Diseño de un sistema mecatrónico multigripper para el trasplante de plantines de alcachofa en bandejas multicelda en el proceso de repique de los viveros industriales de La Libertad

Abstract

El trasplante de plantines es una tarea fundamental en los viveros industriales, y se aplica fundamentalmente en el proceso del control de calidad de los plantines que luego serán llevados a los fundos de los principales agroindustriales del país. El control de calidad de los plantines requiere de operarios con experiencia a fin de determinar de forma más precisa la calidad de cada plantín. El no disponer de la cantidad necesaria de recurso humano especializado genera cuellos de botella afectando con ella la productividad. En este trabajo se presenta el diseño, simulación e implementación de un sistema multigripper (tres grippers) para el trasplante de alcachofas. El que estará acoplado a un robot cartesiano como su efector final. Primero, se identifican las necesidades funcionales y se realiza la caracterización del plantín que en este caso es alcachofa del tipo Imperial Star (por ser una variedad de alcachofa mas producida en los viveros industriales de la región La Libertad). Segundo, se realiza el diseño conceptual, de configuración y de detalle integrando en ello actuadores eléctricos. Tercero, se realiza la síntesis dimensional del mecanismo del gripper optimizando el diseño para maximizar la transmisión de fuerzas. Cuarto, se diseña e implementa las tarjetas electrónicas controladoras de posición basadas en control óptimo con un regulador cuadrático lineal y con capacidad para conectarse a un PLC a través de señales DIO con niveles de voltaje industrial y cuya electrónica está totalmente aislada para evitar la transmisión de ruido eléctrico. Quinto, se integran todas las partes previamente mencionadas y finalmente se muestran los resultados de diversas aplicaciones y se discute sobre ellas. Los resultados de rendimiento del gripper mostraron una mejora notable respecto a los grippers existentes reportados en la comunidad científica.