Automatizacion 2.pdf

“LA NEUMATICA” COMO ELEMENTO DE CONTROL

AUTOMATICO

UNIVERSIDAD DE LA GUAJIRA FACULTAD DE INGENIERÍA

Programa de Ingeniería Industrial

Riohacha

En primer lugar, las magnitudes físicas.

Y en segundo lugar, su correspondencia dentro del sistema de medida según el proceso utilizado.

Fundamentos Físicos

Rodeada de una envoltura aérea

Superficie

78%, es Nitrógeno

21%, es Oxigeno

1%, es H2O, Ag, Ne, He, etc.

Para una mejor comprensión de las leyes y

comportamiento del aire:

Magnitud Símbolo Dimensión

• Longitud l metro

• Masa m Kg

• Tiempo t Sg

• Temperatura ºK ºK; 0º C = 273 ºK


Medidas fundamentales

Magnitud Símbolo Dimensión

• Fuerza F N; 1N = 1Kg*mt/sg2

• Superficie A m2

• Volumen V m3

• Caudal Q m3/sg.

• Presión P Pas; 1Pas = 1N/m2

1bar = 100 Kpas = 105 Pas.

Medidas derivadas



Presión

Kpa (bar)

Presión Sobrepresión

Presión absoluta

(Pabs) Pe

Pamt =1 bar

Atmósfera

Oscilante

0

Subrepresión Pe

1 pascal, corresponde a la presión que ejerce una fuerza perpendicular de 1N sobre una superficie de 1 m2.

La presión atmosférica no es constante, su valor cambia según la

ubicación geográfica y las condiciones metereológicas. La Pabs es

la relacionada a la presión cero (en vació). La Pabs es la suma de la

presión atmosférica más la sobrepresión o subpresión

• F = m*a

• F; 1Kp = 9.81 N 1Kp = 10 N.

• Masa: 1Kg = 1Kp*sg2/9.81m.

• Presión: 1 atmósfera, at = 1 Kpa/cm2 = 0.981 bar (98.1 Kpa).

• Pascal, = Pa

• Bar, = bar

• 1Pa = 1N/m2 = 10-5 bar.

• 1bar = 105 N/m2 = 105 Pa = 1.02 at.

• 1 atm = 1,033 at = 1.013 bar (101,3 Kpa).

Ley de newton:


• Milímetro de columna de agua, mm de columna.

de H2O.

• 10.000 mm ca = 1 at = 0,981 bar (98,1 Kpa).

• Milímetro de columna de mercurio, mm Hg.

• (Corresponde a la unidad de presión de Torr).

• 1mm Hg = 1 Torr

• 1 at = 736 Torr; 100 Kpa (1 bar) = 750 Torr.


Establece que a temperatura constante los volúmenes de una misma masa gaseosa son inversamente proporcionales a las presiones a las que se hallan sometidos. Donde los productos de los volúmenes y presión absoluta son constantes.


Ley de Boyle – Mariotte

F1 F2

F3 V1 y P1 V2 y P2

V3 y P3

P1.V1 = P2.V2

1º EJERCICIO


Si el volumen V1 = 1 m3, que está a la presión atmosférica P1 =

100 Kpa (1 bar) se comprime con la fuerza F2 hasta alcanzar el

volumen V = 0,5 m3, permaneciendo la temperatura constante, se

obtiene:

P1.V1 = P2.V2

P2= P1.V1

V2

P2= 100kPa.1m3 = 200 Kpa (2 bar)

0,5 m3

Si el volumen V1 se comprime con la fuerza F3 aún mas hasta

lograr V3 = 0,05 m3 , la presión que se alcanza es:

P3 = P1.V1

V3

P3 = 100 kPa.1m3 = 2000 Kpa (20 bar)

0,05 m3


El volumen del aire varía en función de la

temperatura

Si la presión permanece constante y la temperatura se eleva 1 ºK

partiendo de 273 ºK, el aire se dilata 1 de su volumen inicial.

273

Esto lo demuestra la ley de Gay-Lussac :

V1 = Volumen a la temperatura T1

V2 = Volumen a la temperatura T2

De donde :

V2 = V1 . T2

T1

𝑉1

𝑉2=

𝑇1

𝑇2

Ecuación de estado de los gases:


Desarrolle:

Un gas expuesto a la presión atmosférica es

comprimido a la décima parte de su volumen.

Cuál es la presión si la temperatura se mantiene

constante?

𝑃1 ∗ 𝑉1

𝑇1=

𝑃2𝑉2

𝑇2


Se tiene una masa de oxígeno, que ocupa un volumen

de 200 litros a la temperatura de 97oC y presión de

100,8 kPa, se quiere saber a qué temperatura ocupará

un volumen de 150 litros si la presión de 103,5 kPa?

¿ Que presión tendrá un recipiente de 10 litros de aire

a 30 ºC, si a 0 ºC tenia una presión de 5Kgf/𝑐𝑚2?

Una cierta cantidad de gas se encuentra a la presión de

790 mm Hg cuando la temperatura es de 25ºC.Calcula

la presión que alcanzará si la temperatura sube hasta

los 200º

EL CONCEPTO

Aire

Proceso, mediante el cual:

Herramienta

ATMOSFERA LO COMPRIME

OPERACIONES

Producción,

Automatización de

Procesos Ind., etc.

La evolución de la técnica del

aire como herramienta

Antigua

Su descubrimiento se remonta a muchos siglos atrás.

El aire comprimido:

Forma de energía

Ocupo de la

neumática

fue el griego, Ktesibios

Máquina de aire

comprimido

Libros del s. I

de nuestra

era

Más acuciante la exigencia de una

automatización y racionalización

de los procesos industriales.

La neumática se haya podido

expandir en tan corto tiempo y

con tanta rapidez.

Propiedades del aire comprimido

Abundante

Transporte

Almacenable

Temperatura

Antideflagrante

Limpio

Propiedades del aire comprimido

CARACTERISTICAS

Construcción de

sus elementos

Velocidad

A prueba de

sobrecarga

• Detección de estados o procesos mediante sensores.

• Procesamiento de informaciones mediante procesadores.

• Accionamiento de actuadores mediante elementos de control.

• Ejecución de trabajos automatizados mediante actuadores.

APLICACIONES EN LA NEUMÁTICA

Funciones de la neumática

La tecnología de la neumática juega un papel

importante en la mecánica, en la industria y

en los procesos de automatización desde

hace mucho tiempo.

Ello se logra mediante la actuación conjunta de:

• Sensores.

• Procesadores.

• Elementos de accionamiento.

• Y actuadores incluidos en un sistema neumático o

parcialmente neumático.


Para controlar los procesos y máquinas

De accionamiento permiten realizar

los siguientes tipos de movimientos:

• Movimiento lineal

• Movimiento giratorio

• Movimiento rotativo

Los elementos neumáticos:


ELEMENTOS DE SISTEMAS

NEUMÁTICOS

Actuador rotativo

Elementos de accionamiento

Motor bidireccional

Actuador lineal

• Perforar

• Tornear

• Fresar

• Cortar

• Ensamblar

• Acabar

• Deformar

• Controlar

• Transportar

• Etc.

Aplicaciones especificas en técnica de

fabricación:


• Aplicaciones generales en técnica de manipulación.

• Sujeción de piezas.

• Posicionamiento de piezas.

• Orientación de piezas.

• Bifurcación del flujo de materiales.

• Automatización de Procesos Industriales.


Aplicaciones generales:

• Embalar

• Dosificar

• Bloquear

• Accionar ejes

• Abrir y cerrar puertas

• Estampar y prensar piezas


Aplicaciones generales en diversas técnicas

especializadas

• Transportar materiales

• Girar piezas

• Separar piezas

• Apilar piezas

• Etc.

Los medios de trabajo son los siguientes:


• Electricidad

• Hidráulica

• Neumática

• Combinación de estos medios

• Fuerza

• Carrera

• Tipo de movimiento (lineal, rot.)

• Velocidad

• Vida útil

Criterios de selección para elegir los medios de trabajo:

• Seguridad y fiabilidad

• Costo de energía

• Operatividad

• Capacidad de

acumulación.


1. Mecánica

2. Electricidad

3. Electrónica

Medios de control:

Criterios de selección para elegir los medios de control:

4. Neumática

5. Enlace lógicos

6. Hidráulica

1. Fiabilidad de los componentes.

2. Sensibilidad frente a factores externos.

3. Facilidad de mantenimiento y

reparación.

1. Tiempo de respuesta de los elementos.

2. Velocidad de la transmisión de

señales.

6. Espacio necesario.

7. Vida útil.

8. Posibilidad de modificar el

sistema.

9. Necesidad de ofrecer cursos.

Grupos de productos en la neumática:

Diseño de sistemas neumáticos:


1. Actuadores

2. Sensores y unidades de introducción

3. Controles o Procesadores

4. Accesorios

5. Sistemas de mando completos

1. Fiabilidad

2. Coste y tiempo del mantenimiento

3. Costos de repuestos

4. Montaje y puesta en servicio

5. Costos de reparación

6. Capacidad de modificación y adaptación

7. Espacio disponible

8. Economía

9. Documentación disponible


Al desarrollar sistemas de mando neumáticos

deberán tomarse en cuenta los aspectos que se

indican a continuación:

Un sistema de control neumático está compuesto por los siguientes grupos de elementos:

• Abastecimiento de energía.

• Elementos de entrada (sensores).

• Elementos de control (válvulas).

• Elementos de maniobra y de accionamiento (actuadores).


NEUMÁTICOS

Estructura de sistemas neumáticos y flujo de

las señales

Sistema basisco.pptx


NEUMÁTICOS

Símbolos y Normas en La Neumática

Simbología Neumatica.doc

Presiones de los elementos del SN:


NEUMÁTICOS

• 800 a 1000 Kpa

8 hasta 10 bar

Entre 5 y 6 bar

• No obstante, es recomendable que,

• 500 a 600 Kpa


NEUMÁTICOS

El compresor

El aceite necesario en el sistema neumático debe ser

suministrado a través de la unidad de mantenimiento :

Acumulador

Entre 6.5 a 7 bar

Sistema neumático

Sistema basisco.pptx

http://www.google.com.co/url?sa=i&rct=j&q=compresores+de+aire&source=images&cd=&cad=rja&docid=Cy2cp8djXbIMWM&tbnid=vsHgllmp3tXYKM:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.aerografia.com.es/es/compresores.htm&ei=CPdAUZLFBIzK0AHjgYGgBA&bvm=bv.43287494,d.dmQ&psig=AFQjCNEujZs0qGfh-QAZy2TeCevlfaAQqQ&ust=1363298346501757

La unidad de mantenimiento combina los siguientes

elementos:


NEUMÁTICOS

• Filtro para aire comprimido.

• Regulador de aire comprimido.

• Lubricador de aire comprimido.

Eliminar impurezas

Presiones constantes

Agregar aceite al aire

• Consumo de aire.

• Tipo de compresor.

• Presión necesaria en el sistema.

• Cantidad acumulada necesaria.

• Grado necesario de pureza del aire.

• Mínima humedad ambiental.


NEUMÁTICOS

Para diseñar un sistema neumático, deben

tomarse en cuenta los siguientes aspectos:

• Requisitos de lubricación.

• Temperatura del aire y su incidencia en el sistema.

• Tamaño de las tuberías y de las válvulas.

• Selección de los materiales utilizados en el equipo

y en los periféricos.

• Puntos de escape y de purga.

• Disposición del sistema de distribución.


NEUMÁTICOS

Continuación


NEUMÁTICOS

Mando Neumático

Actuadores

Elementos de

maniobras

Procesadores

Sensores

Abastecimiento

de energía

1. Válvulas de vías: Sensores, procesadores y actuadores.

2. Válvulas de cierre (válvulas de antirretorno).

3. Válvulas reguladoras de flujo (válvulas de estrangulación).

4. Válvulas de presión.

5. Combinaciones de estas válvulas.


NEUMÁTICOS

Tienen la función de controlar la presión o el paso del aire a

presión. Según su función se clasifican en:

Válvulas


NEUMÁTICOS

Las válvulas de vías controlan el paso de señales neumáticas

o de flujo de aire. Estas válvulas abren, cierran o modifican

la dirección del paso del aire a presión.

Parámetros de una válvula de vías:

Cantidad de conexiones (vías): 2 vías, 3 vías, etc.

Cantidad de posiciones de conmutación: 2, 3 posiciones, etc.

Tipo de accionamiento: mecánico, neumático, eléctrico, Manual,

PLC’s.

Tipo de reposición: por muelle, por presión, etc.


NEUMÁTICOS

La válvula puede actuar como sensores, por ejemplo,

mediante un rodillo con leva para detectar la posición del

vástago de un cilindro.

Válvula 3/2 vías de rodillo con leva normal y escamoteable

2 (A)

1 (P) 3 (R)


NEUMÁTICOS

La válvula puede actuar como procesador, en cuyo caso se

encarga de fijar o cancelar señales o de desviarlas, según sea

la señal de mando.

2 (A)

12 (Z)

1(P) 3 (R)

Válvula 3/2 vías de accionamiento neumático simple

Y Válvula función and


NEUMÁTICOS

Si la válvula es utilizada como un actuador, su función es la

de ofrecer un caudal suficiente para los elementos de trabajo.

14 Z

4 (A) 2 (B)

12 (Y)

5 (R) 1(P)

3 (S)

Válvula 5/2 vías de accionamiento neumático doble


NEUMÁTICOS

Las válvulas de cierre o antirretorno permiten que el

flujo de aire pase en una sola dirección.

Válvula Antirretorno

Válvula de estrangulación y antirret.

Válvula selectora

Válvula Simultaneidad

Válvula de escape rápido


NEUMÁTICOS

Válvulas reguladoras de flujo

Las válvulas reguladoras de flujo (o de

estrangulación) bloquean o estrangulan el caudal

y, en consecuencia, regulan el paso del aire.

• Válvulas limitadoras de presión.

• Válvulas reguladoras de presión.

• Válvulas de secuencia.


NEUMÁTICOS

Válvulas de presión

Se clasifican en tres grupos principales:


NEUMÁTICOS

Válvula limitadora de presión

Estas son instaladas detrás del

comprensor con el fin de limitar, por

razones de seguridad, la presión en el

acumulador y en el sistema.

Válvula reguladora de presión

Se encargan de mantener constante la

presión de trabajo, independientemente

de las oscilaciones de presión que pueda

haber en la red.


NEUMÁTICOS

Válvula de secuencia

12(Z) 1(P) 3(R)

Las válvulas de secuencia son utilizadas en

aquellos casos en los que se necesita una señal de

presión para activar un mando.

La combinación de varios elementos

permite ejecutar otras funciones

secuénciales. A modo de ejemplo podría

mencionarse la válvula temporizadora.

2(A)


NEUMÁTICOS

Válvula de simultaneidad

Procesadores

Las válvulas de simultaneidad (válvulas de doble presión o

válvulas mixtas), o función and. Permite enlazar dos señales de

entrada con la función “Y”. Este elemento “Y” tiene dos

entradas y una salida. La válvula selectora función O, cumple

una función permitiendo operar un cilindro desde diferentes

posiciones determinadas.

Válvula selectora


NEUMÁTICOS

Clasificación de los elementos de

accionamientos

Elementos de accionamiento lineal:

-Cilindros de simple efecto

-Cilindros de doble efecto

Elementos de accionamiento giratorio:

-Accionamiento giratorio

-Motor neumático.


NEUMÁTICOS

Los cilindros neumáticos son utilizados con frecuencia como elementos de accionamiento lineal.

El progreso experimentado en relación a materiales y métodos de montaje y fabricación ha tenido como consecuencia una mejora de la calidad y diversidad de elementos neumáticos, contribuyendo así a una mayor difusión de la neumático en el sector de la automatización.

• Diámetro Desde 6 hasta 320 mm.

• Carrera Desde 1 hasta 2 000 mm.

• Fuerza Desde 2 hasta 50 000 N.

• Velocidad del emb. Desde 0,02 hasta 1 m/s.


Características de los cilindros

SISTEMAS


NEUMÁTICOS

Un cilindro es accionado por lo general mediante una válvula de vías. La

selección de la válvula de vías (cantidad de conexiones, cantidad de posiciones,

tipo de accionamiento) depende en cada caso de la aplicación concreta del

sistema.


NEUMÁTICOS

Accionamiento de un cilindro de simple efecto

Planteamiento:

1. Cilindro de simple efecto de reposición por muelle.

2. Válvula manual de 3/2 vías, de reposición por muelle.

3. Alimentación de aire a presión conectado a la válvula de 3/2 vías.

4. Conexión de aire a presión entre la válvula y el cilindro.

El vástago de un cilindro de simple efecto deberá avanzar al recibir presión y

volver automáticamente a la posición normal cuando está bloqueada la

alimentación de aire a presión.

Solución

Accionamiento del cilindro de simple efecto mediante un válvula de 3/2 vías

manual. La válvula cambia de posición normal a posición de paso al accionarse el

pulsador, el esquema tiene los siguientes elementos:


NEUMÁTICOS

Cilindro de simple efecto

2(A)

1(P) 3(R)

2(A)

1(P) 3(R)


NEUMÁTICOS

Posición normal: La posición normal (esquema izquierdo) es el estado en el

que están ocupadas todas las conexiones sin que se haya producido un

accionamiento manual por el usuario. En este estado inactivo, la conexión de aire a

presión está bloqueada en la válvula y el cilindro está en posición retraída

(reposición por muelle). Si la válvula se encuentra en esta posición, la cámara de

presión del cilindro está vacía.

Interpretación

Accionamiento del pulsador: Accionando el pulsador, la válvula de 3/2 vías

actúa contra la fuerza del muelle de reposición. El esquema de la derecha muestra la

válvula en posición de trabajo. En este estado, la conexión de aire a presión está unida

a la cámara del lado del émbolo del cilindro. De esta manera se genera una presión en

dicha cámara, con lo que el vástago del cilindro llega a la posición de final de carrera,

la presión en la cámara del lado del émbolo es máxima.


NEUMÁTICOS

Continuación

Pulsador sin accionar: En el momento en que se deja de accionar el

pulsador, el muelle de reposición se encarga de recuperar la posición normal de la

válvula, con lo que el cilindro retrocede.

La velocidad de avance y la de retroceso del vástago del cilindro suelen ser

diferentes:

1. El muelle ejerce una contra fuerza cuando avanza el cilindro.

2. Al retroceder el cilindro, el aire desplazado es evacuado a través de la válvula.

En consecuencia, el aire debe superar una fuerza de fricción del flujo.

Los cilindros de simple efecto suelen estar construidos de tal modo que, la

velocidad de avance sea mayor que la de retroceso.

pneumatic - pneumatics.wmv


NEUMÁTICOS

Accionamiento de un cilindro de doble efecto

Planteamiento:

El vástago de un cilindro de doble efecto deberá avanzar al accionarse un

pulsador y deberá retroceder cuando se suelte. El cilindro de doble efecto puede

trabajar en ambas direcciones, debido a que en ambos lados del émbolo pueden

recibir presión del sistema para efectuar las operaciones de avance y de

retroceso.

Solución

Accionamiento de un cilindro de doble efecto mediante una válvula manual de

4/2 vías. Pulsando y dejando de pulsar, la válvula genera y, respectivamente

cancela una señal.


NEUMÁTICOS

Composición del esquema de distribución: 1. Cilindro de doble efecto

2. Válvula manual de 4/2 vías de reposición por muelle

3. Conexión de la alimentación de aire a presión a la válvula de 4/2 vías

4. Conexión de aire a presión entre la válvula y el cilindro.

Cilindro de doble efecto


NEUMÁTICOS

Interpretación

Posición normal:

Accionamiento del pulsador:

Pulsador sin accionar:

Esquema de distribución neumático:


NEUMÁTICOS


NEUMÁTICOS

La evolución de la técnica de los procesadores instalados en

sistemas neumáticos desembocó en la creación de sistemas

modulares que agrupan funciones de válvulas de vías y

elementos lógicos con el fin de ejecutar un proceso. De este

modo el tamaño, los costos y la complejidad del sistema son

menores.

Solución modular

DESARROLLO DE SISTEMAS

NEUMATICOS

El Desarrollo de sistemas neumáticos

Implica la adopción de varios pasos:

En consecuencia, es sumamente importante preparar una documentación

detallada para que conste en ella la versión definitiva, la cual debería

contener las siguientes partes: 1. Diagrama de Bloques.

2. Diagrama de Flujo.

3. Esquema de Distribución.

4. Listas de todas las piezas utilizadas en el sistema.

5. Manual de instrucciones de servicio.

6. Información para el mantenimiento y la reparación.

7. Lista de piezas de repuestos.

8. Ficha técnica de los componentes.

diagrama de bloque.pptx

diagrama de bloque.pptx


NEUMATICOS

Esq

uem

a se

cuen

cial

Diseño de SN

Planteamiento

Análisis

Diseño y

planificación

Realización

Evaluación

Mantenimiento Mejoras


NEUMATICOS

El Desarrollo de sistemas neumáticos

Implica la adopción de varios pasos:

En consecuencia, es sumamente importante preparar una documentación

detallada para que conste en ella la versión definitiva, la cual debería

contener las siguientes partes: 1. Diagrama de Bloques.

2. Diagrama de Flujo.

3. Esquema de Distribución.

4. Listas de todas las piezas utilizadas en el sistema.

5. Manual de instrucciones de servicio.

6. Información para el mantenimiento y la reparación.

7. Lista de piezas de repuestos.

8. Ficha técnica de los componentes.


NEUMATICOS

Esquema de distribución

0.1

1 P 3 R 3 R 3 R

3 S

1 P 1 P

1 P

1.2 1.4 1.3

1.6

1.1

1.01

1.0 1.3

2 A 2 A 2 A

A

4 A 2 B

14 Z 12 Y

Y X 5 R


NEUMATICOS

Sistema de numeración de componentes:

•0. Fuente de alimentación de energía.

•1.0, 2.0, etc. Elemento de Trabajo.

•.1 Elemento de Mando.

•.01, .02, etc. Elementos ubicados entre el elemento de mando y el de

trabajo.

•.2, .4, etc. Elemento que inciden en el movimiento de trabajo del

cilindro.

•.3, .5, etc. Elemento que inciden en el movimiento de retroceso del

cilindro.

• La ubicación real de c/u de los elementos no es tomada en cuenta.

• En la medida de lo posible, los cilindros y las válvulas de vías deberían de estar representadas en posición horizontal.

• El flujo de la energía es indicado desde abajo hacia arriba.

• La fuente de energía puede representarse mediante un dibujo simplificado.

• C/u de los elementos debe ser mostrado en su posición normal.

• Es recomendable que, en la medida de lo posible, los conductos no se crucen en el esquema.


NEUMATICOS

Recomendaciones

PROBLEMAS DE NEUMÁTICA.

Vamos a tratar dos tipos de problemas: ANÁLISIS y

SÍNTESIS

Problemas de Análisis:

Son aquellos en los que hay que

explicar cómo funciona un

circuito dado

2

1 3

100%

1º NOMBRAR CADA ELEMENTO DEL CIRCUITO

Empezaremos por los receptores, en este caso: CILINDRO DE SIMPLE

EFECTO, RETORNADO POR MUELLE

Después las válvulas “distribuidoras”, en el ejemplo: 3/2 BOTÓN/MUELLE

Por último el resto de elementos, en nuestro ejemplo: REGULADOR DE

CAUDAL

2º EXPLICAR LO QUE SUCEDE, EN EL INSTANTE INICIAL (t=0)

El instante inicial, es el que muestra el dibujo, cuando no hemos actuado

sobre ningún elemento del circuito.

En nuestro ejemplo, en el instante inicial, el aire que viene del compresor

intenta pasar por la válvula 3/2, y no pasa, por tanto NO entra aire en el

cilindro y este permanece recogido.

SOLUCION.

3º EXPLICAR LO QUE SUCEDE AL MODIFICAR LAS

VÁLVULAS SOBRE LAS QUE PODEMOS ACTUAR

En nuestro ejemplo, sólo hay un pulsador, por tanto,

cuando no está pulsado ocurre lo descrito en el paso 2.

Cuando pulsamos el botón, el aire que entra en la válvula

puede pasar, al pasar entra en el cilindro y este sale.

La velocidad de salida del cilindro dependerá de lo abierto

que esté el regulador.

CONTINUIA.

PROBLEMAS DE SÍNTESIS

.

Son aquellos en los que se nos enuncia un problema y lo

resolvemos diseñando un circuito neumático

Diseña una prensa, que para funcionar sea preciso accionarla

desde dos puntos (esto es una medida de seguridad, si es

necesario accionar la prensa desde dos botones, necesitamos

dos manos para accionarla, por lo que las manos no estarán

dentro de la prensa)

2

1 3

2

1 3

SOLUCIÓN.

¿Cómo hemos llegado a esta

solución?

Una respuesta sería, porque

se nos ha ocurrido así, pero

no es muy didáctica.

Como en todo trabajo

creativo, no siempre se nos

ocurre la solución de forma

inmediata, por lo que es

conveniente seguir algún

método de trabajo

• 1º ELEGIR CORRECTAMENTE EL RECEPTOR.

• Como se trata de una prensa que sólo necesita la fuerza para “prensar”, el

retorno puede ser por muelle, por lo que usaremos un CILINDRO DE

SIMPLE EFECTO, retornado por muelle.

• 2º ELEGIR CORRECTAMENTE LA VÁLVULA DISTRIBUIDORA QUE

CONECTA EL CILINDRO.

• Para controlar un CILINDRO DE SIMPLE EFECTO, usamos una 3/2

pilotada neumáticamente.

• 3º DISEÑAR EL SISTEMA DE CONTROL, QUE SE AJUSTE AL

ENUNCIADO DEL PROBLEMA.

• En este caso elegimos dos válvulas 3/2 botón/muelle y una válvula de

simultaneidad.

CONTINUA.

2

1 3

2

1 3

2

1 3

1 1

2

ESQUEMA.

1º Receptor

Cilindro S.E.

2º Distribuidor

3/2 neumática/muelle

3º Control

3/2 Botón/Muelle

Válvula Y

4 2

5

1

3

2

1 3

2

1 3

1 1

2

2

1 3

2

1 3

1 1

2

RESOLVER.

De un cilindro neumático de simple efecto se conocen las

siguientes características:

Diámetro del émbolo: 50mm.

Diámetro del vástago: 10mm.

Presión: 6 bar.

Perdidas de fuerza por rozamiento: 10%

Determine las fuerzas de empuje tanto en el avance como en

retroceso.

La fuerza de recuperación del muelle en cilindros simple

efecto suele ser el 6% de la fuerza teórica

RESOLVER.

De un cilindro neumático de doble efecto se conocen las

siguientes características:

Diámetro del émbolo: 60mm.

Diámetro del vástago: 20mm.

Presión: 8𝑥105 𝑁/𝑚2.

Perdidas de fuerza por rozamiento: 10%

Determine las fuerzas de empuje tanto en el avance como en

retroceso.

RESOLVER.

DIAGRAMAS DE MOVIMIENTO

Con objeto de facilitar un reconocimiento rápido y seguro

de los desarrollos del movimiento y de los estados de

comunicación es preciso encontrar una forma de

representación adecuada para los movimientos y estados

de conmutación.

Estas formas de representación, sustituyen o

complementan la descripción verbal de un sistema de

mando.


Para explicar las diferentes formas de representación

utilizaremos un ejemplo sencillo.

Consiste en realizar un mando directo de un cilindro de

simple efecto con retorno por muelle a través de una válvula

3/2, normalmente cerrada (NC), de accionamiento manual

y retorno por muelle.

ESQUEMA NEUMÁTICO Y SIMULACIÓN


A continuación se representan estos diagramas para la secuencia

A+;B+;B-;A-

Para designar una secuencia se siguen las siguientes reglas:

- Los cilindros y otros elementos de potencia se designan por las

letras mayúsculas del alfabeto: A, B, C y así sucesivamente.

-Los finales de carrera correspondientes a cada cilindro se

designarán con la letra minúscula correspondiente al cilindro que

los acciona seguido de un número que comienza con el 0 y va

creciendo en dirección al avance.

Ejemplo: a0, a1, b0, b1, c0, c1, c2, etc.


El sentido de avance del cilindro (salida del vástago) se indica

con el signo (+), mientras que el retroceso (entrada del vástago)

se representa con el signo (-).

Las fases se describen por orden cronológico (entendemos por

fase el cambio de estado de un elemento de potencia,

generalmente un cilindro).

A cada cilindro se le asociarán dos detectores de posición

(generalmente finales de carrera), que en el caso del cilindro A

serán a0 y a1, de forma que al final del movimiento de avance

el cilindro accionará el detector a1 y al final del movimiento de

retroceso el cilindro accionará el detector a0.


Representación del diagramas movimiento fase para la

secuencia A+;B+;B-;A-

ESQUEMA ESPACIO - TIEMPO

Diagrama Espacio - Tiempo

Otra forma de representar los diagramas de movimiento o

diagramas Espacio-Fase es como muestra a continuación.

Ejemplo: A+, A-, B+, C+, C-, B


De los diagramas espacio-tiempo, se puede obtener el tiempo en que tardan

los vástagos de los cilindros en realizar las carreras de avance y retroceso.

Con respecto al diagrama espacio-fase, la diferencia radica en que al haber

reguladores, temporizadores y otras válvulas las pendientes de los

diagramas son diferentes. Igualmente en un mismo grafico se puede

colocar las velocidades y secuencia de los mismos.

Diagrama Espacio – Tiempo (Secuencia)


Estos diagramas cobran gran importancia

cuando se diseñan sistemas neumáticos con

múltiples cilindros, como el método de

cilindros en cascada. La forma de relacionar

los movimientos de los diferentes cilindros

sale justamente de este tipo de gráficos


Ejemplo de la implementación de Diagramas de Fase.


El Diagrama Espacio-Fase


La chapa es colocada a mano. Una vez accionado el

botón de arranque, el cilindro A sujeta la pieza. El útil del

cilindro B efectúa un doblado previo de la pieza y

retrocede, el útil del cilindro C termina de doblar la pieza

y vuelve a estar en posición final trasera, el cilindro A

suelta la pieza.

CROQUIS DE SITUACION

DESCRIPCION DE LAS FASES EN ORDEN

CRONOLOGICO

Elementos de Trabajo Fases de Trabajo

Cilindro A La pieza de chapa es sujetada

Cilindro B La pieza de chapa es pre-doblada

Cilindro B Retorno a la posición inicial

Cilindro C La pieza de chapa es acabada de doblar

Cilindro C Retorno a la posición inicial

Cilindro A La pieza de chapa es soltada.

FASE

MOVIMIENTO

CILINDRO A

SUJETAR

MOVIMIENTO

CILINDRO B

PREDOBLAR

MOVIMIENTO

CILINDRO C

ACABA DOBLAR

1

2

3

4

5

6

AVANCE

-

-

-

-

RETROCESO

-

AVANCE

RETROCESO

-

-

-

-

-

-

AVANCE

RETROCESO

-

REPRESENTACION SIMBOLICA DE LOS

MOVIMIENTOS

En esta representación hay que prestar atención a la

coordinación de los movimientos de salida y entrada.

Designación para : Carrera de avance..................con + ó 1

Carrera de retroceso..............con - ó 0

La representación simbólica describe los movimientos de

los elementos en orden al desarrollo.

A+, B+ , B- , C+ , C- , A-.

REPRESENTACION GRÁFICA EN FORMA DE

DIAGRAMA

Diagrama Espacio-Fase.

Se representa la operación que realiza un elemento de

trabajo, es decir en función de las respectivas fases (fase :

cambio de estado de cualquier sub-unidad) queda trazado

el espacio recorrido. Cuando para un mando existen varios

elementos de trabajo, quedarán representados estos de la

misma manera y trazados uno bajo el otro. La concurrencia

en el desarrollo queda establecida por las fases

USO DE SIMULADORES.

AUTOMATION STUDIO 3,5

Para dibujar y simular circuitos hidráulicos y neumáticos se

emplean paquetes de software de algunos fabricantes, se

instruirá de forma muy resumida para resolver problema

en el paquete disponible en el laboratorio.

Hasta la Próxima.

Documents

Automatizacion 2.pdf