Diseño de un sistema mecatrónico para la automatización del proceso de corte de electrodos de retorno en la empresa Smith & Nephew

Abstract

Los electrodos de retorno son tubos de acero inoxidable que se utilizan en la línea de productos basados en la tecnología Coblation ® de la empresa Smith & Nephew. Estos tubos poseen diferentes especificaciones de diámetro, ángulo de doblez, ángulo de corte y largo, según sea el producto en el que se vayan a utilizar. Para obtener la forma deseada, estos electrodos de retorno deben pasar por una serie de operaciones distintas, entre las cuales destaca el proceso de corte, el cual le brinda el ángulo con el que debe quedar la cara final del tubo. Actualmente, este proceso se efectúa de una forma sumamente manual, dependiendo de la ejecución y el criterio del operario. Además, este proceso presenta deficiencias en la parte productiva y de seguridad ocupacional, debido a la minuciosa inspección que debe realizarse después de ser cortados los tubos y por qué el operario se encuentra expuesto en todo momento a la sierra con la que se cortan los tubos. Es por esto que se ve la necesidad de automatizar el proceso de corte de electrodos de retorno, buscando mejorar la productividad, calidad y seguridad ocupacional del mismo. En este documento se detalla todo el diseño del sistema mecatrónico propuesto como solución. Se seleccionan todos los componentes, actuadores, sensores y demás elementos requeridos, se diseña la estructura mecánica de la máquina, así como sus conexiones eléctricas y neumáticas. Además, se crean los documentos de programación y la interfaz de usuario necesaria para el control de la máquina, se realiza un modelado tridimensional de la propuesta, y se entregan los documentos necesarios para la construcción de la misma. Finalmente, se construye un prototipo para verificar el correcto funcionamiento de la solución.

The return electrodes are stainless steel tubes that are used in the line of products based on the technology Coblation ® from the company Smith & Nephew. These tubes have different specifications of diameter, bend angle, cutting angle and length, depending on the product in which they are used. To obtain the desired shape, these return electrodes must go through a series of different operations, including the cutting process, which provides the angle in which the end face of the tube should remain. Currently, this process is done manually, depending on the execution and the criteria of the operator. In addition, this process presents deficiencies in its productivity and occupational safety, due to the thorough inspection that must be performed after the tubes are cut and that the operator is exposed at all times to the saw with which they cut the tubes. Therefore, it is necessary to automate the process of cutting the return electrodes, seeking to improve its productivity, quality, and occupational safety. This document details the entire design of the proposed mechatronic system as a solution. All components, actuators, sensors, and other required elements are selected, the mechanical structure of the machine and its electrical and pneumatic connections are designed. In addition, the programming documents, the user interface necessary for the control of the machine, a three-dimensional model of the proposal, and all the necessary documents are given for the construction of the machine. Finally, a prototype is constructed to verify the correct operation of the solution.