Ejecución

Una maquina embotelladora realiza la tarea de envasar líquidos en un recipiente de manera eficiente, las empresas con el fin de aumentar producción y obtener mayor distribución emplean aparatos electrónicos para automatizar sus procesos.

Esta máquina constaría de 4 procesos totalmente automatizados para volver mas eficiente el proceso de embotellado dentro de las empresas.

PROCESOS:

• LAVADO

La limpieza de las botellas vacías es probablemente el paso más importante en el embotellado de agua. Debido a que una limpieza adecuada es la única manera de asegurar la higiene y seguridad del agua que se está embotellando.

En este sector de la maquina avanzan las botellas a un punto en el cual son tomadas mediante un sistema de pistones, Para posteriormente darles un giro de 180 grados para llegar a donde por medio de una manguera ya previamente ubicada procedería a producirse el lavado de las botellas.

• LLENADO

Llenar las botellas con agua es sin ninguna duda el objetivo de cualquier planta embotelladora de agua.

Este proceso es bastante sencillo: las botellas son llevadas por medio de la banda al sector de llenado, Las boquillas situadas sobre las botellas las cuales descienden con la ayuda de dos pistones que esta ubicados a los costados para posteriormente verter el agua a las botellas hasta que el agua alcanza el nivel que indica que esta lleno el cual se controla por medio de un sensor de agua ubicado en las mismas boquillas.

• TAPONADO

Es el paso final del embotellado de agua.

Las botellas se mueven del sector de llenado a el sector de taponado donde al momento que la botella llega al lugar donde se le colocaría el tapón 2 pistones se ejerce presión en la boca de la botella para sostenerla para que luego un tercer pistón ubicado sobre la botella baje un pequeño taladro que estaría ejerciendo el giro y la fuerza necesaria con el cual realizara el sellado de la botella.

• ETIQUETADO

El proceso final de nuestra máquina.

Las botellas ya selladas avanzan al sector de etiquetado donde las etiquetas ya estarían ubicadas a un costado de la banda haciendo que el rose de la botella haga que se pegue a este misma con ayuda de una segunda banda la cual su función seria el realizar un giro de 360 grados de la botellas ayudando a que se realice el etiquetado completo automáticamente, dejando las botellas listas para su comercialización.

LA AUTOMATIZACION EN LA INDUSTRIA:

El desarrollo e innovación de nuevas tecnologías y la automatización de procesos industriales, A través de los años, ha dado lugar a diversos avances significativos, los cuales han permitido a las compañías implementar procesos de producción más eficientes, seguros y competitivos.

La automatización es la aplicación de máquinas o de procedimientos automáticos en la realización de un proceso o en una industria. La automatización de los procesos de fabricación ha propiciado un gran aumento de la producción.

El objetivo de la automatización es generar la mayor cantidad de producto en el menor tiempo posible, con la finalidad de reducir los costos y garantizar una uniformidad en la calidad del producto, así como una rápido retorno de inversión.

Estos avances han sido posible gracias al desarrollo de distintas tecnologías, por ejemplo la instrumentación nos permite medir las variables de la materia en sus diferentes estados, gases, sólidos y líquidos, la hidráulica y la neumática nos proporciona la fuerza necesaria para mover servos motores que son los encargados del movimiento, que con un control adecuado nos permite mover una bomba ,prensar o desplazar un objeto.

Los sensores nos indican lo que está sucediendo en el proceso, donde se encuentra en un momento determinado y enviar una señal que el permita seguir con el siguiente proceso.

Los sistemas de comunicación enlazan todas las partes y los controladores lógicos programables o por sus siglas PLC se encargan de controlar que todo tenga una secuencia, toma de decisiones de acuerdo a una programación pre establecida.

La automatización se puede aplicar en muchas industrias entre las que mencionaremos solo algunas:

1. -Industria textil.

2. -Industria electrónica.

3. -Industria alimentaria.

4. -Industria automotriz.

5. -Industria agrícola.

COMPONENTES ELECTRICOS Y NEUMATICOS:

• PLC: Controlador Lógico Programable (Programmable Logic Controller). Un PLC es un “cerebro” que activa los componentes de la maquinaria para que desarrollen actividades potencialmente peligrosas para las personas, muy lentas o imperfectas. Se encarga de ejecutar la programación de la máquina.

• Actuador: Es un dispositivo inherentemente mecánico cuya función es proporcionar fuerza para mover o "actuar" otro dispositivo mecánico.

• Cilindro de simple efecto: Los cilindros de simple efecto son aquellos que solo realizan un trabajo cuando se desplaza su elemento móvil (vástago) en un único sentido; es decir, realizan el trabajo en una sola carrera de ciclo. El retroceso se produce al evacuar el aire a presión de la parte posterior, lo que devuelve al vástago a su posición de partida. Son los pistones que estarán actuando en las diferentes etapas de la máquina.

• Electroválvula: es una válvula electromecánica, diseñada para controlar el paso de un fluido por un conducto o tubería. Se encargara de dar paso al agua para llenar las botellas.

• Sensor: Es un dispositivo capaz de detectar magnitudes físicas o químicas llamadas variables de instrumentación y convertirlas en variables eléctricas.

• Sensor de agua: Es un instrumento que da una señal, indicando que la botella ya está llena (en la etapa de llenado).

• Sensor de proximidad: Este instrumento indica cuando una botella está en posición, para que los pistones actúen (en la etapa de taponado).

• Contador: se encarga de contar las botellas que pasaran a la etapa de lavado.

• Electroválvula: Es un dispositivo que se divide en dos partes fundamentales, el solenoide y la válvula. El solenoide convierte energía eléctrica en energía mecánica para activar la válvula (se encarga de llenar las botellas con el liquido establecido en la etapa de llenado).

• Motor: Es la parte de una máquina capaz de hacer funcionar el sistema, transformando algún tipo de energía (eléctrica, combustibles fósiles, etc.) en energía mecánica capaz de realizar un trabajo. Es el que mueve la banda transportadora de la máquina.

• Bomba de agua: es una máquina generadora que transforma la energía con la que es accionada (generalmente energía mecánica) en energía del fluido incompresible que mueve. Se encargará de suministrar agua a las botellas en la etapa de llenado.

• Compresor de aire: es un dispositivo neumático que convierte la energía (usando un motor eléctrico, un motor diésel o de gasolina, etc.) en energía potencial almacenada en aire presurizado. Se encargar de suministrar el aire para los pistones.

CONTROLADOR LOGICO PROGRAMABLE (PLC):

Un PLC o controlador lógico programable es un dispositivo electrónico utilizado para controlar de forma automática distintos procesos o maquinas.

Estos PLC son computadoras capaces de automatizar procesos electromecánicos. Son muy utilizados en muchas industrias y maquinas. Estas computadoras son de fácil manejo por el operador, robustas, flexibles y económicas.

Un PLC puede ser pensado como un ordenador teniendo en cuenta que dispone de una CPU, un módulo de memorias, entradas/salidas, unidad de programación y una fuente de alimentación. En ese orden de ideas, para su funcionamiento se requiere de un cierto grado de programación previa para que así se ejecuten las funciones deseadas. Así mismo, la programación necesita de un software específico para que se ajuste a cada contexto, marca, lenguaje, etc.

CPU: Es la Unidad de Procesamiento Central encargada de la decodificación según sea la programación del dispositivo. Es la que permite que el equipo funciones como una computadora y así interpretar códigos.

Fuente de alimentación: Es la que brinda energía eléctrica.

Módulos de entradas/salidas: Están anexos entre el CPU y el mecanismo que se controla. El módulo de entrada retroalimenta al PLC para que la información se procese correctamente. El módulo de salida va a enviar la respuesta una vez se realice la retroalimentación y esto va a los actuadores para que el proceso se controle.

Módulo de memorias: Aquí se almacena el software del PLC. Esta memoria puede ser RAM, ROM o PROM según corresponda.

Ventajas y desventajas de un PLC:

Ventajas:

• Permite automatizar procesos en un proyecto.

• El mantenimiento es bajo.

• La instalación es personalizada.

• Es posible tener acceso remoto a la interfaz de la máquina, además de visualizar cuál es el estado de un proceso.

• Los procesos se pueden modificar remotamente cuando sea necesario.

• Ahorran tiempos en la elaboración de proyectos.

• Se pueden realizar modificaciones sin que se generen costos adicionales.

• Su tamaño es reducido y el mantenimiento tiende a ser de bajo costo.

• Soportan vibraciones mecánicas que la maquinaria genera.

Desventajas:

• Tienen la necesidad de contar con técnicos calificados en su uso.

• Requieren de personal especializado para vigilar su funcionamiento y mantenimiento.

NEUMATICA:

¿Qué es?

La palabra Neumática proviene del griego πνεῦμα (pneuma), que significa ‘aire’. De allí, que sea definido como la rama de la mecánica dedicada al estudio de los flujos gaseosos.

Ahora bien, desde un sentido más práctico, se puede describir la neumática como el tipo de tecnología que se emplea para hacer funcionar diversos mecanismos haciendo uso de gases (por lo general aire comprimido, nitrógeno u otros gases inertes), como elementos de transmisión de energía.

En la actualidad, el desarrollo de la neumática ha traído significativos aportes a los procesos industriales de automatización y a la facilitación de actividades en el hogar. Esto se debe a que puede usarse como fuente de energía para mecanismos complejos o sencillos, o como aire acumulado.

Algunas de las ventajas y desventajas de utilizar sistemas neumáticos son:

Ventajas:

• Las máquinas neumáticas pueden ser muy pequeñas, ligeras, rápidas y potentes.

• El aire es ligero y libre si se compara con un fluido hidráulico.

• Puedes almacenar fácilmente aire comprimido.

• Las máquinas neumáticas son seguras incluso aunque se mojen las mangueras de aire o sus componentes.

• Muy recomendable para sistemas de automatización.

• Sus compuestos se caracterizan por ser duraderos y resistentes, lo que lo hace una tecnología rentable.

Desventajas:

• Los sistemas neumáticos pueden ser ruidosos al descargar aire comprimido.

• Se pueden producir perdidas de carga y energía si el circuito es muy extenso.

• El circuito de neumática está formado por diferentes componentes para cumplir a la perfección con sus funciones, por lo tanto, puede perder cierto grado de practicidad para quienes desarrollan trabajos en el hogar o en espacios reducidos.

¿Cómo funcionan?

Los sistemas o circuitos neumáticos, tienen una manera sencilla de funcionar. Están formados por un conjunto de compuestos que les permiten procesar el aire reduciendo el volumen del aire y aumentando la presión, para posteriormente transportarlo a través de mangueras neumáticas, controlando sus condiciones a través de diversas válvulas, hasta llegar al actuador.

Partes de los sistemas neumáticos:

• Compresor de aire: donde se reduce el volumen de aire y se aumenta la presión neumática del gas.

• Depósito o acumulador: para almacenar el aire comprimido.

• Unidad de mantenimiento: que permite acondicionarlo a través de filtros que eliminan los residuos sólidos y líquidos; reguladores con los que se obtiene una presión de aire controlada y consistente y asegura el suministro adecuado de aire para mantener el torque relativo y el control de la velocidad, además de conservar el aire comprimido.

• Lubricadores: que contribuyen al rendimiento óptimo, reducción del desgaste y a alargar la vida de la herramienta.

HIDRAULICOS

DATOS

Dv= 44 mm

Dp= 150 mm

AREA DEL PISTON

Ap= π . Dp² / 4 = 3.1416(150) ² /4 = 17,671.5 mm² = 695.7 in²

AREA DEL VASTAGO

Av= π . Dv² / 4 = 3.1416(44) ² /4 = 1,520.5 mm² = 50.8 in²

AREA ANULAR

Aa= Ap – Av = 17,671.5 – 1,520.5 = 16,151 mm²

FORMULA

F = P . A

F = 500 psi . 695.7 in² = 347.8 Libras

RESULTADOS

Ap= 695.7 in²

Av= 50.8 in²

Aa= 16,151 mm²

F= 347.8 libras

MECANICOS

Banda transportadora:

DATOS:

RPM MOTOR: 1,725

d1= 6cm

d2= 30cm

i= ?

RELACION DE TRANSMICION:

i= d2/d1

i= 30cm / 6cm

i= 5

VELOCIDAD DE GIRO POLEA CONDUCIDA:

i= m1/m2

m2= m1/i

m2= 1,725/5

m2= 345 rpm

• La historia Bardi remonta a 1950, cuando Rino Bardi, junto a 3 técnicos, empezó a proyectar y fabricar las primeras máquinas para llenar y lavar botellas de leche. Desde entonces, la Empresa ha extendido su aplicación a agua, cerveza, bebidas y zumos, haciéndose líder en el mundo del llenado y lavado de botellas.

• La Constancia nace en 1906 en el barrio Santa Cruz en la ciudad de Santa Ana como la primera empresa dedicada al embotellamiento de cerveza en El Salvador: "Rafael Meza Ayáu y Compañía". La empresa inició con 4 marcas de cerveza: Perro, Abeja, Extracto de Malta y Pilsener.

• En el año de 1920, Don Rafael Meza Ayáu fundó la primera planta embotelladora de bebidas gaseosas en San Salvador.

Tras la investigación realizada se demuestra que en el mundo hay un alto nivel de botellas plásticas las cuales pueden ser recicladas y aprovechadas para reducir el daño medio ambiental , Debido a esto concluimos que la creación de esta maquina a día de hoy es muy beneficiosa, ya que gran cantidad del consumo de líquidos en la actualidad están embotellados, y el proceso del embotellado manual puede ser lento y tedioso. A nivel industrial, nuestra máquina ya que realiza sus procesos de manera automática sin necesidad de esfuerzo humano reduce considerablemente los tiempos de producción, y gastos a corto y largo plazo en parte gracias al uso de las tecnologías actuales como PLC, y lo mas importante es que busca reducir la contaminación por medios plásticos en nuestro planeta, lo cual hoy en día es una de las problemáticas mas importantes.