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Manual de trabajo TP 230
Con CD-ROM
Festo Didactic
567260 ES
Fundamentos de la técnica de vacío
12
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Nº de artículo: 567260
Actualización: 10/2010
Autores: Ralph-Christoph Weber
Redacción: Frank Ebel
Gráficos: Ralph-Christoph Weber
Layout: 01/2011, Susanne Durz, Frank Ebel
© Festo Didactic GmbH & Co. KG, 73770 Denkendorf, Alemania, 2011
Internet: www.festo-didactic.com
E-mail: [email protected]
Sin nuestra expresa autorización, queda terminantemente prohibida la reproducción total o parcial de este
documento, asi como su uso indebido y/o su exhibición o comunicación a terceros. De los infractores se
exigirá el correspondiente resarcimiento de daños y perjuicios. Quedan reservados todos los derechos
inherentes, en especial los de patentes, de modelos registrados y estéticos.
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 567260 III
Contenido
Utilización debida ________________________________________________________________________ IV
Prólogo _________________________________________________________________________________ V
Introducción ____________________________________________________________________________ VII
Indicaciones de seguridad y de trabajo ______________________________________________________ VIII
Equipo didáctico tecnológico para electroneumática (TP 200) _____________________________________X
Objetivos didácticos del nivel avanzado (TP 230) _______________________________________________ XI
Atribución de ejercicios en función de objetivos didácticos ______________________________________ XII
Conjunto ampliado de equipos (TP 230) ______________________________________________________ XIII
Atribución de componentes en función de los ejercicios _________________________________________ XVI
Informaciones didácticas para el instructor __________________________________________________ XVII
Estructura metódica de los ejercicios _______________________________________________________ XVII
Denominación de los componentes ________________________________________________________ XVII
Contenido del CD-ROM: __________________________________________________________________ XVIII
Ejercicios y soluciones
Ejercicio 1: Generación de vacío ______________________________________________________________ 3
Ejercicio 2: Selección de ventosas para diversos tipos de piezas __________________________________ 11
Ejercicio 3: Mantener el vacío al utilizar dos ventosas o más _____________________________________ 21
Ejercicio 4: Control del vacío _______________________________________________________________ 29
Ejercicio 5: Ahorro de aire comprimido en un sistema de vacío ___________________________________ 37
Ejercicio 6: Soltar una pieza de manera controlada, manteniendo el vacío __________________________ 43
Ejercicios y hojas de trabajo
Ejercicio 1: Generación de vacío ______________________________________________________________ 3
Ejercicio 2: Selección de ventosas para diversos tipos de piezas __________________________________ 11
Ejercicio 3: Mantener el vacío al utilizar dos ventosas o más _____________________________________ 21
Ejercicio 4: Control del vacío _______________________________________________________________ 29
Ejercicio 5: Ahorro de aire comprimido en un sistema de vacío ___________________________________ 37
Ejercicio 6: Soltar una pieza de manera controlada, manteniendo el vacío __________________________ 43
Contenido
IV © Festo Didactic GmbH & Co. KG 567260
Fundamentos de la técnica de vacío
1 Introducción: la técnica de vacío ____________________________________________________ I -3
1.1 Conceptos básicos de la técnica de vacío ______________________________________________ I -3
1.2 Los niveles del vacío _______________________________________________________________ I -5
2 Generación de vacío en la técnica de manipulación _____________________________________ I -7
2.1 Bombas de vacío __________________________________________________________________ I -7
2.2 Principio de funcionamiento de las bombas volumétricas _________________________________ I -7
2.3 Indicaciones para la selección de bombas ____________________________________________ I -10
2.4 Eyectores _______________________________________________________________________ I -11
3 Elementos de vacío en la técnica de manipulación _____________________________________ I -17
3.1 Válvulas ________________________________________________________________________ I -17
3.2 Vacuómetro _____________________________________________________________________ I -17
3.3 Acumulación de vacío _____________________________________________________________ I -18
3.4 Ventosas _______________________________________________________________________ I -19
3.5 Ventosa de fuelle ________________________________________________________________ I -20
3.6 Selección de ventosas ____________________________________________________________ I -21
3.7 Válvulas de retención de vacío _____________________________________________________ I -23
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 567260 V
Utilización debida
El equipo didáctico de fundamentos de la técnica de vacío deberá utilizarse únicamente cumpliendo las
siguientes condiciones:
• Utilización apropiada y convenida en cursos de formación y perfeccionamiento profesional
• Utilización en perfecto estado técnico
Los componentes del conjunto didáctico cuentan con la tecnología más avanzada actualmente disponible y
cumplen las normas de seguridad. A pesar de ello, si se utilizan indebidamente, es posible que surjan
peligros que pueden afectar al usuario o a terceros o, también, provocar daños en el sistema.
El sistema para la enseñanza de Festo Didactic ha sido concebido exclusivamente para la formación y el
perfeccionamiento profesional en materia de sistemas y técnicas de automatización industrial. La empresa
u organismo encargados de impartir las clases y/o los instructores deben velar por que los
estudiantes/aprendices respeten las indicaciones de seguridad que se describen en el presente manual.
Festo Didactic excluye cualquier responsabilidad por lesiones sufridas por el instructor, por la empresa u
organismo que ofrece los cursos y/o por terceros, si la utilización del presente conjunto de aparatos se
realiza con propósitos que no son de instrucción, a menos que Festo Didactic haya ocasionado dichos daños
premeditadamente o de manera culposa.
VI © Festo Didactic GmbH & Co. KG 567260
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 567257 VII
Prólogo
El sistema de enseñanza en materia de sistemas y técnica de automatización industrial de Festo se rige por
diversos planes de estudios y exigencias que plantean las profesiones correspondientes. En consecuencia,
los equipos didácticos están clasificados según los siguientes criterios:
• Conjuntos didácticos de orientación tecnológica
• Mecatrónica y automatización de procesos de fabricación
• Automatización de procesos continuos y técnica de regulación
• Robotino® – Estudiar e investigar con robots móviles
• Equipos didácticos híbridos
Los equipos didácticos técnicos abordan los siguientes temas: neumática, electroneumática, hidráulica,
electrohidráulica, hidráulica proporcional, controles lógicos programables, sensores, electrotecnia y
actuadores eléctricos.
Los equipos didácticos tienen una estructura modular, por lo que es posible dedicarse a aplicaciones que
rebasan lo previsto por cada uno de los equipos didácticos individuales. Por ejemplo, es posible trabajar
con controles lógicos programables para actuadores neumáticos, hidráulicos y eléctricos.
VIII © Festo Didactic GmbH & Co. KG 567260
Todos los conjuntos didácticos incluyen lo siguiente:
• Hardware (equipos técnicos)
• Fluidos
• Seminarios
Hardware (equipos técnicos) El hardware incluye componentes y equipos industriales que han sido adaptados para fines didácticos. La
selección de componentes de los equipos didácticos y su ejecución se realiza específicamente según los
proyectos previstos para cada nivel.
Fluidos Los medios relacionados con cada tema se clasifican en teachware (material didáctico) y software. El
«teachware» orientado hacia la práctica, incluye lo siguiente:
• Libros técnicos y libros de enseñanza (publicaciones estándar para la adquisición de conocimientos de
carácter fundamental).
• Manuales de trabajo (con ejercicios prácticos, informaciones complementarias y soluciones modelo)
• Diccionarios, manuales, publicaciones técnicas (profundizan los temas técnicos)
• Transparencias para proyección y vídeos (para crear un entorno de estudio ilustrativo y activo)
• Pósters (para la representación esquematizada de temas técnicos)
El software incluye programas para las siguientes aplicaciones:
• Programas didácticos digitales (temas de estudio preparados didácticamente, aprovechando diversos
medios digitalizados)
• Software de simulación
• Software de visualización
• Software para la captación de datos de medición
• Software para diseño de proyectos y construcción
• Software de programación para controles lógicos programables
Los medios de estudio y enseñanza se ofrecen en varios idiomas. Fueron concebidos para la utilización en
clase, aunque también son apropiados para el estudio autodidáctico.
Seminarios Los contenidos que se abordan mediante los equipos didácticos se completan mediante una amplia oferta
de seminarios para la formación y el perfeccionamiento profesional.
¿Tiene alguna sugerencia o desea expresar una crítica en relación con el presente manual?
Envíe un e-mail a: [email protected]
Los autores y Festo Didactic están interesados en conocer su opinión.
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 567260 IX
Introducción
El presente manual de trabajo forma parte del sistema para la enseñanza en materia de sistemas y técnica
de automatización industrial de Festo Didactic GmbH & Co. KG. El sistema constituye una sólida base para la
formación y el perfeccionamiento profesional de carácter práctico. El conjunto didáctico TP 230 abarca el
tema de fundamentos de la técnica de vacío.
Los temas de generación de vacío, configuración de sistemas, selección de ventosas y esquemas de
distribución típicos con conjuntos de aspiración, se tratan de manera exhaustiva. Adicionalmente se aborda
el tema de la reducción del consumo de aire comprimido en sistemas de vacío.
Para efectuar el montaje de los sistemas de control, debe disponerse de un puesto de trabajo fijo, equipado
con un panel de prácticas perfilado de Festo Didactic. El panel perfilado tiene 14 ranuras en T paralelas a
una distancia de 50 milímetros. La fuente de corriente continua es una unidad de alimentación eléctrica con
anticortocircuitaje (entrada: 230 V, 50 Hz; salida: 24 V, máx. 5 A). La fuente de aire comprimido puede ser
un compresor móvil con silenciador (230 V, aprox. 50 l/min., máximo 800 kPa = 8 bar).
La presión de funcionamiento deberá ser, como máximo, de p = 600 kPa = 6 bar. Para un funcionamiento
óptimo, la presión de funcionamiento del sistema de control deberá ser de máximo p = 500 kPa = 5 bar con
aire sin lubricar.
Para llevar a cabo los seis ejercicios y solucionar las tareas, se necesitan el conjunto didáctico TP 230 y,
además, los componentes del conjunto didáctico TP 201. La teoría necesaria para el entendimiento del
presente manual consta en el manual de estudio
• Neumática / Electroneumática
y en el anexo del presente manual de trabajo.
Además, se ofrecen hojas de datos correspondientes a todos los componentes (toberas de aspiración,
ventosas, vacuostatos, etc.).
X © Festo Didactic GmbH & Co. KG 567260
Indicaciones de seguridad y de trabajo
Informaciones generales Los estudiantes únicamente podrán trabajar con los equipos en presencia de un instructor.
Lea detenidamente las hojas de datos correspondientes a cada uno de los elementos y, especialmente,
respete las respectivas indicaciones de seguridad.
Parte mecánica • Monte todos los componentes fijamente sobre la placa perfilada.
• Los detectores de posiciones finales no deberán accionarse frontalmente.
• ¡Peligro de accidente durante la localización de fallos!
• Para accionar los detectores de posiciones finales, utilice una herramienta (por ejemplo, un
destornillador).
• Manipule los componentes de la estación únicamente si está desconectada.
Sistema eléctrico • Las conexiones eléctricas únicamente deberán conectarse y desconectarse sin tensión.
• Utilizar únicamente cables provistos de conectores de seguridad.
• Únicamente deberá utilizarse baja tensión (de máximo 24 V DC).
Neumática • No deberá superarse la presión máxima admisible de 600 kPa (6 bar).
• Únicamente conectar el aire comprimido después de haber montado y fijado correctamente todos los
tubos flexibles.
• No desacoplar tubos flexibles mientras el sistema esté bajo presión.
• ¡Peligro de accidente al conectar el aire comprimido!
Los cilindros pueden avanzar o retroceder de modo incontrolado.
• ¡Peligro de accidente por tubos sueltos bajo presión!
Si es posible, utilice tubos cortos.
Utilice gafas de protección.
Si se suelta un tubo bajo presión, proceda de la siguiente manera:
Desconecte de inmediato la alimentación de aire comprimido.
• Montaje del sistema neumático:
Establezca las conexiones utilizando tubos flexibles de 4 ó 5 milímetros de diámetro exterior.
Introduzca los tubos flexibles hasta el tope de las conexiones enchufables.
Antes de desmontar los tubos flexibles, deberá desconectarse la alimentación de aire comprimido.
• Desmontaje del sistema neumático:
Presione el anillo de desbloqueo de color azul y retire el tubo flexible.
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 567260 XI
Las placas de montaje de los equipos están dotadas con las variantes de fijación A hasta D:
Variante A, sistema de retención por encastre Para componentes ligeros, no sometidos a cargas (por ejemplo, válvulas de vías). Los componentes se
montan reteniéndolos simplemente en las ranuras de panel perfilado. Para desmontar los componentes
debe accionarse la leva azul.
Variante B, sistema giratorio Componentes medianamente pesados sometidos a cargas bajas (por ejemplo, actuadores). Estos
componentes se sujetan al panel perfilado mediante tornillos con cabeza de martillo. Para sujetar o soltar
los componentes se utilizan las tuercas moleteadas de color azul.
Variante C, sistema atornillado Para componentes que soportan cargas altas o componentes que no se retiran con frecuencia del panel
perfilado (por ejemplo, válvula de cierre con unidad de filtro y regulador). Estos componentes se fijan
mediante tornillos de cabeza cilíndrica y tuercas en T.
Variante D, sistema enchufable Para componentes ligeros provistos de pernos enchufables, no sometidos a cargas (por ejemplo, unidades
de alarma). Estos componentes se montan mediante adaptadores enchufables.
Deberán tenerse en cuenta las indicaciones incluidas sobre cada componente en las hojas de datos.
XII © Festo Didactic GmbH & Co. KG 567260
Equipo didáctico tecnológico para electroneumática (TP 200)
El equipo didáctico tecnológico TP 200 incluye una gran cantidad de material didáctico y, también,
seminarios. El presente equipo didáctico incluye exclusivamente unidades de control electroneumáticas.
Los componentes individuales del equipo didáctico TP 200 también pueden formar parte del contenido de
otros equipos didácticos.
Componentes principales del TP 200 • Mesa de trabajo fija con panel perfilado de Festo Didactic
• Compresor (230 V, 0,55 kW, máximo 800 kPa = 8 bar)
• Conjuntos de componentes o componentes individuales
• Medios didácticos opcionales
• Modelos prácticos
• Instalaciones de laboratorio completas
Material didáctico
Manuales de estudio Neumática / Electroneumática
Fundamentos de la técnica de control neumático
Mantenimiento de máquinas y equipos neumáticos
Manuales de trabajo Fundamentos de la técnica de vacío TP 230
«Teachware» opcional Conjuntos de transparencias y retroproyector
Símbolos magnéticos, patrón de símbolos
WBT electroneumática, WBT neumática
WBT electricidad 1+2, WBT electrónica 1+2
Juego de modelos seccionados con maletín
Software de simulación FluidSIM® Neumática
Seminarios
P111 Fundamentos de la neumática y de la electroneumática
P121 Reparación de equipos neumáticos y electroneumáticos; localización de fallos
P-OP Reducción de costos: uso económico de la neumática
IW-PEP Reparación y mantenimiento en la técnica de control: sistemas de control neumáticos y
electroneumáticos
P-AL Neumática para la formación profesional
P-AZUBI Neumática y electroneumática para aprendices
VUU Utilización de vacío en la técnica de manipulación
P-KOMPAKT Curso intensivo, neumática y electroneumática
Las fechas y lugares de los seminarios, así como los precios de los cursos constan en el folleto actualizado
del plan de seminarios.
Los materiales didácticos disponibles constan en los catálogos y en Internet. Los equipos didácticos de la
tecnología de la automatización industrial se actualizan y amplían constantemente. Los juegos de
transparencias, las películas, los CD-ROM y DVD y los manuales se ofrecen en diversos idiomas.
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 567260 XIII
Objetivos didácticos del nivel avanzado (TP 230)
• El estudiante sabe cómo generar vacío.
• El estudiante conoce el funcionamiento de una tobera tipo Venturi.
• El estudiante conoce la influencia que tiene la presión disponible en el vacío y en el tiempo de
evacuación, utilizando diversos tipos de toberas de aspiración.
• El estudiante conoce la influencia que tienen zonas de estrangulación (por ejemplo, tubos de diámetro
pequeño o tubos largos, silenciadores obturados) en la generación de vacío.
• El estudiante puede regular y ajustar el vacío.
• El estudiante conoce la influencia que el diámetro tiene en la fuerza de sujeción de una ventosa.
• El estudiante sabe seleccionar ventosas en función de las características de diferentes piezas.
• El estudiante conoce la influencia que la superficie de una pieza tiene en la fuerza de sujeción de una
ventosa.
• El estudiante conoce la influencia que la superficie de una pieza tiene en la fuerza de sujeción.
• El estudiante conoce métodos para mantener el nivel de vacío si utilizando varias ventosas no todas
sujetan la pieza.
• El estudiante sabe cómo sujetar con ventosas una pieza que tiene una superficie de geometría irregular.
• El estudiante sabe cómo controlar el vacío con un vacuostato.
• El estudiante puede realizar el control del vacío bajo circunstancias diversas.
• El estudiante puede efectuar el montaje de un sistema de vacío, de modo que el consumo de aire
comprimido sea mínimo.
• El estudiante sabe cómo calcular la reducción del consumo de aire comprimido, obtenida gracias al
sistema que él propone. Además, sabe calcular el tiempo de amortización de la correspondiente
inversión.
• En un sistema diseñado para ahorrar aire comprimido, el estudiante sabe cómo soltar las piezas de
manera controlada.
XIV © Festo Didactic GmbH & Co. KG 567260
Atribución de los ejercicios en función de objetivos didácticos
Ejercicio 1 2 3 4 5 6
Objetivos didácticos
El estudiante sabe cómo generar vacío. • El estudiante conoce el funcionamiento de una tobera
tipo Venturi. •
El estudiante conoce la influencia que tiene la presión
disponible en el vacío y en el tiempo de evacuación,
utilizando diversos tipos de toberas de aspiración. •
El estudiante conoce la influencia que tienen zonas de
estrangulación (por ejemplo, tubos de diámetro
pequeño o tubos largos, silenciadores obturados, etc.)
en la generación de vacío.
•
El estudiante puede regular y ajustar el vacío. • • •
El estudiante conoce la influencia que el diámetro
tiene en la fuerza de sujeción de una ventosa. •
El estudiante sabe seleccionar ventosas en función de
las características de diferentes piezas. •
El estudiante conoce la influencia que la superficie de
una pieza tiene en la fuerza de sujeción de una
ventosa. •
El estudiante conoce la influencia que la superficie de
una pieza tiene en la fuerza de sujeción. •
El estudiante conoce métodos para mantener el nivel
de vacío, si utilizando varias ventosas, no todas
sujetan la pieza. •
El estudiante sabe cómo sujetar con ventosas una
pieza que tiene una superficie de geometría irregular. • •
El estudiante sabe cómo controlar el vacío con un
vacuostato. •
El estudiante puede realizar el control del vacío bajo
circunstancias diversas. •
El estudiante puede efectuar el montaje de un sistema
de vacío, de modo que el consumo de aire comprimido
sea mínimo. •
El estudiante sabe cómo calcular la reducción del
consumo de aire comprimido, obtenida gracias al
sistema que él propone. Además, sabe calcular el
tiempo de amortización de la correspondiente
inversión.
•
En un sistema diseñado para ahorrar aire comprimido,
el estudiante sabe cómo soltar las piezas de manera
controlada. •
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 567260 XV
Conjunto ampliado de equipos (TP 230)
Los componentes incluidos en este equipo didáctico fueron concebidos para la adquisición de
conocimientos básicos en materia de técnica de control electroneumático. Contiene todos los componentes
necesarios para alcanzar los objetivos didácticos definidos, y puede ampliarse indistintamente mediante
componentes de otros equipos didácticos. Para que los sistemas de control funcionen, se necesita
adicionalmente el panel perfilado, una unidad de alimentación eléctrica, diversos componentes de TP 201, y
una fuente de aire comprimido.
Equipo didáctico (TP 230)
Denominación N° de referencia Cantidad
Ventosa (negra) 20 mm 573043 1
Ventosa (negra) 30 mm 573044 1
Ventosa (transparente) 20 mm 573045 1
Ventosa (transparente) 30 mm 573046 1
Ventosa de fuelle de 3,5 (transparente) 20 mm 573047 2
Ventosa oval 4x20 573057 4
Generador de vacío 05 H 573258 1
Generador de vacío 05 L 573259 1
Acumulador de aire comprimido 152912 1
Válvula de antirretorno 153462 1
Válvula reguladora de caudal 193972 1
Vacuómetro 573042 1
Vacuostato 548624 1
Componentes necesarios de TP 201
Denominación N° de referencia Cantidad
Electroválvula de 3/2 vías, normalmente cerrada 539776 1
Electroválvula de 3/2 vías, normalmente abierta 539777 1
Unidad de entrada de señales eléctricas 162242 1
Relé triple 162241 1
Bloque distribuidor 152896 1
Unión enchufable en T 153128 2
Válvula de cierre con unidad de filtro y regulador 540691 1
XVI © Festo Didactic GmbH & Co. KG 567260
Símbolos de los componentes
Denominación Símbolo
Relé triple
1412 2422 3432
32
4442
11 21 31 41
A1
A2
1412 2422 34 4442
11 21 41
A1
A2 31
1412 2422 3432 4442
11 21 31 41
A1
A2
Unidad de entrada de señales
eléctricas
13 21
14 22
13 21
14 22
13 21
14 22
13 21
14 22
Electroválvula de 3/2 vías,
normalmente cerrada
2
1M131
1M1
12
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 567260 XVII
Denominación Símbolo
Electroválvula de 5/2 vías
Acumulador de aire comprimido
Vacuostato
p
Válvula de antirretorno
1
2
Válvula reguladora de caudal
1
2
Generador de vacío
2
31
Conjuntos de aspiración
XVIII © Festo Didactic GmbH & Co. KG 567260
Atribución de componentes en función de los ejercicios
Ejercicio 1 2 3 4 5 6
Componentes
Ventosa (negra) 20 mm 1
Ventosa (negra) 30 mm 1
Ventosa (transparente) 20 mm 1
Ventosa (transparente) 30 mm 1
Ventosa de fuelle de 3,5 (transparente)
20 mm, con válvula de aspiración 1 2 2 2 2
Ventosa oval 4x20 1
Generador de vacío 05 L 1 1 1
Generador de vacío 05 H 1 1 1 1 1 1
Acumulador de aire comprimido 1
Válvula de antirretorno 1 1
Válvula reguladora de caudal 1 (1)
Vacuómetro 1 1 1
Vacuostato 1 1 1
Adicionalmente son necesarios los siguientes componentes del equipo didáctico TP 201:
Ejercicio 1 2 3 4 5 6
Componentes
Ventosa (negra) 20 mm 1
Electroválvula de 3/2 vías, normalmente
cerrada 1 1 1 1 1 1
Electroválvula de 3/2 vías, normalmente
abierta 1 1 1
Válvula reguladora de presión 1 1 1 1 1 1
Unidad de entrada de señales eléctricas 1 1 1 1 1 1
Relé triple 1 1 1 1 1 1
Bloque distribuidor 1 1 1 1 1 1
Válvula de cierre con unidad de filtro y
regulador 1 1 1 1 1 1
Unidad de alimentación de corriente
eléctrica, 24 V DC 1 1 1 1 1 1
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 567260 XIX
Informaciones didácticas para el instructor
Objetivos didácticos El objetivo didáctico general del manual de ejercicios es el de enseñar la configuración sistemática de
esquemas de distribución y el montaje del sistema de control en el panel perfilado. La interacción directa
entre la teoría y la práctica asegura un rápido progreso de los estudios. Los objetivos didácticos concretos e
individuales están relacionados con cada ejercicio específico. Las metas didácticas más importantes se
indican entre paréntesis.
Componentes necesarios Los ejercicios y los componentes se corresponden. Para resolver todas las tareas, únicamente se necesitan
los componentes del nivel básico TP 201.
Todas las tareas de los ejercicios del nivel básico pueden resolverse efectuando el montaje necesario en un
panel de prácticas perfilado.
Estructura metódica de los ejercicios
En la parte A, la estructura metódica es la misma en todos los ejercicios. Los ejercicios están estructurados
de la siguiente manera:
• Título
• Objetivos didácticos
• Descripción de la tarea a resolver
• Condiciones generales
• Finalidad del proyecto
• Hojas de ejercicios
El manual del instructor contiene las soluciones de todas las tareas incluidas en el manual de ejercicios.
Denominación de los componentes
Los componentes incluidos en los esquemas de distribución están denominados de acuerdo con la norma
ISO 1219-2. Todos los componentes incluidos en un circuito llevan el mismo número principal de
identificación. Dependiendo del componente específico, se agregan letras de identificación. Si un circuito
incluye varios componentes iguales, éstos están numerados correlativamente. Los ramales sometidos a
presión están identificados con la letra P y se numeran por separado.
Actuadores: 1A1, 2A1, 2A2, ...
Válvulas: 1V1, 1V2, 1V3, 2V1, 2V2, 3V1, ...
Sensores: 1B1, 1B2, ...
Señales de entrada: 1S1, 1S2, ...
Accesorios: 0Z1, 0Z2, 1Z1, ...
Ramales de presión: P1, P2, ...
XX © Festo Didactic GmbH & Co. KG 567260
Contenido del CD-ROM El manual de trabajo está incluido en el CD-ROM adjunto en forma de archivo de formato pdf. El CD-ROM del
presente equipo didáctico incluye material didáctico complementario.
Estructura del contenido del CD-ROM:
• Hojas de datos
• Demostraciones
• Catálogo de Festo
Hojas de datos Las hojas de datos de los componentes constan en archivos de formato PDF.
Demostraciones En el CD-ROM se incluye una versión de demostración del software FluidSIM® para neumática. Esta versión
es suficiente para comprobar el funcionamiento de los sistemas de control configurados por el estudiante.
Catálogo de Festo Diversos componentes se explican mediante páginas que están incluidas en el catálogo de Festo AG & Co.
KG. Esta forma de explicar estos componentes tiene la finalidad de demostrar cómo se presentan los
componentes en un catálogo industrial. Además, estas páginas incluyen informaciones complementarias
sobre los componentes.
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 567260 1
Ejercicios y soluciones
Ejercicio 1: Generación de vacío ______________________________________________________________ 3
Ejercicio 2: Selección de ventosas para diversos tipos de piezas __________________________________ 11
Ejercicio 3: Mantener el vacío al utilizar dos ventosas o más _____________________________________ 21
Ejercicio 4: Control del vacío _______________________________________________________________ 29
Ejercicio 5: Ahorro de aire comprimido en un sistema de vacío ___________________________________ 37
Ejercicio 6: Soltar una pieza de manera controlada, manteniendo el vacío __________________________ 43
2 © Festo Didactic GmbH & Co. KG 567260
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 567260 3
Ejercicio 1
Generación de vacío
Objetivos didácticos Una vez realizado este ejercicio, habrá adquirido los conocimientos que se indican a continuación y, por lo
tanto, habrá alcanzado las metas didácticas correspondientes:
• Sabrá cómo generar vacío.
• Conocerá el funcionamiento de una tobera tipo Venturi.
• Conocerá la influencia que tiene la presión disponible en el vacío y en el tiempo de evacuación,
utilizando diversos tipos de toberas de aspiración.
• Conocerá el efecto que tienen zonas de estrangulación en la generación de vacío.
• Podrá regular y ajustar el vacío.
Descripción de la tarea a resolver Diseñar un sistema de manipulación de piezas de diverso tipo. La tarea consiste en verificar el
funcionamiento de diversos componentes, y comprobar la posibilidad de utilizar vacío para solucionar la
tarea. En primer lugar, deberá analizar los componentes utilizados para la generación de vacío.
Condiciones generales • Utilice las toberas de aspiración incluidas en el equipo didáctico.
Finalidad del proyecto 1. Describa el funcionamiento de un generador de vacío.
2. Efectúe el montaje del sistema.
3. Mida el vacío y el tiempo de evacuación, utilizando diversas toberas de aspiración.
4. Dibuje las líneas características de las dos toberas de aspiración.
5. Compare las dos toberas de aspiración. Describa las diferencias.
6. Indique qué factores pueden incidir negativamente en la generación de vacío.
Ejercicio 1 – Generación de vacío
4 © Festo Didactic GmbH & Co. KG 567260
Funcionamiento de un generador de vacío de acuerdo con el principio Venturi.
– Denomine todos los componentes y las conexiones del generador de vacío que se muestra a
continuación. Incluya las denominaciones detrás de los números que aparecen en la tabla.
Conexión de escape, conexión de aire comprimido, tobera divergente, tobera convergente, conexión de
vacío/aspiración
4
5
1
2 3
Generador de vacío
Números Denominación
1 Alimentación de aire
2 Tobera convergente
3 Tobera divergente
4 Conexión del aire de escape
5 Conexión de vacío/aspiración
– Describa el funcionamiento de un generador de vacío según el principio Venturi.
El aire fluye desde la conexión de aire comprimido a través de una zona de estrangulación (tobera
convergente) (2). En esa zona aumenta la velocidad del flujo de aire, llegando a ser superior a la
velocidad del sonido. Cuando sale de la tobera convergente, el aire se expande y fluye a través de la
tobera de divergente (3), seguida de la conexión de escape (4). Durante esta operación se produce un
vacío en la cámara que se encuentra alrededor de la tobera convergente. Así se aspira aire en la
conexión de aspiración (5).
Ejercicio 1 – Generación de vacío
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Medición del vacío obtenido mediante diversos tipos de generadores de vacío.
Efectúe el montaje del sistema de acuerdo con el esquema de distribución. Variando la presión en el
sistema, mida el vacío que se obtiene mediante el generador de vacío. Compare los dos generadores de
vacío incluidos en el equipo didáctico.
– Escriba los datos obtenidos en la tabla siguiente.
12
22
32
42
.2
.3
14
24
34
44
11
21
31
41
K1
14 2412 22
11 21
1
S1
K1 1M1
+24 V 32
0 V
A1
A2
K1
S2
31
13
32
14
2
1M131
1V1
2
31
1V2
1V3
1Z1
2
31
Presión del
sistema
Generador de vacío VN-05-H-T3-PQ2-VQ2-RQ2 Generador de vacío VN-05-L-T3-PQ2-VQ2-RQ2
Vacío obtenido [bar] Vacío obtenido [bar]
1 bar -0,08 0
2 bar -0,34 -0,14
3 bar -0,54 -0,2
4 bar -0,7 -0,3
5 bar -0,77 -0,38
6 bar -0,8 -0,42
Ejercicio 1 – Generación de vacío
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Dibujar la línea característica de vacío
– Dibuje en el diagrama las líneas características del vacío obtenido con los dos generadores de vacío.
pu = vacío, p = presión del sistema
1 42 53 7
-0,1
-0,5
-0,2
-0,6
-0,3
-0,7
-0,4
-0,8
-1,0
p
VN-05-H-T3-PQ2-VQ2-RQ2
VN-05-L-T3-PQ2-VQ2-RQ2
pU
Vacío en función de la presión de funcionamiento
Ejercicio 1 – Generación de vacío
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Medición del tiempo de evacuación obtenido con cada uno de los generadores de vacío
Efectúe el montaje del sistema de acuerdo con el esquema de distribución. Para poder comparar la
capacidad de aspiración de los dos generadores de vacío, deberá medirse el tiempo que transcurre desde la
conexión de la presión de funcionamiento (6 bar) hasta que se alcanza un vacío determinado.
Importante:
El acumulador de vacío es necesario para obtener un margen de tiempo que permita realizar la medición
durante la evacuación. Ello significa que el acumulador simula un sistema de vacío de mayor tamaño.
Mida el tiempo con un reloj o, mejor, con un cronómetro.
12
22
32
42
.2
.3
14
24
34
44
11
21
31
41
K1
14 2412 22
11 21
1
S1
K1 1M1
+24 V 32
0 V
A1
A2
K1
S2
31
13
32
14
2
1M131
1V1
2
31
1V2
1V3
1Z1
2
31
1Z2
Ejercicio 1 – Generación de vacío
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– Mida el tiempo de evacuación considerando todos los valores incluidos en la tabla. Introduzca en la
tabla los tiempos de evacuación medidos. Ajuste una presión de 6 bar.
Vacío [bar] Generador de vacío VN-05-H-T3-PQ2-VQ2-RQ2 Generador de vacío VN-05-L-T3-PQ2-VQ2-RQ2
Tiempo de evacuación [s] Tiempo de evacuación [s]
-0,1 bar 0,4 -
-0,2 bar 0,8 0,4
-0,3 bar 1,0 0,8
-0,4 bar 1,8 2,0
-0,5 bar 2,4 Máx.-0,44 bar
-0,6 bar 3,5
-0,7 bar 5,8
-0,8 bar 10,0
– Incluya en el diagrama los tiempos de evacuación medidos y dibuje las líneas características de ambos
generadores de vacío.
-0,4-0,2 pU -0,80
2
4
6
10
0
t (s)
VN-05-H-T3-PQ2-VQ2-RQ2
VN-05-L-T3-PQ2-VQ2-RQ2
Ejercicio 1 – Generación de vacío
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Comparación de los generadores de vacío
– Describa las diferencias entre los dos generadores de vacío, explicando las ventajas que ofrece cada
uno.
Generador de vacío VN-05-H-T3-PQ2-VQ2-RQ2:
Con este generador se obtiene un mayor nivel de vacío.
Este vacío máximo se alcanza desde presiones bajas en el sistema.
Sin embargo, con este generador de vacío, el tiempo de evacuación es considerablemente superior
que con el generador de vacío de comparación.
Este tipo de generador de vacío debería utilizarse únicamente si es necesario que las ventosas
apliquen grandes fuerzas, por ejemplo para sujetar fiablemente piezas pesadas.
Generador de vacío VN-05-L-T3-PQ2-VQ2-RQ2:
Con este generador, el nivel de vacío posible es menor (en aproximadamente un 50 por ciento). Para
alcanzar el máximo vacío posible, se necesita una presión relativamente alta en el sistema.
Pero con este generador, el tiempo de evacuación es muy corto.
Este generador de vacío debe utilizarse, si es necesario evacuar rápidamente un sistema de vacío de
gran volumen. Los generadores de vacío tipo L son óptimos, cuando se necesita un nivel
relativamente bajo de vacío y/o si los ciclos deben ser cortos.
Factores que influyen en la generación de vacío
– ¿Qué otros factores influyen negativamente en la generación de vacío mediante una tobera de
aspiración, además de la modificación de la presión del sistema y el volumen del sistema a evacuar?
Tome nota de esos factores.
Tubos flexibles largos o de sección pequeña entre el eyector y la ventosa.
Tubos flexibles largos o de sección pequeña hacia el eyector.
Silenciador sucio u obturado.
Piezas distribuidoras o racores acodados en las tuberías de vacío.
Ejercicio 1 – Generación de vacío
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Influencia de zonas de estrechamiento en la generación de vacío
Para simular estrechamientos u otras condiciones desfavorables en los conductos de aire comprimido o de
vacío, se monta una válvula estranguladora en el tubo correspondiente. Cerrando la válvula se simula un
tramo de estrangulación. Ajuste la válvula seleccionando un grado de estrangulación determinado, y no lo
modifique durante todo el experimento.
– Simule los factores de influencia que constan en la tabla. Verifique el nivel de vacío y el tiempo de
evacuación.
Factor de influencia Generador de vacío (tipo H) Generador de vacío (tipo L)
Silenciador sucio
Tramo de estrangulación entre el generador de
vacío y el silenciador
Tiempo de evacuación:
Vacío máx.
Tiempo de evacuación:
Vacío máx.
Tubo flexible doblado
Estrangulación entre la ventosa y el vacuómetro
y entre el generador de vacío y el vacuómetro
Si el tubo flexible está doblado en uno
de estos dos lugares, colapsa el vacío en
la ventosa. Observación: si el tubo está
doblado entre el vacuómetro y la
ventosa, el vacuómetro sigue indicando
que hay vacío.
Si el tubo flexible está doblado en uno
de estos dos lugares, colapsa el vacío en
la ventosa. Observación: si el tubo está
doblado entre el vacuómetro y la
ventosa, el vacuómetro sigue indicando
que hay vacío.
Válvula estranguladora en el tubo flexible
Tramo de estrangulación entre la válvula
reguladora y el generador de vacío
Cuanto menor es la sección de
estrangulación, tanto menor es el vacío.
Cuanto menor es la sección de
estrangulación, tanto menor es el vacío.
Válvula estranguladora en el tubo de vacío
Tramo de estrangulación entre la presión
atmosférica y el generador de vacío. El
vacuómetro está instalado entre ellos.
Simulación de una pieza de material poroso.
Cuanto menor es la sección de
estrangulación, tanto menor es el vacío.
Cuanto menor es la sección de
estrangulación, tanto menor es el vacío.
Mida el tiempo de evacuación hasta que se
alcance el máximo nivel de vacío (utilizando un
acumulador de aire comprimido). Modifique la
longitud del tubo flexible de vacío.
10 cm
100 cm
15 s
22 s
3 s
5 s
