1. Departamento de Ingeniería Mecánica y Mecatrónica
Línea de Investigación, Innovación y Desarrollo Tecnológico
XXV MUESTRA DE MÁQUINAS Y
PROTOTIPOS
Balanza Dinámica Paquetes
Jerónimo Pardo Saldarriaga - jpardos@unal.edu.co
Frank Alexander Morales Pinilla - famoralesp@unal.edu.co
Gabriel Andrés Perdomo - gaperdomope@unal.edu.co

2. ANTECEDENTES Y FUNDAMENTACIÓN
El control de calidad en la industria se convierte cada
día en una herramienta fundamental para el control
de diversos procesos de manufactura
encaminado a la satisfaccion del cliente con el
producto ofrecido. Este se logra a traves de la
medición de los parámetros de producto.

3. • Diversas medianas y pequeñas empresas no
cuentan con un sistema de control de peso
optimo y de rapida respuesta que les permita
tener un flujo continuo de productos por los
altos costos de estos sistemas en el mercado,
lo que hace grandes tiempos de producción y
se sacrifica la calidad del producto.

4. • El modulo de pesaje dinamico se ha realizado
para satisfacer esta necesidad a bajos costos
enfocado a industrias cuyos productos son
flujo continuo y pesos pequeños.

5. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Para el control de calidad en diversos
procesos industriales el peso del
producto y su variación es
importante además del tiempo que
toma realizar el mismo. Se hace
necesario generar una solución
accesible y fiable

6. REQUERIMIENTOS DEL CLIENTE
Costos
Precisión de medida
Velocidad de respuesta
Cantidad de piezas

7. ANÁLISIS DE LA COMPETENCIA (BENCHMARKING)
En el mercado se encuentran una
amplia gama de productos que
cumplen dicha función, el alto costo
de estos dispositivos los hace poco
accesible para pequeños y medianos
empresarios

8. Marca: Mettler Toledo
Modelo: Centerlign
Características y ventajas
Suspensión auto-centrada para el pesaje preciso y repetible
Suspensión auto-compensadora de cargas laterales
La instalación rápida y fácil le ahorra tiempo y trabajo
Acero al carbono pintado en epoxi o acero inoxidable
Celdas de carga de acero inoxidable herméticamente selladas
(excepto las celdas de 250 lbs)
Caja de unión NEMA 4X en acero inoxidable
Cojinetes de aislamiento opcionales para reducir la
vibración, los choques y los efectos térmicos

9. El controlador digital de peso ITW 380 está
especialmente concebido para el manejo de celdas de
carga digitales para pesaje dinámico a alta velocidad.
Con opcionales de cintas aceleradoras, distanciadoras y
de escurrido o limpieza. Descartadores mecánicos,
neumáticos o hidráulicos de acuerdo a la capacidad y
tipo de elemento pesado. Cabinas acrílicas para
reducción de corrientes de aire que influencien la
pesada. Impresores, lectores de códigos de barras.
Construídos en acero standard o inoxidable, con
protecciones para operar zonas explosivas.

10. disponen todo tipo de celdas de carga,
accesorios, partes,
transductores , basculas, pesos patron.
Ofrecen el mejor precio del mercado,
pero no tienen en su inventario
Un sistema modular para pesaje
dinamico

11. ESPECIFICACIONES DE INGENIERÍA (QFD)
Precisión
Velocidad de respuesta
Rango de pesos
Dimensión
Cantidad de piezas

12. FUNCIONES:
DIAGRAMA DE DESCOMPOSICIÓN FUNCIONAL

13. Pesar paquetes en
movimiento
Funciones
de
operación
Funciones de
Montaje y
mantenimiento
Interactuar
con el
operador
Censar el
peso
Almacenar posición y peso del
paquete
Interfaz amigable
Resistir golpes
Tomar la señal
Amplificar la señal
Depurar la señal (vibraciones)
Obtener un margen de Precisión
Enviar la señal
Montaje
Fácil montaje y
desmontaje
mantenimi
ento
Fácil de Calibrar
Fácil limpiar
Evitar
mantenimiento

14. Dispositivos para emular una banda transportadora
Discos rotativos
Resortes de compresión
Banda elástica
Resorte de compresión
resbaladilla

15. Banda triangular
Sistema tijera
Celda de carga

16. Evaluación de conceptos

17. Evaluación de conceptos

18. Diseño dominante
Sistema modular:
Facilidad para adaptarla a diversas
líneas de proceso
Rigidez estructural
Flexibilidad

19. • Celda de carga:
• Transductor económico
• Transforma la señal peso directamente a
pulsos eléctricos
• Buena respuesta a los ruidos (robusto)
• Buena precisión
• Comercial

20. • Resbaladilla:
• Facilmente adaptable a la unidad
• Velocidad de salida regular
• No es necesario adaptar un dispositivo
• Sencillo

21. Materiales
• Los entornos en donde Magnahmt
trabaja, se expone a corrosion, oxidacion,
altas temperaturas (90 °C), humedad y
polvo.
• la rigidez es un factor critico en
dispositivos de medicion.
• Selección: Acero+Anticorrosivo+pintura
para exterior

22. Modulo de medición
Apoyos niveladores
Soldadura e6013 perfil 40x40 – placa
3/8 in cortada en laser
Acrílicos acoplados con tornillos de ¼
in.
Celda de carga soportada en zapatas
de acrilico perforados con taladro
para acoplar por tornillos de ¼ in.

23. Complicaciones en el modulo
Al obtener gran rigidez en la mesa de
medicion, El peso del modulo aumento
hasta 8 kgs aproximadamente
Sumado con todos los elementos de
union y demas componentes
Hicieron que el transporte, la movilidad
de todo el proyecto fuese
Muy engorroso, ya que por su
geometria no era facil maniobrarla

24. Complicaciones en el control
El acondicionamiento de señal consta de tres
etapas: filtrado, amplificación y conversión
análogo-digital. El filtrado se realiza mediante
filtros pasabajos, la amplificación es realizada
con un amplificador de instrumentación y la
conversión con un CI conversor A/D. Con esta
configuración los tiempos de respuesta y el error
no son los suficientemente buenos para los
requerimientos del proyecto.

25. Funcionamiento
• El modulo recibe el paquete de la resbaladilla
en condiciones similares a las condiciones de
operación.
• Pasa por la placa receptora, causa una
pequeña deformación de la celda de carga
• El producto sale del modulo suavemente

26. • La deformación de la celda de carga genera pulso
eléctrico
• El pulso eléctrico es filtrado, amplificado, y
digitalizado por la tarjeta ADC-LS
• La señal es enviada mediante comunicación RS485
Half Dúplex y es recibida en el ordenador mediante
un conversor RS232-RS485
• La señal es recibida por el software, que permite
visualizar el valor sensado

27. APORTE Y VALOR SOCIAL DEL DISEÑO
El objetivo primordial del proyecto es ofrecer
un dispositivo útil, que cumpla a cabalidad las
exigencias de hoy en día; con la mínima
cantidad de componentes posible, y a un
precio razonablemente bajo comparado con los
servicios prestados del mismo tipo
por multinacionales y empresas con gran
trayectoria.

28. • Aunque los sistemas actuales superan las
caracteristicas de ´Magnahmt´, las
prestaciones que ofrece son suficientes para
pesos bajos, con un buen rango de precision ,
la facilidad de montaje y calibracion. Ademas
de su mejor caracteristica: precio bajo.

29. • Entraria a competir con caracteristicas
bastante llamativas en el sector de pesaje
dinamico, muy util para pequeñas y medianas
empresas cuya producción se enfoca en
productos de flujo continuo.

30. ANÁLISIS ECONÓMICO
•Tiempo de diseño: 96 horas por persona
•Costo de diseño:$ 2´200 000
•COSTOS DE MATERIALES
Material Cantidad Valor Total
Perfil 4x4x1,5 (6m) 1 25500 25500
Placa soporte acero 1020 1 54000 54000
Lamina acrilico salida y soporte 1 17000 17000
Lamina resbaladilla acrilico 1 85000 85000
tornillos y tuercas 12 500 6000
Accesorios niveladores 4 1000 4000
Tarjeta DS 1 210000 210000
Celda de carga 1 50000 50000
Pintura anticorrosiva (1/2 litro) 1 13000 13000
Totalidad costos 464500

31. • COSTOS DE FABRICACIÓN
• COSTOS DE ENSAMBLE
Tiempo de ensamble: 1,3 horas
Costos de ensamble: $55000
Material Cantidad Tiempo (h) Valor ($) Total
Soldadura 1 4 35000 35000
Taladrado 1 4 54000 24000
Corte segueta 1 2 17000 4000
Corte laser 1 0,5 85000 12000
Total 75000

32. Desperdicios y
recomendaciones
• Exceso de materiales: Tornillos, lamina
de acrilico, perfil.
• Es necesario tomarse el tiempo y buscar
con mas antelación proveedores
minoristas.

33. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
•Se dispone de muy poco tiempo para analizar
imparcialmente y cumplir con las exigencias expuestas
desde de principio del proyecto.
•Viendo los resultados obtenidos, y observando el
mercado en el cual se entraria a competir, vemos que
las empresas actuales ofrecen una gama muy amplia
de productos especializados, pero que por causas de
su mismo mosaico, el precio de sus productos es muy
alto; viendo esta falencia es factible entrar a competir
en cuanto a precios para las medianas y pequeñas
empresas que no cuentan con suficiente capital.

34. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS Y HERRAMIENTAS
DE INGENIERÍA EMPLEADAS
Software:
•Working Model v2005
•Ansys v11
•Solid Edge v18, v20, ST
•MS Office 2007
•Autocad 2008
•Proteus Professional
v7.4 SP3
•Visual Basic Pro 6.0
•DsensorL
Bibliografia
ULRICH KARL y EPPINGER STEVEN. “Diseño y Desarrollo
de Productos, Enfoque Multidisciplinario”, McGraw Hill
Interamericana, 2004.
ULLMAN DAVID. “The Mechanical Design Process”,
McGraw Hill International Editions, 1992.
Shigley, Joseph Edward. Diseño en ingeniería mecánica
de Shigley. 8a. ed. McGraw-Hill/Interamericana
Norton, Robert L. Diseño de maquinaría: síntesis y
análisis de máquinas y mecanismos. 3a ed. McGraw-Hill
Ceballos, Francisco Javier. Curso básico de
programación de Visual Basic 6. Alfaomega, 2001

35. MUCHAS GRACIAS
Jerónimo Pardo Saldarriaga- jpardos@unal.edu.co
Frank Alexander Morales Pinilla- famoralesp@unal.edu.co
Gabriel Andres Perdomo Perdomo- gaperdomop@unal.edu.co