Diseño e implementación de un sistema robótico para el posicionamiento efectivo de plantines de alcachofa contenidos en una bandeja multiceldas en viveros industriales de la región La Libertad
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Date
2022-12
Authors
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Publisher
Universidad Nacional de Trujillo
Abstract
El control de calidad del crecimiento de plantines es una tarea fundamental en los viveros
industriales, para producir plantines de buena calidad que serán luego llevados a los
fundos de las principales agroindustrias de la región y del país. Esta tarea requiere de
operarios con experiencia que determinan de forma más precisa la calidad de cada plantín
contenido en las bandejas multiceldas. El no contar con la cantidad requerida de personal
especializado provoca cuellos de botella, mermando así la producción. En este trabajo se
diseña e implementa de un sistema robótico para el posicionamiento efectivo de plantines
de alcachofa contenidos en una bandeja multiceldas mediante una metodología de diseño
recurrente, una herramienta de diseño paramétrico y un análisis de ponderación. Primero,
se identifican los requerimientos técnicos y se caracteriza el sistema robótico que
permiten alinear una morfología mecánica referencial y necesidades fundamentales del
sistema robótico. Segundo, se diseña, simula y optimiza la estructura mecánica del
sistema robótico que aseguren un correcto acoplamiento entre ellos. Tercero, se
selecciona los equipos eléctricos y electrónicos que permitan automatizar de manera
eficiente los actuadores eléctricos. Cuarto, se implementa mecánicamente y
eléctricamente el sistema robótico. Quinto, se desarrolla e implementar un programa
principal en el PLC que permita al sistema robótico realizar el proceso de repique de
manera automática. Sexto, el sistema robótico se valida en largos periodo de pruebas
mediante una alimentación continua de bandeja multiceldas con plantines de alcachofa
traídas desde un vivero industrial y entregadas al sistema robótico para procesarlos.
Finalmente, el sistema robótico logro alcanzar una repetitividad del 100% y una precisión
de 0.01mm en el posicionamiento de la herramienta, y velocidades de operación de
0.67m/s logrando desplazarse a largo de todo su recorrido en 2.98 segundos.
Description
The quality control of seedling growth is a fundamental task in industrial nurseries, to
produce good quality seedlings that will later be taken to the farms of the main
agroindustry’s of the region and the country. This task requires experienced operators
who more precisely determine the quality of each seedling contained in the multi-cell
trays. Not having the required number of specialized personnel causes bottlenecks, thus
reducing production. In this work, a robotic system for the effective positioning of
artichoke seedlings contained in a multicell tray is designed and implemented through a
recursive design methodology, a parametric design tool and a weighting analysis. First,
the technical requirements are identified and the robotic system is characterized that allow
aligning a referential mechanical morphology and fundamental needs of the robotic
system. Second, the mechanical structure of the robotic system is designed, simulated and
optimized to ensure a correct coupling between them. Third, the electrical and electronic
equipment that allows the efficient automation of electrical actuators is selected. Fourth,
the robotic system is mechanically and electrically implemented. Fifth, a main program
is developed and implemented in the PLC that allows the robotic system to carry out the
seedling pricking process automatically. Sixth, the robotic system is validated over long
periods of testing by continuously feeding a multicell tray with artichoke seedlings
brought from an industrial nursery and delivered to the robotic system for processing.
Finally, the robotic system managed to achieve a repeatability of 100% and a precision
of 0.01mm in the positioning of the tool, and operating speeds of 0.67m/s, managing to
move along its entire path in 2.98 seconds.
Keywords
Implementación de un sistema robótico