1. Departamento de Ingeniería Mecánica y Mecatrónica
Línea de Investigación, Innovación y Desarrollo Tecnológico
XXIV MUESTRA DE MÁQUINAS Y PROTOTIPOS
MÁQUINA CORTADORA DE TALLOS DE FLORES
Estudiantes:
CRISTHIAN CAMILO POLANCO GONZÁLEZ
DANIEL FERNANDO CABRERA MORA
JULIÁN ANDRÉS GARZÓN MARTÍNEZ
Directores:
Ing. Nelson Arzola
Ing. Edwin Cárdenas
Bogotá D.C., junio de 2009

2. ANTECEDENTES Y FUNDAMENTACIÓN
La Floricultura como medio de expresión y desarrollo económico, ha
sido sin lugar a dudas una de las más exitosas del país
Dada la importancia de la flor en la vida cotidiana y en el ámbito
económico en nuestro país, se hace necesario el desarrollo de la
industria que acelere los métodos de recolección en el mundo de la
Floricultura Nacional.
La Máquina Cortadora de Tallos de Flores, es un dispositivo
manual – automático, asistido por baterías, que optimiza el
proceso de corte de tallos de flores.

3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
El proyecto Máquina Cortadora de
Tallos de Flores tiene como propósito
desarrollar un sistema portátil que
corte, por medio de accionamiento
manual o automático, de manera segura
y eficiente tallos de flores.

4. REQUERIMIENTOS DEL CLIENTE
Gracias a un proceso de investigación de mercado, se llegó
al siguiente listado de requerimientos:
 El dispositivo debe ser compacto, de bajo peso y portátil.
 El mecanismo debe utilizar una batería pequeña como
fuente de energía.
 La herramienta debe ser eficiente en el consumo de
potencia eléctrica.
 El dispositivo debe ser seguro al manipularlo, evitando
posibles lesiones en el usuario.

5. ANÁLISIS DE LA COMPETENCIA
(BENCHMARKING)
Por medio de un proceso de investigación y
reconocimiento del mercado del corte seguro
de tallos de flores, se presenta la siguiente
relación de herramientas de propiedades y
características similares

6. ANÁLISIS DE LA COMPETENCIA
(BENCHMARKING)

7. ANÁLISIS DE LA COMPETENCIA
(BENCHMARKING)
MASTER TALL TE50 Vi / Ar

8. ANÁLISIS DE LA COMPETENCIA
(BENCHMARKING)
Akku-Gartenschere LI-ION
POWER RR 3000
•Manipulación sencilla y cómoda.
•Peso de solo 800 gr.
•Autonomía de hasta 2 jornadas
de trabajo.
•Tiempo de carga: <1 hora
•Corta tallos de hasta 15 mm de
espesor.

9. ANÁLISIS DE LA COMPETENCIA
(BENCHMARKING)
My-T-Fine Cordless
Electronic Cutter
•Cuchilla Multi propósito
•Base de carga y soporte
integradas.
•Diseño ergonómico.
•Autonomía de hasta 1
hora.
•Batería recargable.

10. ANÁLISIS DE LA COMPETENCIA
(BENCHMARKING)
MASTER TALL
TE25 Ga

11. ESPECIFICACIONES DE INGENIERÍA (QFD)
Masa Total: (450 – 2000) gr.
Costo de Manufactura: (150.000 – 300.000) $.
Módulo de Elasticidad de la Cuchilla: 210 MPa.
Tiempo de Carga del Prototipo: (30 min – 3 horas).

12. ESPECIFICACIONES DE INGENIERÍA (QFD)
Tiempo de Autonomía: Exacto de 2 horas.
Valor del Repuesto de la Cuchilla: (1000-3000) $.
Par Mínimo de Corte: 5 Nm
Ergonomia

13. FUNCIONES:
DIAGRAMA DE DESCOMPOSICIÓN FUNCIONAL

14. FUNCIONES:
DIAGRAMA DE DESCOMPOSICIÓN FUNCIONAL
•Almacenar o aceptar energía.
•Almacenamiento de energía eléctrica.
•Convertir energía externa en energía cinética.
•Transmisión de potencia eléctrica a cinética.
•Posicionar Tallo.
•Ubicación del tallo en el lugar de corte.
•Aplicar energía cinética para separar tallo.
•Proceso de corte con cuchilla o rueda dentada.

15. FUNCIONES:
DIAGRAMA DE DESCOMPOSICIÓN FUNCIONAL
•Detectar Activación.
•Presencia de tallo.
•Aceptar tallo.
•Circuito de valoración de condiciones del tallo.
•Disparar herramienta.
•Transferencia de energía y accionamiento de
componentes de corte.

16. GENERACIÓN DE CONCEPTOS:
VALORACIÓN DE LAS ALTERNATIVAS DE
SOLUCIÓN GENERADAS
Concepto Propuesto A
•Control de ángulo de giro por
paso de motor PaP.
•Batería de Litio. (Comercial).
•Controles de potencia y
activación separados.
•Detección de Tallo por
optoacople.
•Transmisión de potencia con
sistema de engranajes.
•Accionamiento por pulsador.
•Corte por medio de cuchillas.

17. GENERACIÓN DE CONCEPTOS:
VALORACIÓN DE LAS ALTERNATIVAS DE
SOLUCIÓN GENERADAS
Concepto Propuesto B
•Control de ángulo de giro por
servomecanismo.
•Almacenamiento de energía
con foto celda.
•Control único de potencia y
activación.
•Transmisión de potencia con
sistema de movimiento relativo y
elasticidad de resorte.
•Accionamiento por gatillo.
•Corte por medio de cuchilla.

18. GENERACIÓN DE CONCEPTOS:
VALORACIÓN DE LAS ALTERNATIVAS DE
SOLUCIÓN GENERADAS
Concepto Propuesto C
•Motor DC.
•Batería alcalina.
•Control único de potencia y
activación.
•Transmisión de potencia con
sistema de engranajes y polea.
•Accionamiento por pulsador.
•Corte con rueda dentada.
•Restricción espacial física.

19. GENERACIÓN DE CONCEPTOS:
VALORACIÓN DE LAS ALTERNATIVAS DE
SOLUCIÓN GENERADAS
Concepto Propuesto D
•Transmisión de potencia con
sistema planetario de
engranajes.
•Accionamiento por gatillo
sensible.
•Corte con cuchillas.
•1 cuchilla fija a la carcasa.
•1 cuchilla móvil con transmisión
de potencia directa al sistema
planetario.

20. GENERACIÓN DE CONCEPTOS:
VALORACIÓN DE LAS ALTERNATIVAS DE
SOLUCIÓN GENERADAS
CONCEPTOS
CRITERIOS DE SELECCIÓN
Concepto A Concepto B Concepto C Concepto D
Seguro + + + +
Confortable - - - 0
Eficiente en corte 0 - + +
Autonomía energética 0 - - 0
Fácil de recargar 0 + + -
Compacto 0 0 - 0
Fácil de manufacturar + 0 0 0
Sumar + 2 2 3 2
Sumar 0 4 3 2 4
Sumar - 1 2 3 1
Puntuación neta 1 -1 0 1
Rango 1 3 4 1
¿Continua? si no si revisar

21. PRESENTACIÓN DE LA ALTERNATIVA DE
DISEÑO DOMINANTE Y JUSTIFICACIÓN
CONCEPTOS
Concepto AD Concepto C
Criterios de selección Peso Calificación Puntuación Calificación Puntuación
%
Seguro 16 4 0,64 4 0,64
Confortable 18 3 0,54 2 0,36
Eficiente en corte 14 3 0,42 4 0,56
Autonomía energética 18 3 0,54 2 0,36
Fácil de recargar 12 4 0,48 4 0,48
Compacto 10 3 0,3 3 0,3
Fácil de manufacturar 12 2 0,24 3 0,36
Puntuación total 3,16 3,06
Rango 1 2
¿Continúa? SI NO

22. PRESENTACIÓN DE LA ALTERNATIVA DE
DISEÑO DOMINANTE Y JUSTIFICACIÓN
Luego de realizar la evaluación de los conceptos y
de una análisis interno, se decidió agrupar los
conceptos a y d puesto que fueron similares y
complementarios, luego, estos nuevos conceptos
son pasados a la matriz de puntuación como
concepto AD.

23. GENERACIÓN Y EVALUACIÓN DEL
PRODUCTO
• Productos Existentes en el Mercado.
• Sistema de Engranajes.
• Sistema Planetario
• Sistema de Corte.
• Cuchilla móvil.
• Almacenamiento de Energía.
• Baterías.

24. GENERACIÓN Y EVALUACIÓN DEL
PRODUCTO
• Materiales y Técnicas de Producción.
• Cubierta.
•Inyección.
• Cuchillas de Corte.
• Componentes Exteriores.

25. GENERACIÓN Y EVALUACIÓN DEL
PRODUCTO
• Proceso de Inyección
El proceso de inyección
básicamente consiste en un
molde, que tiene como
función alojar el plástico
fluido, retenerlo hasta
enfriarlo, darle forma y
expulsar la pieza terminada.

26. GENERACIÓN Y EVALUACIÓN DEL
PRODUCTO
•Identificación de Componentes. Interfaces.
•Soporte Estructural.
•Batería.
•Circuito de Control.
•Modulo de Detección de Tallo.
•Mecanismo Impulsor.
•Cuchillas de Corte.

27. GENERACIÓN Y EVALUACIÓN DEL
PRODUCTO
Para la fabricación del dispositivo en el proyecto Maquina
Cortadora de Tallos de Flores (prototipo), se encontraron varias
alternativas de manufactura:
•En acero mediante maquinado.
•Mediante proceso de prototipado rápido.
•En madera mediante maquinado (procedimiento artesanal).
La inyección es utilizada si la herramienta se produce en serie.

28. DESCRIPCIÓN DE LA MÁQUINA
MODO DE FUNCIONAMIENTO: Manual / Automático.
El Modo Manual es accionado al variar un actuador (gatillo) que genera una señal
análoga de entrada al microcontrolador, quien con ayuda de algunos sensores, determina
si es preciso ejecutar la acción de corte con la fuerza señalada por el usuario.
El Modo Automático funciona gracias a algunos sensores estratégicamente
posicionados, que entregan señales de presencia-ausencia de flor a cortar al
microcontrolador que retroalimenta una señal de corte, ayudado por etapas de potencia,
al motor-reductor que finalmente acciona la cuchilla móvil del cortador.
La máquina ideal presenta apoyos ergonómicos en su mango, que favorecen el agarre
del operario a la máquina, y su velocidad de acción – reacción al momento de accionar
los botones de seguridad estratégicamente posicionados en la herramienta.

29. APORTE Y VALOR SOCIAL DEL DISEÑO
•Mejora de procesos de recolección de flores en los
invernaderos del territorio nacional.
•Disminución del número de accidentes y
enfermedades de los trabajadores (recolectores) en
los invernaderos.
•Aceleración de la línea de producción y
almacenamiento de rosas. (Utilidades del
productor).

30. ANÁLISIS ECONÓMICO
•Producto del método iterativo de desarrollo, el proceso de diseño alcanzó costos cercanos a
$80.000.
•El prototipo final, registró un valor por materiales de $120.000.
•Maquinados especiales y cortes de material personalizados (láser) conllevaron costos de
$50.000.
•El proceso de manufactura cumplió el valor estimado en el inicio del proyecto, culminando
en $250.000.
•El costo final del prototipo fue de $450.000.

31. ANÁLISIS ECONÓMICO
Factura Corte Láser

32. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
•Básicamente, el proceso de diseño y concepción de un producto de
ingeniería, debe ser realizado por medio de pasos iterativos que permitan la
optimización y resolución del problema, que conlleven a elementos que
satisfagan a cabalidad con los requerimientos del cliente.
•Se logro descubrir un nuevo mercado a nivel nacional, desarrollar una
máquina de características innovadoras, que permitirá el avance tecnológico
en pro del sector floricultor colombiano.

33. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
•Consecuencia de los escasos recursos económicos del
proyecto y la reproducción única del mismo, el soporte
estructural del prototipo se realizó con materiales de
condiciones inferiores a las necesarias; de este modo, para
futuros desarrollos y producciones en serie, se hace necesario
recomendar el uso de materiales plásticos de alto impacto
moldeados por procesos de inyección.

34. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS Y
HERRAMIENTAS DE INGENIERÍA
EMPLEADAS
•Referencias Bibliográficas
•HISPAES, S.A Industria productora de Herramientas de Poda. <http://www.hispaes.es/>
•ULRICH, Karl. EPPINGER Steven. Diseño y desarrollo de productos tercera ed. Editorial Mc
Graw Hill.
•ULLMAN, David. The Mechanical Design Process. Mc Graw Hill.
•http://www.centelsa.com.co/
•Software
•Solid Edge – Diseño gráfico.
•Ansys – Análisis de Elementos Finitos.
•CodeWarrior – Programación digital.
•InteractivePhysics - Simulación de Experimentos.
•Proteus – Simulación de circuitos digital.

35. MUCHAS GRACIAS
CRISTHIAN CAMILO POLANCO GONZÁLEZ – ccpolancog@unal.edu.co
JULIÁN ANDRÉS GARZÓN MARTÍNEZ – jagarzonma@unal.edu.co
DANIEL FERNANDO CABRERA MORA – dfcabreram@unal.edu.co