Estudiantes:

Henry Arturo Pabón Q.

Diego Fernando Bahena R.

Carlos Eduardo Rodríguez E.

Directores:

Ing. Nelson Arzola

Ing. Edwin Cárdenas

Bogotá D.C., junio de 2009

Departamento de Ingeniería Mecánica y MecatrónicaLínea de Investigación, Innovación y Desarrollo Tecnológico

XXIV MUESTRA DE MÁQUINAS Y PROTOTIPOSSELECTOR Y CLASIFICADOR DE MONEDAS

(PESOS COLOMBIANOS)

Antecedentes

• Existen actualmente máquinas de selección y

conteo de montos de monedas en el mercado,

pero estas están diseñadas para transacciones en

moneda extranjera y sus costos están

sobredimensionados.

• Debido a lo anterior los pequeños comerciantes

aún realizan la penosa tarea de contar grandes

cantidades de moneda en forma gravosa.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Para la realización de este proyecto es necesario diseñar y construir un

instrumento pequeño, seguro y de fácil operación, que reciba de forma rápida y

efectiva una cantidad determinada de monedas de diferente valor nominal y las

organice según el monto representado para la circulación existente en el

mercado colombiano, liviano y de forma ergonómica para facilitar su movilidad y

portabilidad, durable, de funcionamiento semiautomático, con una tolva de gran

capacidad para el momento del ingreso de las monedas, con un compartimiento

especial para cada valor nominal al cual se pueda acceder de modo sencillo

para retirar las monedas ya organizadas; además de lo anterior debe ser de

apariencia modesta, duradero y resistente al trajín propio de los procesos de

transporte y manipulación y de costo asequible y cómodo para el sector del

mercado a quien esta dirigido.

DEFINICIÓN DE LA

NECESIDADPregunta/Enunciado Respuesta del cliente Necesidad Interpretada

Características deseadas o

sugerencias sobre el producto.

Que sea portable Tanto la forma, sus accesorio y

el volumen ocupado por el

dispositivo, será el adecuado

para poder trasladar con

facilidad.

Que sea rápido El dispositivo mantendrá una alta

relación de selección y

clasificación versus el tiempo.

Que lleve un conteo total del

dinero

*Opcional

Que no llame la atención El diseño exterior será discreto.

Que almacene las monedas El dispositivo tendrá

compartimentos para cada

denominación y/o monto.

Que sea pequeño El tamaño del dispositivo será el

menor posible

Que sea ergonómica El dispositivo no tendrá

terminaciones bruscas.

Que haga conteo por montos *Opcional

Visualización de la cantidad de

monedas

*Opcional

Que sea fácil de manejar La manipulación del dispositivo

será sencilla.

REQUERIMIENTOS DEL

CLIENTENúm Necesidad Importancia

1 Pequeño 4

2 Portable 5

3 Rápido 5

4 De Vueltas -

5 Lleve un conteo total del dinero 3

6 Ergonomía 4

7 Esférica -

8 Forma de moneda -

9 Manija para cargar 3

10 Identificador de monedas falsas 2

11 Accesible para tomar las monedas 5

12 Liviana 4

13 Que tenga seguridad 2

14 Haga conteo por montos 3

15 Fácil de manejar 5

16 Automática 4

17 Durable 4

18 Empaquete 1

19 Barata 5

20 No llame la atención 4

21 Almacene las monedas 3

22 Control histórico 1

23 Registro electrónico de entradas y salidas 1

24 Control de salida de monedas 1

25 Visualización de la cantidad de monedas 3

26 Gran capacidad para monedas 4

27 Genere el menor contacto con las monedas 3

ESTUDIO DE LA COMPETENCIA Y PRODUCTOS

SIMILARES (BENCHMARKING)

CONTADORAS DE ALTA VELOCIDAD

No clasifican.

No almacenan las monedas.

Precio excesivamente elevado.

Alta velocidad de conteo (2000 monedas/min).

Programación para contar ciertas cantidades o

montos.

ESTUDIO DE LA COMPETENCIA Y PRODUCTOS

SIMILARES (BENCHMARKING)

CLASIFICADORES Y CONTADORAS

Velocidad de conteo no muy alta

(150-500 monedas/min).

Precio elevado.

Selecciona por grupos y estos quedan clasificados por sus respectivas denominaciones.

Capacidad de almacenamiento.

Programación para contar cantidades totales y por montos.

DESPLIEGUE DE LA FUNCION DE CALIDAD (QFD)

Necesidades del

cliente

que sea pequeño

que sea portable

que sea rápido

que identifique las monedas

falsas

que permita llevar un historial

que sea liviano

que sea seguro

que sea facil de usar

que sea durable

que sea automático

que empaquete

que no llame la atención

que registre la entrada y salida

que permita visualizar la cantidad de

monedas

que tenga gran capacidad de

almacenamiento

que genere el menor contacto con las

monedas

que lleve un conteo total

que lleve un conteo por montos

que sea económico

DESPLIEGUE DE LA FUNCION DE CALIDAD (QFD)

Para una revisión mas precisa del qfd

revisar el archivo adjunto de Excel.

DESPLIEGUE DE LA FUNCION DE CALIDAD (QFD)

Tamaño

Detección monedas falsas

Capacidad en la tolva

Capacidad en deposito

individual

Forma

Peso

Costo

Fuente de alimentación

(Baterías)

Fuente de alimentación (AC)

Programación (Conteo Total)

Programación (Conteo por

montos)

Programación (Registro

Entrada/Salida)

Programación (Historial de

registros)

Velocidad de selección y

clasificación

Resistencia al impacto

Resistencia a compresión

Partes reemplazables

(repuestos)

Visualización (LCD)

Manija para cargar

Dispositivo de seguridad

Empaquetadora

Características de diseño del

producto

Diagrama de Caja Negra

Selector de monedas

Energía

Monedas

Monedas ordenadas

Objetos Extraños

Señal de activación Señal de salida

DIAGRAMAS DE

DESCOMPOSICIÓN FUNCIONAL

Diagrama de Caja Gris

Energía

Monedas

Monedas

ordenadas

Objetos

Extraños

Señal de

activación

Señal de

salida

Recepción Encarrilar

Identificación

Apartar

Apilar

Control

Adecuación

de señal

Conversión

Descomposición Funcional

Organizar y clasificar monedas

Recepción

Encarrilar

Direccionar las monedas una a una

a la siguiente sección

Alineación

Identificar

Valor nominal

Objetos extraños

Apartar

Salida de objetos extraños

Clasificar por valor nominal

Asignar salidas a cada monto

Apilaren grupos de 10

monedas

Ubicar monedas una sobre otra

Almacenar los grupos

Control

Sistema indicador de estado

Sistema de conteo

Energía

Forma Transporte

recepción encarrilar identificar apartar apilar

tolva tornillo sin fin reluctancia pistones cilindros

embudo cadena (separadora) sensor óptico palancas cajones

malla banda (transportadora) sensor de peso tornillo sin fin proveedor

bolsa Riel ranuras diametrales agitador

rampa embudo ranuras de espesor gravedad

banda (transportadora) brazo robótico rayo laser propulsión por agua

tornillo sin fin malla con ranuras redes neuronales propulsión por aire

tómbola agitador sistema de imanes eyector

caja imán rayos x banda transportadora

Rodillo brazo robótico brazo robótico

cangilón visión artificial cadena

Correa dentada centrifuga malla

rampa

ruedas desviadoras

centrifuga

Control Energías transporte forma

Mecánico mango manija paralepípedo

amplificadores

operacionales

Palanca orejas esférico

micro controladores Bomba correa cónico

compuertas lógicas Pedales ruedas piramidal

PLC Baterías combinación

geométrica

AC

panel y acumuladores

solares

Combinación de

Conceptos

Recepción

Tolva

Rampa

Tombola

Encarrilar

Cangilon

Rodillo

Riel

Rampa

Correa Dentada

Identificar

Sensor Optico

Sensor Peso

Ranuras Diametrale

s

Ranuras de Espesor

Apartar

Gravedad

Pistones

Palancas

Ruedas Desviadora

s

Apilar

Cilindros

Cajones

Control

Microcontroladores

Energia

AC

Baterias

Transmicion por Arbol

Transporte

Manijas

Orejas

Ruedas

Correas

Forma

Combinacion

Geometrica

GENERACIÓN Y EVALUACIÓN DEL

PRODUCTO

•Teniendo en cuenta las propiedades mecánicas de losmateriales poliméricos se llega a concluir que estos sonmateriales óptimos para el desarrollo del modelopresentado, debido a su facilidad de compra en el mercado,su fácil manipulación, los bajos costos que implican, su bajopeso respecto a la resistencia del material a cargas deimpacto, además de esto resistente a la corrosión y a laabrasión con lo que se obtiene una vida útil de mayorduración respecto a materiales metálicos en los que dichosproblemas son intrínsecos.

GENERACIÓN Y EVALUACIÓN DEL

PRODUCTO

SELECCIÓN DE COMPONENTES STANDARIZADOS:

•Motor paso a paso

•Identificador de monedas T40

•Tornillos

• En este sistema tan complejo la forma de transportar yacomodar las monedas nos genero un gran problema dediseño pero asesorados con los ingenieros llegamos a unasolución sencilla y esta era usar la gravedad como sistemade energía para el transporte de las mismas, comoveremos mas adelante generamos un sistema de rampas yuna caída en cascada para el almacenamiento de lasmonedas usando la gravedad como nuestra mejor aliada.

DESCRIPCIÓN DE LA MÁQUINA

•La sección externa de la maquina intenta no tenerbordes filosos para no tener accidentes con la mismaes pequeña ya que las medidas exteriores son20cmx20cmx40cm lo que la hace portable.

•Primero la maquina recibe las monedas en una tapatolva

DESCRIPCIÓN DE LA MÁQUINA

•A continuación entra en un sistema de bandejavibratoria acoplada a la carcasa exterior.

DESCRIPCIÓN DE LA MÁQUINA

•De esta bandeja pasa a una bandeja que rota lamoneda para que quede en un riel entra alidentificador y pasa al clasificador en cascado pormedio de un riel conectado a un motor de paso con uncircuito de control para por ultimo quedar organizadasen este sistema en cascada.

APORTE Y VALOR SOCIAL DEL DISEÑO

•Esta maquina realmente se puede construira un menor precio de las que están en elmercado teniendo igual una buena ganancia,pero para lograr esto se debe prescindir dealgunos sistemas adicionales que seencuentran en otras maquinas del mercado.

•Reduciendo el precio de este sistema sehará que la gente pueda acceder a el conmayor facilidad.

ANÁLISIS ECONÓMICO

COSTOS ASOCIADOS CON EL

PROCESO DE DISEÑO

100.000

COSTOS DE MATERIALES 400.000

COSTOS DE FABRICACIÓN 150.000

COSTOS DE ENSAMBLE 100.000

total 750.000

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

•En el planteamiento de costos de este productoes muy importante definir el sistema deidentificación de monedas ya que estos sistemasson complejos y los que se pueden comprar yaconstruidos son costosos y solo se fabrican en elexterior.

•Para poder realizar la construcción de unsistema pequeños es importante tener en cuentala forma y los sistemas de transporte de lasmonedas al interior del sistema para poderrealizar un correcto espaciamiento de la maquina

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

•Los costos deben ser calculados con grancuidado ya que la idea principal del producto estener un producto al que puedan accederpersonas para las cuales este no es un productode primera necesidad.

•El maquinado de las piezas debe tener grancuidado ya que para un correcto funcionamientotodo debe estar temporalmente sincronizado.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS Y

HERRAMIENTAS DE INGENIERÍA

EMPLEADAS

ULRICH KARL y EPPINGER STEVEN. “Diseño y desarrollo de productos,

Enfoque Multidisciplinario”. McGraw Hill Interamericana,2004.

http://www.dirhel.com/inicio.html

•Solid edge

MUCHAS GRACIAS

Henry Arturo Pabón Q. hapabonq@unal.edu.co

Diego Fernando Bahena R. dfbahenar@unal.edu.co

Carlos Eduardo Rodríguez E. cerodrigueze@unal.edu.co