FALLOS
El funcionamiento del sistema descrito es como sigue. El sistema palpador bajará hasta una posición predeterminada, limitada por amortiguadores hidráulicos, de forma que se produzca una ligera deflexión del resorte. De esta forma, el palpador realizará una leve presión sobre la tapa del envase a ensayar. Si el sellado no presenta fisuras, una vez alcanzado el equilibrio, el palpador no se desplazará. Sin embargo, si existieran defectos de sellado, éstos provocarían fugas que evitarán que el sistema palpador alcance el equilibrio en el tiempo determinado y siga desplazándose por efecto del resorte. La medida de este desplazamiento se puede utilizar para discriminar los envases sellados correctamente de los que presentan defectos en el proceso de termosellado.
Tanto el control del movimiento del actuador lineal como la medida del desplazamiento se lleva a cabo mediante el autómata programable s7_224 de Siemens, al que se ha dotado del módulo de 4 entradas y una salida analógicas EM235. Este módulo de entradas/salidas analógicas tiene una resolución de 12 bits cuando está configurado para trabajar con señales unipolares, como es nuestro caso. Esta resolución es suficiente para la aplicación y permite aprovechar las características de definición del sensor.
El sistema se completará con una estación de alimentación de los envases procedentes de la máquina de termosellado, una estación para la inspección de envases con detección de defectos de sellado (la descrita) y una estación de almacenaje de envases inspeccionados, que hará las veces de almacén de la fase de expedición. Todas estas estaciones estarán conectadas mediante un sistema de transporte. Este sistema de transporte está compuesto por un transfer acoplado a cada estación de forma que se permita la configuración de varios Lay-out, con la posibilidad de ampliar el sistema para incrementar las capacidades del mismo.
4 RESULTADOS PREVIOS
El prototipo descrito se encuentra actualmente en fase de desarrollo. La estación de detección de fallos se ha probado experimentalmente en laboratorio y se
está adaptando a las exigencias de la cadena de producción real.
Se han testado envases sin defectos, para ajustar el funcionamiento de la estación cuando el termosellado no presenta fisuras. En tal caso, la deformación de la tapa debida a la presión del palpador estaba alrededor de 1 mm. La excursión máxima del conjunto soporte-palpador se ha limitado a 3 mm una vez que se alcanza la posición del envase. Esto es debido a que, en el caso de un defecto grave de sellado, si el palpador siguiera avanzando provocaría el derrame del producto envasado.
También se ha de ajustar el tiempo empleado en llevar a cabo el procedimiento completo: ubicación del envase en la estación, desplazamiento del conjunto soporte-palpador y tiempo de equilibrio. Para obtener el límite superior de este tiempo se he de considerar la cadencia de salida de envases de la estación de termosellado. Como la cadencia de salida está comprendida entre 900 y 1.200 envases por hora, esto proporciona una tasa de 15 a 20 envases por minuto. Así se obtiene un tiempo límite para realizar todas las operaciones de:
.
3
20
60
seg
operación
de
máximo
Tiempo
=
=
Considerando este tiempo máximo para realizar todas las operaciones, el tiempo asignado para alcanzar el equilibrio entre la deformación del resorte y la sobrepresión en el interior del envase es de 1 seg. Si transcurrido este tiempo, el soporte siguiera descendiendo, esto supondría la existencia de fugas en el cierre y por lo tanto un defecto en el termosellado de la tarrina.
La tasa de defectos observada en la planta actual, con detección por mera inspección visual de operarios al final de la cadena de producción está en torno al 3%, por lo tanto se justifica la instalación de este sistema de detección de fallos, antes de la expedición del producto terminado para consumo.
5 CONCLUSIONES
En este trabajo se ha presentado una propuesta basada en la sobrepresión producida en interior de los envases con llenado de producto en frío para la detección automática del termosellado de los mismos. Se han descrito los componentes hardware del sistema, así como el principio de funcionamiento del prototipo desarrollado para automatizar la detección de envases con defectos. El periodo de caducidad de los productos envasados en frío está en torno a los tres meses. En el momento actual se está
trabajando con la posibilidad de llenar el producto en caliente, lo que alargaría el periodo de caducidad a doce meses. Este cambio traerá como consecuencia una redefinición completa del sistema de detección automática de fallos de termosellado. De este modo, el marco en el cual se desarrollará el trabajo futuro tendrá en consideración esta modificación en el proceso productivo.
Agradecimientos
Este trabajo está parcialmente financiado por el proyecto de desarrollo tecnológico PDT05A49 de la Junta de Extremadura.
Referencias (10 ptos, negrita)
[1] AENOR-.CERNA (1982)
[2] Buckle (1985)
[3] Código internacional recomendado de prácticas de higiene para alimentos poco ácidos y alimentos acidificados envasados. CAC/RCP 23-1979, Rev.2
[4] Directrices sobre procedimientos básicos para la inspección visual de lotes de alimentos envasados. CAC/ GL 17- 1993.
[5] U.S.F.D.A (1984)