Contexto y problemática que resuelve
En eventos masivos o lugares concurridos donde se requiere algún servicio de cafetería (como pueden
ser eventos sociales, juntas en oficinas de trabajo, entre otros), la lentitud en el servicio de
café debido a la necesidad de supervisión humana directa para garantizar la atención puede generar
algunos errores o atrasos, como los siguientes:
- Filas largas y tiempos de espera prolongados, que afectan la experiencia del usuario.
- Costos operativos mayores, al requerir la contratación de personal adicional para atender la
demanda.
- Falta de consistencia en la calidad del servicio, debido al cansancio del personal o a errores
humanos en momentos de alta presión.
Una propuesta de solución a dichos inconvenientes es la instalación de un mecanismo automático que
funcione como barista de café, que cuente con las siguientes características:
- Aceleración del proceso de servicio mediante un sistema lineal e inmediato que permite preparar
y servir cafés de forma continua y precisa.
- Eliminar la necesidad de personal humano dedicado, reduciendo costos operativos y liberando
recursos para otras tareas.
- Garantizar un servicio consistente, ofreciendo la misma calidad en cada taza sin importar el
volumen de usuarios.
- Optimizar la experiencia del cliente, reduciendo filas y tiempos de espera, y permitiendo que
los asistentes disfruten de su café sin estrés.
Propuesta de automatización
La propuesta se basa en desarrollar un sistema de barista automatizado que utilice tecnología
avanzada para mejorar la experiencia del servicio de café. Este sistema incluirá:
- Un brazo robótico UR5e para realizar tareas clave como el manejo de tazas, la preparación del
café y la interacción precisa con dispensadores automáticos.
- Dispensadores automáticos para ingredientes como café, leche, azúcar y otros complementos,
asegurando precisión y rapidez en cada preparación.
- Controles de tiempo optimizados para garantizar la eficiencia en la preparación y minimizar
tiempos de espera.
- Interfaz intuitiva para los usuarios, permitiendo seleccionar opciones personalizadas de café de
forma rápida y sencilla.
Este sistema automatizado con el UR5e reducirá las tareas del personal para, lo que permitirá
garantizar una alta consistencia en la calidad del café servido.
Representación del sistema automatizado con el brazo robótico
UR5e
Plano eléctrico y neumático
A continuación, se muestra el esquema del sistema eléctrico y neumático utilizado en el proyecto. Este
esquema detalla la configuración de los componentes y conexiones esenciales para el funcionamiento del
sistema automatizado.
Programa de PLC y UR5e
El siguiente programa de PLC controla la secuencia de preparación de bebidas en la máquina de café
automatizada. Utiliza instrucciones de control lógico para garantizar la precisión y eficiencia del
sistema. Además se complementa con conexiones al robot UR5e para coordinar las tareas de manipulación.
Video y fotografías
Video del prototipo en funcionamiento mostrando el proceso de preparación de café.
Modelos 3D y piezas para corte láser
Se presdentan los modelos 3D del proyecto.
Lista de Materiales
Costo Total del Proyecto
El costo total del proyecto, incluyendo todos los materiales y componentes necesarios, es de:
Este costo incluye todos los insumos requeridos para la construcción y automatización del sistema.
Conclusiones
El desarrollo del proyecto permitió implementar de manera efectiva los cinco temas principales abordados en
clase: electrotecnia, control de motores, neumática, PLC y sensores. Tras realizar pruebas de funcionamiento
individual en cada uno de los componentes del mecanismo y posteriormente integrarlos en una secuencia
operativa completa, se observó una mejora significativa en los tiempos y la precisión respecto a lo que se podría
lograr con intervención humana. Sin embargo, se identificó que aún existe margen para optimizar los tiempos
de servicio.
Durante las pruebas, se realizaron múltiples iteraciones bajo un enfoque de prueba y error, especialmente en
el diseño de la estación de entrega y el dispensador de leche. Estas experiencias evidenciaron la necesidad de
reducir la cantidad de errores en futuros proyectos. Para lograrlo, se recomienda una planificación más detallada
en las etapas iniciales, así como la adquisición anticipada de materiales que cumplan con las especificaciones
técnicas requeridas.
El barista automatizado cuenta con un gran potencial de mejora. Entre las propuestas de mejora destacan:
• Implementación de detectores de distancia o sensores capacitivos análogos para medir la cantidad de
líquido en la taza y garantizar su correcto posicionamiento.
• Automatización de la entrega de complementos como azúcar, crema u otros aditivos, junto con un
sistema para mezclarlos automáticamente con el café.
• Incorporación de un gripper mecánico con pinzas adaptables para sujetar las tazas de manera más
eficiente, lo que reduciría errores relacionados con el posicionamiento.
Además, se podrían abordar otras mejoras, como la instalación del dispensador de azúcar (pendiente en esta
versión del proyecto) y el rediseño del soporte del pistón que regula el flujo del café. Con estas y otras
optimizaciones, el proyecto podría alcanzar un nivel de desarrollo que permita su comercialización y distribución
en diversos entornos comerciales. Esto reduciría la necesidad de supervisión constante y ofrecería una
experiencia más eficiente y práctica para los usuarios al consumir café preparado de manera automatizada.
