Diseño de una línea automatizada de llenado de bidones para una empresa de fertilizantes

Abstract

[CA] L objectiu d aquest Treball de Fi de Grau és millorar l eficiència de la línia d ompliment de bidons d una empresa de fertilitzants, amb l automatització d un tram que, fins al moment, depèn de l acció d operaris. A hores d ara, la planta productiva d aquesta empresa es troba pràcticament automatitzada, a excepció del tram que en estudi. En aquest tram la tasca d ompliment dels bidons amb el fertilitzant es realitza de forma manual amb un injector manipulat per operari. Els bidons són de grans dimensions y la manipulació d aquests a l hora d omplir-los requereix de vegades d un treballador addicional. Amb els canvis que es pretenen introduir el procés no requerirà d operaris, únicament en cas de supervisió o manteniment. En conseqüència, la planta podrà passar d un sistema parcialment automatitzat a un completament automatitzat de manera definitiva. Aquest projecte es desenvoluparà en dues fases. Fase 1, on es farà la incorporació de nous subsistemes i elements a la línia de producció que faran possible l automatització i tindrà, al seu torn, dues fases. Fase 1.1, on s incorporaran elements mecànics i estructurals de nou disseny. Per al seu disseny s utilitzarà el programa de disseny assistit per ordinador SOLIDWORKS i per a l estudi del seu comportament en servei el programa d anàlisi per elements finits ANSYS. Una vegada s obtinguen resultats que donen suport als dissenys, els components quedaran validats per a la seua posterior producció. Fase 1.2, on se seleccionaran sistemes y components per a completar la modificació de la línia y s integraran als components existents i de nou disseny. Entre el elements que s hi pot incloure en aquesta fase estaran, per exemple, els cilindres dels transportadors i els seus coixinets que s integrarien en estructures preexistents. Pel que respecta al seu procés de selecció es basarà en els criteris de la disciplina de Disseny de Màquines. Fase 2, on, una vegada fet el disseny definitiu, es realitzaran simulacions d esdeveniments discrets per a estudiar els casos corresponents als diferents tipus de bidons o paquets de bidons a omplir. La finalitat d aquest pas és quantificar l eficiència del sistema, sobretot pel que respecta al temps del cicle productiu. Per a aquesta fase s utilitzarà el simulador de SOLIDWORKS, amb les adaptacions pertinents per a la simulació d esdeveniments discrets. Per finalitzar, el treball inclourà tot el referent a planimetria dels components dissenyats, referències dels components adquirits comercialment i un estudi de cost seccionat per a poder oferir un pressupost al client.

[EN] The aim of this Final Degree Project is to improve the efficiency of the line of filling drums of a fertilizer company, with the automation of a section that, so far, depends on the action of operators. At this point, the production plant of this company is virtually automated, except for the section under study. In this section, the task of filling the drums with fertilizer is done manually with an injector manipulated by an operator. The drums are large and the handling of these when filling them sometimes requires an additional worker. With the changes that are intended to introduce the process will not require operators, only in case of supervision or maintenance. As a result, the plant will be able to move from a partially automated to a fully automated system permanently. This project will be developed in two phases. Phase 1, where the incorporation of new subsystems and elements to the production line will be made that will make automation possible and will have, in turn, two phases. Phase 1.1, where new mechanical and structural elements will be incorporated. The SOLIDWORKS computer-aided design program will be used for its design and the ANSYS finite element analysis program will be used to study its in-service behavior. Once results are obtained that support the designs, the components will be validated for later production. Phase 1.2, where systems and components will be selected to complete the modification of the line and will be integrated into existing and redesigned components. Among the elements that can be included in this phase will be, for example, the cylinders of the conveyors and their pads that would be integrated into pre-existing structures. Regarding its selection process will be based on the criteria of the discipline of Machine Design. Phase 2, where, once the final design has been made, discrete event simulations will be performed to study the cases corresponding to the different types of drums or drum packs to be filled. The purpose of this step is to quantify the efficiency of the system, especially with regard to the time of the production cycle. The SOLIDWORKS simulator will be used for this phase, with the relevant adaptations for the simulation of discrete events. Finally, the work will include everything related to the planimetry of the designed components, references of the commercially acquired components and a sectioned cost study to be able to offer a budget to the customer.