05 Circuitos 18 Mayo

Circuitos Neumticos

06 de mayo de 2015

Circuitos Neumticos

Un circuito neumtico es un conjunto de actuadores, vlvulas y conductos que combinados de una forma determinada son capaces de cumplir una misin especfica.

Simbologa

En el momento de realizar un circuito neumtico, de interpretarlo, de montarlo o de transmitirlo a terceras personas, es absolutamente necesario emplear una simbologa que represente cada uno de los elementos de que consta:

Tuberas

Actuadores

vlvulas, etc.

Para ello existen las normas ISO 1219-1:1991 y 1219-2:1995,

Nomenclatura

Los actuadores se referencian mediante nmeros correlativos seguidos de una A mayscula (1A, 2A, etc.), ordenados de izquierda a derecha en orden cronolgico de actuacin. Si trabajan dos o ms actuadores en paralelo en el mismo circuito se representan con el mismo nmero seguido de la A mayscula y de nmeros correlativos (1A1, 1A2, etc).

Nomenclatura

Las vlvulas de gobierno principales y secundarias de cada cilindro respectivos se denominan con el nmero del cilindro sobre el que actan seguido de una V mayscula y un nmero correlativo (1V1, 1V2, etc.).

Nomenclatura

Las vlvulas de informacin o de seal llevan el nmero del actuador que las acciona, si son accionadas manualmente llevarn el mismo nmero que la vlvula de gobierno sobre la que actan. En ambos casos el nmero estar seguido de una S mayscula y de otro nmero correlativo, (1S1, 1S2, 1S3, etc.).

Nomenclatura

Todo elemento que no sea ni actuador, ni vlvula, ni introductor de seales, debe llevar la letra Z, precedida del nmero correspondiente al circuito y seguida de un nmero correlativo (1Z1, 1Z2, etc.).

En los casos en que estos elementos se empleen no solo para un actuador sino para todos los de una instalacin o mquina llevarn por delante el nmero 0.

Si en un mismo esquema se presentan varios circuitos la nomenclatura de todos los elementos ir precedida de un nmero correlativo, indicativo del circuito, y de un guin (1-1A, 2-1V2, etc.).

Prcticas

Instalar un software de neumtica-hidrulica

Practica 1: Pulsador con cilindro de simple efecto

Practica 2: Pulsador con enclavamiento y cilindro de doble efecto

Practica 3: Pulsador avance y retroceso, con cilindro de doble efecto

Practica 4: Doble regulador de caudal

Practica 8

Circuitos Neumticos

11 de mayo de 2015

Diagrama espacio - fase

En el diagrama espacio - fase, se resalta grficamente cada evento del funcionamiento del circuito y la posicin de cada elemento en cada situacin.

Diagrama espacio - tiempo

Este diagrama es un paso ms en la representacin cuidadosa del funcionamiento de un circuito neumtico, donde todo es idntico al diagrama ya explicado salvo que el valor de las abscisas es proporcional al tiempo, y, por tanto, la mayor o menor pendiente de las rectas, que indican la velocidad de los vstagos.

Secuencia de actividades

La secuencia de actividades es una relacin literaria de todos los sucesos o discontinuidades que se producen en el funcionamiento del circuito neumtico, ordenados cronolgicamente desde su puesta en marcha hasta su paro, o bien hasta completar un ciclo si su trabajo es ininterrumpido.

Diseo de circuitos

Existen dos procedimientos, uno intuitivo y el otro metdico.

El primero, predomina la intuicin y la experiencia frente al razonamiento metdico, se puede utilizar en circuitos reducidos o bien por personas con cierto oficio en el tema.

Diseo de circuitos

Antes de confeccionar cualquier circuito es necesario conocer el proceso que ha de atender y el servicio que debe cumplir, con clara expresin de:

los esfuerzos que ha de vencer,

velocidad de los desplazamientos,

cuantos ciclos se deben realizar por unidad de tiempo etc.,

en una palabra se han de saber todas las condiciones que ha de cumplir en el proceso.

Diseo de circuitos

Es importante la colaboracin de las personas involucradas sobre el proyecto a fin de llegar a una solucin acorde.

Diseo de circuitos

Proyectar un circuito.

Una vez resuelto el circuito neumtico se seleccionan los cilindros, las vlvulas, los controles de velocidad, los sensores y otros elementos, as como los racores de unin y las tuberas necesarias.

Las cuestiones a definir son: Tipo, seccin transversal, carrera, materiales, fijaciones, etc.

Extraer caldo de una cubeta mediante una cuchara especial, cuyo mango tiene una canaleta por donde pueda circular aqul.

Se disea el proceso de tal manera que cuando el vstago del cilindro se encuentre en su posicin anterior, la cuchara est introducida en el caldo, mientras que si su disposicin es la posterior la cuchara se encontrar fuera.

Mediante un pulsador ha de hacerse bajar lentamente la cuchara, sta ha de levantarse lentamente, en principio por inversin automtica de la marcha en la figura.

Obsrvese que el pie posterior del cilindro se halla sujeto a un punto fijo mediante una charnela para facilitar su giro, as como los dos puntos de sujecin de la cuchara.

Mando directo

Mando indirecto

Retorno automtico

Limitacin de velocidad

Eliminacin de interferencia

Ciclo continuo

Temporizacin

Doble temporizacin

Prcticas

Proyectar los circuitos anteriores de la teora.

Circuitos Neumticos

13 de mayo de 2015

Circuitos con cilindros de simple efecto

Objetivo: efectuar el esquema y conexionado de un circuito con mando indistinto desde cuatro puntos.

Funcionamiento: mando directo de un cilindro de simple efecto con retorno por muelle desde cuatro puntos distintos con cuatro vlvulas 3/2 NC, con accionamiento manual y retorno por muelle, actuando sobre selectores de circuito. Al accionar la vlvula 1.2, 1.4, 1.6 o 1.8, indistintamente, el vstago de 1.0 sale, y al soltarlo entra.


Relacin de componentes:

0.1 Vlvula 3/2, accionamiento manual

0.2 Unidad de mantenimiento

1.0 Cilindro de simple efecto con retorno por muelle

1.02/1.04/1.06 Selector de circuito, Funcin O

1.2/1.4/1.6/1.8 Vlvula 3/2 NC, accionamiento por pulsador


Diagrama de movimientos:


Esquema:


Preguntas (incluir en conclusiones):

Qu ocurre si se acciona slo la vlvula 1.2,1.4,1.6 o 1.8?

Qu le ocurre al cilindro 1.0 si se pulsan dos vlvulas a la vez?

Solucin

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Solucin


Qu ocurre si se acciona slo la vlvula 1.2,1.4,1.6 o 1.8?

Que el vstago del cilindro 1.0 sale normalmente.

Qu le ocurre al cilindro 1.0 si se pulsan dos vlvulas a la vez?

Que su vstago sale normalmente pues la primera seal que llega es la que da la orden de salida.


Objetivo: Efectuar el esquema y conexionado de un circuito con mando simultneo, mediante tres vlvulas en serie. Una de ellas puede representar una condicin externa, por ejemplo el cierre de una puerta.



Funcionamiento (explicar):

Relacin de componentes:

0.1 Vlvula 3/2, accionamiento manual

0.2 Unidad de mantenimiento

1.0 Cilindro de simple efecto con retorno por muelle

1.2/1.4/1.6 Vlvula 3/2 NC, accionamiento pulsador


Esquema:



Porqu el vstago del cilindro 1.0 slo avanza al accionar las tres vlvulas a la vez?

Para qu puede emplearse un sistema de estas caractersticas?

Solucin

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Solucin


Porqu el vstago del cilindro 1.0 slo avanza al accionar las tres vlvulas a la vez?

Porque estn conectadas en serie y si no se accionan a la vez el vstago del cilindro 1.0 no sale.

Para qu puede emplearse un sistema de estas caractersticas?

Para garantizar que se cumplan unas condiciones de la maquina con que poder iniciar su ciclo de funcionamiento.


Objetivo: Disear, dibujar y conexionar un circuito con mando simultneo desde 2 puntos mediante vlvulas de simultaneidad.

Funcionamiento: Mando directo de un cilindro de simple efecto con retorno por muelle mediante cuatro vlvulas 3/2, NC, con accionamiento manual y retorno por muelle, actuando sobre vlvulas de simultaneidad. El vstago de 1.0 slo debe salir cuando se accionan las vlvulas correspondientes dos a dos.



Relacin de componentes: 0.1 Vlvula 3/2, 1 accionamiento manual. 0.2 Unidad de mantenimiento. 1.0 Cilindro de simple efecto con retorno por muelle. 1.02/1.04 Vlvula de simultaneidad. Funcin " Y " 1.06 Selector de circuito. Funcin " O 1.2/1.4/1.6/1.8 Vlvulas 3/2 NC, accionamiento pulsador.


Esquema (Dibujar y conectar los elementos):

Preguntas (incluir en conclusiones ):

Qu vlvula podra sustituir a la vlvula de simultaneidad o funcin "Y

Qu ocurre si se deja una vlvula 3/2, NC enclavada?

Solucin

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Solucin

Esquema (Dibujar y conectar los elementos):

Preguntas (incluir en conclusiones ):

Qu vlvula podra sustituir a la vlvula de simultaneidad o funcin "Y

La vlvula 3/2 NC, con accionamiento neumtico.

Qu ocurre si se deja una vlvula 3/2, NC enclavada?

Que al pulsar la otra vlvula reciben aire las dos entradas de 1.02 y 1.04 y el vstago del cilindro 1.0 sale.

Circuitos Neumticos

18 de mayo de 2015

Manipulacin de piezas

Extraer piezas de un cargador por gravedad y depositarlas sobre un plano inclinado para apilarlas en una caja de embalaje.



Oprimiendo un pulsador, el cilindro 1A extrae una pieza del cargador y la deposita delante de un segundo cilindro 2A que desplaza la pieza hasta el plano inclinado.

Concluida la operacin, primero retrocede 1A y a continuacin, hace lo mismo 2A. Para que las piezas sean desplazadas adecuadamente, es necesario detectar las posiciones de inicio y de final de carrera de los vstagos de ambos cilindros.

Dichos sensores llevarn la denominacin 1S1, 1S2 que estarn situados respectivamente al principio y al final de carrera del primer cilindro y los sensores 2S1 y 2S2 correspondientes al cilindro 2A.


Secuencia de actividades:

Al pulsar 1S3 pasa aire hacia 2S1 que se encuentra en la posicin inestable por la accin del vstago del cilindro 2A en posicin posterior; en esa situacin deja pasar el aire para producir el pli 1V. El pld 1V est a escape porque el final de carrera -2S2 - de 2A no est accionado. El cilindro 1A realizar el primer movimiento 1A+. Al llegar 1A a su final de carrera accionar el sensor 1S2, que actuar sobre la vlvula 1S2, dejar pasar el aire hacia el pli 2V, ste se invierte porque 1S1 est en la posicin opuesta a la del dibujo debido a que el cilindro 1A deja de actuar sobre ella en el momento en que su vstago comienza a salir. Al invertirse 2V, se verifica 2A+.


Secuencia de actividades:

Cuando 2A llega al final de carrera acciona 2S2, se invierte, deja pasar aire, se pld 1V. El pli est puesto a escape por la vlvula 2S1 que est en la posicin inversa a la del dibujo. 1V vuelve a posicin de dibujo, penetra aire ld1A, se verifica 1A-. Cuando 1A llega al inicio de su carrera acta sobre 1S1, que pasa a posicin inestable, regresa a posicin de dibujo, pilota el lado derecho 2V debido a que 1S2 ha vuelto a su posicin de dibujo al penetrar 1A. Con este pilotaje se consigue que el cilindro 2A vuelva a su inicio de carrera: 2A-. Cuando este movimiento concluye 2S1 regresa a su posicin de dibujo y todo el sistema vuelve a adquirir la situacin de partida pudiendo comenzar un nuevo ciclo.

Compactador domstico de basura

La basura vertida en un primer compartimiento C1 se arrastra a un segundo C2 donde se compacta; cuando se alcanza un determinado grado de compactacin se retira manualmente por la parte inferior.


El sistema trabaja a una presin mxima de 3 bar, est equipado con un cilindro empujador 1A y otro cilindro compactador 2A, el cual ejerce una fuerza mxima de 2200 N.

Si se oprime el pulsador de puesta en marcha avanza en primer lugar el empujador y a continuacin el compactador, regresando ambos al unsono. En el caso de que el compactador no alcance la posicin extrema anterior porque se encuentre lleno, la carrera de retroceso de ambos cilindros se iniciar por medio de una vlvula de secuencia 0Z3.

sta acta cuando la presin alcanza el valor de 2,8 bar. Cuando esto ocurre se vaca el depsito de basura compactada retirando la bandeja horizontal dispuesta debajo, cayendo el fardo por gravedad. Esta parte del proceso no se incluye dentro del proceso neumtico.


Se pulsa 1S1, se invierte, pasa aire a su travs; pasa aire a travs de 1S2 que se encuentra en posicin inestable debido a la geometra del vstago de 1A. Se pilota el lado izquierdo 1V; como el pilotaje del lado derecho de 1V est en contacto con la atmsfera gracias a 0V y 0Z3 se invierte 1V; pasa aire a su travs. 1S1 se reposiciona por muelle en el instante en que deje de pulsarse, en tal momento elimina el pilotaje izquierdo 1V. Entra aire en el li1A, como ld est a escape empieza 1A+, en ese momento la vlvula 1S2 se reposiciona por muelle; elpi1V, ste se eliminara aunque se siguiera pulsando 1S1. El vstago de 1A introduce la basura en el segundo compartimiento. y produce una primera compactacin en direccin horizontal.


Cuando el vstago de 1A llega a su fin de carrera anterior pulsa 1S3, se invierte, pasa aire a su travs, pilota el lado izquierdo 2V; como el ld2V est en contacto con la atmsfera gracias a 0V y 0Z3, se invierte, pasa aire a su travs. El aire entra por el li2A y en paralelo se dirige a 0Z3; no actuar sobre esta vlvula hasta que la presin en el conducto que llega a ella no alcance un valor de 2,8 bar. Como el lado derecho est a escape empieza 2A+; compacta la basura y si el depsito no est lleno no se alcanza la presin de 2,8 bar en el conducto de alimentacin y llega hasta su fin de carrera posterior 2S.


Pulsa 2S, la invierte, pasa aire a su travs; el aire llega a la vlvula selectora de circuito 0V y la invierte, pasa aire a su travs. El aire se dirige hacia los lados derechos de 1V y 2V, los pilota; en el caso de 1V la invierte pasando a posicin de dibujo, dado que su lado izquierdo est en contacto con la atmsfera; en el caso de 2V no lo puede hacer pues su lado izquierdo est pilotado. Como li1A est a escape, empieza 1A-, su vstago deja de pulsar 1S3, sta se reposiciona por muelle, elpi2V a travs de 1S3. Se invierte 2V; pasa a posicin de dibujo, pasa aire a travs de 2V hacia el ld2A; como el li est a escape empieza 2A-.


Deja de pulsar 2S, se invierte, los lados derechos de 1V y 2V se ponen a escape a travs de 0V y 2S , eliminndose sus correspondientes pilotajes. El vstago de 1A cuando llega a su punto muerto posterior acta sobre 1S2, pasando a la posicin inestable de dibujo; el vstago de 2A termina tambin de entrar y todo el sistema se encuentra en la posicin primitiva dispuesto a volver a actuar en el momento en que se presione nuevamente 1S1. En el caso en que el depsito de basura se encuentre lleno el vstago de 2A no podr alcanzar su fin de carrera y la presin del conducto de alimentacin incrementar su magnitud hasta alcanzar los 2,8 bar a que se encuentra tarada la vlvula de secuencia 0Z3.


En tal instante se vence la fuerza del resorte de la vlvula de presin de 0Z3, se invierte, pasa aire a travs de dicha vlvula y se pilota la vlvula 3/2 de la misma; pasa aire a su travs y llega a la vlvula selectora 0V, pasa aire a travs de ella y llega a los lados derechos de 1V y 2V sucediendo las cosas a partir de aqu igual que en el caso anterior, salvo que la eliminacin de los pilotajes derechos de 1V y 2V necesitan que previamente se elimine la presin existente en el conducto 2V - 0Z3, lo cual se verifica cuando se invierte 2V a posicin de dibujo.

Proceso de fresado de una pieza

Se trata de hacer una ranura en marcos de madera por medio de una fresadora. El marco de madera es sujetado con un cilindro 1A, el avance de la mesa de la fresadora se efecta con una unidad de avance neumtica hidrulica 2A. La secuencia del proceso es 1A+,2A+, 2A-, 1A-; , tal como se muestra en el diagrama adjunto. Siguiendo el mtodo intuitivo un primer circuito podra ser el que se encuentra esquematizado en las siguientes figuras.


Como se puede comprobar, de partida existe una primera interferencia al accionar el pulsador 1S1, se pilota el lado izquierdo 1V, 1V no se invierte puesto que 2S1 est pilotando el lado derecho de la vlvula 1V, ya que 2A se encuentra en su posicin posterior pisando aqulla. Un segundo problema se producir en la fase 3 de manera anloga a la anterior pero con la vlvula 2V.


Un mtodo sistemtico en cascada, para resolver el problema de las interferencias, consiste en anular cada seal en el momento en que sta ya no haga falta.

Se dispone de unas seales de entrada que denominaremos e1en y otras de salida S1Sn. Habr igual nmero de entradas que de salidas y a cada una de las entradas le corresponder una salida. A e1 le corresponder la salida S1, a en le corresponder la Sn. Con cada una de las salidas se realizar uno de los movimientos de nuestra secuencia, as S1 proporcionar el movimiento 1A+, S2 el movimiento 2A+ y as sucesivamente.


Las seales de salida deben de quedar memorizadas, es decir que aunque su seal de entrada correspondiente se anule debe permanecer la seal de salida hasta que se emita la siguiente seal de entrada.

Neumticamente esto queda resuelto con la utilizacin de una vlvula biestable de forma que aunque se anule su pilotaje la vlvula quedar en esa posicin hasta que se pilote por el lado contrario. Todo lo anterior queda resumido en el esquema que se muestra a continuacin:

Marcado de piezas

Se trata de una mquina especial que tiene como finalidad marcar piezas, su alimentacin se efecta por gravedad, siendo empujadas contra un tope y sujetadas mediante el cilindro 1A, marcadas mediante el cilindro 2A y expulsadas mediante el cilindro 3A.

El desarrollo de las fases ha de realizarse automticamente con la posibilidad de eleccin entre ciclo nico y ciclo continuo. La puesta en marcha se efectuar a travs de un pulsador.

Marcado de piezas

Un final de carrera detectar la existencia de piezas en el depsito. Cuando ya no hay piezas en el depsito, debe pararse la mquina en la posicin inicial y quedar bloqueada hasta una nueva puesta en marcha.

Despus del accionamiento del pulsador de paro de emergencia han de retornar los mbolos de los cilindros de inmediato a la posicin inicial.

La secuencia de los cilindros del proceso es la que se puede apreciar en el diagrama espacio fase, es decir: 1A+ 2A+ 2A- 1A- 3A+ 3A-.

Marcado de piezas

Marcado de piezas

Se tiene en inicio los tres actuadores con sus respectivas vlvulas de gobierno y sus respectivos elementos de seal o sensores, principio y final de carrera.

Marcado de piezas

La secuencia dividida en grupos resulta: GRUPO 1: 1A+ 2A+

GRUPO 2: 2A- 1A- 3A+

GRUPO 3: 3A

As pues se necesitan 3 lneas de salida en el montaje en cascada, una para cada uno de los grupos y las vlvulas conmutadoras. Dentro de cada grupo se disponen los elementos de seal correspondientes para terminar la secuencia correspondiente a cada grupo. Es decir, tomando la primera lnea correspondiente al primer grupo, se puede conectar a ella el elemento 1S2 para que quede definida la secuencia 1A+, 2A+

Marcado de piezas

Marcado de piezas

Seguidamente se define la colocacin de las dos vlvulas conmutadoras en cascada.

Marcado de piezas

Finalmente se definen los elementos de entrada a cada bloque en cascada, que son las seales que son activadas al final de cada grupo en que se ha divido la secuencia. Es decir, e1 es el pulsador de marcha, e2 el del final de carrera que se activa al concluir el grupo1 (2S2) y e3 es el que se activa al final del grupo 2 (3S2). Como es preceptivo dichos elementos de seal se deben alimentar del aire proveniente del grupo de secuencia anterior (e1 de S3, e2 de S1 y e3 de S2).

Despus de incluir los elementos adicionales para el paro de emergencia el esquema ser el de la figura siguiente:

Prcticas

Realizar las prcticas anteriores bajo el formato.

Proyectar un circuito de alguna aplicacin exclusivamente neumtica (3 actuadores).

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