6.-EXPLICACIÓN DEL CONCEPTO DE DISEÑO DEL PRIMER PROTOTIPO

El primer prototipo siempre va a ser él más difícil, puede estar mas cerca o más lejos de una solución totalmente funcional, puede costar poco o mucho dinero, pero no cabe la menor duda que es indispensable para el proceso de diseño, es en si, la primera materialización de la idea, es un paso entre la abstracción y la concreción en algo tangible dentro del mundo de lo cotidiano, ya es algo que se puede criticar por mas personas que el mismo diseñador, y por lo mismo puede mejorar mas rápido o quizás desaparecer para regresar a un proceso mas profundo de abstracción que permita la generación de un nuevo prototipo.
Es un nuevo paradigma, bueno o malo, lo es.

6.1 El desarrollo de la función
En la definición del concepto la función básicamente dividimos el problema en 5 partes :
a) El concepto de la transferencia del movimiento, del scanner B+H al alimentador T-100 como el primer requerimiento funcional que después llamaríamos "el triángulo estratégico".
b) La estructura general del T-100
c) Los detalles de la estructura para la unión física al B+H.
d) La banda
e) Un truco eléctrico.

6.1.1 Desarrollo del concepto de la transferencia de movimiento gracias al "triángulo estratégico".

El scanner B+H con su poca versatilidad necesitaba ser acelerado. La idea de una banda que conectada al B+H agilizara el proceso era buena pero se necesitaba profundizar en la solución. Básicamente las primeras preguntas fueron :
¿Como funciona el scanner Bell + Howell (B+H) ?
¿Como puedo hacer que la banda se mueva aprovechando el motor del scanner ?
¿Que solución mecánica requiero para transferir el movimiento ?
¿Cuales van a ser los puntos de contacto con el B+H ?
¿Que tipo de estructura necesito para soportar la banda ?



Funcionamiento del scanner Bell +Howell :

Bell + Howell es una empresa americana que se dedica a la producción y venta de scanners de alta velocidad. Dentro de su gran variedad tienen una familia scanners que son para hojas tamaño carta y doble carta, el scanner al que se pretendía unir el T-100 es el Copiscan II 3338 aunque también funcionaría con el Copiscan II 2137ª ya que basicamente todos los modelos de B+H tienen la misma estructura.

El scanner tiene un motor que empieza a funcionar después de haberle dado una instrucción vía software, y por medio de una banda mueve un rodillo que funciona como base para la transportación del papel a digitalizar.
De esta manera cuando entra un documento, va pegado al rodillo del scanner(1) y cuando lo detectan los censores accionan la cámara de digitalización para digitalizarlo. Finalmente da la vuelta y sale para ser recogido por el operador.
****Digitalizar detalle del folleto de B+H****

Entrada del doc.







Salida del doc.





Generación de alternativas
En la pregunta de la transferencia del movimiento, antes de llegar a la solución del triángulo estratégico, se exploraron diferentes propuestas que se describen a continuación ;

· Una banda cruzada que comunica al rodillo 2 con el 3 e impulsados con el rodillo 1, pero con problemas de espacio y de efectividad en la tracción, (ver boceto 3.1.2a)



· Otra alternativa de una banda que comunicara al rodillo de scanner directamente a la banda de transportación (ver boceto 3.1.2 b) con los problemas de espacio hacia los lados y de la poca independencia ya que la banda de tracción estaría unida al rodillo del scanner y sería tan difícil ponerla como quitarla.




El triángulo estratégico
En la solución de lo que llamamos "el triángulo estratégico", pensamos en ocupar el rodillo del scanner para la transferencia del movimiento a la banda, incluyendo uno intermedio que serviría como el rodillo de tracción que después nombramos como los baleros de tracción.


La solución propuesta de "el triángulo estratégico" define claramente los puntos de contacto y la transferencia del movimiento entre tres rodillos. Ver plano 3.1.1


El primero el rodillo del scanner (1) , impulsado por un motor ; el segundo rodillo, los baleros de tracción (2) impulsados por el rodillo del scanner y el tercero el rodillo delantero de la banda(3), que unido al los baleros de tracción gira en dirección opuesta, de tal manera que el primer rodillo y el último giran en la misma dirección movidos por el segundo.
Hay una relación muy importante entre los tres centros de estos rodillos ya que una variación en las distancias de los centros no permitiría una tracción adecuada entre el rodillo del scanner y el rodillo 2 y en el caso de la relación de los rodillos 3 y el del scanner, afectaría directamente a la caída de los documentos hacia el rodillo del scanner para la trayectoria normal de digitalización.
Si trazamos líneas rectas entre los tres centros nos da un triángulo que es la clave del funcionamiento del T-100. Este triángulo logra la relación de distancias adecuada entre los rodillos, que provocan el movimiento por medio de tracción, para movilizar una banda transportadora donde se colocan los documentos que llegan hasta la cámara de digitalización.

6.1.2 Estructura General del T-100 así como sus alternativas .

Una vez definido el concepto del funcionamiento de la tracción, seguía la definición de la estructura que permitiría soportar a los rodillos de la banda, así como establecer los puntos de contacto con el scanner. Para esto nos formulamos siguientes preguntas:
¿ Cuales son los puntos de contacto con el scanner B+H ?
¿ Como se va a generar la tensión necesaria para la banda. ?
¿ Cuales van a ser los ajustes de calibración?
¿ Que materiales y procesos requerimos para su fabricación?

En el proceso de diseño exploramos las siguentes alternativas :
· En la misma estructura generar la tensión de la banda, utilizando este sistema también para la calibración, pero resultaba poco estable por las articulaciones que se requerían.(ver boceto 3.1.2 d)

· Otra alternativa eran unas placas a todo lo largo, en donde en la parte posterior se maquinaran unos barrenos para las diferentes opciones de tensión y calibración ,pero por el tiempo que se requería para cortar estas placas de aluminio y el costo de los materiales y los procesos esta opción fue descalificada, (ver boceto 3.1.2 e).



Finalmente la solución que definimos resultaba viable para nuestros recursos en tiempo y dinero. Esta estrucutura formada por soleras de aluminio, requería de un minimo de procesos y ocupamos aluminio por su facilidad de maquinar y por su ligereza. En la parte posterior se hizo un barreno corrido a lo largo de la solera para permitir ajustar y calibrar la banda en diferentes posiciones de tensión. Quedó una estructura poco firme pero suficiente para probar el concepto básico.





6.1.3 Detalles de la estructura para la unión al B+H (La cabeza de la estrucutra)





Esta es una de las partes importantes del T-100 ya que de aquí depende el buen funcionamiento de la solución. Aquí es donde las distancias del triángulo estratégico se reflejan, es pues, su soporte. Es la cabeza de la estructura, el lugar donde se juntan la solución de tracción del T-100 y el Bell+Howell, tanto en la parte de la tracción como en la parte del soporte físico para la instalación del T-100.
El scanner B+H en la parte frontal tiene una estructura metálica donde soporta todas sus partes, desde tarjetas, sensores, motores hasta rodillos. En esta estructura se monta el alimentador manual de B+H específicamente en unas placas laterales donde tiene un par de entradas para este alimentador.(ver foto)

La estructura del T-100 se divide entonces en 2 partes; la general y lo que llamamos la cabeza.
Este es un plano técnico de lo que es la cabeza de la estructura considerando 2 de los 3 centros del triángulo estratégico así como el centro para soportar una bicera que ayuda a la caída de los documenos.


En el primer prototipo esta pieza fué una de las que mas dolores de cabeza nos dió, y fué principalmente por la necesidad de haber dejado 2 de los 3 centros del triángulo estratégico con rangos de ajuste. Y fue una necesidad porque no sabíamos con exactitud la forma en la que se iban a comportar espacialmente hablando ya dentro de la estructura del B+H. Y calculábamos que en los casos en los que los baleros de tracción tuvieran desgaste este sistema de tracción debería de poder ajustarse para preservar la tracción.

6.1.4 La Banda

Esta es una parte de las que están en movimiento y es una de las que tiene mayor contacto con el usuario.
Después de buscar telas adecuadas para la banda transportadora se compro una de poliester por la resistencia y después de que se hizo la costura casera y de que se colocara, había que empezar a hacer los ajustes de tensión de los rodillos para que quedaran perfectamente paralelos.
El poliester tenía el gran inconveniente de generar muchísima estática junto con los rodillos de nylamid y esto cargaba de electricidad tanto a los documentos como a la estructura dando en algunos casos hasta toques.
Decidimos cambiar la banda por tres problemas :
1.-La costura no era pareja y se jalaba más de un lado.
2.- Por su poca estructura se pandeaba
3.- Generaba una estática terrible.

Finalmente escogimos la banda de una caminadora para tener mayor estructura, pero principalmente por ser una banda vulcanizada y geométricamente perfecta. Esto eliminaba variables para el movimiento lateral, aunque los problemas de estática no se solucionaron.
Quedaba pendiente modificar la estructura donde se montaban los rodillos ya que era fácil de que se destensara de un lado ocasionando que la banda se moviera.
Y empezamos a valorar dos conceptos que serían vitales para los siguientes prototipos : paralelismo y perpendicularidad.


6.1.5 Un truco eléctrico

Para poder instalar el T-100 o el T-90 se quito una pieza del scanner B+H que soporta un conector hembra. Este conector hembra tiene otro conector macho que va instalado en el alimentador manual, y que su función es asegurarse de que este alimentador esté puesto para accionar el mecanismo del scanner.
Lo que hicimos fue simplemente destornillar el conector macho del alimentador manual y ponerlo directo al conector hembra, de tal manera que funcionara sin el alimentador manual. Los dos conectores los pusimos a un lado, y de esta manera hacíamos un truco eléctrico para que el scanner funcionara con el T-100 "pensado" que tenia el alimentador manual original.




6.2 Producción del primer prototipo con las limitantes tecnológicas y de tiempo.

Dentro de los procesos de diseño no siempre se tiene el tiempo para llevar a cabo una investigación exhaustiva, y más cuando se esta desarrollando una solución para una línea de producción crítica. El tiempo de desarrollo considerando el diseño y producción fue de tan solo 4 días en este primer prototipo, ya que se tenia que dar una respuesta rápida y eficiente. Por otra parte en proyectos con poco tiempo el proceso de diseño y producción van mas ligados que lo normal. Esto es que en el momento de la producción todavía se toman decisiones de diseño.

Una vez aclarados los conceptos generales de diseño y de las partes involucradas, se realizó un despiece general en perspectiva a mano alzada que funcionaría como planos técnicos para la producción. (ver primeros planos 1 y 2)
En este primero se define la construcción de la cabeza de la estructura así como los materiales y dimensiones de las solución del triángulo estratégico y los rodillos involucrados. En la parte inferior de este mismo plano se encuentra un despiece de lo que serían los rodillos de la banda.

En el segundo plano lo que se ve es la idea de la estructura general y su unión a la cabeza de la estructura. Aquí se puede ver lo sencilla que era la estructura así como su clara debilidad.

y en la tercera hoja se explicaban la lista de piezas con los siguientes rubros : clave, nombre, material, especificaciones, numero de piezas y precio.



Esto fue con lo que se pudo dimensionar el proyecto en conjunto valuándolo en $400 pesos de material y la mano de obra la pondríamos nosotros.

Así pues con las especificaciones de las piezas se empezaron a maquinar. Los rodillos de nylamid se tornearon y las soleras de aluminio para la estructura se barrenaron, medimos y cortamos la placa que serviría como la cabeza de la estructura y finalmente ensamblamos todas las piezas.


La fabricación fue en 1 día y al siguiente día se hicieron las pruebas de ajustes con el scanner con un resultado satisfactorio en relación con la complementación de los espacios interiores. El primer prototipo había nacido.
De las preguntas difíciles de calcular y que queríamos ver físicamente era : con la variación de diámetros en los rodillos, y con la sumatoria de fricción ... ¿ a que velocidad iría finalmente la banda transportadora? y para nuestra fortuna llevaba la velocidad perfecta para la necesidad de tiempos de digitalización esperada, y esto lo supimos cuando se hizo el conteo de documentos por minuto llegando a un récord en ese momento de 70.


6.3 La pobre expresión del primer prototipo.

Es difícil hablar de la expresión del T-90 ya que no era más que la materialización de un concepto que era hasta esos momentos meramente funcional, y acotado por márgenes económicos y de tiempo, pero con la esperanza de mejorar algún día. El T-90 como le llamamos, difícilmente podía expresar mas allá de su capacidad de moverse, y de sostenerse. Era una solución incompleta.

6.4 Evaluación de una idea que prueba tener potencial y que funciona por casi 8 meses.

Había detalles a solucionar como el material que recubriría a los baleros de tracción, que solucionamos con un par de llantinas baratas de hule que quedaban a presión con el balero y que gracias a su material flexible permitía una tracción aceptable. Desgraciadamente nada es demasiado bueno constantemente teníamos que estar ajustando el sistema ya que se iban desgastando al grado de perder la tracción totalmente.
Existía también el problema de que las llantinas de hule se despegaron de los baleros y a veces se movían hacia los lados causando variaciones en la velocidad .



Independientemente de los problemas técnicos creo que algo muy importante que resaltar aquí es que a pesar de los miles de detalles y de problemas a solucionar a partir del primer prototipo, el resultado asombró al equipo de Digilab entendiendo y creyendo en el desarrollo de nuevas ideas que pueden tener una utilidad específica dentro de las necesidades de las empresas, y eso para nosotros fue una de las cosas más importantes, darle su debido respeto a la profesión de diseñador industrial.
A partir del primer día de producción se empezaron a hacer las evaluaciones de los resultados en cada una de las partes diseñadas, cambiando muchas partes , y se empieza todo un proceso de una combinación de diseño manual y digital para la generación de un nuevo prototipo. En el curso de este proceso de 8 meses el T-90 da el ancho con la solución de problemas de cada día que ayudan a la generación del segundo prototipo.

TESIS
28 de agosto de 1997