Diseño de un sistema de troquelado para cajas de baterías de plomo

Abstract

En Ecuador las plantas que fabrican baterías de plomo tratan de automatizar los procesos de elaboración de este producto, entre ellos el proceso de troquelado, que consiste en realizar perforaciones en puntos específicos de las carcasas de baterías para permitir la unión soldada de las placas de plomo. Este proceso se realiza colocando la caja sobre mesas, a las cuales se les acoplan moldes específicos para cada modelo de batería, y posteriormente un operador acciona un sistema neumático de forma manual el cual realiza la perforación de la caja. Lo cual, ante la demanda actual resulta ineficiente, por lo que se plantea diseñar un sistema de troquelado para cajas de baterías de plomo, automatizado, basado en una mesa XYZ que desplaza un mecanismo de perforación hasta el punto requerido para que realice el agujero. Se utilizó un PLC Siemens S7-1200 para la programación de la secuencia del sistema, adicionalmente se realizó la selección de servomotores General Motors con sus respectivos controladores, actuadores neumáticos, sensores inductivos y ópticos de Festo, y una pantalla HMI Siemens SIMATIC Comfort Panel para la interfaz gráfica. En cuanto al diseño mecánico se hicieron los análisis de fuerzas correspondientes para la selección de tornillos de potencia, rodamientos, rieles y material del ensamble. Luego se realizó un análisis de esfuerzos a cada pieza, obteniendo un factor de seguridad entre 6 y 15, asegurando así la capacidad del ensamble. De esta forma se consiguió diseñar un sistema automatizado que realiza la operación de troquelado de forma más eficiente y sin dependencia de un operador.