7: *laboracin del circuito elJctrico así como del diseño de programacin en

Arduino. *n el primero verifica que los componentes estJn dispuestos a

cumplir con su funcionamiento; el segundo se encarga de realizar las

acciones ordenadas por las botoneras.

P#,& : ableado e instalacin de circuitos elJctricos. Se trata de enlazar los

componentes elJctricos en una placa, para que Jstos estJn de forma

presentable y sean más fáciles de detectar los posibles errores que pudiesen

eNistir.

P#,& 8: :ealizar pruebas de funcionamiento de la programacin a travJs de

simulaciones en el softIare Arduino.

4


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Paso 1:

Diseño y

construccion

Paso 2:

Elaboracion dela

programación

y de loscircuitos

Paso 3:

Realizacion depruebas y

acabado.

Diagrama 1. Proceso de elaboración de la máquina.Fuente !laboración "ro"ia.

V'#'3'*#* O/+)#%';#

?ara llevar a cabo la fabricacin de la máquina, se necesita un conjunto de personas

que contengan los conocimientos en áreas como mecánica, electricidad y

electrnica, en base a ello se muestran las siguientes opciones@

Programador: Se encargará de realizar todas las sentencias para que el prototipo

funcione perfectamente, cuando Kablamos de sentencias nos referimos a la forma en

cmo va a operar la máquina. ?or su parte el programador debe de tener conceptos

de nivel intermedio en cuanto a la realizacin de programas en el softIare Arduino,

debido a que la máquina estará funcionando a travJs de dicKa aplicacin.

Eléctrico-Electrónico: *ste tipo de especialista se encargará de realizar las

coneNiones elJctricas y electrnicas que sean pertinentes en cuanto al

funcionamiento a la máquina, ya sea calibrar los motorQreductores en cuanto a su

desplazamiento. Además se encargará de realizar los diagramas elJctricos así como

de verificar las normas de seguridad con las que debe cumplir la máquina, como lo

es el tipo de cable que se debe de utilizar.

Mecánico-Soldador: Se encarga de realizar las piezas para el sistema, así que

debe tener conocimientos respecto al diseño, cortado y soldado de piezas

mecánicas, debido a que este dispositivo se conforma de una columna metálica, la

cual soportará el bastidor de metal y una base metálica que servirá de para

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desplazar la maquina mediante el uso de rieles. Der la 9abla 2, donde se muestra el

personal requerido para la elaboracin el proyecto.

Cantida

d Operadores Especificaciones Técnicas

1 Programador Control y Diseño de Interfaces en Arduino

1 Eléctrico- ElectrónicoConexiones eléctricas y dispositivoselectrónicos

1 ec!nico- "oldador "oldadura y #or$a

#abla 1. Personal requerido "ara la elaboración de la máquina.Fuente !laboración "ro"ia.

V'#'3'*#* E&$?'#


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7. DESARROLLO TEÓRICO

7.1. MARCO DE REFERENCIA

F@+)#

Se clasifica como una magnitud vectorial la cual se encarga de medir la intensidad

del intercambio de momentos entre dos o más partículas *rror@ :eference source

not foundB. Se caracteriza por ser un agente capaz de modificar la cantidad de

movimiento o la forma de los materiales deformaciónB. *n el Sistema >nternacional

de


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!cuación 1. Potencia.Fuente +Diseo de elementos de áquinas, $01/

M#,#

Su unidad de medida en el SI es el kg., y se define como una magnitud escalar, la

cual mide la cantidad de materia que un cuerpo posee, Jsta es muy diferente del eso, ya que Jste es una magnitud vectorial y su unidad de medida es el Ne!ton.

E,%'#

*s una estructura metálica que soporta a la cabina o al contrapeso y en algunos

casos tiene la funcin de ser la base del cuarto de máquinas de la misma cabina.

N&)# +'#$# *+ +3+%)''*#*

)a estructura de esta +orma #ficial &eNicana 2& B, responde a las necesidades

tJcnicas que se requieren para la utilizacin de la energía elJctrica en instalaciones,

que ofrezcan condiciones adecuadas de seguridad para las personas y sus

propiedades, las cuales son proteccin contra@ las descargas elJctricas, los efectos

tJrmicos, las sobrecorrientes, las corrientes de falla y las sobretensiones

A)*@'$&*s una plataforma de KardIare de cdigo abierto, basada en una placa con entradas

y salidas, analgicas y digitales, en un entorno de desarrollo que está basado en el

lenguaje de programacin ?rocessing. Der la *rror@ :eference source not foundB.

Figura $. 3ard4are y logo 5rduino.

2"


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Fuente +5rduino, $01/

M&%&) *+ C&))'+$%+ #3%+)$#

*ntre los más conocidos están los monofásicos y los trifásicos, de Jste Oltimo el

motor asíncrono es el más utilizado, el cual se caracteriza por su estator, que se

encuentra acoplado a tres conductores de la red. *l estator crea un campo

magnJtico giratorio que arrastra el rotor, la velocidad del campo giratorio depende del

nOmero de polos del estator y de la frecuencia de la corriente trifásica, Jsta puede

ser de 63 o 83-z. *n la

*rror@ :eference source not found, se muestra un ejemplo de ellos.

Figura '. otores monofásicos y trifásicos.Fuente +%6!, $01/

C&$%)#/+,&

*s el elemento constituido por una estructura en la cual se realiza el montaje de

pesas en fundicin o en concreto para equilibrar el ascensor *rror@ :eference

source not foundB. Si el contrapeso tiene pesas, deben tomarse las disposiciones

necesarias para evitar su desplazamiento. *l peso del contrapeso debe ser igual al

peso de la cabina más el 63 por ciento del peso de la carga máNima.

20


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Figura (. %ontra"eso de un eleador.Fuente +ecánica, $01/

N&)# NEMA

+ational *lectrical &anufacturers Association 2!5B, es el organismo responsable

de numerosos estándares industriales comunes usados en el campo de la

electricidad. *ntre los estándares están@ nomenclatura, composicin, construccin,

dimensiones, tolerancias, seguridad, entre otros. Der la *rror@ :eference source not

found.

Figura 8. Placa de información de un motor.Fuente +2ema, $01/

M&%&))+*@%&)+,

*s el resultado de un motor más un reductor de velocidad, tiene la funcin de

disminuir las revoluciones por minuto que ofrece un motor, ejemplo de ello sería un

motor de2633 rpm descenderlas Kasta 63 rpm, lo que permite el eficiente

funcionamiento de las máquinas, agregándole por otro lado potencia y fuerza. *l

reductor de velocidad está compuesto por sistemas de engranajes que permiten que

26


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los motores elJctricos funcionen a diferentes velocidades para los que fueron

diseñados. Der *rror@ :eference source not found.

Figura . otorreductor.Fuente +9!:, $01/

R+3>,9ambiJn conocido como relevador, es un dispositivo electromagnJtico que funciona

como un interruptor el cual está controlado por un circuito elJctrico, Jste por medio

de una bobina y un electroimán, acciona un juego de uno o varios contactos que

permiten abrir o cerrar otros circuitos elJctricos independientes. (ado que el relJ es

capaz de controlar un circuito de salida de mayor potencia que el de entrada, puede

considerarse, en un amplio sentido, como un amplificador elJctrico. Der la *rror@

:eference source not found.

Figura 7. ;el


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frecuentemente e carriles sobre Kormign, con una cabeza ancKa para soportar

grandes cargas y un patín tambiJn ancKo, el cual que facilita su fijacin sobre el

suelo. Disualizar la *rror@ :eference source not found.

Figura =. Perfil >urbac-Fuente +5!%& ;56?, $01/

7.2. DISEO DE LA INVESTIGACIÓN

A3#$+

*l diseño de la máquina transportadora de cajas, tiene la tarea de realizar el proceso

de almacenaje y distribucin de las mismas en menor tiempo, logrando que el

personal tenga la oportunidad de desenvolverse en otras áreas de trabajo, teniendo

como beneficio el conocimiento y un salario justo, ya que el empleado no tendrá que

realizar esfuerzos de levantamiento de cajas.

*n base a ello, se evitan futuras lesiones, lo que reduce el costo en servicios de

salud, ya que el operador no se eNpondrá a realizar trabajos de carga pesados, a

pesar de que la empresa brinda seguro de salud a todos sus trabajadores, en este

tipo de accidentes, usualmente los medicamentos no siempre están disponibles, por

lo que la recuperacin del operador se demora, e incluso se agravia ya que no recibe

el tratamiento a tiempo.

>ncluso en ocasiones es necesario trasladar al paciente a otra regin, por lo que segenera un costo adicional en cuanto a los viáticos ya que la empresa debe cubrir

dicKos gastos, no slo los del paciente sino de su guardián. ?or otra parte repercute

en el trabajador, ya que es necesario que trabaje para obtener un sueldo, y esta labor

no podrá efectuarse debido a la lesin que tiene.

2G


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#tro propsito de la máquina es la reduccin de pJrdidas de los materiales, ya que

Jstos al ser trasladados mediante la misma, se evita que las cajas sufran posibles

accidentes, como caídas, lo que puede provocar una pJrdida parcial o total del

material. +ormalmente estos materiales sufren una demora de entrega en cuanto a

los clientes.

*sto se debe a que el departamento de ventas necesita realizar un nuevo pedido y

verificar que Jste se encuentre disponible con el proveedor, en dado caso que no

estJ disponible, es necesario realizar una nueva bOsqueda, lo cual requiere de

tiempo. ?or lo que el uso de la máquina transportadora de cajas logrará que la

empresa siempre cumpla con sus entregas a clientes en tiempo y forma, así como

generar una mejor organizacin en cuanto al almacenaje de los productos, por lo queno eNistirán problemas en cuanto a piezas desaparecidas debido a una mal ubicacin

en los racRs.

)a implementacin de la maquina no slo ayudará a la empresa, sino que tambiJn

esta misma compañía puede ofrecerla como un producto e incluso como un servicio

de rentas ya sea por días o por Koras. ?or lo que su distribucin en el mercado

puede ser a nivel regional y nacional, siendo Jste a un precio relativamente bajo en

comparacin a otras máquinas de su tipo.

M+%&*&3&4


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Proyecto : Máquina Transportadora de Cajas

Investigacionde Campo

Investigar enInternet,Libros,Normas

CuestionarioEntrevistas

Diseño

edidas de lam!"uina

Diseño en#reeCad

$elección de

aterial

Cote%o deaterriales

Programación

Código deDesplazminto

&ertical

Código deDesplazminto'orizontal

Código paralas 'or"uillas

CircuitosEl(ctricos

Simulación

Diagrama $. ?ista de actiidades.Fuente !laboración "ro"ia.

". In#estigación de camo: *n este apartado, se indaga todo lo relacionado acerca

de las máquinas encargadas de transporte de productos, para ello se consultan

fuentes como el internet y libros, para conocer dicKos mecanismos, así como los

cálculos necesarios para determinar las características de los elementos a utilizar.

Además se indaga las ventajas de realizar la máquina, así como los materiales

más idneos y econmicos para realizarla, esto es con el propsito de brindar a la

empresa afectada una alternativa que se caracterice por ser viable en cuanto a

costos de fabricacin, de operacin y de mantenimiento.

?or otra parte, se indaga respecto a las normas, involucradas tanto en el proceso

de elaboracin de la máquina ver *rror@ :eference source not foundB, como en elprocedimiento de almacenaje de las mercancías, por ende, se investiga acerca de

las coneNiones elJctricas que debe cumplir este tipo de mecanismos, así como las

características que deben cumplir cada componente utilizado.

25


27/61

Figura @. 2orma utili*ada "ara motores.Fuente +2ema, $01/

?or Oltimo se elabora un cuestionario, el cual va dirigido tanto al personal

encargado en el proceso de almacenaje como al departamento de ventas, dicKo

sondeo, aborda temas acerca de las medidas ideales que debe tener la máquina,

así como determinar cuáles son los principales problemas que debe erradicar el

diseño de la misma.

%. &ise'o: *n base a la investigacin realizada, se determina las medidas y el

modelo que obtendrá la máquina, posterior a ello, se tiene la realizacin del diseño

a travJs del softIare $reead ver la *rror@ :eference source not foundB, esto es

para visualizar de forma clara y concisa las dimensiones.

Figura 10. 5"licación "ara reali*ar diseo de la máquina.Fuente +Free%ad, $01/

(e acuerdo a las mesuras dadas, se determina los componentes que se utilizarán

en el proceso de elaboracin, por tanto se realiza una bOsqueda de los materiales,

ya sea que Jstos se obtengan a travJs de vía internet, por pedido a proveedores o

en talleres, ya sea este caso que se requiera adquirir un producto de segunda

mano.

*n dicKo proceso se busca cumplir tres aspectos@ la calidad del producto, el costo

accesible y la disponibilidad del mismo en el mercado, esto es en dado caso que

algOn componente se dañe en el proceso de ensamblaje. Al determinar cuáles son

los posibles proveedores, es necesario realizar la compra del material, o en dado

caso realizar su pedido, por lo cual se deja un tiempo razonable por

inconvenientes en cuanto a la obtencin del material.

13


28/61

?osterior a esta fase, se encuentra la realizacin de la máquina, la cual estará

dividida en tres secciones, la primera será la base, Jsta se caracteriza por

desplazar la máquina junto con la carga, por lo que debe ser construida de un

material resistente y que sea fleNible en cuanto al modelado de piezas.

)a segunda seccin son las columnas, Jstas se encargarán de subir o bajar las

cajas, por lo que su material debe ser resistente y ligero, para que el actuador las

manipule perfectamente, y como tercera seccin están las Korquillas; las cuales

deben ser de un material resisten y ligero.

)as dos primeras partes se construirán de manera inmediata debido a su grado de

complejidad, ya que se necesita realizar una serie de cálculos los cuales indicarán

el tipo de motor a elegir.

(. Programación: *sta actividad determina el funcionamiento de la máquina a nivel

softIare, debido a que se realizarán tres cdigos, los cuales deben accionar los

actuadores correspondientes en base a las rdenes dadas. *l primer algoritmo

Kace referencia al desplazamiento vertical de la máquina, este se basa en el

ascenso y descenso de la carga.

*l segundo cdigo pertenece al desplazamiento Korizontal del mecanismo, es

decir, el movimiento de izquierda a derecKa, Jste se basará en ubicar el bastidor

en el plano de las ) en referencia a los racRs. )a tercera funcin es para las

Korquillas, debido a que Jstas se encargarán de adquirir y soltar las cajas, segOn

el mando dado.

(e igual forma se tiene las coneNiones elJctricas, las cuales serán realizadas de

acuerdo a las normas de seguridad investigadas, tomando en cuenta el calibre del

cable a usar, así como la ubicacin de Jste. 9ambiJn se diseñará en una placa los

componentes electrnicos que vayan a ser soldados, debido a que si un elemento

falla es más fácil ubicarlo, en comparacin de que dicKos componentes estuviesen

conectados de forma desordenada.

)a instalacin será interna, es decir los cables utilizados tendrán que permanecer

ocultos para evitar accidentes entre el personal involucrado, pero deberán estar

12


29/61

accesible, en dado caso que algOn cable o componente no funcionen

correctamente, o para realizar el mantenimiento correspondiente.

*. Sim+lación: Se caracteriza por ser la etapa final del proyecto, en la cual se

determinará si la máquina transportadora funciona correctamente, así comocorregir los posibles errores que lleguen a presentarse, ya sean errores de

programacin o de la implementacin de los componentes electrnicos. ?or su

parte es la fase donde se le da el acabado final a la máquina, en cuanto a estJtica

se refiere.

?ara el diseño, slo se tom en cuenta las condiciones en las que se encuentra la

empresa $erreconstrucciones del Sureste, debido a que en dicKa compañía se

encargan de realizar el proceso de almacenaje de manera rudimentaria, es decir,

slo cuentan con un par de equipos de seguridad, y necesitan de otras personas

como punto de apoyo.

*s por ello que se realizará la máquina transportadora de cajas, con la finalidad de

que el operador no dependa directamente de otras personas, esto se refiere en el

aspecto de que necesite colocar y ubicar los productos; por otra parte, da la

oportunidad que el resto del personal encargado del almacJn puedan

desarrollarse en otras actividades del área.

(e acuerdo a las actividades mostradas en el *rror@ :eference source not found,

se realiza la siguiente 9abla 6, la cual será de guía para la elaboracin del mJtodo

de la ruta crítica, y posterior a ello, se Kace un diagrama de 'antt en el cual se

mostrará el tiempo estimado para cada una de las tareas a realizar.

Símbo

lo

Actividades Tiempo

(Días)

Preced

erA Cuestionario)entrevistas * ---

BInvestigar+ internet, libros,normas

* ---

C edidas de la m!"uina * A,B

D Diseño de la m!"uina C

Cote%o de material - D

11


30/61

! $elección de materiales - E

" Elaboración de la base ./ F

# 0rogramación de la base .1 G

I Elaboración de la columna ./ G

$ 0rogramación de la columna .1 H% Elaboración de las 2or"uillas .1 I

&0rogramación de las2or"uillas

.1 J

' Circuitos el(ctricos .1 L,K

$imulación - M

#abla 8. 5ctiidades "ara elaborar la ruta crAtica.Fuente !laboración "ro"ia.

Diagrama '. ;uta crAtica de la máquina.Fuente !laboración "ro"ia.

*n base a los datos proporcionados por la *rror@ :eference source not found, se

realiz la ruta crítica del proyecto, la cual indica que el tiempo aproNimado para

terminar la máquina transportadora de cajas es de 48 días ver el *rror@ :eference

source not foundB. )os días se determinaron de acuerdo a la aproNimacin en

obtencin de los materiales y de la realizacin de las piezas.

Siguiendo con el *rror@ :eference source not found, se puede observar que la

mayoría de los indicadores son de color rojo, esto se refiere a las actividades que no

tienen Kolgura, por lo que no es posible suspender un momento de trabajo en cuanto

al tiempo que se le proporcion. (icKas actividades son necesarias realizarlas en el

1"


31/61

tiempo programado, ya que tienen precedencia, y si una de Jstas se suspende, las

posteriores no serán posibles de realizar.

Slo eNisten dos actividades las cuales están mostradas con indicadores de color

verde, en dicKas tareas la Kolgura sí está permitida, teniendo como espacio de

tiempo la cantidad de cinco días para ambas, Jstas están identificadas con las letras

I y K ; la primera corresponde a la realizacin de las columnas y la segunda a la

elaboracin de las Korquillas.

*n la Kolgura de cinco días, es posible que el mecánicoQsoldador, decida realizar un

nuevo diseño de ambas partes, o incluso distribuir nuevamente dicKas secciones,

esto ya es en base a las necesidades presentadas en la elaboracin de las columnasy de las Korquillas. *n la *rror@ :eference source not found se muestra un ejemplo

de tipos de cargadores.

Figura 11. #i"os de 3orquillas.Fuente +5rro4 aterial 3andling Products, $01/

A continuacin en la 9abla 8, es posible observar que las actividades principales son

cuatro, y dentro de ellas se encuentran las tareas específicas, mencionadas en la

elaboracin de la ruta crítica.

!erreconstrucionesdel Sureste

Inicio

19 / 01 /

16

#inal

14 /04 /

16

0royecto+ !"uina 3ransportadora de Ca%as

10


32/61

Actividad

'eses Semanas

nero

!ebrero 'ar*o Abril

+ , - . + , - . + , - .

1.Investigación decampo.

2. Diseño delMecanismo

3. Elaborarprogramación

4.

Simulación#abla . %ronograma de actiidades.Fuente !laboración "ro"ia.

omo se muestra en la 9abla 8, la parte de la investigacin es un proceso que no

demora más de una semana, y que el tema de diseño, es el que más tiempo

requiere, debido a que no slo se toma en cuenta el diseño de la máquina sino la

obtencin de los materiales. Seguido a ello se encuentra la etapa de programacin,

la cual avanzará en cuanto finalice cada seccin de la máquina, se recuerda que son

tres partes en la que Jsta se dividirá.

*s por ello que a partir de la cuarta semana del mes de febrero, tanto la actividad de

diseño como la de programacin coinciden, debido a que el mecánicoQsoldador se

encargará de realizar las tres secciones mientras que el programador realizará las

tres programaciones, casi de manera simultánea. omo Oltima actividad se

encuentra la de simulacin, y esta requiere slo de siete días, la cuales serán para

reparar posibles problemas.

*n el transcurso de los 48 días, se visualizará una máquina compuesta por

mecanismo simples, los cuales tendrán el objetivo de levantar cajas de 63 Rilogramos

aproNimadamente, de manera general, los mecanismos utilizados serán poleas,

sistema de rieles, y contrapeso, el cual ayudará a que el motor levante y baje la

16


33/61

cargas de forma uniforme, lo que disminuye en gran medida accidentes. Der la *rror@

:eference source not foundB.

Figura 1$. ecanismos de carga.Fuente +&;# 5rgentina, $01/

7.7. DESARROLLO DEL PRO5ECTO

?ara construir el proyecto fue necesario realizar una serie de actividades como una

investigacin de campo, así como un diseño en softIare, es por ello que en las

siguientes páginas se eNplica el desarrollo de cada actividad, así como se muestra el

tiempo estimado de realizacin.

*n la seccin de resultados se eNponen las problemáticas que se encontraron en la

realizacin de la máquina, así como las soluciones que se le implementaron a dicKos

inconvenientes. ?or su parte la seccin de análisis mostrará el cumplimiento de los

objetivos específicos, siendo Jstos la base de la elaboracin de la máquina

transportadora de cajas.

A/3'#'?$ *+ 3# +%&*&3&4


34/61

máquina, por lo que se Kizo consultas en libros y en internet, acerca de la

máquinas de este tipo.

*n dicKas consultas, se observa que este tipo de máquinas eNisten Jstas se

localizan fuera de la regin, por lo que en el la obtencin de la misma lo Kacecomplejo. *n base a la informacin obtenida y a los requerimientos que brindan

tanto los libros como las normas +#& y +*&A, se empieza a implementar lo que

llevará el prototipo.

)a estructura como tal sí eNiste pero tiene un costo demasiado elevado, por lo que

la empresa no puede adquirirla, no en este momento; en base a ello se piensa

Kacer la estructura desde el inicio y de esta manera el costo no sea elevado, ya

que se tendrá la oportunidad de adquirir materiales de buena calidad a precios

razonables.

)a eleccin de este tipo de máquina es la más conveniente, ya que es más

costoso comprar un montacargas, además Jste requiere de mucKo espacio en el

proceso de la organizacin de los productos, por lo que el proceso sería lento y

complejo al momento de realizar las maniobras de ascenso y descenso de

productos.

Entre#ista: *n este apartado se Kabla de la investigacin de campo realizada en

la empresa, específicamente a los departamentos afectados, que son el de ventas,

y el de almacenaje. *stas encuestas se realizaron por medio de preguntas para

que los eNpertos en el área nos dieran su opinin de cmo podría ser el proyecto.

*n el área de almacJn se rigen por cuatro normas de seguridad@ NM-//"-S0PS-

%//1 , esta Kace referencia a cmo deben de estar los edificios, locales e

instalaciones; la NM-//%-S0PS-%/"/ Kabla sobre las medidas a tomar respecto

a incendios y cmo prevenirlos; NM-//2-S0PS-%/"" menciona los cuidados a

tomar sobre los trabajos en altura y la NM-/%2-S0PS-%/"" es sobre el

mantenimiento de instalaciones elJctricas.

1G


35/61

*n base a los datos obtenidos en el cuestionario, se deduce que el tiempo de

colocar cintas de tensin de cargas y sujetarlas es muy cansado, además debido a

esa fatiga que los trabajadores tiene repercuten cuando ya Ka pasado más de una

Kora, debido a que el personal se encuentra cansado y a veces por no prestar

atencin a lo que están Kaciendo, ocurren accidentes donde las cintas de tensin

se sueltan debido a una mala sujecin.

*l encargado del área de almacJn, menciona que este tipo de accidentes ocurren

aproNimadamente tres veces por semana, esto es en un Korario de tres a cuatro

de la tarde, que es donde se Ka dado cuenta que se presenta la fatiga en sus

trabajadores. ?or lo que a Jl le es difícil estar al pendiente de todo este proceso,

debido a que Jl tiene que realizar informes y otras actividades que le asigne elgerente de área.

*n base a ello se tiene un aproNimado de 21 accidentes por mes, de los cuales

slo cinco corresponden a accidentes al personal, es decir el 02.88U, de los

incidentes ocurridos algunos son de casos menores, como raspaduras en las

manos, o golpes leves causados por la caja; los más severos son esguinces en las

manos, espalda o fracturas en la columna, por lo que el objetivo de la máquina es

disminuir e incluso erradicar estos sucesos.

%. D',+& +1 dAas/Medidas de la má3+ina: *n base al cuestionario realizado al personal de

almacJn y de ventas, se determin que la problemática residía en el espacio del

área de trabajo, ya que Jste es muy reducido para maniobrar las cajas. ?or tanto,

se determina que el prototipo tendrá una medida acorde al espacio; primero se

establece que la base será rectangular, cuyas medidas son de 263 cm de largo,233cm de ancKo, en cuanto al espesor de Jste, será 16.0mm.

)a base tendrá dicKo espesor con la finalidad de generar un peso, esto es para

equilibrar la estructura y que en dado momento que se suelden las otras dos

secciones dicKa base sea capaz de tolerarla, esta plataforma tendrá un refuerzo

14


36/61

en la parte inferior. ?or su parte están las medidas de la estiba, Jsta será la

encargada de elevar el peso de la carga más la cabina.

?or lo que se le asigna una forma cuadrada cuya dimensin es de 233 cm de

ancKo y largo, teniendo tambiJn refuerzos, los cuales tambiJn tienen otra funcinque es la de soportar el peso del motor de ascenso y descenso de cargas.

:especto a las columnas, Jstas son cuatro, y tienen de longitud 163cm, y tambiJn

tendrán refuerzos, esto es para asegurarlas a la base.

*n cuanto al riel, Jste tendrá una longitud de seis metros por cada columna, de los

cuales, 063 cm son en tramo Korizontal y 263 cm forman una curva, esto es para

que la máquina pueda girar sin problemas, por lo que la base tendrá seis ruedas,

cuatro en las esquinas y dos tendrán contacto con el riel.)as Korquillas tendrán una longitud de 233 cm, y cada una un ancKo de 23 cm, y

una separacin de 26 cm. *sto es debido a las medidas de la caja, ya que Jsta

tiene 43 cm de longitud, 63 cm ancKo, y 83 cm de altura. (icKa caja cuenta con

una serie de tacones, los cuales tiene 23 cm de altura, por lo que la caja en sin

dicKos piezas tendría una altura de 63 cm.

&ise'o en 4ree5ad: *n base a las dimensiones asignadas, se realiza el bosquejo

en dicKo programa, con el propsito de verificar que las dimensiones asignadas

encajen perfectamente entre sí. 9ambiJn da la opcin de ensamblar las piezas, en

dado caso que la pieza no tenga la dimensin apropiada, el programa da una serie

de advertencias a cerca de dicKos errores, lo cual permite corregirlos al instante.

Al elaborar el bosquejo en dicKa aplicacin, no slo se verifica que las medidas

asignadas sean eNactas, sino que tambiJn es un softIare en el que se puede

simular el movimiento del mecanismo, en cuanto a la parte estJtica, el programa

cuenta con una paleta de colores, donde se puede elegir todo tipo de tono con el

que mejor se verá el prototipo. *rror@ :eference source not found B.

15


37/61

Figura 1'. Diseo del "rototi"o.Fuente !laboración "ro"ia.

Selección del material: ?ara llevar a cabo este punto, fue necesario realizar una

serie de cálculos, los cuales determinaron el tipo de material a comprar. *l primero

fue investigar acerca del perfil ?9:, puesto que se decidi realizar la estiba y las

columnas con dicKo material. Antes de elegir el material de acero, fue necesario

determinar cuanta carga soportaría la estiba, carga que debería estar eNpresada

en N ( puesto que al elevarla se está involucrando la gravedad.

*n base al estudio, se determina que la estiba va a soportar el peso de lasKorquillas con su respectivo motor, el peso de la carga. ?ara Jsta, de acuerdo al

modelo dado, el motor se situará sobre la estiba, y para levantar el producto se

eligi un contrapeso, esto es para asegurar que el producto tenga estabilidad al

subir y bajar, por lo que los cálculos son las siguientes@

PESO DE LA CABINA)a cabina corresponde a las Korquillas, por lo que la estructura de Jstas no debe

pesar más de 13 Vg.

W cabina=masa( Kg)∗graveda(9.81m / s2)

"


38/61

W cabina=20 Kg∗9.81m /s2 W cabina=196.2 N

PESO DE LA CARGA

*l producto como tal.W carga=50 Kg∗9.81m/s

2

W carga=490.5 N

PESO DEL CONTRAPESO*l peso del contrapeso debe ser igual al 63U de la carga más el peso de la

cabina.

W cpeso=W cabina+0.5 (W carga)

W cpeso=196.2 N +0.5 (245.25 N )

W cpeso=441.45 N

*n la siguiente *rror@ :eference source not found es posible ver la relacin que

Kay entre las cargas.

Figura 1(. ;elación de cargas.Fuente +&;# 5rgentina, $01/

ESTIBA

"2


39/61

*s un cuadrado de un metro de largo y ancKo. 9iene dos refuerzos, ambos de un

metro. ?ara calcular el tipo de perfil se decide sacar la presin que Jsta aguantará

y en base a ello se busca un perfil que soporte dicKa presin. Der *cuacin 1.

P= F A

!cuación $. %álculo "ara la "resión.Fuente !laboración "ro"ia.

omo se menciona, la estiba soportará el peso total de las cargas más el del

motor que servirá para ascender y descender las cargas. ?ara ello se calcula el

peso del motor, el cual tienen una masa de 6.1Rg.

W motor

=5.2 Kg∗9.81m/s2 W

motor

=51.168 N

Pestiba=686.7 N +51.168 N

1m2

=737.868 Pa

(e acuerdo a la siguiente lista de perfiles ?9:, proporcionadas por la empresa

S)? >ndustrial Systems se determina el perfil para cada estructura. abe

mencionar que la empresa $erreconstrucciones tiene relaciones de negocios con

la compañía S)?, por lo que tiene la libertad de realizar el pedido de perfil deacuerdo a las necesidades. *n la 9abla G se observa el tamaño del perfil, el peso,

y la presin que soportan.

"1


40/61

#abla 7. Perfil P#;.Fuente +?P 6ndustrial ystems, $01/

*n base al resultado de la estiba se identifica que el perfil idneo es el de 2L M 2L,

marcado con color verde, con peso de 2.GG6 Rg por metro, ya que la presin que

se requiere esta por el rango de lo que ofrece la columna 3.48" VpaB. (e acuerdo

al a medida de la estiba, se necesitan seis metros, por lo que el primer pedido es

una barra de dicKa magnitud. (e acuerdo al peso del ?9: para la estiba, se

calcula el peso de la misma, ya que esto será un dato importante para el cálculo

de las columnas.

W estiba=(1.775 kg /m∗6m)(9.81m/ s2)

W estiba=104.47 N

COLUMNAS

=stas se caracterizan por soportar el peso de las cargas y de la estiba@

""


41/61

W columnas=737.868 N +104.47 N W columnas=842.338 N

*n base al peso obtenido de las columnas, se dirigi a la 9abla G de perfiles y sebusca resultado idneo, Jste fue el mismo, es calibre 2" de identificador verde, de

2L N 2L, cuyo por es 2.GG6 por metro. *l área se toma como 2m 1 debido a la

distribucin de las columnas en la estiba.

)os refuerzos de dicKas columnas serán dos, ubicados en la parte trasera, y

estarán a lo largo de la base y la columna. ?or lo que s determina su longitud

aplicando el teorema de ?itágoras. Der *cuacin ".

c=√ a2+b2

!cuación '. #eorema de Pitágoras.Fuente !laboración "ro"ia.

Figura 18. ;e"resentación gráfica de los refuer*os.Fuente !laboración "ro"ia.

*n base a la *rror@ :eference source not found, se realiza el siguiente cálculo.

c=√ 502+12 c=1.11m

omo se dijo las columnas son de 1.6m por lo que en total serian 23 m de perfil

más 1.11 m para los esfuerzos. *n este caso la empresa realizo un pedido de dos

barras de 6 m y una de "m., por lo que el peso de las columnas está de la

siguiente manera@

"0


42/61

W columnas=(1.775 kg /m∗13m)(9.81m /s2)

W columnas=226.36 N

*l acero a trabajar se puede ver en la *rror@ :eference source not found.

Figura 1. 5cero de 1B C 1B indicador erde.Fuente +?P 6ndustrial ystems, $01/

BASE

=sta es la suma de todas las fuerzas que actOan sobre ella, y su área de 2.6 m 1.

(icKa base caracteriza por tener un motor de 6.1Rg realizara los desplazamientos

de adelante y atrás. *l cálculo está dado por@

W base=842.38 N +226.36+51.168 N

W base=1,119.866 N

Pbase=1,119.866 N

1.5m2

Pbase=746.57 Pa

"6


43/61

(ebido a que el rango de los aros van de MPa Kasta 6Pa, se opta por encontrar el

acero de menor grado pero con un grado de resistencia optimo, se elige el A*:#

A>S>QSA* 2324


44/61

de 1 revoluciones por segundo. AKora si usamos un motor elJctrico capaz de

levantar dicKa carga en 2".80 segundos, la potencia necesaria será@ P= F ∗d

t

P=1,164.011 N ∗6m

13.64 s =512.02 Nm /s

Cv=512.02

736=0.6956

HP=0.685

8or3+illas

*stos sujetadores tendrán la capacidad de soportar G3Rg, por lo que el epso que

soportaría es de 919. N , por lo que slo se desplazarán a G6 cm, ya que slo

meterá la caja y la dejará en base a ello se determina que el tiempo para recorrer

dicKa distancia es de 2.G3 segundos.

P=686.7 N ∗.75m1.70 s

=302.95 Nm/s

Cv=302.95

736=0.4116

HP=0.4058

5ol+mnas

*stas barras se caracterizan por soportar el peso de la estiba, del motor que está

sobre la misma y las cargas tanto de la cabina como de las Korquillas, por lo que

el total sería 1*%.((1 N , debido a que Jsta es la encargada de subir la carga, su

"G


45/61


46/61

a ello, slo se seleccionan los que ofrecen un buen precio, además de la

accesibilidad de pagos, envíos y la calidad del material, así como el tiempo de

garantía del mismo.

?or su parte, la empresa S)? >ndustrial Systems se fue muy accesible respecto a

las medidas del perfil ?9: requerido, por lo que el pedido fue especial. *n la

siguiente 9abla 5 se muestra el costo de los materiales adquiridos.

Unidad Materiales Proveedor Precio

C/U

Total

MXN

-.0intura

4erosol

#erreter5a

%( 6/1

+

otor

reductor

7 'p

%&'()) 6-,/11

./mt

s

Cable calibre

.1%&) 611

-&ariador de

velocidad%/'()) 6*,/11

0Ruedas de

4cero%/)) 68.11

- Estructura

$oldadura y#or%a

%1(')))6./,11

1--1%

g

03R 4cero

.9. %16 68,.8

-2m Riel %/) 6/1

-34m. :ase de 4cero %()) 6-/1

. 4rduino ;N<Electrónica

%/)) 6=11

-/ Cable de 2ilos %1) 6.11

Gastos Extras %()) 6/11

Total6**,=-

8

#abla @. %osto de materiales.Fuente !laboración "ro"ia.

(. P)&4)##'?$ +(0 dAas/)o primero que se realiz fue la programacin en Arduino, ya que esta es la parta

más compleja en cuanto softIare se refiere. ?or lo que primero se determin

cuáles son las variables de entrada y cuáles son las de salida.

"5


47/61

*n base a ello se pens en la funcin que debían cumplir dicKas variable, y buscar

la manera de que el operador sintiera armonía en cuanto a la interfaz, que no se le

dificultara su interpretacin. ?or ende se decide que lo mejor será el uso de un

control remoto, ya que se está más familiarizado con ello que con botoneras.

Figura 1=. Declaración de ariables.Fuente !laboración "ro"ia.

?rimero se incluye la librería I


48/61

Figura 1@. Datos recibidos del control remoto.Fuente !laboración "ro"ia.

*stos datos numJricos van desde el botn uno Kasta el botn siete. )a variable

I


49/61


50/61


51/61

Figura $'. 5scenso y Descenso de columna.Fuente !laboración "ro"ia.

*l cdigo cuatro corresponde al descenso de la columna, la cual puede venir con o

sin la carga, es decir sin los productos se muestra sus respectivas acciones.

:especto a las Korquillas, Jstas permanceran en su lugar con o sin productos,

despues de mover la base al racR deseado, y de asender o descender el producto

Kacia la ubicacin dada, las Korquillas saldran o permaneceran en su estado

normal, segOn ñlo infique el operador. Der la *rror@ :eference source not found

que muestran la entrada y salida de estos sujetadora.

Figura $(. alida y !ntrada de -orquillas.

Fuente !laboración "ro"ia.

omo ultimo caso se tiene el boton de apagado total, el cual viene dado por el

boton sietes del control remoto, la sentencia indica que si el bototn se encuentra

activo Jste debe realizar la accione de mantenerlo encendido, ver la *rror@

:eference source not found.

Figura $8. >otón de a"agado.Fuente !laboración "ro"ia.

00


52/61

(icKo boton debe realizar las siguientes acciones, que es apagar todos los

actuadores que en su momento esten operando, este boton es de emergencia, en

caso de que sucede un accidente, ver la *rror@ :eference source not found.

Figura $. 5cciones del botón de a"agado.Fuente !laboración "ro"ia.

?ara finalizar el programa se introduce la setencia serial . rintIn C#al+e, esto se

verá reflejado en una ventana alterna de arduino, y la sentencia irrec#.res+me Ces para iniciar nuevamente el programa, para realizar nuevamente la lectura. Der

la *rror@ :eference source not found.

Figura $7. Parte final del código.Fuente !laboración "ro"ia.

5one)iones eléctricas: respecto a este tema se realizan los respectivos

diagramas para los motores, Jstos son el diagrama de fuerza y el de control, los

cuales tienen el objetivo que facilitar la identificacin de los componentes y que su

estudio en caso de que eNista una avería sea coKerente. Der la (iagrama 0.

*n dicKo diagrama0 se observa que entre los contactos KM" y KM% se encuentra

un variador de velocidad, cuya funcin es regular la rapidez de la máquina, así

como cambiarle el giro. *l esquema funciona para toda la máquina, es decir, la>ase, %olumna y 3orquillas, en Jl se observa un relJ tJrmico 4


53/61

Diagrama (. Fuer*a de motor trifásico.Fuente !laboración "ro"ia.

*n la se muestra el diagrama de control 6, el cual tiene la misma interpretacin que

el diagrama de fuerza, slo que Jste muestra de forma más específica los

componentes del circuito. *s decir muestra que es lo que está conectado entre

cada línea. (icKa nomenclatura se encuentra en la 9abla 22.

5!-

Interruptor di>erencial '- otor tri>!sico

5'-

Interruptormagnetot(rmico

#&-

L!mpara de marc2a

%'-

Contactor 2 #&

.L!mpara de rel( t(rmico

%'.

Contactor 1 SB-

$eta de emergencia

!6-

Rel( t(rmico SA

-Interruptor puesta enmarc2a

SA.

Conmutador para la inversión de giro

#abla 11. imbologAa del diagrama.Fuente !laboración "ro"ia.

6 *n el apartado de aneNo se puede visualizar la imagen completa.

08


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Diagrama 8. %ontrol del motor.Fuente !laboración "ro"ia.

*. S'@3#'?$ +7 dAas/)as primeras pruebas que se realizaron fueron por etapas, debido a que no se

disponía de toda la máquina, por lo que lo primero que se realiz fue la simulacin

de la base. )a cual cuando se compilo al Arduino, es decir al KardIare, Jste cargde manera correcta, por lo que no Kubo problemas. Al probar que el cdigo no

tenía errores, en base a Jste, se realizaron los otros tres, ya que ambas partes de

la máquina se basan en el mismo principio de funcionamiento.

R+,@3%#*&,

(e acuerdo a las entrevistas realizadas, se determina que eNiste un problema en

cuanto a la distribucin de productos, lo cual en vez de generar ingresos sloaumenta las pJrdidas monetarias. Se investiga acerca del tipo de accidentes serios,

los cuales pueden ser posibles Kernias, lo que conllevaría a una cirugía, por lo que la

implementacin de una maquina era indispensable.

:especto a la máquina se investiga cual sería la forma más cmoda de realizar, por

lo que en base de otros modelos eNistentes en el mercado se decide realizar una,

adaptándose a las necesidades de la empresa. (urante la investigacin se verifico el

precio de Jstas máquinas y slo por soportar 63 Rg Jstas tiene un valor mayor a

233,333 &M+, lo cual es poco ventajoso ya que la máquina se encuentra fuera de la

regin, por lo que el proceso de traslado lejos de ser tardío es complicado, ya que se

pueden perder piezas indispensables de dicKo aparato en el trayecto de origen a

destino.

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*n base a las medidas determinadas, se decide buscar el material, los cuales

pueden ser de medio uso pero que se encuentre en buenas condiciones, por ende se

realiza una serie de cálculos, los cuales ayudarán a dar forma a los elementos y

además es indispensable verificar que el elemento que uno cre se encuentre en el

mercado, sobre todo de comparar la características deseadas con las que el

proveedor ofrece.

*n base a ello se busca el material de acero, para lo cual es necesario conocer la

resistencia o la fuerza que aguantarán, por lo que los conocimientos básicos de física

estuvieron presentes. (e acuerdo al cdigo la máquina tenía que funcionar, pero este

result un poco tedioso debido a que no se sabía con eNactitud el proceso a realizar

?or otra parte los diagramas de fuerza y de mando, son elementos con los que el

operador de la máquina debe estar un tanto familiarizado, ya que con el tiempo es

necesario darle mantenimiento al prototipo, por lo que es importante conocer dnde

va conectado cada elemento.

A$(3',',

)os objetivos mencionados se cumplieron a como se plane al principio. Se

obtuvieron buenos resultados en todas las pruebas que se realizaron tanto en la

estructura como en la programacin. *n la parte de la estructura se tuvieron que

Kacer pruebas del de soporte por lo que fue necesario buscar las posibles frmulas

para calcular dicKa magnitud.

*n el proceso se encontraron mucKas frmulas para encontrar la potencia de un

motor, pero se opt por la confiabilidad en la ecuacin que ofrece la marca de

motores Z*', en ella se mostraba de forma general como realizar los cálculos, los

cuales fueron satisfactorios. (ebido a que la estructura era de material resistente y a

la vez ligero, dicKa maquina no pesaba mucKo, a diferencia de otras de su tipo.

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C#/#'*#* 0 K4 80 4

A3#$+ 2.8

P)&%+'?$ N+#- NOM N+#- ANSI

P)+'& -000 M9N 180-000 M9N

#abla 1'. %om"araciones t


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Figura $@. %olumnas.Fuente !laboración "ro"ia.

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. CONCLUSIONES 5 RECOMENDACIONES 1!2

CONCLUSIONES

RECOMENDACIONES

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8. FUENTES DE INFORMACIÓN

6"


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". ANE9O

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