Aplastadora Y Clasificadora De Botellas Y Latas

Sistema utilizado para la compresión y clasificación de latas de aluminio y botellas de plástico (500 mL). Al introducir alguna de las dos opciones un sistema de biela/manivela realiza la compresión, el objeto comprimido cae por gravedad a una rampa clasificadora, la cual rota dependiendo si el objeto es una botella o una lata.

Step 1: Materiales Requeridos

Estructura:

  • * Perfil estructural de aluminio 4545R (2 metros)
  • * Perfil estructural de aluminio 4040 (1 metro)
  • * Perfil estructural de aluminio 4545 (2 metros)
  • 30 Tuercas T M6 para perfil de aluminio 4545
  • 30 Tornillos Allen M6 x 12
  • Ángulo de aluminio 4545 (1 metro)

*En lugar de usar 3 diferentes tipos de perfiles, se puede usar 5 metros de perfil 4545.

Mecánica:

  • 1 Tabla MDF de 6 mm (90x60 cm)
  • 2 Tornillos con tuerca (6 x 80 mm)
  • 2 Tornillos con tuerca (6 x 70 mm)
  • 4 Baleros de 6 mm (diametro exterior 22mm, diametro interior 9mm)
  • Varilla de aluminio 20 mm (30 cm)
  • Tornillos pernos (3x80 mm)
  • Banda (3/4' x 15')
  • Tornillo (8x30mm)
  • Placa aluminio (9x9 cm)
  • Tornillos (7x30mm)
  • Placa de acero (13x10cm)
  • Manija
  • Solera de aluminio (30cm)

Electrónica:

  • Botón
  • Sensor inductivo
  • Sensor de fin de carrera
  • Servomotor
  • Motor DC

Otros:

  • Placa de acrílico
  • Tubo de PVC (75mm)
  • Cambio de diámetro PVC (75 a 98mm)

Herramientas

  • Fresadora
  • Torno
  • Sierra sin fin para metal
  • Cortadora láser
  • Pinzas de corte
  • Llave Allen (5/32)
  • Segueta
  • Impresora 3D

Algunas piezas se imprimieron en 3D, estas pueden ser substituidas por elementos maquinados.

Step 2: Perfiles De Aluminio (maquinado)

Todos los perfiles se cortaran utilizando la sierra sin fin para metal Primero se corta el perfil 4545R en 4 partes de 50 cm cada una, estas piezas serán los pilares en la estructura.

Después se cortan los perfiles 4040 en dos partes de 50 cm, estas piezas serán el soporte para el motor.

Por último se corta el perfil 4545 en dos partes de 50 cm, estas piezas serán las bases de la estructura. También se cortará un pedazo de 9.5 cm y uno de 12 cm, estos serán usado de conectores.

Al terminar los cortes, se recomienda quitar la rebaba para que los perfiles embonen más fácilmente y para una mejor presentación. Se puede utilizar un esmeril o un rebabeador.

Step 3: ​Ángulos De Aluminio (maquinado)

Se tomará la solera en L y se cortará para hacer 14 ángulos de 45 mm de largo. Primero se cortará en la cortadora vertical con una dimensión de 48 mm. No se corta a la medida ya que la cortadora no puede hacer cortes muy precisos, así que se le deja ese margen de error para poder modificar la pieza después. Una vez cortados, se le tienen que rebajar los 3 milímetros extra. Esto se hace con la fresadora y un endmill de al menos 45 mm de largo.

Finalmente se realizará una perforación, en 10 ángulos, al centro de cada lado con una broca de 6 mm (o un un poco mayor). Esto también se realizó en la fresadora para una mayor precisión. A los últimos 4 ángulos se le harán dos perforaciones en cada lado.

Step 4: ​Base Motor (maquinado)

Para hacer el soporte para el motor, se toma la solera de aluminio y se cortan dos pedazos de 22 cm. Se puede utilizar la misma técnica que los ángulos de aluminio al cortarlo primero en la cortadora vertical con un margen de error para darle la dimensión en la fresadora. Después se pone el motor arriba de ellas y se marca los lugares en los que se quiera perforar para los tornillos del motor. Estos después son perforados con una broca de 6 mm. Finalmente se hacen dos perforaciones en cada extremo de la solera con una broca de 6 mm. A las piezas finales se les tiene que rebajar las partes con las que haga en contacto el motor, y deberían de quedar como se muestra a continuación.

Step 5: ​Ensamblado

Una vez teniendo todo el material maquinado, ya se puede ensamblar la estructura. Para unir dos perfiles se utiliza un ángulo metálico con un tornillo M6 y una tuerca T en cada orificio. Las tuercas T se introducen en las ranuras del perfil y se ajusta el tornillo con la llave allen. Se utilizarán los ángulos con dos perforaciones para unir los pilares y los soportes del motor.

Step 6: Sistema Biela / Manivela

Para el sistema de Biela y manivela se maquinaron varios componentes. Primero que nada, se fijó el motor a las bases usando los tornillos de 6 x 70 mm. Una vez fijo, se maquinó un perno con la varilla de 20 mm , para que tuviera un diámetro 8 mm. En teoría la biela se podría conectar al motor directamente, no obstante el hacerlo haría que el movimiento fuera muy rápido y difícil de controlar.

Para solucionar este problema se cortó, en MDF y con láser, un sistema de poleas y banda dentada para disminuir la velocidad. La polea pequeña se ajustó directo al perno saliente del motor.

Para la segunda polea se necesitó crear unas bases, las cuales se cortaron con láser en MDF. Un segundo perno se maquinó con la misma varilla de 20 mm con dimensiones de 10 mm. La segunda polea se ajustó en este perno.

Una vez montado el sistema de poleas se cortó en láser la biela en un acrílico de 6 mm. La manivela fue igualmente cortada pero en MDF.

La manivela fue unida a la biela por un perno con dos baleros.

Step 7: Carril De Aplastamiento

Para generar la compresión se creó un émbolo, cortando diferentes círculos de 7 cm de diámetro en MDF. Para tener algo de peso, se le agregó un disco de aluminio del mismo diámetro, manufacturado en el torno. Este disco fue atornillado a los otros círculos de MDF.

Para unir el émbolo a la manivela, se utilizó un ángulo metálico, un tornillo de 7x30 mm con su tuerca. El tornillo fue usado como perno para unir la manivela al ángulo metálico, el cual se atornilló al émbolo.

Para el carril de aplastamiento se utilizó un tubo PVC el cual se cortó con segueta para darle libertad de movimiento a la manivela. Al final del tubo se le agregó un cambio de diámetro de PVC para que la botella aplastada tuviera espacio al comprimirse. Este nuevo PVC se atornilló al perfil de aluminio de un lado, mientras que el PVC original se atornilló del lado contrario.

Como compuerta se utilizó la placa de acero, a la cual se le atornilló una manija. Esta se introdujo en las rendijas de los pilares. Dos ángulos de aluminio se ajustaron para detener la compuerta.

Step 8: Sistema De Selección

El sistema de selección es una compuerta que está unida a un servomotor, la cual se mueve dependiendo del material introducido. Esta compuerta fue cortada en acrílico con láser, al igual que las bases en las cuales esta gira. En una base se insertó el servomotor, el cual se unía a una pieza impresa en 3D. Esta pieza se atornilló a la compuerta de selección para hacerla girar al mismo tiempo que el servomotor. Para tener estabilidad al momento de girar, se imprimió una segunda pieza, la cual se atornilló al final de la compuerta y se insertó en la segunda base.

Step 9: Protección Y Ajustes Finales

Para proteger al usuario de meter la mano dentro del sistema se le agregaron unas paredes de acrílico, cortadas en láser. Estas paredes también fueron usadas para detener algunos componentes electrónicos.

Step 10: Sensores

En esté proyecto se utilizaron 3 principales sensores: de accionamiento (botón), de fin de carrera y un sensor inductivo (detector de metales).

El sensor de fin de carrera se ajustó debajo del carril de aplastamiento, en el punto en el cual se activa al retraerse completamente el émbolo.

El sensor de accionamiento se ajustó en uno de los ángulos metálico que detienen la compuerta.

El sensor inductivo se ajustó en la base en la cual la compuerta gira.

La conexión de los sensores es bastante directa, solamente el botón y el de fin de carrera, necesitaban conectarse a una resistencia que fuera a tierra para que no estuvieran flotados.

Step 11: Actuadores

En este proyecto se tienen dos actuadores, un servomotor y un motor DC. El servomotor se controló directamente del arduino, pero el motor DC necesitó un ajuste ya que la señal que manda el arduino no es suficiente para moverlo.

Como el control del motor en este proyecto es de tipo ON/OFF, se utilizó un relevador de 5V para que al mandar una señal del arduino, se alimente automáticamente el motor de la fuente de poder. Esta fuente provee 24 V, los cuales son necesarios para el movimiento del motor.

Step 12: Programación

Para la programación se utilizó un sistema de 3 estados. El primer estado es en el cual espera una señal para comenzar con el proceso, el segundo estado es en cual se activa el proceso, y el tercer estado es en el cual hace acciones para finalizar el proceso.

Para el primer estado, espera a que se presione el botón por al menos 3 segundos, si se hace esto el programa se va al segundo estado.
En el segundo estado se activa el motor para comenzar el aplaste, espera dos acciones para pasar al estado 3: que el sensor de fin de carrera se active 5 veces o que se detecte una lata en el sensor inductivo. Si se detectó metal, el servomotor se mueve hacia la derecha, mientras que si no se hizo esto, se mueve a la izquierda.

Step 13: Consejos Generales

  1. Tener cuidado al trabajar con el acrílico o si se hace alguna modificación manual a este, este material tiende a quebrarse si se trata de cortar con segueta. En caso de hacer algún corte manual, utilice un taladro para hacer un carril de perforaciones, donde se quiera cortar, y después ya se puede terminar estos cortes con la segueta.
  2. Para ajustar los tornillos se recomienda usar la mano primero hasta saber cuando ya agarró la tuerca al perfil. Como esto no se puede ver, en muchas ocasiones no se obtiene un buen agarre, lo cual es más fácil detectarlo con la mano. Una vez ajustado un poco, se puede terminar de ajustar con la llave allen.

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