Desarrollo de un sistema mecatrónico orientado al proceso de selección, agujereado y corte en la fabricación de botones semiacabados para prendas de vestir a partir de la semilla de tagua, empleando el control numérico computarizado y el procesamiento de imágenes

Abstract

La fabricación de botones para prendas de vestir a partir de las semillas de tagua en el Perú ha sido una actividad poco difundida en los últimos años. Esto conlleva a que la producción por parte de los artesanos y pequeños productores sea baja, ya que no cuentan con maquinaria autónoma que realice múltiples procesos. Además, el costo de estas máquinas autónomas es alta y transportarlo es dificultoso por su peso y tamaño, los artesanos optan por máquinas pequeñas que realizan un proceso en cada ciclo de producción. Los demás procesos se realizan de manera manual apoyándose de herramientas rudimentarias, lo cual es ineficiente. Por ello, en este proyecto se desarrolla un sistema mecatrónico autónomo y modular enfocado en los procesos de selección, agujereado y corte de las tajadas de semillas de tagua para fabricar botones semi acabados para prendas de vestir. Además, al ser modular facilita su transporte y ensamblaje. Como se requiere que el sistema mecatrónico sea automatizado, se empleara los métodos del control numérico computarizado y el procesamiento de imágenes. Esto disminuye el tiempo de mecanizado y agiliza la producción. Para el correcto funcionamiento se investigó la dureza de la tagua, con ello se realizó los cálculos para determinar la potencia eléctrica y el consumo de corriente y así seleccionar los dispositivos eléctricos y electrónicos. Luego se diseñaron las piezas mecánicas en Inventor y la interfaz gráfica mediante la programación en Python. Después se ensamblo todo el sistema mecatrónico y finalmente se realizaron las pruebas y validaciones.

The manufacture of clothing buttons from tagua seeds in Peru has been a relatively uncommon activity in recent years. This has resulted in low production levels among artisans and small-scale producers, as they lack autonomous machinery capable of performing multiple processes. Furthermore, the cost of these autonomous machines is high, and their weight and size make them difficult to transport. As a result, artisans opt for small machines that perform only one process per production cycle. The remaining processes are carried out manually using rudimentary tools, which is inefficient. Therefore, this project develops an autonomous and modular mechatronic system focused on the selection, drilling, and cutting of tagua seed slices to manufacture semi-finished clothing buttons. Its modular design also facilitates transport and assembly. Since the mechatronic system needs to be automated, computer numerical control (CNC) and image processing methods will be employed. This will reduce machining time and expedite production. For proper operation, the hardness of the tagua nut was investigated. This information was used to calculate the electrical power and current consumption required, thus enabling the selection of appropriate electrical and electronic components. The mechanical parts were then designed in Inventor, and the graphical interface was programmed in Python. The entire mechatronic system was then assembled, and finally, testing and validation were performed.