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dc.contributor.advisorRueda Sánchez, Oscar Eduardospa
dc.contributor.advisorRoa Prada, Sebastiánspa
dc.contributor.authorMoncada Castro, Julián Felipespa
dc.coverage.spatialBucaramanga (Santander, Colombia)spa
dc.date.accessioned2020-07-29T02:58:12Z
dc.date.available2020-07-29T02:58:12Z
dc.date.issued2019
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/20.500.12749/7090
dc.description.abstractEl presente proyecto de grado consiste en el diseño y simulación de una máquina de encajado de bobinas de cable freetox C10 y alambres (A10 y A12) por rollos de 100 [m] y 50 [m] para la empresa Nexans; se realizó con el fin de automatizar la etapa de encajado del producto final, incrementando la eficiencia de la producción y eliminando la necesidad de un operario. Se hizo una investigación previa utilizando la metodología en V, la cual, está orientado en la presentación grafica del ciclo de vida de un proyecto, dicha metodología la compone también el análisis de la información recopilada, selección de la alternativa de solución y la evaluación de la solución técnica; elementos necesarios para la solución del proyecto. Se diseño una máquina en el software SolidWorks cumpliendo los estándares ingenieriles para el buen funcionamiento y las especificaciones de la empresa Nexans como el área máxima disponible a utilizar. Para la validación de los materiales se elaboraron análisis por elementos finitos en el software ANSYS para cada uno de los subconjuntos compuestos por la máquina, con el fin de determinar el factor de seguridad óptimo para su construcción. Se elaboro una propuesta de automatización comprobando el diseño, los sensores y los actuadores neumáticos y eléctricos utilizando una simulación conectando TIA portal, LabVIEW y SolidWorks, con el fin de determinar si la propuesta de automatización cumple con los requerimientos de la máquina. Finalizando este proyecto podrán observar las conclusiones y recomendaciones previas de un respectivo análisis e interpretación obtenidos de los diferentes resultados proporcionados por las simulaciones realizadas.spa
dc.description.tableofcontents1 INTRODUCCIÓN ............................................................................................ 21 2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ............................................................. 22 3 JUSTIFICACIÓN ............................................................................................. 23 4 OBJETIVOS .................................................................................................... 24 5 ESTADO DEL ARTE ...................................................................................... 25 5.1 CPK ......................................................................................................... 25 5.2 ULMA D12H ............................................................................................ 26 5.3 NET 2 (Máquina de encajado de mallas) ................................................. 28 5.4 DUETII PACKAGING ............................................................................... 29 5.4.1 ENCAJADORA ROBOTIZADA ............................................................ 29 5.4.2 ENCAJADORA POR CAÍDA ................................................................ 30 5.5 PROYECTO DE GRADO “DISEÑO Y SIMULACIÓN DE UNA MÁQUINA AUTOMATIZADA PARA EL SELLADO DE DOS TIPOS DE CAJA PARA LA INDUSTRIA COSMÉTICA” ................................................................................. 31 6 METODOLOGÍA ............................................................................................. 32 6.1 ANÁLISIS DE LA INFORMACIÓN RECOPILADA ................................... 37 6.2 SELECCIONAMIENTO DE ALTERNATIVA DE SOLUCIÓN ................... 38 6.3 EVALUACIÓN DE SOLUCIÓN TÉCNICA ............................................... 43 6.3.1 METODOLOGÍA DE CALIDAD QFD ................................................... 43 7 MARCO TEÓRICO ......................................................................................... 47 7.1 AUTOMATIZACIÓN................................................................................. 47 7.1.1 APLICACIONES DE LA AUTOMATIZACIÓN ...................................... 48 7.1.1.1 Automatización en invernaderos ...................................................... 48 7.1.1.2 Automatización en la industria química ............................................ 48 7.1.1.3 Automatización en la industria automotriz ........................................ 49 7.2 BANDAS TRANSPORTADORAS ............................................................ 50 7.2.1 CÁLCULOS PARA UNA BANDA TRANSPORTADORA ..................... 50 7.3 CORREAS DENTADAS .......................................................................... 60 7.3.1 CÁLCULOS PARA UNA CORREA DENTADA .................................... 61 7.4 ELEMENTOS ESTRUCTURALES PARA LA CONSTRUCCIÓN DE LA MÁQUINA........................................................................................................... 67 7.4.1 Aluminio ............................................................................................... 67 7.4.1.1 Perfiles de aluminio .......................................................................... 68 7.4.2 Acero .................................................................................................... 68 7.4.2.1 Aceros al carbono ............................................................................. 69 7.4.2.2 Aceros de fácil máquinabilidad ......................................................... 70 7.4.2.3 Aceros aleados para aplicaciones en construcciones comunes ....... 70 7.4.2.4 Aceros inoxidables ........................................................................... 70 7.4.3 Polímeros ............................................................................................. 71 7.4.4 Tornillos ............................................................................................... 71 7.4.5 Soldadura ............................................................................................. 72 7.5 ELEMENTOS PARA SELLADO .............................................................. 72 7.5.1 Cinta adhesiva ..................................................................................... 72 7.5.2 Grapas ................................................................................................. 73 7.5.2.1 Grapas para proporcionar un sellado a las cajas ............................. 73 7.5.3 Sellado termo-fundible ......................................................................... 74 7.6 SENSORES DE PROXIMIDAD ............................................................... 75 7.6.1 SENSORES INDUCTIVOS .................................................................. 75 7.6.2 SENSORES CAPACITIVOS ................................................................ 76 7.7 PLC’s ....................................................................................................... 77 7.7.1 Estructura de un PLC ........................................................................... 78 7.7.1.1 Fuente de alimentación .................................................................... 78 7.7.1.2 Unidad de procesamiento central (CPU) .......................................... 78 7.7.1.3 Módulo o interfaces de entrada y salida ........................................... 78 7.7.1.4 Unidad de programación .................................................................. 79 7.7.2 Tipos de programación para autómatas ............................................... 79 7.8 ACTUADORES NEUMÁTICOS ............................................................... 80 7.8.1 Actuadores lineales de simple efecto ................................................... 80 7.8.2 Actuadores lineales de doble efecto .................................................... 81 7.8.3 Fuerza desarrollada por un actuador lineal .......................................... 81 7.9 ACTUADORES ELÉCTRICOS ................................................................ 82 7.10 RODAMIENTO ........................................................................................ 82 8 DISEÑO DE LA ARQUITECTURA FÍSICA ..................................................... 84 8.1 DISEÑO CONCEPTUAL ......................................................................... 84 8.2 DISEÑO MECÁNICO ............................................................................... 86 8.2.1 Banda transportadora curva ................................................................. 87 8.2.1.1 Análisis para la implementación de la banda transportadora curva . 88 8.2.1.2 Análisis estático por elementos finitos estructura banda transportadora curva ..................................................................................... 100 8.2.2 Soporte paso de bobinas de cable ..................................................... 109 8.2.2.1 Análisis estático por elementos finitos soporte paso de bobinas de cable…….………………………………………………………………………….109 8.2.3 Sistema armado y traslado de cajas de cartón corrugado ................. 117 8.2.3.1 Análisis del sistema de ventosas .................................................... 117 8.2.3.2 Análisis del sistema lineal accionado por una correa dentada ....... 126 8.2.3.3 Análisis del sistema de traslado de cajas accionado por correas dentadas ....................................................................................................... 138 8.2.3.4 Análisis estático por elementos finitos estructura sistema de armado de cajas de cartón corrugado y soporte encajado de bobinas de cable ....... 144 8.2.4 Sistema sellado de cajas de cartón corrugado .................................. 159 8.2.4.1 Análisis del sistema de sellado de cajas accionado por correas dentadas ....................................................................................................... 160 8.2.4.2 Análisis estático por elementos finitos estructura sistema sellado de cajas de cartón corrugado soporte inferior y superior. .................................. 167 8.2.5 Soporte cabezal de grabado de cinta adhesiva ................................. 182 8.2.5.1 Análisis estático por elementos finitos soporte cabezal de grabado de cinta adhesiva ............................................................................................... 184 8.2.6 Soporte de cajas final ......................................................................... 191 8.2.6.1 Análisis estático por elementos finitos soporte de cajas final ......... 192 9 SELECCIÓN DE LOS ACTUADORES ELÉCTRICOS Y NEUMÁTICOS ..... 199 9.1 SELECCIÓN DE LOS ACTUADORES ELÉCTRICOS .......................... 199 9.1.1 Motor banda transportadora curva ..................................................... 200 9.1.2 Motor sistema lineal accionado por una correa dentada .................... 200 9.1.3 Motor sistema de traslado de cajas accionado por correas dentadas 201 9.1.4 Motor sistema sellado de cajas de cartón corrugado ......................... 202 9.2 SELECCIÓN DE LOS ACTUADORES NEUMÁTICOS ......................... 203 9.2.1 Cilindro neumático traslado de bobinas de cable de la cinta transportadora a su respectiva caja .............................................................. 204 9.2.2 Cilindro neumático para el soporte paso de bobinas de cable ........... 210 9.2.3 Cilindro neumático selección de las cajas de cartón corrugado ......... 214 9.2.4 Cilindro neumático soporte succión de las cajas de cartón corrugado ………………………………………………………………………………217 9.2.5 Cilindro neumático soporte sistema total armado de cajas de cartón corrugado ...................................................................................................... 221 9.2.6 Cilindro neumático doblez de los pliegues de la caja de cartón corrugado ...................................................................................................... 225 10 SELECCIÓN DE INSTRUMENTACIÓN ....................................................... 229 10.1 CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMABLE ....................................... 229 11 SELECCIÓN DE SENSORES ...................................................................... 231 11.1 SENSORES CAPACITIVOS .................................................................. 231 11.2 SENSORES FINALES DE CARRERA .................................................. 232 12 RELACIÓN COSTO-BENEFICIO ................................................................. 232 13 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ................................................ 240 14 BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................. 242spa
dc.format.mimetypeapplication/pdfspa
dc.language.isospaspa
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/*
dc.titleDiseño y simulación de una máquina de encajado de bobinas de cable freetox C10 y alambres (A10 y A12) por rollos de 100 [m] y 50 [m] para la empresa Nexansspa
dc.title.translatedDesign and simulation of a machine for the packaging of freetox C10 cable coils and wires (A10 and A12) for rolls of 100 [m] and 50 [m] for the company Nexanseng
dc.degree.nameIngeniero Mecatrónicospa
dc.publisher.grantorUniversidad Autónoma de Bucaramanga UNABspa
dc.rights.localAbierto (Texto Completo)spa
dc.publisher.facultyFacultad Ingenieríaspa
dc.publisher.programPregrado Ingeniería Mecatrónicaspa
dc.description.degreelevelPregradospa
dc.type.driverinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesis
dc.type.localTrabajo de Gradospa
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.subject.keywordsMechatroniceng
dc.subject.keywordsAutomationeng
dc.subject.keywordsMachineeng
dc.subject.keywordsDesigneng
dc.subject.keywordsFinite element analysiseng
dc.subject.keywordsMechanizationeng
dc.subject.keywordsTechnological changeeng
dc.subject.keywordsAutomatic machineryeng
dc.subject.keywordsElectric cableseng
dc.subject.keywordsTroubleshootingeng
dc.identifier.instnameinstname:Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNABspa
dc.identifier.reponamereponame:Repositorio Institucional UNABspa
dc.type.hasversioninfo:eu-repo/semantics/acceptedVersion
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccessspa
dc.rights.accessrightshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2spa
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dc.contributor.cvlacRueda Sánchez, Oscar Eduardo [0000100258]*
dc.contributor.cvlacRoa Prada, Sebastián [0000295523]*
dc.contributor.googlescholarRoa Prada, Sebastián [xXcp5HcAAAAJ]*
dc.contributor.orcidRueda Sánchez, Oscar Eduardo [0000-0001-6147-5980]*
dc.contributor.orcidRoa Prada, Sebastián [0000-0002-1079-9798]*
dc.contributor.scopusRoa Prada, Sebastián [24333336800]*
dc.contributor.researchgateRueda Sánchez, Oscar Eduardo [Oscar-Sanchez-37]*
dc.contributor.researchgateRoa Prada, Sebastián [Sebastian_Roa-Prada]*
dc.subject.lembMecatrónicaspa
dc.subject.lembMecanizaciónspa
dc.subject.lembCambio tecnológicospa
dc.subject.lembMaquinaria automáticaspa
dc.subject.lembCables eléctricosspa
dc.subject.lembLocalización de fallasspa
dc.identifier.repourlrepourl:https://repository.unab.edu.cospa
dc.description.abstractenglishThe present degree project consists of the design and simulation of a machine for the packaging of freetox C10 cable coils and wires (A10 and A12) for rolls of 100 [m] and 50 [m] for the company Nexans. It was carried out in order to automate the stage of packing the final product, increase production efficiency and eliminate the need for an operator. A previous investigation was done using the V methodology, which is oriented the graphical presentation of the life cycle of a project. This methodology is made up of the analysis of the information collected, selection of the solution alternative and the evaluation of the technical solution – all of which are necessary elements for the solution of the project. A machine was designed in SolidWorks software complying with engineering standards for proper operation and the Nexans company specifications as the maximum available area to use. For the validation of the materials, finite element analyzes were prepared in the ANSYS software for each of the subsets made up of the machine, to determine the optimal safety factor for its construction. An automation proposal was developed by testing the pneumatic and electrical design, sensors, and actuators using a simulation connecting TIA portal, LabVIEW, and SolidWorks to determine if the automation proposal meets the machine's requirements. At the end of this project you will be able to observe the conclusions and previous recommendations of a respective analysis and interpretation obtained from the different results provided by the simulations carried out.eng
dc.subject.proposalAutomatizaciónspa
dc.subject.proposalMáquinaspa
dc.subject.proposalDiseñospa
dc.subject.proposalAnálisis de elementos finitosspa
dc.type.redcolhttp://purl.org/redcol/resource_type/TP
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia*
dc.coverage.campusUNAB Campus Bucaramangaspa
dc.description.learningmodalityModalidad Presencialspa


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