automatizadora de perros calientes

DISEO Y CONSTRUCCIN DE MAQUINA

DISPENSADORA DE PERROSCALIENTES AUTOMTICA

Integrantes

EDWIN MAURICIO VANEGAS P. 20031116005

EDWIN SNEIDER PEA. 20033116002

CARLOS AUGUSTO VERA. 20033116016

IVAN DARIO MEDINA R. 20033116009

PROYECTO DE GRADO

Asesor

NESTOR PENAGOS

UNIVERSIDAD DE SAN BUENAVENTURAFACULTAD DE INGENIERIA

TEC. EN ELECTRNICAVI SEMESTRE

BOGOT2007

CONTENIDO

Pg.

INTRODUCCIN.....................2

ANTECEDENTES2

DESCRIPCIN Y FORMULACIN

DEL PROBLEMA.........................................3

JUSTIFICACIN..3

OBJETIVOS...4

ALCANCES4

LIMITACIONES5

MARCO TEORICO..6

LINEA DE INVESTIGACIN...9

DESARROLLO DEL PROYECTO...10

CIRCUITO DE CONTROL12

PROGRAMA PARA EL PIC.13

DIAGRAMA DE BLOQUES..17

CONCLUSIONES.18

BIBLIOGRAFIA

ANEXOS

1

INTRODUCCIN

El diseo y posterior construccin de la maquina planteada para este proyecto, genera una serie de aspectos complejos vistos desde toda su perspectiva, es decir, existe complejidad en la parte del diseo como en la construccin, en base a ello este trabajo pretende presentar las bases tericas y tcnicas necesarias para el cumplimiento del objetivo general planteado.

Se presentan en este aspectos relevantes para el proyecto, como lo son limitaciones y alcances que lo sitan dentro de viabilidad confiable a los ponentes del proyecto. Adems de ello existe la teora necesaria para su realizacin; se pueden encontrar las herramientas utilizadas en el diseo de la maquina como lo son las medidas y el software utilizado en su modelamiento. Tambin podr encontrar lo relacionado a los materiales utilizados con sus respectivas caractersticas adjuntas.

En resumen se presenta la teora necesaria para el diseo y construccin de una maquina dispensadora de perros calientes automtica.

ANTECEDENTES

Tratando este aspecto desde el punto de vista de referencia, se ha encontrado en la actualidad empresas distribuidoras que ofrecen maquinas para perros calientes que funcionan con corriente elctrica.

Dichas maquinas no fabrican el producto, sino que sirven de vitrina llamativa para el consumidor, citando una de ellas hacemos referencia a la GOLD METAL PRODUCTS CO.(www.gmpopcorn.com), la cual ofrece maquinas de este tipo, otra de ellas se haya en la pagina www.concessionstands.com, que presentan al consumidor maquinas como la hot dog steamers, la cual almacena salchichas y pan que sern utilizadas para la preparacin del perro caliente, adems de ello mantiene las salchichas calientes para su futura utilizacin.

Otra maquina para perros calientes es la hot dog merchandising modelo 174CBA, ubicada en la segunda pagina Web citada, esta maquina presenta dos secciones. La primera de ellas almacena las salchichas y las mantiene calientes en un horno parecido al de los pollos asados (girando), la segunda parte almacena perros calientes preparados, en esta tambin se mantiene caliente el producto.

2

En general todas maquinas citadas o consultadas poseen el mismo sistema de funcionamiento que las dos anteriores, por ello insistimos en que este proyecto revolucionara el mercado de los perros calientes drsticamente.

DESCRIPCIN Y FORMULACIN DELPROBLEMA

DESCRIPCIN

Se pretendedisear y construiruna maquina que mediante procesos, elabore o

fabrique un perro caliente. Tendrtolvas para los ingredientes y ser controlada por

medio de unteclado.

FORMULACIN

Cmo disear y construir una maquina dispensadora de perros calientes automtica?

JUSTIFICACIN

Se pretende innovar en la preparacin del perro caliente, diseando y construyendo una maquina que realice este proceso automticamente, garantizando la reduccin en el tiempo de preparacin influyendo positivamente en el ritmo acelerado con el cual nos movemos actualmente. El otro aspecto importante a solucionar es una drstica mejora en la calidad del producto ya que limitamos la influencia del hombre en el manejo de los ingredientes que lo componen, reduciendo o tal vez eliminando agentes externos que degraden o afecten cada uno de los ingredientes involucrados y que al final se vern reflejados en efectos negativos para la salud del consumidor.

3

OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIN

OBJETIVO GENERAL

Disear y construir una maquina dispensadora de perros calientes automtica.

OBJETIVOS ESPECFICOS:

Reconocer el tipo de control electrnico a implementar.

Examinarcadaunodelosdispositivosmecnicos, neumticosy

electrnicosa utilizar.

Obtener la forma de la maquina con las medidas adecuadas.

Identificar los tiposdemateriales queson adecuados para la construccinde

la maquina.

ALCANCES Y LIMITACIONES

DEL PROYECTO

ALCANCES

El diseo de esta maquina abarca el mercado de comidas, exactamente las comidas rpidas que es un mercado competitivo en la actualidad debido a sus caractersticas asociadas. La maquina que se realizara tendr las siguientes caractersticas:

En primer lugar la maquina tendr un sistema electrnico de seleccin de

ingredientes, destinado a la satisfaccin del gusto del consumidor. Reduccin de tiempo en la preparacin del producto.

Mejora drstica en la calidad del producto en todas sus facetas.

Otro aspecto importante es el impacto que puede llegar a generar en el rea comercial, social y tecnolgico.

En primer lugar citamos el rea comercial, ya que seria entrar en el mercado alimenticio, introduciendo una maquina que elabore un producto de forma electrnica. Adems infiere en la sociedad, mejorando su calidad de vida y finalmente se ocasiona un avance en lo

4

tecnolgico, ya que se innova y se crea una maquina que realiza una tarea humana de forma mas eficiente.

LIMITACIONES

Estamaquina debe ser manipulada por un operario ya que nofue diseada

paraautoservicio.

Elperro resultante noposee todos los ingredientes actualmenteutilizados en

laelaboracin de esteproducto.

Igualmente la cantidad de los componentes esta limitada a la medida de las partes de almacenamiento que posee la maquina.

En base al tem anterior la partes de almacenamientodebenestar

monitoreadas para proveer sus componentes y as satisfacer la cantidad de

solicitudes requeridas.

MARCO DE REFERENCIA

MARCO LEGAL O NORMATIVO

Identificacin delobjeto

Legalmente y conforme al cdigo civil colombiano este inventose identificacomo

unapropiedad intelectual (art. 671 del cdigo civil colombiano y la ley44/93), asu

vezdicha propiedad intelectual esta amparada y protegida por laconstitucin

nacional (Art. 60 y61) respectivamente.

Soporte Legal

Todo lo relacionado a la exportacin y comercializacin deunproductose

encuentra reguladopor el cdigo de comercio, en especial hay que establecerque

estenuevo proyecto o invencin se encuentra protegido por las normasque regulan

lorelacionado alas patentes e invenciones expedida por lacomisindela

comunidad andina en su decisin (486/00) y por decisin (344/92) expedido por la

junta de acuerdo de Cartagena, que regulan lo relacionado al tramite y expedicinde las patentes.

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MARCO TEORICO

NEUMATICA

Ciencia que trata de los movimientos y procesos del aire comprimido.

Propiedades del aire comprimido

Las propiedades del aire comprimido que han contribuido a su popularidad son: abundancia, transporte, almacenaje, temperatura, antideflagrancia, limpieza, velocidad, preparacin, compresin, fuerza, escape, etc.

Fundamentos fsicos

La superficie del globo terrestre est rodeada de una envoltura area. Esta es una mezcla indispensable para la vida y tiene la siguiente composicin:

Nitrgeno aprox. 78% en volumen

Oxgeno aprox. 21% en volumen

Adems contiene trazas, de bixido de carbono, argn, hidrgeno, nen, helio, criptn y xenn.

Para una mejor comprensin de las leyes y comportamiento del aire se indican en primer lugar las magnitudes fsicas y su correspondencia dentro del sistema de medidas. Con el fin de establecer aqu relaciones inequvocas y claramente definidas, los cientficos y tcnicos de la mayora de los pases estn en vsperas de acordar un sistema de medidas que sea vlido para todos, denominado "Sistema internacional de medidas", o abreviado "SI".

La neumtica constituye una herramienta muy importante dentro del control automtico en la industria y en diversos campos, por este motivo creemos que es necesario incluir en nuestro proyecto la parte neumtica.

Es de gran importancia conocer los conceptos ms importantes destinados a operarios y encargados de mantenimiento y manipulacin ya que encontramos en esto un punto de equilibrio para iniciar el trabajo neumtico en la maquina.

6

BANDAS TRANSPORTADORAS

Las bandas transportadoras constituyen sistemas mecanizados para transporte de materiales. En su forma ms elemental, consisten en una banda que recibe su traccin mediante rodillos especiales los cuales a su vez son conducidos por moto reductores. La banda es fabricada, segn su aplicacin, con materiales y dimensiones diferentes y sirve directa o indirectamente para transportar los materiales.

MAQUINAS ELECTRICAS

Las mquinas elctricas sirven para transformar la energa mecnica en elctrica (generadores) o, inversamente, para transformar la energa elctrica en mecnica (motores); es decir que la mquinas elctricas son reversibles y pueden trabajar como generador o como motor.

Estas mquinas asncronas se basan en el principio de la accin de un campo magntico giratorio sobre un arrollamiento en cortocircuito.

El sistema magntico de una mquina asncrona consta de 2 ncleos: el ncleo exterior fijo que tiene la forma de un cilindro hueco y el ncleo cilndrico interior giratorio. La parte fija de la mquina se llama estator y la parte giratoria rotor.

SENSORES

Los sensores son un componente crucial en cualquier mquina o proceso industrial. Los sensores entregan informacin sobre la maquina y el ambiente en el cual est interactuando, al computador (cerebro) de la maquina. El programa computacional de la maquina decide que hacer basndose en esa informacin y en sus propias instrucciones de tareas de alto nivel.

INFRARROJOS:

Descripcin: El sensor es un dispositivo de reflexin por infrarrojos con medidor de distancia proporcional al ngulo de recepcin del haz de luz que incide en un sensor lineal integrado, dependiendo del modelo utilizado, la salida puede ser analgica, digital o booleana.

7

Funcionamiento: El dispositivo emite luz infrarroja por medio de un led emisor de IR, esta luz pasa a travs de una lente que concentra los rayos de luz formando un nico rayo lo mas concentrado posible para as mejorar la directividad del sensor, la luz va recta hacia delante

ycuando encuentra un obstculo reflectante rebota y retorna con cierto ngulo

deinclinacin dependiendo de la distancia, la luz que retorna es concentrada por otra lente

y as todos los rayos de luz inciden en un nico punto del sensor de luz infrarroja que contiene en la parte receptora del dispositivo. Este sensor es un CCD lineal y dependiendo del ngulo de recepcin de la luz incidir esta en un punto u otro del sensor pudiendo de esta manera obtener un valor lineal y proporcional al ngulo de recepcin del haz de luz.

Dependiendo del modelo elegido leeremos de una manera u otra la salida de este con lo cul tendremos que remitirnos al datasheet del modelo elegido para ver su funcionamiento interno.

En los modelos analgicos la salida es un voltaje proporcional a la distancia medida.

En los modelos digitales la lectura ser de 8 bits serie con reloj externo.

En los modelos Booleanos la salida ser de 1 bit y este marcara el paso por la zona de histresis del sensor con lo cual solo tendremos una medicin de una distancia fija.

8

LINEA DE INVESTIGACIN

Nuestro proyecto perteneciente al nodo de electrnica, se basa en la lnea de control que plantea lo siguiente:

Control

Conceptos GeneralesContextualizacin:

Control: consiste en tomar acciones enConocimientos especficos en control

procesos que requieren de algn tipo depara la obtencin de sistemas estables y

parmetros de calidad, procesos queeficientes dentro de la industria y/o

deben tener algn tipo de seguimientoacademia.

con resultados dentro de un rango

permisible y controlado.

Conocimientos ImplicadosContextualizacin:

Es conveniente la creacin de grupos de

Potenciainvestigacin en cada lnea con bastante

Robtica y automatizacininformacin de vanguardia en control y

Instrumentacincada elemento que hace parte de la

Controllnea teniendo en cuenta que el

desarrollo a nivel mundial es constante

y cada vez con mejores y nuevas

tecnologas.

Resultados EsperadosContextualizacin

Proyectos que contribuyan al desarrolloEnfrentar problemas de la sociedad con

de la sociedad y la agricultura, sinun nivel tecnolgico adecuado y

descuidar los dems elementos quepermitiendo la adaptacin de nuevos

pueden cubrir la lnea.conceptos.

AplicabilidadContextualizacin

Acadmicos, industriales, ocio, etc., enLos proyectos enmarcados en esta lnea

donde se requiera la tecnologade investigacin contribuirn, mediante

contemplada por esta lnea.la creacin o adaptacin de tecnologa,

al desarrollo social y al mejoramiento

de la calidad educativa de nuestra

institucin.

RecursosContextualizacin

Currculos flexibles.Para esta lnea es muy importante tener

Redes de comunicaciones, bibliografapresentes lo avances a nivel mundial por lo

internacional actualizada.cual seria muy pertinente capacitar

Laboratorios aplicados a la lnea y aldocentes en el exterior para contribuyan de

avance actual.uniforma definitiva en la lnea de

Docentes actualizados.investigacin.

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ENFOQUE DE LA INVESTIGACIN

Nuestro proyecto se enfoca hacia lo emprico-analtico, cuyo inters es el tcnico, orientado a la interpretacin y transformacin del mundo material, es decir, en este caso modificamos el mundo de las comidas rpidas.

En primer lugar se interpreta y analiza la forma de elaboracin del perro caliente concibiendo las tcnicas actuales; ya hecho el anlisis, se plantea una forma de cambiar el proceso, diseando una maquina que automatice el proceso, modificando el mundo material.

DESARROLLO DEL PROYECTO

La maquina de perros calientes automtica posee dos etapas como lo son el diseo y la construccin. En cuanto a la primera, y sobre la que haremos mas nfasis, se presenta informacin de la descripcin de los elementos involucrados, acompaados de graficas de algunos de ellos.

Inicialmente para el diseo de la maquina se realizaron bocetos de cada uno de los procesos o etapas que en su conjunto crean la maquina dispensadora de perros calientes automtica.

En primer lugar optamos por construir una mesa base la cual fue elaborada en Lamina metlica con antioxidante para evitar su corrosin, adems posee ruedas par su fcil transporte y espacio suficiente para adaptar equipos complementarios para el optimo funcionamiento de la maquina como un compresor y un tablero de control.

Esta mesa tiene las siguientes dimensiones:

Ancho: 60 cm Largo: 140 cm

Alto: 100 cm

Bandas transportadoras

Al desarrollo de la maquina se incorporan dos bandas transportadoras, cuya traccin esta dada por un motorreductor para cada banda de 1/8 de caballo de fuerza, monofsicos a 110v ac, girando a 12 rpm. El movimiento de estos motores es controlado con sensores de

10

posicin que determinan la ubicacin del producto; Cada banda gira sobre dos rodillos elaborados en aluminio.

Paralelamente a las bandas van instaladas guas construidas en acero inoxidable las cuales nos permiten la correcta direccin del producto.

En cuanto a las bandas, la primera realiza el desplazamiento de los panes para la precisa ubicacin del siguiente proceso y cuyas medidas son:

Longitud,120 cm

Ancho,21.5 cm

La segunda banda es utilizada para desplazar el pan durante la adicin de todos y cada uno de los ingredientes. Esta posee las siguientes medidas:

Longitud,120 cm Ancho,7.5 cm

Tolva calentadora y dispensadora de salchichas

Es la primera de las tolvas, construida en acero inoxidable donde mecnicamente se introducen las salchichas; esta tolva esta soportada a un cilindro neumtico de doble efecto el cual realiza el desplazamiento de la salchicha hacia el pan.

Para elevar la temperatura de la salchicha hemos utilizado las caractersticas resistivas de la misma, para transformar energa elctrica en calrica.

La secuencia del proceso esta determinada por sensores magnticos ubicados en el cilindro neumtico.

La corriente aplicada a la salchicha es controlada temporizadamente para evitar que la salchicha se caliente en exceso.

Tolva papas

Elaborada en acero inoxidable y provista de dos cilindros neumticos de doble efecto para controlar la porcin de papas suministrada al perro, adems de ello posee un sensor que indica la posicin de dicha tolva y as evitar cualquier suciedad sobre la banda que lo transporta.

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Tolvas de salsas

Dos tolvas en acero inoxidable provistas de dos inyectores plsticos controlados por dos cilindros neumticos que suministran la cantidad de salsa necesaria al perro.

CIRCUITO DE CONTROL

k6v5

k5v4

v5k4v3

k3v2

s6

s5k2v1

v4s4k9

s3

a3k8s2k9

s2

k8

s1k7

a4k8

k9

k2s2k7

k7m2s5k7k6

v3

s4k7k5

m1

a4s3k4

k3

a3k7k8

s2a3a4k3

k1k2

s1a1s6k2

v2

s1a1k1

a1

v1

12

PROGRAMA PARA EL PIC

#INCLUDE

PEDIDOEQU 0X20

DATOEQU 0X21

DIRECCIONEQU 0X22

CONTADOREQU 0X23

CONT1EQU 0X24

CONT2EQU 0X25

CONT4EQU 0X26

PROGRA

BSFSTATUS,5; BANCO 1

BCFSTATUS,6

MOVLW0XFF

MOVWFTRISB; PUERTO B COMO ENTRADA

CLRFTRISC; PUERTO C COMO SALIDA

VOLVER

BCFSTATUS,5; BANCO 0

MOVLW0X00

MOVWFPEDIDO

MOVLW0X00

MOVWFDATO

MOVLW0X00

MOVWFDIRECCION

MOVLW0X00

MOVWFCONTADOR

MOVFPEDIDO,0

MOVWF PORTC; MOSTRAMOS REGISTRO "PEDIDO" EN EL PUERTO C

PROGRA1

BTFSSPORTB,0; PREGUNTAMOS SI HAY UN 1 EN EL PULSADOR DE "PAPAS"

GOTOAA

BSFPEDIDO,2; PONEMOS UN 1 EN EL BIT QUE ACTIVA EL SENSOR DE PAPAS

CALLPITO

CALLTIEMPO

GOTOAA

AA

BTFSSPORTB,1; PREGUNTAMOS SI HAY UN 1 EN EL PULSADOR DE "SALSA DE TOMATE"

GOTOAB

BSFPEDIDO,3; PONEMOS UN 1 EN EL BIT QUE ACTIVA EL SENSOR DE SALSA DE

CALLPITOTOMATE

CALLTIEMPO

GOTOAB

AB

BTFSSPORTB,2; PREGUNTAMOS SI HAY UN 1 EN EL PULSADOR DE "SALSA MOSTAZA"

GOTOAC

BSFPEDIDO,4; PONEMOS UN 1 EN EL BIT QUE ACTIVA EL SENSOR DE SALSA MOSTAZA

CALLPITO

CALLTIEMPO

GOTOAC

13

AC

BTFSSPORTB,3; PREGUNTAMOS SI HAY UN 1 EN EL PULSADOR "OTRO"

GOTOAD

BSFPEDIDO,5; PONEMOS UN 1 EN LOS BITS QUE ACTIVAN EL CALENTAMIENTO DE LA

SALCHICHA

BSFPEDIDO,6; Y EL CIRCUTO LOGICO DE CONTACTOS

CALLPITO

CALLTIEMPO

CALLESCRIBIR; ENVIAMOS A RUTINA DE MEMORIA PARA GRABAR LA SOLICITUD

ANTERIOR

GOTOAD

AD

BTFSSPORTB,4; PREGUNTAMOS SI HAY UN 1 EN EL PULSADOR "ACEPTAR"

GOTOAE

CALLPITO

CALLTIEMPO

GOTOPROCESO

SENSOR

CALLTIEMPO

BTFSSPORTB,7; PREGUNTAMOS SI HAY UN 1 EN EL SENSOR FINAL DE PROCESO

GOTOSENSOR

CALLPITO1

CALLTIEMPO

MOVLW0X00

SUBWFCONTADOR,0; COMPARAMOS CONTADOR PARA SABER SI HAY MAS SOLICITUD

BTFSSSTATUS,2

GOTOPROCESO1; ENVIAMOS A PROCESO1 PARA QUE EJECUTE LAS SOLICITUDES

GOTOVOLVERGUARDADAS

AE

BTFSSPORTB,5; PREGUNTAMOS SI HAY UN 1 EN EL PULSADOR "CANCELAR"

GOTOAF

CALLPITO

CALLTIEMPO

GOTOVOLVER

AF

BTFSSPORTB,6; PREGUNTAMOS SI HAY UN 1 EN EL PULSADOR "CON TODO"

GOTOPROGRA1

BSFPEDIDO,2; HABILITAMOS TODOS LOS INGREDIENTES

BSFPEDIDO,3

BSFPEDIDO,4

CALLPITO

CALLTIEMPO

GOTOPROGRA1

TIEMPO

MOVLW0x08

MOVWF CONT1

DEC2

MOVLW0x20

MOVWFCONT2

14

DEC1

DECFSZCONT2,1

GOTODEC1

DECFSZCONT1,1

GOTODEC2

RETURN

MOVLW0x10

MOVWFCONT2

DECFSZCONT2,1

GOTODEC1A

DECFSZCONT1,1

GOTODEC2A

RETURN

DECFCONTADOR,1

DECFDIRECCION,1

MOVFDIRECCION,0


BCFSTATUS,5

MOVWFEEADR; DIRECCION DONDE VA A LEER


BCFEECON1,7; HABILITO MEMORIA

PITO15

MOVLW0X20; PITO DE LOS PULSADORES

MOVWF CONT4

PITO_1

BSFPORTC,0

CALLTIEMPO_P

BCFPORTC,0

CALLTIEMPO_P

DECFSZCONT4,1

GOTOPITO_1

RETURN

PITO1

MOVLW0X30; PITO QUE INDICA QUE PUEDE RETIRAR EL PERRO

MOVWF CONT4

PITO_2

BSFPORTC,0

CALLTIEMPO_P

BCFPORTC,0

CALLTIEMPO_P

DECFSZCONT4,1

GOTOPITO_2

RETURN

TIEMPO_P; TIEMPO DE PULSO DEL PITO

MOVLW0x08

MOVWF CONT1DEC2A

DEC1A

LEER

BSFEECON1,0; HABILITO PARA LEER


MOVFEEDATA,0; W = EEDATA


BCFSTATUS,5

MOVWF PEDIDO

RETURN

ESCRIBIR

MOVFPEDIDO,0

MOVWFDATO

MOVFDIRECCION,0


BCFSTATUS,5

MOVWFEEADR; POSICION DONDE VOY A GUARDAR EL DATO.


BCFSTATUS,5

MOVFDATO,0; RECUPERO EL DATO DE LA RAM


BCFSTATUS,5

MOVWFEEDATA; ESCRIBO EN LA EEDATA


BSFSTATUS,5

BCFEECON1,7; HABILITO LA MEMORIA EEDATA PARA ESCRIBIR.

BSFEECON1,2

MOVLW0X55; TIEMPO NECESARIO PARA ESCRIBIR EN LA MEMORIA EEDATA.

MOVWFEECON2

MOVLW0XAA

MOVWFEECON2

BSFEECON1,1

BTFSCEECON1,1; PREGUNTO SI YA FUE ESCRITO EL DATO.

GOTO$-1

BCFEECON1,2

BSFEECON1,7; DESHABILITO LA MEMORIA EEDATA PARA ESCRIBIR.


BCFSTATUS,5

MOVLW0X00; PONEMOS 00 EN EL REGISTRO "PEDIDO"

MOVWFPEDIDO

INCFDIRECCION,1; INCREMENTO PARA ESCRIBIR EN LA SIGUIENTE DIRECCION

INCFCONTADOR,1

RETURN

END

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DIAGRAMA DE BLOQUES

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CONCLUSIONES

El haber encontrado la aplicabilidad de los sistemas neumticos, elctricos y electrnicos simultneamente en un sistema de automatizacin.

Concluyentemente la preparacin del producto con nuestro sistema es ms confiable que la elaboracin manual.

La correcta seleccin de materiales adecuados para la manipulacin de alimentos.

Bajo condiciones adecuadas de temperatura el proceso es ms eficiente.

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BIBLIOGRAFIA

www.rec.ri.cmu.edu/education/webpage/sensors

www.x-robotics.com/sensores

http://www.sapiensman.com/neumatica

www.cipres.cec.uchile.cl/apacheco/motor

www.elprado.co.cr/images

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ANEXOS

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automatizadora de perros calientes

Documents

Transcript of automatizadora de perros calientes