10 - 080617 - Circuitos Neumáticos 02v13

Departamento de Diseño Mecánico Sistemas Oleohidráulicos y Neumáticos

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MANDOS CON ACTUADORES MULTIPLES. 1. Se pretende que dos actuadores neumáticos A y B realicen un ciclo automático con secuencias A+, B+, A-, B-.

- El inicio del ciclo se realizará por medio de un pulsador. - El ciclo deberá concluir aunque el pulsador se mantenga oprimido y solo podrá iniciarse si fuera completado el anterior. El diagrama espacio-fase resultará:

Obs.: para lograr las condiciones de marcha propuestas (inicio de ciclo) se ha establecido una condición “y” entre el pulsador y el fin de carrera accionado por el último movimiento del ciclo. Solución:


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2. Dos actuadores neumáticos deben realizar un ciclo automático con secuencia A+, B+, A- B-, con idénticas características de inicio de ciclo que las propuestas en el ejercicio anterior (ej.1)

El diagrama espacio-fase se muestra a continuación:

Obs.: para asegurar las condiciones de inicio de ciclo, se ha establecido una condición “y” entre el pulsador y los finales de carrera accionados por los últimos movimientos del ciclo. Esto asegura la marcha sólo si los dos actuadores alcanzaron la posición de reposo en el ciclo anterior; esto es equivalente a decir “fue completado el ciclo anterior”. Solución:


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3. Dos cilindros neumáticos deben operar automáticamente a ciclo simple según la secuencia A+, B+, B-, A-. El inicio de ciclo se efectuará por medio de un pulsador y sólo ocurrirá si fue completado el ciclo anterior, es decir, con los actuadores en posición de reposo. El diagrama espacio-fase para el ciclo propuesto es el siguiente: Observando detenidamente el diagrama podemos detectar que: 1) La señal de B2, que hace salir al cilindro B, está presente en el momento en que

es emitida la señal desde B3 para hacerlo retornar. B2 está presente durante las fases 2 y 3, siendo B3 emitida al final de la fase 2.

2) La señal A3, que hace retornar al cilindro A, estará presente cuando deba

emitirse la señal de inicio que lo hace salir. A3 está presente durante las fases 4 y 1 en tato A4 es pulsado al final de la fase 4.

Para el ejemplo, A3 y B2 son señales bloqueantes.

Las válvulas neumáticas biestables utilizadas en la gran mayoría de los mandos neumáticos, no responden a una señal mientras tengan presente la contraria, es decir la conmutación de la válvula es bloqueada por la señal contraria. El ciclo propuesto presentará dos bloques que impedirán su desarrollo, debido a la presencia en A1 y B1 de las señales A3 y B2 respectivamente. Las señales que por razones operativas del ciclo, estén presentes cuando deban ingresar las contrarias se denominan “señales bloqueantes”. Para que el ciclo pueda efectuarse éstas deben ser eliminadas.


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→ ¿COMO ANULAR LAS SEÑALES BLOQUEANTES?

a) Técnica del mando abatible (mando unidireccional).

Consiste en anular las señales de bloqueo mediante el uso de finales de carrera con mando unidireccional. El esquema circuital resultará:


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b) Técnica de la temporización (pulso de señales) Consiste en anular las señales bloqueantes, temporizando su duración (pulsado), logrando que éstas desaparezcan antes que ingresen las señales contrarias. El esquema de mando será:


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c) Técnica de la memoria auxiliar. Consiste en eliminar las señales bloqueantes quitándole la alimentación a los finales de carrera emisores de dichas señales en el momento en que son emitidas las respectivas señales contrarias. Esto se logra utilizando válvulas de memoria auxiliar, biestables del tipo 3/2 ó 5/2. El esquema siguiente muestra la solución empleando ésta técnica con una memoria auxiliar 5/2.

d) Técnica de la cascada. La técnica de anulación de señales bloqueantes por cascada de memorias puede considerarse una derivación directa del método anterior propuesto, enunciado como “técnica de la memoria auxiliar”. La técnica en cascada puede expresarse en forma de método sistemático generalizable para un número cualquiera de actuadores y de señales bloqueantes. Dada su característica, la aplicación del método no requiere de conocimientos profundos sobre la especialidad para poder concretar un esquema circuital. El enunciado del método conduce en sí mismo a la solución.


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Desarrollamos nuevamente el ejemplo 1.

(1) Establecer el diagrama espacio-fase correspondiente a la secuencia a desarrollar, indicando en el mismo el encadenamiento de las señales de mando. Escribir en la parte inferior y en correspondencia con las fases, la secuencia expresada en forma literal abreviada.

(2) Dividir la secuencia expresada en forma literal abreviada en grupos, de tal

manera que en un mismo grupo, no queden incluidos movimientos contrarios de un mismo actuador Esto último equivale a que en un grupo no deberá repetirse la letra correspondiente a un actuador. Esta separación en grupos se efectuará siguiendo el orden de la secuencia. Cuando se llegue a una repetición, se iniciará allí un nuevo grupo. Para el ejemplo se tendrá:

Nota: se deberá tratar de formar el menor número posible de grupos, sin quebrantar la regla establecida.


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(3) Determinar el número necesario de memorias auxiliares 5/2. Esto se hará restando 1 al número de grupos antes determinados.

Nm = Ng – 1 Con: Nm = número de memorias 5/2 Ng = número de grupos.

(4) Iniciar el esquema circuital, disponiendo en la parte superior los actuadores y sus correspondientes finales de carrera, juntamente con las válvulas de comando de dichos actuadores. En la parte inferior se trazarán líneas paralelas horizontales que denominaremos líneas de grupo. Se trazarán tantas líneas como grupos hayan sido determinados en el punto 2. Seguidamente se conectarán las memorias a las líneas de grupo y éstas entre sí en caso de resultar varias. El esquema de conexionado de memorias será según muestran las figura siguientes.


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Proceder en forma análoga para un numero mayor de memorias. Nota: no es recomendable extender la cascada con memorias 5/2 a un número de éstas mayor que 4. Para el esquema propuesto:


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(5) Se iniciará ahora el conexionado de los restantes elementos del sistema. Para

ello se procederá siguiendo el orden determinado por la secuencia y de acuerdo con las siguientes reglas: REGLAS

a. Conectar la línea del grupo I con el piloto de la válvula que origina el primer movimiento de dicho grupo, intercalando el pulsador de marcha A4 que forma parte de la condición de arranque.

Para el ejercicio propuesto:

Obs.: al oprimir el pulsador se origina el primer movimiento de la secuencia (en el ejemplo A+). Este movimiento accionará un final de carrera que permitirá proseguir la secuencia (en el ejemplo B2).



b. Alimentar el fin de carrera accionado por el primer movimiento desde la línea de grupo I y su salida dirigirla al piloto de la válvula que origina el segundo movimiento de dicho grupo (o eventualmente al piloto de la memoria auxiliar para realizar el cambio de grupo en caso necesario).

En el ejemplo, B2 origina el movimiento B+ contenido en el grupo I; no hay necesidad de cambio de grupo, por lo tanto la salida de B2 debe ser dirigida al piloto de la válvula B1 para originar B+.

El segundo movimiento se producirá y se accionará un nuevo fin de carrera que permitirá proseguir la secuencia (en el ejemplo será B3).



c. Alimentar el fin de carrera accionado por el movimiento anterior desde la línea de grupo I y la salida dirigirla al piloto de la válvula que origina el siguiente movimiento del grupo, o eventualmente al piloto de la memoria cuando fuere necesario realizar un cambio de grupo. En el ejemplo, B3 debe originar un cambio de grupo ya que la acción siguiente (B-) pertenece al grupo II (B3 es el último fin de carrera del grupo I y por lo tanto debe cambiar la memoria).

El cambio de la posición de la memoria hará que la línea II se encuentre bajo presión en tanto la I es puesta a venteo.



d. A partir del cambio de grupo el proceso de conexionado indicado en los puntos anteriores se repite pero aplicados ahora al grupo II (a,b,c). De este modo se conectará la línea del grupo II al piloto de la válvula que origina el primer movimiento del grupo II (revisar punto a., no es necesario intercalar un pulsador de marcha pues no es condición en éste caso). Para el ejemplo:



Al accionarse B3 se presurizará la línea II y en consecuencia ocurrirá B- que accionará el fin de carrera A3. Se alimentará luego el fin de carrera accionado por éste movimiento desde la línea del grupo II y su salida será dirigida al piloto de la válvula del siguiente movimiento del grupo o eventualmente al piloto de la memoria auxiliar para un nuevo cambio de grupo, en caso que fuera necesario (ver punto b.) En nuestro caso A3, origina el movimiento A- (no es necesario cambio de grupo pues A- está dentro del grupo II en el que ya estábamos).



Al accionarse A3 se producirá A-. Este movimiento accionará al fin de carrera A2. El último fin de carrera accionado (A2 en el ejemplo) deberá ser alimentado desde la línea de grupo II y su salida (por ser el último del grupo II) deberá ser dirigida al piloto de la memoria para cambiar al grupo I y posibilitar así el comienzo de un nuevo ciclo. El circuito habrá quedado así concluido.



Ejemplo 1 - Realizar el esquema circuital aplicando el método en cascada. Secuencia: A+, B+, C+, C-, B-, A-. Diagrama espacio-fase:

NM = NG – 1 = 2 – 1 = 1



Circuito neumático:



Ejemplo 2 - Realizar el esquema circuital aplicando el método en cascada. Secuencia: A+, B+, B-, C+, C-, A- Diagrama espacio-fase:

NM = NG – 1 = 3 – 1 = 2



Circuito neumático:

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