lndice general

l. Int¡oducciónl.l Unidades SI .

t.l.l Unidades SI en la neumática.l-2 Símbolos y esquemas1.2.1 Plano de situaciónl-2.2 Plano de desarrollo de programa .

1.2-3 Esquema lógico.l-2.4 Diagrama de funcionamiento . .

1.2.5 Esquema.

2 Criterioo de aplicación. .

2.1 Fuerza2.1.1 Valoración de la fuerza2.2 Recorrido2-2.1 Variación del recorrido2.3 Tiempo2.3.1 Variación del tiempo2.4 Velocidad2.4.1 Variación de la velocidad . .

3 Maniprlacirín.3.1 Posicionado3.1.1 Detección de posición.3.1.2 Giro. .

3.2 Alimentación1.2.1 Trasladar

DesviarReagrupar.DistribuirEntrada-salidaPuesto de montajeAvance lineal intermitente .

Avance circular intermitente .

Accionamiento de puertasControlDistribuir-dosificar .

Producción.TaladrarTornearFresar .

AserrarAcabado de precisiónConformarDispositivos de control

Apendice. .

Aplicaciones de la neumática endistintos procesos industriales

Bibliografia.Indice alfabetico

Ejemplos gnilicos

9 3.2.2l0 3.2.3t0 3.2.4t4 3.2.5t4 3.315 3.416 3.520 3.622 3.7

3.7.1

4.4.1

4.24.34.44.54.64.7

542 5.r4444 5.250 5.355566

566t6266

26262932

35363638

38

707382869094

t0lt03lllI r3il6I l8il9l2l

124

124130

t3r

r35

l. I ntroducción

En la actualidad, la necesidad de automatizarb producción no afecta únicamente a las gran-des empresas, sino también a la pequeña indus-tria Incluso la industria artesana se ve obligadaa desarrollar métodos de producción racionalesque excluyan el trabajo manual y no dependande la habilidad humana. La fircrza muscular yla habilidad manual deben sustituirse por lafuerza y precisión mecánica. La <<fuerza neumá-tica» puede realizar muchas funciones mejor ymás rápidamente, de forma más regular y sobretodo durante más tiempo sin sufrir los efectosde la fatiga. Comparando el trabajo humanocon el de un elemento neumático, se compruebala inferioridad del primero en lo referente a ca-pacidad de trabajo.

Si a esto, añadimos que los coste§ de trabajo[3] están en la proporeión aproximada I :50(neumática : humana) quedan justificados loscontinuos esfuerzos de la industria por reempla-zar total o parcialmente al hombre por la má-quina en lo que actividades manuales se rehere.

Relación entre los costes de trabajo obteni-dos por diferentes formas de energía:

Eléctrica : Hidráulica: Neumática : Humanal:4:10:5ü)

No obstante, sustituir actividades manualespor dispositivos mebánicos y neumáticos, sóloes un paso dentro del proceso de automatiza-ción de la producción industrial. Este paso estáencaminado, al igual que otros muchos, a obte-ner el máximo provecho.con un costo minimo.La utilización de la máquina adecuada en cadacaso será la forma de evitar que la adquisiciónde costosos equipos encarezcán el producto deforma desproporcionada, pudiéndose dar elcaso de que una máqüna especial construidacon elementos de serie y que se adapte exacta-mente a las necesidades del proceso de fabrica-ción, resulte más económica que una máquinaestándar. Otro factor importante es el problemade la escasez de peisonal para según que tipo detrabajos. Visto a largo plazo, se advierte unatendencia regresiva en el número de empleadosde las industrias que realizan trabajos muy re-petitivos, lo cual no solamente es debido a lacreciente automatización, sino a que en un futu-ro próximo no se encontrará personal parasegún qué tipo de trabajos.

La energía neumática no es utilizable en todoslos casos de automatización. Las posibilidadestécnicas de la neumática están sometidas a cier-tas limitaciones en lo que se refiere a fuerza,espacio, tiempo y velocidad en el proceso de lainformación. Esta tecnología tiene su ventajamás importante en la flexibilidad y variedad deaplicaciones en casi todas las ramas de la pro-ducción industrial.

I.I UNIDADES S¡

La «ley sobre unidades en metrologiar> queentró en vigor en la R.F. de Alemanii el 2'dejulio de 1970, determinaba la aplicación y utili-zación de nuevas unidades de medida.

El «sistema de unidades lisicas» y el «siste-ma de unidades técnicas» serán iustituidospor el <<sistema de unidades internaciona-les» (SI).

l.l.l Unidades Sl en ta neumática

Desde la puesta en vigor de la citada ley deunidades (1970) no se admite la «atmósféra»(atm) como unidad de presión relativa o abso-luta, que hasta hace poco era de uso corriente.Esto se refiere también a los instrumentos demedición, como manómetros, barómetros, etc.,que hayan sido fabricados después de la fechade entrada en vigor de esta nonna. En lugar delas antiguas unidades de medida se utilizárá elPascal. Durante el período transitorio hasta laimplantación de la nueva norma (1.1.1978) pue-den utilizarse las antiguas unidades de presión:

Kilopondio por centímetro cu¡drado (kp/crf)Metro de column¡ de agua (m.c.a.)

Milímetro de oolumna de mercurio (mm Hg)Torricelli (Torr)

La colaboración internacional er-rtre distintasramas de la técnica y de la fisica, exige unadenomlnaqon común para una determinadaunidad. Para ello es válido el «sistema de uni-dades internacional» [1.2j, del cual proviene laabreviatura SI. También se introduce él concep-to de unidades «coherentes» en contraposicióna las antigüas unidades «incoherentes».

Atmósfera técnica

Atmrisfera fisica

(at)

(atm)

Unidades SI : unidades coherentes, deno-minación internacional para unidaáes téc-nicas y fisicas.

Después de este período se utilizará, én lugar deestas unidades, el Pascal.

El Pascal (cuyo símbolo es pa) es indistinta-men19 fa unidad SI para la presión o para latensión,mecánica (antigua unidad de hedidatp/1ry1. Debido a que en las unidades SI, launidad Pa no tiene.ninguna relación con la pre-sión atmosferica, puede utilizarse el pa iaraexpresar cualquier fuerza en relación con unasuperficie. Por lo tanto, el pa es válido indistin-tamente para indicaciones de presión o paraindicaciones de resistencia a h fracción o ó--presión de materiales.

- La nueva «ley sobre unidades en metrología»formula que a partir del I de enero de 1978, Jólopodnin utilizarse unidades coherentes.

Las unidades SI se forman a partir de seisunidades básicas:

Unidad de longitud: Metro (m)Unidad de masa: filo (kg)Unidad de tiempo Segundo(s)Unidad de intensidad de co-rriente: Ampere (§LJnilad de temperatura: Kelvin ('K)Lloilad de intensidad de luz: Candela(cd)

l

l

l

I Pascal es igual a la presión eñcaz ejercidapor la fuerza de

-1 N (Newton) sobre una

superlicie de I rn2 (metro cuadrado).

l Pascal: t Nt*ol-

Metro'¿

N: l-m'ksm

s-, m-

l0

Sl cn la neumática

t cn ügor de la citada ley dem s admite la «atmósfera»

Iril de presión relativa o abso-hc pooo era de uso corriente.mliih a los instrumentos de

ranómetros, barómetros, etc.,Ebrbdos después de la fecha

de esta norma. En lugar dede medida se utilizará el

d período transitorio hasta lab nrrcva norma (1.1.1978) pue-

b entiguas unidades de presión:

!-.üo o¡dr¡do (kp/cm')

t 4le (m'c.a.)

& nercurio (mm Hg)

(Torr)

(at)

(atm)

período se utiüzará, én lugar ded Pascal

(oryo símbolo es Pa) es indistinta-SI para la presión o para la

ica (antigua unidad de medidaDcfido a que en las unidades SI, lano tiene.ninguna relación con la pre-

ica, puede utilizarse el Pa paraier fuerza en relación con una

Por lo tanto, el Pa es válido indistin-fera indicaciones de presión o parat dc resistencia a la tracción o com-b oateriales.

La unidad de medida Pa es demasiado pe-queña para su utilización en la neumática in-dustrial. Para expresar presiones normales setendrían que utilizar números de varias cifras.Por este motivo se emplea la décima parte delMegapascal (MPa : 1.000.000 Pa) cuya deno-minación y símbolo es el bar.

I bar : 105 Pa: 100 000 Pa

Las unidades atm y kp/cm2 utilizadas hastaahora para las mediciones de presión, puedentransformarse a las nuevas unidades SI. Paraell,o es conveniente utilizar valores de conver-sión redondeados, teniendo eo cuenta las pre-siones relativamente bajas utilizadas en neumá-tica industrial.

Conversión:I kp/crn'- 0,980665 bar

- 0,981 barI bar : 1,01972 kp/cm'

: 1,02 kP/cm'z

Con una presió! de, por ejemplo,6bar : 6,1 1832 kpicmz, el error de un 2 % pro-ducido por la conversión aproximada conside-rando I bar r I kplcmz, no justifica en la ma-yoría de los casos el trabajo que signihcaría elcálculo exacto. Incluso con presiones de 10 bar,utilizadas en neumática industrial, puede des-preciarse el error del 2'¡.

Válido para la práctica (en neumática)lbar:lkp/cm2

En un futuro próximo, los países que hastaahora no utilizaban el sistema métrico cambia-rán el sistema de unidades internacional. Tam-bién la unidad de presión internacional li-bralpulgada2 (psi), puede transformarse a launidad del SI, bar.

Conversión:I bar: 14,50 psiI psi :0,06895 bar

:0,07 bar: 7000 Pa

El error de conversión que. se produce al utili-zar valores redondeados es de 1,5 /. y pugdedespreciarse en la práctica.

Comentario referente a las unidades de presión

En el antiguo sistema de representación delas unidades de présión debía determinarse cla-ramente si se trataba de atm técnica, atm lisica,presión absoluta, presión relativa o depresión.En las nuevas normas SI, al utilizar el pascal yel bar no se indica de qué presión se trata. La«ley sobre unidades de metrología» y las corres-pondientes indicaciones de realización, no ha-blan de ello. Por lo tanto en las unidades depresión del SI, no queda reflejado el punto dereferencia puesto que en la técnica sólo se pre-cisa la presión difsrencial en relación con lapresión atmosférica existente y este valor seutiliza, por ejemplo, para calcular la fuerza ejer-cida por un cilindro neumático.

Ftgra 1.1. Anti¡¡uus y nue-rc unitlades de presirin ennloci¡in 0n la utmósferl.

Sobrepresión

Atmósfera normal

Depresión

Cero

ll

TI

.:§o

d

r

También los manómetros indican solamente

la presión diferencial en relación con la atmós-

feri. Por muv buenas y simplificadas que sean

las unidades-de medida internacionales Pa ybar, respectivamente, en la comunicación inter-

rru"ionui de los fisicos e ingenieros se produce

una cierta inseguridad, debido a no estar esp€-

cificado si la uáidad bar se refltere a la presión

áUrálutu, depresión o presión relativa' Actual-

mente no existe ninguna normalización al res-

pecto. Según la ley no se pueden utililar los

iinno, ptopr.stos : p^6" o P,.rat L4'51' De-

nfto u ,ir. en la neumática industrial se trabaja

;¿i; ;ü presiones relativas (en la técnica.del

vacío se utiliza una nomenclatura especial),

todas las indicaciones de presión que figuran en

este libro se relteren a la presión relativa'

Admisible en la práctica (en neumática):

1N:0,lkPlkP:l0N

ül

im**ll ,Úñr'

ll;ülli1$,üfl

1"gÍ'I ñr:r ¡-

i

Todas las indichciones de presión se refie-

ren a la presión relativa {presión diferencial

eitre la'atmósfera y la presión absoluta) si

no hay ninguna indicación especial'

Trabajo

Las unidades kpm y kpcm utilizadas en laneumática se refieien óasi exclusivamente a ci-

lindros giratorios. El momento de giro indicado

", uno d'. los criterios de selección' Según la ley

de unidades internacional se puede utilizar la

unidad kpm sÓlo hasta el 1-l-1978' En su lugar

se utilizaiá e1 joule con el símbolo J'

Para conversiones de kpm y kpcm a J y vice-

versa se pueden utilizar, en la mayoría-de los

casos, valores de conversión redondeados, ya

que también aquí el error es inferior al 2'/"'

Fuerza

Hasta ahora se utiliza el kilopond (kp) como

unidad de fuerza (por ejemplo un cilindro neu-

mático con un diámetro de émbolo de 50 mm y

una presión de 6 kp/cm2, desarrolla una fuerza

¿e téO t<p). Según lá ley de unidades internacio-na1 el kiloporid sólo se puede utilizar hasta e1

1-l-1978. Én su lugar se utilizará la unidad New-

ton con el símbolo N.

1 Newton (N) es igual a la fuetza que pro-

duce la aceieración de 1 m/s2 en un cuerpo

de masa 1 kg.

1N: l kg;

Conversión:1 J ':

0,102 kpmI kpm : 9,81 J

Admisible en la práctica (en neumática):

1J :0,01 kpmI kPm: 10 J

Potencia

La unidad de potencia, caballos (CV) de uso

corriente hasta ahora, sólo se podrá utilizarhasta el t-1-1978. En su lugar se utilizará launidad SI, watt con el simbolo W' En este caso

no habrá dihcultades de conversión.

Para conversiones de kp a N y viceversa se

oueden utilizar en la mayoría de los casos los

iulores de conversión redondeados. ya que el

error es también aquí inferior al 2 /-Conversión:lN:0,102kpI kp: 9,81 N

t2

I Joule (J) es el trabajo que se realiza al

eiercer la fuerza de lN con un desplaza-

Áiento de I m en el sentido de dicha fuer-

1J-lNmm2 kg

- | --,;S

x dyn kp Mp p

tt(r59.819.81 . ld9.81 . 10-3

1ffI9,819,81981

1d10

0.1021,O2 . 10-rItdI O-3

1.O2 . 10-.'r.o2 . 10-e1 0-31

1 0-6

1o.21,O2. 10-31d1061

Fuerz¿La unidad Sl deducida es elNewton (N), 'l Newton s iguala la fuem que ¡mparte la acelera-ción 'l m/s¡ a un cuerpo de mraf kg. Dimensién básica:N = kgms-¿.

TrabaioLa unidad Sl deducida es eljoule O, el cual es válido paratmba¡o, enertía y cantidad decalor. Dimensión básica:J:m'kgs-'(1 J:1Nm).

PotenciaLa unidad Sl deducida es elwatt (W) el cual se ut¡liza tam-bién para d¡st¡ntas formd deenergía, Dimensiones básicu:W : m¿ kgs-s (l W :1 Js-¡).

Pa : N/m2 atkP/cm'

atm bar Torrmm Hg

cm WS

9A 100tor 330rctr3.332s.1

1

1,O331,O21,02. 10-51.36 . 10-31 0-3

o.98692I0,9879,87 . to-o1.32 . 1o,-39.68 ., 10-.

o,981r,o 1331

'l 0-61.33. 10-39.81 . 10-.

73676075075 . 10-11

o,736

10001 0331 0201,O2 . 10-21,361

Pre¡iónLa unidad Sl deducida de la pre-!¡ón o de la tensión mecán¡ca esel Pascal (PA), f0" Pa : 1 bar(símbolo de la unidad derivada).Dimensión básica:I Pa : I Nm-'¿ : 1 kgm m-'s-'.

Frgua 1.2. Tab[as de conersión de unidades lncoherenies en uniilailes Sf coherentes (enmarcailas en rojo :Jlnúdades SI ).

I watt es la potencia desarrollada al efec-tuar el trabajo de I Joule en el tiempo dels-

IW:INMm2 ke

-¡- S"

Conversión:lw :0,001359cVl cv: 735,49875W

J erg kpm kwh kcal eV

Ir(r,9.813.60. ld41871,6- 10-re

l07I9,8r . 1073,60 . lor34,19 . 10ro1,6 . 10-12

o,1 021,O2 . rO It3,67 . ld4271,63 . 10-ro

2,78 . 1o,-72,78 . 10-t.2,72 . 10-61

1.16. 10-34,45 . 10-16

2,39 . 10-.2,39 . 10-rl2.34 . 10 3

8601

3.83 . 10-23

6,24 . 10186,24 . 10116,12 . 10!e2,25.. 1ú52.61 . 1e21

w KW kpms

CV kcals

kcalr¡rd9_8r735,54187-r.r 6

1 0-31

9.81 . 10-3o,73554,191,16 . rO-3

o, r021021

75427o,1 19

r,361,361,331

5,691.58

1 0-3

1 0-2

1 0-3

2,39 . 10-1o,239

o.17571

2,78 . 10-.

o,868608.4363236001

l3

Yiscosidad cinemática

La viscosidad cinemática no tiene tanta im-portancia en la neumática, ya que la misma sólo

ie utiliza como característica de los aceites para

aparatos de mantenimiento (engrasadores) y sis-

témas neumático-hidráulicos. Las unidades Sto-kes (St) v Centistokes (cSt) utilizadas hasta aho-

ra. sóloie podrán usar hasta cl l-l-1978. En su

lusar se pondrá «metro cuadrado por segundor'

t#Al. Sin nombre de unidad ProPio.

1.2 SIMBoLOS Y ESQUEMAS

En lo sucesivo no serán utilizadas las defini-ciones corrientes, tales como por ejemplo signo

convencional, esquema de conexión, etc' para

representaciones gráfi cas, a veces simpliltcadas,de aparatos o funciones, en esquemas, diagra-mas, tablas, dibujos o piezas de máquinas. en

servicio. En la norma DIN 30600 se determinópara el1o la dehnición «símbolo», y en la normabIX Z¿¡OO (oleohidráulica y neumática, defi-

niciones y símbolos) sólo se habla de símbolos.También en 1os planos de tratamiento de lainformación, planos de desarrollo de programay planos lógicos, se utiliza esta dehnición.

realizan automáticamente, apretando el pulsa-

dor de puesta en marcha, hasta la posición de

salida y la nueva Puesta en marcha.

1.2.1 Plano de situación

El plano de situación (frg. 1.3) muestra el em-

plazamiento de los elementos de trabajo en unamáquina o dispositivo y al mismo tiempo da

indiiaciones acerca del tipo y la posición de

montaje, muy útiles para su interpretación en

taller. No obstante, este plano sólo será necesa-

rio cuando no exista ningún plano de construc-ción de 1a máquina que indique la situación y

emplazamiento de los elementos de trabajo'Esto sucede generalmente cuando se automati-za una máquina antigua. Por regla general no

Símbolo:Definición determináda según DIN 30600para \a representación gráhca de una fun-óión o de un aparato. Esta definición se

utiliza en lugar de signo convencional yesquema de conexión.

Según la temática, cada rama tiene sus pro-pios símbolos que representan una función, unáparato o simplemente una definición. En peu-

mática se utiÉan los símbolos para planos de

desarrollo de programa, planos lógicos y esque-

mas.Al apartado de los planos pertenece también

e1 plano de situación, el plano de funcionamien-to-y la lista de recambios. Por medio de unsencillo ejemplo, un dispositivo de remachadosemiautomático, se explican los diferentes p1a-

nos 1'símbolos. Las piezas se colocan y extraenmanuahnente. La sujeción y el remachado se

t4

Fiqura 1.3. Ejemplo de un plano de situación para los

tlo"s cilindros"¡le trabaio C1 y C2 de un dispositiuo de

remachar-

1 metro cuadrado por segundo es igual a laviscosidad cinemática de un fluido homo-géneo de viscosidad dinámica I Pa's y de ladensidad 1 kg/m3.

1m'lcSt- 106 s

106 cSt

104 st

m'1_-

Función lógicaEcuación

lógica

Símbolo lógicoun¡Yersal según

DtN .t0700

Símbolo del elementoneumático según

DrN 2,1300

Representación en:l esquema néumát¡c(

(no normalizados)abreviada

ldentidad si Y=X ,Dt")t'

Negación No Y=I

Disyunción o Y=Xrv Xz

Reyección NO-OY=Xlv Xz

=i, r X,Xr^Ery

(pasiva)

Coniunción

(act¡va)

Y =\^x2

;Dt'

Exclusión NO-YY= Xr nXz

=X,, -Xz

Figum 1.7. Comparación de los diferentes símbolos y ejecución técnica ile uno función lógica con elementos detundo neuruiticos en un esquema lógico.

Función lógica abreviada

I si.bolo lór'to I símbolo del elementoEcuación LLi"!-.1"f .!i,1" I neumático segúnrógica I "'.Dñ"a;óil I orN 24300

tepresentación en e

esquema neumático(no normalizado)

(psiva)

Equivalencia

(actiYa)

Y= X,= X2

=(X, nX2)

v(Xr¡ &)

=(ET-xr)v{X1 n Xr} H

X2

(pasiva)

Ant¡valenc¡a

I t"**'

Lfi).,Xr-VY=Xri x 2

=(xr niJv(X, nXJ

(pasiva)

lnhibición

(activa)

Y=ir rXe p.#x2

}rx2

x1 f\Yx,;pA)-

(pasiva)

lmplicación

l

| ,**,

y=X,vX2

Función lógica Ecuaciónlóg¡ca

Símbolo lógicounivereal según

DrN 40700

Símbolo del elementoneumático según

DtN 2,{300

Representaciónen el esquema

neumáiico(no normalizado)

abrev¡ada

llemoria biestablecon dos salidasde utilización

Fl i p-Flop Yr= Xr

Yz=Xz F=:

ilemoria mono-cstable con unasalida deutil¡zación

Mono-FlopY=X,

Y=X' F,Temporizador a

h conexiónnormalmentecerrado

.l

Tempgrizador ab conexiónnormalmente¡bierto

I

_l

Temporiador ah desconexiónnormalmenteermdo

XrJ-T-Y-_l

I

Temporizador ah desconexión¡rormalmenterbierto

----lI

__J

Tcmporizador a

h conexióny desconexión

TE[I-'--1

I

I

Amplificac¡ónrcfomda LD_, LD]

fe

ElementoTiemPo (s)

FunciónPro

1 3¿5rll

10

20

Cilindro SuietarSale

Entra

RemacharSale

EntraCilindro

1.2Válvula312

Manda't .1

1

0

1.3Válvula312

Manda0.2

1

U

2.2Válvulat12

Manda2.1

1

0-

2.3Válvula312

Manda0.2

1-

o

Figura 1.8. Diagrama es'pacio-fase para un disqosi-tioo de remachar,

El esquema lógico contiene la representación

de todoi los elemehtos necesarios y sus líneas

Dara el funcionamiento de la máquina' En neu-

-áti.u t. indican además todos los acoplamien-

tos de aire comprimido P así como los escapes'

En la tabla de équivalencias de la hgura- 1'7 se

halla la represenlación de un esquema lógico,

oue en este caso concreto sólo es válido para laneumática. Para las indicaciones de esquemas

lósicos se utilizan los simbolos según

OÑ +O;OO. Las conexiones de alimentación de

aire y de escape no están normalizadas (en al-

sunas reDresentaciones se utiliza por ejemplo,

in triánguto dentro del semicírculo para indicaruna amplificación).

1.2.4 Diagrama de funcionamiento

El diagrama que normalmente se utiliza es el

de espacio-fase ó también el de espacio-tiempo,oue incfuve la secuencia del mando y la tabla de

lbs estadós de conexión [8]. Dependiendo de la

complejidad del mando a realizar se utiliza uno

u otio diagrama, siendo el más común el dia-grama espácio-tiempo. Para un mando progra-áado en función del tiempo, es más recomen-

dable trbbajar con el diagrama espacio-tiempo'En un manáo secuencial se parte generalmeote

del diasrama espacio-fase. Para obtener una re-

lación éntre la iase de un mando y el tiempo,pueden indicarse ambos parámetros en .el'mismo

diagrama, representándose así un dia-g.u-u espucio-gase§-tiempo, tal como está indi-iado en 1a figura 1.8. En estos diagramas es

necesario quelos parámetros que representan.launidad de iiempo tengan siempre la misma dis-

tancia. En el diagrama espacio-tiempo la ampli-tud de las distintas fases debe indicarse siempre

en función del tiempo; por lo tanto, podremos

obtener distancias áiferéntes para las distintas

fases de conmutación. En el diagrama espacio-

fase, los parámetros utilizados son siempre de la

misma lóngitud por no estar sometidos a ningu-na medida de referencia.

Esquema lógico:Esquema de circulación de señales con sím-

bolós de enlace y memorias en el cual se

indican todas las líneas de flujo de energía.

Las marcadas con trazos discontinuos son

las señales de pilotaje o mando.

m

2.2 2.3 13

2.2I

Figura 1.9, Esquema para un dispositiuo de remachado.a) Solución sencilla mediante señales de pilotaje con t¡áluulas de rodillo abatible.b) Solución mas compleja y de coste ligeramente superior, pero de mayor Jiabilidad ¡'a que los señules sottemititlus a tralés de oáh¡ulas de rodillo con tope mecánico en su'final de catera J' trat«lds posteriormentepara ettitar las señales permanentes.

Diagrama espacio-fase :Diagrama para la representación de las for-mas de estado de los elementos más impor-tantes (predominantemente elementos detrabajo) o bien de todos lo§ elementos deun mando, dgpendientes:de la correspon-diente fase de conmuiación.

Diagrama espacietiempo :Diagrama para la repiesentación de las for-mas de estado de los elementos más impor- .

tantes (predbminantemente elementos detrabajo) o bien todos los elementos de unmando, dependientes del tiempo.

2l

ill

lll,tl

Diagram espociefastiemPo :

Diagrama para la representación de las for-mas-de estado de los elémentos más impor-tantes (predominantemente elementos de

trabajoi-o bien de todos los elementos de

un mándo, dependientes del tiempo y de lafase de conmutación.

1.2.5 Esquema

El esquema neumático debe diseñarse .connormas VDI (VDI 3226 mandos neumáticos,

esquemas) y DIN (DIN 24300 oleohidlfu{lca. vneumáticá,-denominaciones y símbolos). El de-

sarróllo del mando debe dibujarse de abajo

hacia arriba en el sentido del flujo de energía,

continuando la representaiión de los diferentes

elementos de mando de izquierda a derecha'

Los elementos de trabajo se indican con los

números 1,2,3, 4,..., los elementos de mando

con 1.1, 2.1,3.1,... y los captadores de informa-ción v elemestos de tratamiento de señales con

1.2,1".3, 1.4,2.2.2.3. etc..la numeración sigue el

sentido contrario al flujo de energía mantenien-

do el elemento el índice del eslabón de mando

a que pertenece, 1,2,3, etc...

Siguiendo con el ejemplo del dispositivo de

¡emichado se presentan aquí dos esquemas

como ejemplo. El esquema de la figura 1.9a se

diseñó áe lá forma más simple. Los captadoresde informaciórr 1.3 y 2.2 son de rodillo abatibleEste esquema de mando por su sencillez no obli-ga a la incorporación de memorias discrimina-iorias o intervención de enlaces «Y»; es muy

rimple y no se nece§itan conocimientos especia-les. La utilización de emisores de impulso breve(válvula de rodillb abatible) sólo es recomenda-ble en mandos muy sencillos.

Las señales tal como son emitidas por lasválvulas,de accionamiento por rodillo exigen untratamiento a veces complicado, si se trata defnandos complejos. No obstante estos mandosse logran intercalando enlaces «Y» y memoriasdiscriminatorias.

Esquema:Plano de representación de todos los ele-mentos con los conductos y líneas de cone-xión de un mando.El diseño de un esquema neumático se deberealizar según las normas YDI 3226 yDIN 24300.

La figura 1.10 muestra los símbolos más co-rrientes según DIN 24300 que se han tenido encuenta en todos los esquemas del presente libro.En un anexo se han reunido los símbolos toda-üa no normaüzados, pero que son necesariospara.determinados esquemas.

Paia esquemas muy complejos puede añadir-se además una lista de los elementos como re-sumen del esquema y utilizar una codificaciónque los identihque. En esta lista de elementosdebe indicarse también la cantidad y el tipo delos mismos, así como indicaciones referentes ala hrma proveedora. La lista de elementos de unesquema neumático debe ser semejante a la listade piezas de un plano de conjunto de una má-quina.

I

i,,i

i"i11ürlI;li Ir':i. i

lJl'

*,

I

irt't

I.

?2

Transformación de la energía

Motores neumáticos

Con un sentido de giro

Con dos sentidos de giro

Componentes mecánicos

Medios de acc¡onam¡ento

Eie: a) con un sentido de girob) con dos sent¡dos de g¡ro

Enclavamiento: introducido pammantener una determinada posiciónde maniobm de un elemento

Cillndros

De simple efecto, retornopor fuerza exter¡or

De simple efectoretroceso por muelle

De doble efectoy un sólo vástago

Doble efectoy dóble vástago

Con amort¡guación regulableen los finales de recorrido

Con accionamiento continuo(autónomo)

Unidad de avance conacc¡onamiento cont¡nuoy freno de aceite

Accionamiento manual Accionamiento mecánico

I General {Leva(accionamientod i recto)

cl Por pulsador

"[Por rodillo

Fl Por palanca F Por rodilloabatible

Ff Por pedal ,f Por muelle

Accionamiento eléctrico Acc¡onamiento neumát¡co

{Porelectroimán -[ Por presión

*[ Por depresión

16{-Por elec-troimán yservomandoneumát¡co Il- Por presión

diferenci¿l

rffir+.L_ILlE-r_F

.[_:-IEJLE:-----.r-1rLilJ

J+

Figura 1.10. Resumen ile los símbolos más normales empleados en Neumática DIN 24300.

Transmisión de la energía

é".-ro ti*n"ao Por linea de trazo Y

puntor, t"Pt"t"ntl:ión -d:.-'l1il';'¿"Ji p""Ls reunidas en un bloque

Puntos de escaPc

I Acumulador (se rePresenta

-(-J_ I tor¡rontalgeneralmente)

Unidad de mantenimiento' formada

;;;-iil.;", válvula reguladora de

[.".¡án v engrasador' CamPo l¡m¡-

iado ooi linea de truos Y Puntos:.-"ii"'."nt".i¿n de una unidad o

pa'rtes reunidas en un bloque

Reoresentación simplificada de una

,nid"d d" mantenimiento

t!i

it,tilr:ll

1l

I

;l

Tomas de Presión

Conexión ciega (taPón)

--N<- Con línea de conexión

Acoplamiento con válvula

Línea cerrada Porválvula de retenc¡ón

AcoPlamientos ráPidos

,+-+++- de retención

24

Mando de r.egulación de la energía

Yálvulas de bloqueo

---€AA*- Válvula antirretorno

Válvula selectora

Válvula de vír, en posición dereposo cerrado P -+ A

Válvula de víu, en posición dereposo abierto P -+ A

Válvula de vím, en posición dereposo cerrado P -> A

Válvula de vías, en posición dereposo abierto P -+ A

Válvulade vías, en pos¡c¡ón centraltodm las línem cerradas

Válvula de víu

Válvula de víu, en pos¡ción c€ntraltodas las líneas cerradas

Válvula de vím, en posición centrallas líneas de trabaio B, A purgadas,P cerrada

Válvula antirretorno con estran-gulación regulable (válvula regu-ladora de velocidad)

Válvula de escape rápido

Válvula de simultañtidad

-$F

ffi-_&,.

Denominación de las conexionesLíneas de ut¡lización

^, B, C

Alimentación, toma de ¿ire comprimido . P

Escape, purga R, S, TFuga LLíneas de mando Z. Y. X

Yálvula¡ de presión

Válvula de secuencia

Regulador de presión s¡n escape

Regulador de presión con escape

Válvulas de caudel

Válvula de estrangulación aiusta-ble mecánicamente con rodillo ymuelle recuperador

Válvuh de clerre

25

2. Criterios de aplicación

2.1 FUERZA

En la neumática, como en otra§ técnicas,entran en acción diferentes tipos de fuerzas lascuales deben distinguirse entre sí. Por ejemploen una válvula distribuidora se habla de fuerzade accionamiento, en un cilindro neumático dela fuerza del émbolo o de la fuerza de bloqueoen la posición de paro, etc. En general, ladefinición de fuerza para un elemento de tra-bajo neumático (cilindro) viene dada poi elproducto de la superficie del émbolo y la pre-sión del aire.

Fr¡erza debida a la presión : superficie delémbolo multiplicada por la presión del aire.

F : A.pa

Para ello debe tenersb en cuenta, el conjuntocompleto del mando, desde la entrada de seña-les hasta los elementos de trabajo.

Los elementos indiüduales pueden facilitarbastante la elección de una determinada técni-ca, pero es absolutamente necesario elegir eltipo de energía que mejor cumpla con las exi-gencias del conjunto. A menudo se compruebaque el elevado coste del aire comprimido notiene importancia comparado con el rendi-miento del equipo. En muchos casos, la facil!dad de regulación de la fuerza y la velocidadson mucho más importante que el costo. Enotros casos el montaje, el servicio y muy prin-cipalmente la seguridad son factores decisivos.Debe considerarse siempre también el factormantenimiento.

Considerando el aspecto económico, se utili-zan accionamientos lineales neumáticos hastauna fuerza del cilindro de aproximadamente3000 kp (30000 N). Se supone la utilización deuna presión de trabajo de 6 a 7 bar.

El límite de aplicación del esfuerzo en neumá-tica es generalmente debido a motivos económi-cos, ya que el consumo de aire es demasiadogrande con valores superiores. El hecho de utili-zar vna presión reducida (por ejemplo 6 bar)con un gran diámetro de cilindro o una presiónde aire superior (por ejemplo 15 bar) con unpequeño diámetro de cilindro para obtener elvalor máximo, no tiene ninguna importancia.

Sin considerar los gastos de una instalaciónneumática ni el grado de eficacia de la misma,el coste para la obtención de la fuerza siguesiendo el mismo (ver también la frgwa 2.2).

itl

[itirl1l

li

I

I

La compresibilidad del aire es una caracterís-tica que presenta ventajas o inconvenientessegún el tipo de aplicación. La elección de laneumática depende de muchos factores, perofundamentalmente del factor rentabilidad. Lautilización óptima del aire comprimido se con-seguirá aprovechando las propiedades fisicasque posee. Estas mismas propiedades s9n l9que óonducen a los límites de utilización ddlos sistemas neumáticos y que son principal-mente debidos a la ya citada compresibiüdaddel aire. Existe otro límite económico, princi-palmente cuando la aplicación exige fuerzas

muy grandes o un notable consumo continuode aire comprimido. En la práctica es indis-pensable comparar la energía neumática conotras fuentes de energía.

ri

1;

ri

I

26

Fígura 2.1. Comparación ¡le distiitos.factores con iliferentes ¡ipos ile energía.

Neumática Hidráulica Eléctrica

Prcducción deaergía

Por medio de compresoresestac¡onarios o móviles, accio-nados con motores eléctricoso motores de combustión in-terna. Sistema de compreso-res a elegir según la presióny el caudal necesar¡o. En todaspartes ex¡ste aire en cant¡da-des ilimitadm para su com-presión.

En grupc moto-bomba esta-cionar¡os o móviles, acciona-dos con motors eléctricos,en csos excepcionales conmotor de combustión ¡nterna.Pequeñs ¡nstalac¡ones tam-bién con acc¡onam¡ento ma-nual. Las ¡nstalac¡ones móvilesson excepcionales.Grupo moto-bomba a elec-ción según presión y caudalnecesar¡o.

A nivel nacional generalmen-te, dependiendo de la locali-zación (hidráulica, térm¡ca,atómica).

Almrenaie decr-rgía

El almacenaje en grandes can-tidades es posible sin dema:siados esfuerzos. El aire com-prim¡do almacenado es trans-portable (botellas de gas).

El almacenale es l¡m¡tado, conaire como medio auxiliar, sóloes económico en pequeñascant¡dades.

La acumulación resulta muyd¡ficil y costosa; en la ma-yoría de los casos sólo espract¡cable en cantidades muyreducidas (baterías).

Trrnsporte deuergía

Fácilmente trans¡iortable enlíneas hasta aprox¡ madamente't000 m (pérdida de presión).

Transportable én líneu hastaaproximadamente 100 m (pér-dida de presión).

Fácilmente transportable a

distancias ilimitadas.

ñrgas Aparte de pérdida de cargano ex¡sten otros ¡nconvenien-tesi el aire comprimido se ex-pulsa a la atmósfera.

Pérdida de energía y polucióndel ambiente debido al aceite(peligro de accidentes).

Sin conexión con otr¿s piezasno hay pérdida de energía(peligro de muerte con altatensión).

Ccte de laaergía

Bastante alto comparando conhidráulica y electricidad, I m3

de aire comprimido a 6 barcuesta entre 0,45 ptas. a

0,90 ptas., según la instalacióny el rend¡miento.

Mínimo coste de energía.

Huencirmbientales

El aire comprimido es insen-sible a los cambios de tempe-ratura: No hay peligro de in-cendio o de explos¡ón, aún s¡nmed¡das especiales de pro-tección.Con gran cant¡dad de hume-dad en el aire, elevadu velo-cidades de flulo y baias tem-peraturd ambientales existeel peligro de congelación.

Sensible a cambios de tempe-ratura, cuando hay fugr exis-te peligro de incendio.

lnsensible a cambios de tem-peratura (zona normal ma-terial de aislamiento). En

zonr peligrosa es necesar¡oun dispos¡t¡vo de protecc¡óncontra ¡ncend¡o y explosión.

]lovimiento lineal Fácrl de obtener con cllrn-dros hasta aProximadamen-te 2000 m de carrera' gran,

aceleración Y reducción dé

velocidad aProximadamente. , 10 mm/s-1500 mm/s'

Fácil de obtener con cilindros,muy buena regulación convelocidades reducidm.

Sólo para recorridos cortos,motor lineal.

GiEtorio Con cilindros, cremalleras ypiñones, es fácil obtener hasta360" con cilindros giratorios.

Fácil de obtener hasta 360"o más mediante c¡l¡ndros,cremalleras y piñones.

Obtenc¡ón de movimientosgiratorios con elementos me-cánicos-

Motores neumáticos en dife-rentes tiPos de construcción,elevado número de r.p.m.,hrta más de 500.0ü) r.p.m.por minuto sencilla inversióndel sentido del giro.

Motores h¡drául¡cos en dife-rentes t¡pos de construcción,el número de giros es inferioral de motores neumát¡cos,meior regulabilidad a veloci-dades reducida.

Rend¡miento óptimo con ac-c¡onam¡entos rotat¡vos.

Rotat¡vo

27

EléctricaHid ráulicaNeumática

Fuerz lineal Reducida Potencia debido a

la baia preiión, sobrecargablehasta el Paro' en cuya Posl-ción no se consume energla;esfuerzos económicos según

oresión de aire Y tamaño de

lil¡ndro de 1 kP-3000 kP'(9,81 N-2e430 N).

Gran desarrollo de Potenc¡adebido a la alta Presión, so-

brecargable hasta el lím¡te d€

seguridad (válvula de segurrdad); pam fuerru estattcas(parado) consumo contlnuode energia.

Poca eficacia debido a los

elementos mecánicos Postcenoctados, no sobrecargable,gran consumo de energía con

marcha en vacio.

Fueua rotativa Momento de g¡ro total' in-

cluso en la Posic¡ón de Paros¡n consumo de aire' sobre-cargable hmta el Paro s¡n

consecuenci6 negativas' re-

ducida Potenc¡a' mayor con-

sumo de energia con marcha

en vacío.

Momento de g¡ro total, inclu-

so en la Posición de Paro,mávor consumo de energia'soúrecargable hasÉ el limitede sequridad (válvula de se-

gurida-d) gran desarrollo de

potenc¡a.

Baio momento de g¡ro en laoosición de Paro, no sobre-cargable, Pequeño desarrollode potencia.

,ti

t,l,(lIt

Regulabilidad Fuerza: según Presión (válvula

reductora de Presión) en la

zona l:10 Pendiente de carga'

Velocidad: Por vállvula estran-guladora o válvula de escaPe

rápido, velocidad constantedifícil.

Fuerza: según Presión con

amplio margen Poco dePen-

diente de la carga.Velocidad: muY buena Y cons-

tante en trabaios lentos.

Sólo posibilidades reducidas'muy costoso'

Maneio Con Docos conocimientos se

obtienen buenos resultados'El montale Y Puesta en servi-cio de s¡stem* de mando es

simple, buen instrumento de

enseñanza.

Más difícil que con neumát¡ca,

seguridad con altu Pres¡ones'Líneas de fuga Y de retorno,problemas de densidad.

Sólo con conocim¡entos Pro-fesionales, Peligro de corto-circu¡to, una conexlon equl-vocada Puede destruir los

elemento Y el mando.

Ruidos Ruidos del a¡re de escaPe des-

aeradables; se Pueden reducirm-ucho aPlicando silencia-dores.

Con altil Presiones, ruido de

.lu bomba Y se Producen vi-bmciones en la tubería'

Los contactores Y los elec-troimanes Producen ruido al

ser conectados.

Fígura 2.1. Comparación de distintos lactores con diferentes tipos ¡le energía

§l

{1

il

,l

I

Fioura 2.2. Fuerza conslanledpi cilindro como Producto de

la supe{icie del émbolo Y lapresión del a¡re.

150

l't 12 13 14 15

28

IIII

I

?5-9o¡E.o

t!s

Fuerza del cilindro

Figuia 2.3. Variación ile la fuerza ile un cilindro en función del diámetro del émbolo a la presión de 6 bar.

Diámetro del émbolo:(mm)

t2 l6 25 35 50 70 100 140 200 250

Fuerza (kp)(lkpel0N) 6 t2 24 52 106 208 424 832 1700 2600

La utilización de la neumática én acciona-mientos lineales queda limitada por razo-nes económicas a unos esfuerzos máximosde 3000 kp (

= 30000 N).

2.1.1 Yaloración de la fuerzaLa fuerza de un cilindro neumático depende

principalmente del diámetro del émbolo y de lapresión del aire, tal como muestra la frgttra 2.2.Variando ambos parámetros puede mantenerseconstante su producto, o sea la fuerza, dentro deun determinado margen.

Manteniendo la presión de aire constantepueden obtenerse diferentes esfuerzos mediantela variación del diámetro de los cilindros (hgu-ra 2.3). Sin embargo el escalonamiento de losdiámetros de los cilindros no siempre permitenuna adaptación exacta de la fuerza, debido 4que en la práctica no existe una gama suficien-temente amplia de diforentes diámetros.

Por razones técnicas y económicas se hanestandarizado diferentes diámetros de émbolo.

Con una presión constante de aire de 6 bar, se

obtienen así esfuerzos escalonados (valoresaproximados, considerando los rozamientos delcilindro).

Con el tamaño del cilindro (diámetro delémbolo) se determina la gama de esfuerzos.

Sin embargo, existen algunos trabajos queexigen una fuerza ajustable, por lo que no sepuede elegir esta fuerza únicamente mediante eldiámetro del cilindro. Los ajustes de fuerza deprecisión, deben realizarse mediante la presióndel aire. Para ello es suficiente intercalar unaválvula reguladora de presión.o válvula reduc-tora de presión. La hgura 2.4 muestra los dife-rentes esfuerzos que pueden obtenerse, dado undiámetro de émbolo.

Variando la presión de aire, se ajusta exac-tamente la fuerza de un cilindro neumático.

29

¡Nl

IHIlr*I

§ lu*lcl I

E I somlEl I

; [,*+E I 3oootLl IL*L1,4

Figura 2.4. Variación de lafuerza del cilinilro meilian-te el ajaste de la presión deaire contamaño de cilindrodado, diámetro del émbolo100 mm.

5 6 ? I s.

Presión de aire (bar)

Con las dos magnitudes indicadas, superficiedel émbolo y presión de aire pueden ajustarsecon4recisión los diferentes esfuerzos, siempreinferiores al valor máximo económico que es deaproximadamente 3000 kp (30000 N). El nomo-grpma (figura 2.5) están indicadas las relacionesentre la fuerza, presión y diámetro de diferentescilindros.

También puede variarse la fuerza medianteelementos mecánicos, según las leyes de lapalanca. En la prácticq puede aumentarse lafuerza o bien el recorrido (carrera) ya queambos factores dependea sl uno del otro lfi-gwa 2.6).

Importante para diagramas:Presión en kp/cm' : barFuerza en kp : l0 NPueden producirse pequeñas diferencias de-bido a la imprecisión del dibujo y al errorde la lectura.

Una variación de la hterza mediante ele-mentos mesánicos produce, reciprócamen-te. un cambio en el recorrido (carrera).

F_2o __-F_ o -l lFigura 2.6. Variación ile fuerza y recorrido medianteuna transmisión por palanca

Por eiemplo'tü) kp (* 1000 N)3(X) mm errera

200 kp (* 2{n0 N)150 mm errera

Figura 2.5. Diagrama fuerza-presión ile un aciiona-miento líneal neumático (cilindro). Por ejemplo.parauna fuerza de 500 kp ( 5000 N ) se necesita un cilindiocon un diámetro de émbolo de apr'oximadamente70 mm y una presión de 1 5 bar o bíen un diámetro tleémbolo de 200 mm y una presión de 2 bar.

30

L2 RECORRIDO

En los moümientos rotativos, el recorridototal de un elemerlto dependerá de las vueltasque realice el eje; sin embargo, en neumática nonos interesan este tipo de movimientos. En estateorología estudiaremos únicamente los cami-nos a recorrer mediante movimientos lineales.En un moümiento lineal neumático el recorridomáximo posible queda limitado por la carrera

máxima del cilindro, ya que viene influenciadapor el diámetro del émbolo y afectada por elpandeo del vástago. También en este aspecto

éxisten valores estándar en la práctica. A conti-nuáción se indican las carreras máximas para

diferentes diámetros de émbolo. La proporciónentre el diámetro del émbolo y la carréra máxi-

ma es solamente un valor orientativo, en c¿Isos

especiales es posible encontrar valores diferen-tes.

Con grandes carreras y diámetro§ de émbolo,el consumo de aire es un factor decisivo' Poresta razón, es usual una limitación de carrerashasta 2000 mm y uno§ diámetros máximos de

citindro de 200 y 250 mm.La limitación de la carrera de un cilindro

viene condicionada por el efecto de pandeo

en el vástago y por la fijación del cilindro'En casos especiales pueden utilizarse vástagos

reforzadog o de mayor diámetro. El nomo-grama (figura 2.1) irrdica las relaciones entre

estos parámetros.

Diámetro de émbolo:(mm)

6 12 l6 25 35 50 70 100 Áa 200 250

Carréra máxima:(mm)

100 2s0 s00 s00 2000 2000 2000 2000 2000 1000 1000

Ejemplo de la ligura 2.7:Dadq: Carga 150 kp (1500N)Presión de-trabajo existente máx. 5 barCarrera del cilindro necesaria 1000 mmInteresa: Diámetro del émbolo, ejecución(vástago normal o reforzado) y la presiónde trabajo a vtiliaar.Solución:1." paso: buscar el punto de intersecciónde 150 kp con 5 bar. Leer el diámetro delémbolo inmediato superior : 70 mm de

diámetro.2." paso: buscar el punto de intersecciónae ÍSO kp con el diámetro del émbólo se-

leccionado; presión de trabajo a ajustar :4,5 bar.3;"'paso: los puntos de intersección de lí-nea§ para el diámetro del émbolo y el diá-metro del vástago están marcados. N :ejecución normal, Sr : vástago reforzado.Por el punto de intersección 150 kp con el

diámetro del vástago 16 mm (marca NparaTO @),leer la carrera del dlindro má-ximaadmisible : 470 mm.

Resultado: El vástago es demasiado delga-do, efectb de pandeo.4.o paso: buscar en la línea del ñ 70 lamarca 51. Leer el diámetro del vástago :: 25 mm.Buscar el punto de intersección de 150 kpcorn el Q 25. Leer la carrera de cilindromáxima admisible : 1150 mm'Resultado:El vástago del @ 25 mm es suficientemen-te fuerte para la carerra de 1000 mm. Nohay efecto de pandeo.Las líneas gruesas caracterizan la capaci-dad de la c,arga de los vástagos. Las mis-mas terminan donde la fverza y la carreradel cilindro es la máxima suministrable. Se

supone un factor de seguridad 5 y la fija-ción del cilindro oscilante (caso de cargadesfavorable).Para cilindros con fijación delantera porbrida puede aumentarse las carreras máxi-mas indicadas en un 50 /..

32

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<--(uru) q orpu¡¡qr ep ereJJe)

ffi o)

b1

Figura 2.8. Mando alternatiuo ile un cilinilro de ilobleelecto con captadores ile información ajustables.a) Manilo directo con ilos finales ile carrera 3f2 deuías ajustables al recorrido y que son captailores deinformación y elementos d:e mando al mismo tkmpo.b) Conmutación por medio de ilos captadores de in-formación 212 mót:iles como ebmentos ile señal y unilistribuidor 412 como elemento de mando. El elementode mando se conmuta mediante impulsos de escape(negatiuos ).c) Conmutación por medio de dos'captailores de in-formación 312 como elementos de señal y un distribui-ilor 412 como elemento de mando. El elemento demando se eonmuta mediante impulsos neumáticos ( po-sitiüo ).

Tope final ll(impulso para elavance)

Retroceso Avance

- ll det"n'io

l ¡ - t""n''"."'

¿l-.- Palanca para mando manual

b0

a)

L

1

f--r-l---I

)

Barra de mando

Bloque neumático Tope final I(impulso pamef retroceso)

b)t--

7l--1--r

Regulación de velocidad(aire)

__llIYr--rlqlr

Figura2.9. a) Unidad de atsance neumática,mediantelos topes ile la.barra ile manilo, puede ajustarse lacarrela en todo su recorriilo- '

b ) Manilo compacto de una uniilail ile uuance neumá-tica.

ffiL{].__r v

Símbolos¡mpl¡ficado

9-U

v

,21 Yariación del recorrido

En condiciones normales se parte de la basede que para un trabajo determinado debe elejir-se un cilindro con la carrera adecuada. La ca-rera del cilindro a\anza hasta en posición finalde carrera. Esto se recomienda especialmenteq¡ando en el final del recorrido se precisa una¡oducción de la velocidad, utilizándose para ellofu ¡mortiguación montada en el interior de lasqlatas del propio cilindro. En el caso de que nodesee utilizarse la amortiguación, puede limitar-* un recorrido cualquiera dentro de la carreratotal, mediante topes fijos o ajustables situadosca la parte exterior. Esto produce naturalmenteun pequeño gasto en elementos mecánicos. Concl mismo principio, pero sin topes hjos mecáni-og puede utilizarse la conmutación neumáticaates del final de carrera tal como se indica enh figura 2.8. Si el emplazamiento de los capta-dores de información es ajustable podremos ob-tsaer cualquier recorrido dentro de la cateramáxima del cilindro. Las unidades estandariza-,las para accionamientos alternativos neumáti-m están basadas en otro sistema. En ellas nor ajusta el captador de información sino que sevaría la posición de unos topes desplazablesúontados en una barra solidaria al vástago delcilindro (frg.2.9). El elemento de trabajo mandoy señal forman una unidad compacta. La preci-¡ii¡ de inversión es en general de *0,2 mm ycn casos excepcionales de *0,1 mm.

En algunos casos se precisa aumentar la ca-¡rera de un cilindro neumático. Teóricamente sepodrían obtener c¿rrreras de cualquier dimen-¡iiin; sin embargo, estos aumentos de carrera¡recisan de elementos auxiliares mecánicos queocasionan siempre una reducción de fuerza (leyde la palanca y rendimiento por rozamientos).

figwa 2.10. Aumento de*uttático.t) Por palanca.b) Por cremallera : 2 xc) Por cable a tracción :

la carrera de un cilindro

carrera normal.2 x carrera normal.

Pueden obtenerse pequeñas carreras concilindros estandarizados y también por sis-temas mecánicos de reducción. Los gran-des recorridos sólo pueden obtenerse consistemas mecánicos siempre a partir de lacarrera máxima de un cilindro neumático.

rIfI

u1

f-,-_|.-,"

_x<\ i -'/r"/

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ü

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f--c"..".n: z x a--l

35

qiqüt§tth ,li,; ]i

LI TIEMPO

El factor tiempo es un parámetro que. se con-

sidera integranté del proceso de tratamiento de

la informaáón y en la mayoría de los casos se

trata de tiempos exigidos por el proceso de tra-

baio. independientemente de los tiempos de res-

pue.iu ptópios de cada elemento los cuales va-

"íun."eún

ia tecrnología de los componentes'.En

n.".iti.u los tiempós de retardo (temporiza-

ciones) se obtienen por medio de depósitos o

volúienes de determinada capacidad que Ple-á.n.li

"f.r".ntos destinados a tal efecto o bien

una longitud adecuada de los propios conduc-tos de mando. Mediante válvulas reguladorasde caudal podrá controlarse el llenado de estos

volúmenes 1o cual, con una instalación correcta,producirá el efecto de temporización (ligu-ra 2.11\.

2.3.1 Yarlación del tiemPo

El volumen y la regulación del caudal influ-yen principahénte sobre un elemento tempori-Ladór. ti rcgulación se realiza desde el valormáximo hastá el mínimo sin escalonamientos'El volumen determina predominantemente los

tiempos que se pueden obtener, esto es, a mayorvolu'men mayoi es el tiempo de retardo obPnible. Normalmente una válvula temporizadoraestá compuesta por un regulador de caudal y

un volumen para la acumulación del aire(fig. 2.11), pudiéndose determinar la duraciónde-tiempo áá"i-o, por ejemplo 2 minutos, para

una detirminada presión de aire. Sin embargo,

es factible disponei de un volumen independien-

te de la propia válvula (figta 2.12) y con ello,ro uotn"nto de la temporización. Según la posi-

ción de los elementos, puede obtenerse un retar-do a la coneúón o a la desconexión.

En la figura 2.13 están indicadas las cuatroposibilidades de retardo de las señales aplicadasi una válvula 3l2.El reatadro (línea azul), sig-

nilica que aquí se trata de una unidad compac-

ta. La válvuia 3/2, el depósito acumulador y laválvula estranguladora están montadas en un

mismo cuerpo.

Temporizador neumático :

E1 volumen del depósito acumulador, y laestrangulación, determinan el tiempo totalajustable.Con la regulación de la estrangulación (sec-

ción ajustable) puede graduarse el tiemposin escalonamientos entre un máiimo y unmínimo.

4n<-.+A

Temporizadornorma

rffi1lE_[t

Z PR

Figwa 2.11- Esquema de las aáloulas temporizadoras'

%

3-

I

rELi_-

z

Tempor¡zadoanormalmentecerrado

El esquema de la figura 2.14 muestra unaaplicación de dos válvulas temporizadoras neu-ráticas. En este montaje pueden ajustarse losr+rnpos de paro, en ambas posiciones final dec¡r¡era, de un cilindro neumático.

En los llamados temporizadores de relojerí4que representan un nuevo avance dentro de latemporización neumática, se forma una combi-nación con un mecanismo de relojería y unmando neumático. Estos temporizadores, emi-ten una señal neumática al alca¡zarse el tiempoajustado en el mecanismo de relojería. Estaeñal puede ser emitida en alta o en baja pre-sión. Es posible rcalizar una repetición constan-te de los ciclos de temporización, si se utiliza lapropia señal de salida para rearmar el mecanis-mo de relojería.

Este tipo de temporizadores neumático-me-qinicos, permiten obtener en los automatismos,tiempos muy exactos con una precisión cons-tante.

Figura 2.12. Esquema de un temporizailor neumático,c on a o lume n índe pendiente.

LmrL

Figura 2.13. Representación de temporizailores neu-máticos en las diferentes simbologías.a) Temporizailor con reffaso a la conexión, uáloula312 de uías normalmente cerrada.b) Temporizailor con retraso a la conexión, oáh:u-la 312 de uías normalmente abierta.c ) Temporizador con reffaso a la desconexión, aal»u-la jl2 de uías normalmente cerrada.d ) Temporizailor con retraso a la desconexión, oahsu-la jl2 de uías normalmente abiefia.

"ffirl

rfl]I

b.)

c.)

Figura 2.14. Mando de un clíndro ile iloble efecto enfimción ilel tiempo. El tiempo de paro en cada'posiciónfinal tlel cilintlro es ajustable inilepen¡lientemente.

37

ñ-c

c9..acEIoo!

t'!

i".

D¡ámetro del émbolo (-m).+

Figura 2.15. Velociilades tt¿¿lias paracilinilros sin carga, en función del iliá-metro del émbolo, sección de uáh¡ula e

interuención de uáh¡ulas reguladorasde caudal o uáloulas de escape rápido,respectiaamente.

Figura 2.16. Estrangulación ilel airede escape en ambos sentidos ile mooi-miento del cilindro (azul: aire de ali-rnentación, rojo: aire ile escape).

ñ'oo-oE

2.4 YELOCIDAD

El aire comprimido es uno de los medios de

trabajo más rápidos, tanto en movimientosrotativos como en lineales. En los primeros,los motores neumáticos alcanzan hasta500 000 r.p.m., y en los movimientos lineales se

obtienen hasta 10 m/s en el caso de 1os cilindrosde impacto. Con cilindros neumáticos conven-cionales pueden obtenerse velocidades de hasta1,5 m/s aproximadamente. En las modernas téc-

nicas de producción, el accionamiento de movi-mientos lineales mediante aire comprimidoocupa un lugar preponderante.

2.4.1 Variación de la velocidad

La presión del aire comprimido, el diámetrodel émbolo y la sección mínima de paso delconducto que une la válvula y el cilindro, con-dicionan de forma decisiva la velocidad máximaobtenible en un cilindro neumático. Es eüdenteque.en los cilindros de grandes diámetros de

émbolo (200 mm por ejemplo), no pueden obte-ner las mismas velocidades que en los cilindrosde pequeño diámetro (por ejemplo de 35 mm).Si la carga es constante, la velocidad del émbolopermanecerá también casi constante durantetoda la carrera del ciündro. La aceleración hastaobtener el valor máximo de la velocidad se rea-liza muy rápidamente (en la mayoría de los ca-

sos, a los pocos milímetros de haber empezadola carrera.)

Si la elección del diámetro de un cilindro neu-mático y de la válvula que lo controla se han

El aire comprimido es uno de los mediosde trabajo más rápidos utilizables en la in-dustria. Velocidad del aire en conductos'hasta 10 m/s. Velocidad del émbolo hasta1,5 m/s.

38

hecho segin valores de experiencias prácticas,o según tablas facilitadas por los fabricantes,podrá obtenerse una velocidad media quepuede ser controlada en ambos sentidos me-diante la variación del paso de la válvula (li-gura 2.15). Es importante mencionar que lascción del conducto entre la válvula y el ci-lindro, especialmente en el acoplamiento delcilindro, debe guardar relación con la válvulaque controla el cilindro.

Con la utilización de una válvula de pasomenor puede reducirse la velocidad al igual quecon la incorporación de reguladores de caudalmontados en el cilindro o en la válvula. Debeninstalarse siempre los reguladores para que rea-tr,nla estrangulación del aire de escape siem-

¡re que ello sea posible (fig. 2.16). Con ello se

mantiene el émbolo bajo dos presiones, la delaire de escape y la del aire de alimentación,rtsultando una velocidad más constante. Teóri-camente y mediante el cierre total de los regu-lrdores puede llegar a detenerse un cilindro neu-mático, pero en casi todos los casos se producen¡ntes del paro movimientos bruscos del cilindroy desplazamiento a saltos. Con los reguladoresde caudal se realiza el ajuste nominal de la sec-ción de paso mediante los tornillos de regu-hción.

El valor ajustado mantiene la velocidad prác-ti(amente constante durante todo el recorrido;sin embargo, pueden también obtenerse diferen-tcs velocidades durante el recorrido mediante lautilización de reguladores de caudal de acciona-mbnto mecánico. Una leva, solidaria del vásta-p del cilindro, actúa sobre la carrilla del regu-hdor de caudal, estrangulando la acción de paso

¡ury."2.17) variando conello la velocidad en fun-ciin del perfil de la leva. Según el tipo de regu-hdor de caudal y sus características, puedenrealizarse diferentes programas de variación deh velocidad en los recorridos de avance y deretroceso [7].

Cuando se precisa una velocidad constante ynuy baja (como en el caso del avance de unaherramienta de corte) se recure a una regula-ci¡in oleohidráulica.'Para ello se acopla al cilin-dro neumático un freno hidráulico, cuyo vásta-p se une mediante una brida al vástago delcilindro neumático (fig. 2.18). La velocidad sercgula por medio de una válvula reguladora decaudal, montada en el circuito cerrado del frenooleohidráulico.

VE : ConstanteV¡ : ajustable cuando se acciona

V¡ : velocidad éPida V, : velocidad de traba¡o

Figura 2.17. Cambio de la uelocidad a lo largo de lacarrera con una oáluula regulailora de caudal ajusta-ble mecánicamente.

Figura 2.18. Ejemplos de utilización de los frenos oleo-hitlráulicos.a) Ejecución a tracción: el flujo ile aceite es estran-gulado al salir el odstago del freno.b) Ejecución a compresión: el Jlujo ile aceite es

estrangulado al entrar el oástago del.freno.c) Disposición central del freno oleohidráulico entretlos cilíntlros neuruiticos.il) I-as oelocidailes ile at¡ance y retroceso puqibn serrcgulailas in¿lependientemente por ¡los frenos. En.losesquemas, el aceite se inilica mediante un rayado comoen el ejemplo a.

39

I

E

€E7,EI*PEtaoó>t

nor completo la velocidad de un cilindro neu-'-iti." .i, un recorrido de 40 mm. La energía

á.f "loo* es absorbida mediante el desplaza-

;ili; áe un volumen de aceite a través de una

;;¿; o. pu.o variable. .Al igual que el freno

oleohidráulico, el amortiguador es- un--slste-

áa-oteotri¿r¿úlico en circuito cerrado' Un re-

r.it.-.ártr¿o en su interior hace salir al

vástago del amortiguador para recibir un nuevo

impacto.

Fuerzainicial F

-Fioura 2.19- Diagrama de un amortiguador hidraulico

oio'ro fr"no, groidrt ^otot

en mooimiento'

'í,'.7,i" ú i ,:uerpo ile 70 kp de peso ( 700 N )' puede,

iiii,i"ítl á;pf^á^,'t" ti e'l choque se realiza.con et

')l*:,ilriaií'nid,,iul¡..o, o una oelocidad inferior a

1,7 mls.

Los sistemas oleohidráulicos en circuito ce-

.raOl petmlten una regulación más precisa.y

"*u"ir'ou" el aire comprimido' No obstante'

.roa rarón"s constructivas sus carreras estan [-tiiu¿ut a unos 650 mm aproximadamente'

Con un freno de aceite puede limitarse la

i"r."iá"Já" "n movimiánto lineal neumá-

;i." h".á ;"os 30 mm/min, aProximada-

mente.

Las unidades compactas que incotporan.un

cilindro neumático y un freno oleohldraullco'

se fabrican normalmente en serie y se conocen

"árr at to-¡t. de unidades de avance oleoneu-

;it.";.-il velocidad de avance es regulable

""á0 *-7-io (0,5 mm/s) y aproximadamen-

te 6000 mm/min (100 mm/s)'

A velocidades relativamente altas es muy ol-

ñcil el paro de un cilindro neumático, mediante

un freno oleohidráulico.Para estos casos es adecuada la utilización

dei ámortiguador hidráulico, el cual frena casi

Dentro de ciertos límites, es posible incre-

mentar la velocidad de un cilindro neumatlco'

""ÁL"tr"¿. la sección de la línea de alimenta-

AOrá"tifi-"do una válvula de paso de mayor

tamaño (fig. 2.15). Si' por ejemplo' ert lugar oe

,r"-"¿fi"í" con acoplamiento de R li4"' se

iiiliru unu válvula con acoplamiento de R 3/8"

v una línea de alimentación proporqonalmenle

;;;;r. la velocidad del cilindro se incrementa-

.llü'ti*pr" utilización de la válvula de paso

inmeditamante superior, duplica prácticamente

el valor de la velocidad' Esta relaclon es vauo¿t

ou.ti"rrdo de las proporciones normales entre el

ffiü;;;;i iló di la válvula' tal como está

indicado en la tabla inferior'-¿;;U .un

óitin¿to neumático debe desp9-

zar srandes masas' no es recomendable la utili-zaci"ón de las culatas del propio cilindro' como

topes de linal de. carrera. En los casos de velo-

Jáu¿., baias puede utilizarse Ia propia. amorti-

il;;á;-ffi leneralmente va montada en.la

:;i#;.1; áiin¿tot' En los casos de grandes

,atoa¿u¿at e importantes masas en movlmlen-

Fiaura 2.20. Awrcnto de la

oeíocidad de retroceso del

uástaqo, mediante la incot-poroáión de una oáloula de

escape ráPido.';;i"l{J,lI{riltüItrt

q

,?

{ril

i.1

D'rametro delémbolo (mm) 6 t2 l6 25 35 50 70 r00 140 200 250

Conexión de válvula(normal) M5 r18' t18" l/8' r18" |14" r14' 318" 318" r12 r12"

C-onexión de válvula| 14" 314', t18' 318" r12" r12 1" I

40

to, debe realizarse la reducción de velocidad pormedio de dispositivos auxiliares.

Otra posibilidad de aumentar la velocidad, es

la válvula de escape rápido (lig. 2.20). En lamayoría de los casos se monta esta válvula di-réctamente en la conexión del cilindro. El aireprocedente del distribuidor pasa por la válvulade escape rápido hacia la cámara del cilindrosin producir ningún efecto en la velocidad. Sinembargo, en el momento en que se pfoduce lainversión del distribüdor, el aire que debe esca-par del ciündro es conectado directamente a laatmósfera por nredio de esta válvula de escaperápido. De esta forma se evita que el aire queescapa del cilindro deba atravesar de nuevo laválvula distribuidora, consiguiéndose con ellouna mayor velocidad del cilindro.

La figura 2.21 muestra un caso especial, en elcual se necesitan tres velocidades diferentes den-tro de un solo programa. Como interruptor-se-lector, se utiliza una válvula manual 413 de vías.Cada posición de la válvula representa una po-sibilidad de selección de velocidades. Si el equi-po está incorporado en un mando automático,deberá preverse un interruptor selector mecáni-co, cuya posición se conectará segrin las exigen-

Figura 2.21. Sistema ile mando con preselección de laoelocidad, a elegir entre tres posibilidades.

cias del mando. Igualmente podría realizarse laselección de velocidades mediante la utilizaciónde válvulas de 412 de vías.

Válvula selectorade velocidad

I et"."n.o de aiuste

I

I

I__)

Avance y retroc&estrangulados

Avance y retrocesorápidoAvance rápido-retrocesoestmngulado

4l

3. Manipulación

Con la palabra manipulación, hacemos refe-rencia a las diferentes acciones a que está some-tido un elernento para que adopte las posicionesdeseadas dentro de un pro@so de producción.

,],a palabra manipulación proviene de «accionarcon la mano», pero en los procesos de produc-ción la utiüzamos aunque la acción se produzcamecánicamente. Naturalmente, esta manipula-ción se referirá indistiritamente a las piezas detrabajo o a las herramientas (fig. 3.1). El manejode las herramientas está integrado generalmenteen la máquina excluyendo el cambio manual deherramientas. Generalmente, cuando se trata demáquinas corrientes, las herramientas de traba-jo están fijas en sus dispositivos de sujeción y detranslación. No ocurre lo mismo con las moder-nas máquinas automáticas de gran capacidad,en las cuales durante el proceso de produccióndeben cambiarse las herrámientas. Partiendo deun punto de almacenamiento para las mismasse extraen y vuelven a colocar según determina-dos procesos. También a estas acciones se lesdenomina manipulación.

La mano humana es un elemento de trabajomuy complejo que puede reaizar funcionescomo: asir, distribuir, ordenar, alimentar, posi-cionar, sujetar, sacar, trasladar, etc., dentro desus limites fisicos. Un elemento de trabajo me-cánico solamente puede realizar una o dos deestas funciones y rara vez varias. La consecuen-cia de esto, es que para obtener un proceso detrabajo automático, son necesarios varios ele-mentos meeánicos de manipulación.

En un dispositivo cualquiera deben montarsetantos elementos de trabajo como operacionesindividuales deba realizar dicho dispositivo.Esta es una de las razones principales por lacual se utilizan mucho los sistemas neumáticospara la manipulación. Un cilindro neumático ycon él el elemento de trabajo, pueden montarsedirectamente donde se precise la fuerza y el mo-vimiento. El cilindro neumático se transformaasí en un «músculo de la mano mecánica».

Con tres cilindros de dimensiones adecuadaspuede llegarse teóricamente hasta cualquierpunto dentro de una dimensión espacial deter-minada. Añadiendo un accionamiento giratorio(cilindro de giro), funcionalmente el conjunto se

acerca más al ideal de la mano humana.Para asir un objeto, el ser humano tiene

5 dedos en cada mano. Con ellos puede rcalizarla sujeción de todas las formas posibles. En lossistemas industriales dg producción, para estafunción bastan por regla general un elementohjo y otro móüI. Sólo en algunos casos especia-les se necesitan dos y hasta tres elementos mó-viles.

No se trata precisamente de comparar lamano mecánica con las posibilidades de la manohumana, ya que cada aplicación está rn¿ls omenos limitada a la forma, tamaño y materialde una determinada pieza a manipular. En unsistema mecánico son posibles generalmente li-geras modificaciones de forma y tamaño, dentrode ciertos límites que dependen en gran partedel recorrido de los elementos de trabajo.

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x^*,^Figura j.l . Funciones básicas ile una opera-ción ile trabajo nanual y mecánico.

42

Función Símbolo Ejemplo Elementos detrabaio

Campo de ut¡lizac¡ón

'f),escargar MultivibradorPor eiemplo:Frecuencia con cilindro de f2ddel pistón 7 Hz (ajustable).

Almacenar,IíIFEIDE

Cilindro desimple y dobleefecto

1-100 piezas/min

Al¡mentarCilindro desimple y dobleefecto

1 - 100 piezas/min0,6 hasta 60 m/minVelocidad de avancef - 2000 mm carrera del pistón

Comprobarposic¡ón

Detector déproximidad.Barrem de aire

Distanc¡a máxima 3; 4,5; 6; l5 mm

Hasta 100 mm

GiroCilindros degiro

Angulo de giro0 - 90" (aiustable)0 - 290. (ajustable)

Fuem,su¡eción y/oformado

Cilindros desimple y dobleefecto.Pinzx desulec¡ón

I - 1000 mm, I - 2500 kp

20ffi - 7000 kp

Avance(circu lar)

Platoci rcular

Pasos parciales de 15", 30', 45", 60",90" y 120"

Avance(¡ineal) Alimentador

Carrera 0 - 250 mm, aiustableGrueso de material hrta 2,0 mm

Avancealternativo

Unidades deavanceneumáticas yoleoneumáties

Velocidad de avancede 30 hasta 6000 mm/min

Expulsar'

Expulsor.Cilindros desimple y dobleefecto

Hmta 480 impulsbs/min

I - 100 piezas/min

Figura j.2. Representación de elementos y unida¡les neumáticas para determina¡lasfunciones de trabajo.

En las normas definidas por VDI 324O indi-cadas en la figura 3.2 sobre la representación dedistintas funciones de tr¿bajo, solamente hansido expuestas las reaiizables por los elementosneumáticos, teniendo en cuenta sus característi-cas y limitaciones.

Por razones económicas y técnicas, en la

práctica se prehere transportar la pieza pre.viamente posicionada durante todo el pro@sode producción, para evitar tener que repetirconstantemente la operación de posicionado.Como ejemplo, podemos citar las modernasmáquinas transfer, de alto grado de automa-tizactí¡.

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3.r POSTCTONADO

El correcto posicionado de piezas y herra-mientas, dentro de la complejidad de un proce-so automático, tiene mucha importancia, ya quesin una correcta ordenación de estos elementosla manipulación es totalmente imposible. Laforma exterior de una pieza, es decisiva pararealizar la operación de sujetar y posicionar.

Un proceso mecanizado sólo puede reali-zarse con piezas bien posicionadas.

En una cadena de producción, el problema deposicionado puede presentarse indistintamenteantes o después del proceso, ya que en oc¿rsio-nes es necesario ordenar las piezas recién expul-sadas, para su transporte o para operacionesposteriores.

las limitaciones de distancia que posee cada ele-mento.

En la operación de detectar una posición seincluye también el control de existencia oausencia de pieza.

Obúurador de fuga

Con este elemento sólo puede realizarse ladetección de posiciones extremas. Por este mo-tivo suele utilizarse también como final de ca-rrera de tope lijo. La figura 3.3 muestra sufuncionamiento de forma esquemática. El ob-turador de fuga es una tobera emisora, conuna conexión de alimentación de aire restrin-gida P y un conducto de salida de señal. Si elescape de la tobera es obturado mediante unapieza o un elemento de la máquin4 se originauna presión en el conducto de salida, quepuede llegar a tener el mismo valor que laalimentación P. Esta presión se utiliza comoseñal de mando.

Según el valor de la presión de alimentación,que puede llegar hasta 8 bar aproximadamente,puede utilizarse la señal obtenida directamente,o amplificarse a través de un elemento adecua-do. En la hgura 3.4 están indicadas las relacio-nes entre 1a presión de alimentación, la distan-cia entre la piéza, la tobera y la presión de señalresultante. Estas relaciones dan como resultadoque la presión de alimentación del obturador defuga debe ser suficiente para gobemar al ele-

3.1.1 Detección de posición

Para detectar neumáticamente la posición deun elemento cualquiera se utilizan generalmentecaptadores de información en alta y baja pre-sión, tales como obturadores de fuga, barrerasde aire y detectores de proximidad. La úiliza-ción de un determinado tipo de sensor dependeesencialmente de la pieza a detectar, debido a

4

II

rlII¿I

Figura 3.j. Funcionamiento ile un obturador de fuga.Cuanilo la presión de alimentación sea superior a los3 bar, se recómienda la instalación de una oáluularegulailora de caudal, para que el consumo de aire nosea excesioo.a) salida libre, señ.al :,0.b) salida cerrada, señal : 1.

mento receptor de la señal. También es muyimportante considerar el peso de la pieza a de-tectar, o el elemento obturador, en relación conla presión de alimentación, ya que en el momen-to de la obturación so produce un esfuerzo quedepende en gran parte de la presión de alimen-tación.

La figura.3.5 muestra un ejemplo de apüca-ción de un obturador de fuga. El avance de uncabezal de fresado se realiza neumáticamente opor medio de una combinación oleoneumática.La posición hnal de la unidad de fresado debeser detectada con toda precisión. Cuando launidad de fresado alcanza la posición linal decarrera, se obtura la tobera mediante un tope,obteniéndose una señal de mando que gobiernael retroceso de la unidad (fig. 3.5).

Naturalmente, podría darse la señal de iniciode ciclo después de haberse realizado la carerade retroceso; para ello sólo se debería incluiruna se§unda tobpra o disponer otro elementocaptador de información.

si.uorod?

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I

I

I

CIxñ¡coo!c:9oL

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C¡;3¡É9,o!cpoi

Figura j.4. Presión de la señal enfunción ile la presión de alimentdción y de la distancia a detectar. El prineriliagrama (izquierda) muestra el comportamiento tle un obturailor ile fuga trabajando con 0,1 y 1 bar respeóti-oanente. El segundo iliagrana (derecha) milesffq el comportamienfo a presión normal ile hasta 7 bar. Estosdiagramas son d título ile ejemplo y solamante son aáliilos para un elemento determinailo. (Gentileza ileFESTO).

-Distancia

de tobera s (mm) ---->

-Distancia

de tcrbem s (mm)+

45

Mediante obturadores de fuga, puede reali-zarse el control de final de recorrido, de unelemento.

Trabajando con presiones relativamente ele-vadas, el consumo de aire de un obturador defuga puede llegar a ser importante. Para evitareste consumo se recomienda una conexión delas toberas, de forma que solamente reciban airecuando deban emitir una señal de mando. Estedetalle de conexión es el que se indica en lañgura 3.5b. Cada tobera solamente funciona du-rante el avance o el retroceso, ya que la cone-xión de la presión de alimentación está unida ala correspondiente conducción del cilindro. Esto

6

-JFigura 3.5. Mando de una uni-dad de fresado con detecciónJinal de cdrrera.a) Montajg de la instalación.b) Esquema de mando.

presupone que el elemento destinado a detectarel final del avance, solamente recibe aire en elmomento en que el vástago del cilindro avanza.Al producirse la inversión y retroceder el cilin-dro se desconecta la presión del aire de la tobe-ra que controla el final de avance y se alimentala tobera del final de retroceso.

En este caso se alimenta el obturador de fugacon la propia presión de trabajo, 1o que presu-pone que la presión de señal alcanzará el mismovalor que la presión de alimentación, lo cualpermitirá accionar directamente a un elementode mando.

Dectector de proximidad

Contrariamente a los obturadores de fuga, quegeneralmente controlan las posiciones linales decarrera mediante contacto lisico, los detectoresde proximidad se utilizan para obtener señalessin contacto fisico. Según la ejecución puedendetectar variaciones de distancia de 0,1 a 0,2 mnllo que presupone no solamente el control de lapresencia o ausencia de una pieza, sino tambiénla posibilidad de controlar su posición exacta,dentro de unas tolerancias muy estrechas.

Mediante los detectores de proximidadpúeden realizarse controles de posición depieza, o verificar una medida de la piezarespecto a un plano de referencia. La pre-cisión axial puede llegar a ser de 0,1 mm(umbral de detección).

En la figura 3.6, se muestra el funcionamientode un detector de proximidad. Si el aire de alimentación puede escapar libremente (a), se

forma una ligera depresión en la conexión deseñal (X : 0).

(.-.+;'r,.

,l¡

,,r+.t*¡traü

I

üi\á

{ü

T

Señal procedente dela máquina

T------.+§

4A6 bar

!uü,1ültr

L-tg3l l":P," -11111- - --*,

Esta señal seria enviada al mando de la má-quina, como señal de entrada para \a próximafase de trabajo. El esquema de la figura 3.5bmuestra este ejemplo.

ililt,GxraüG-CüüG!CúIl

fiFüii-'d;l,úllr Eü,[ Ehür¡

Cuando un objeto se aproxima axial o late-ralmente a este chorro libre (b), se crea unaligera presión de señal en el conducto X (X : 1¡.

Normalmente se trabaja con presiones de ali-mentación de 100 hasta 500 mbar aproximada-mente, segrin la ejecución y el tipo de detectorde proximidad. El valor de la presión de señaldepende del tipo de detector que se utilice segúnse muestra en la ligura 3.7. Debido a que enestos casos se trabaja exclusivamente a baja pre-sión, debe amplificarse siempre la señal de sali-da. La figura 3.8 muestra un ejemplo de mandocon detectores de proximidad.

La gran sensibilidad de los detectores de pro-ximidad respecto a la distancia erfre pieza ytobera, obliga a disponer de diversos tipos, ade-cuados a cada paso. Estos detectores se constru-yen generalmente para distancias de 3, 4,5, 5,5,6,5 mm y 15 mm. En algunos tipos, dentro de ladistancia nominal indicada entre pieza y tober4pueden apreciarse diferencias de 0,1 a 0,2 mm.

La apreciación de pequeñas diferencias demedida con detectores de proximidad sóloes óptirna cuando sé trabaja a la distancianominal entre pieza y tobera, según cadatipo.

Símbolo

Figura j.6. Funcionamíento de un detector de proxi-midad. Presión de alimentación máx. : 500 mbar.Presión ile señal mínima : 0,5 mbar.a) Escape libre, señal : 0.b) Escape interferido, señal : 1.

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=r)r)FE!-lEtrt--()-ltÍC)

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ell,lC¡gxo

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Eo!É:9or

I

Presión mínimade conexió¡delamplificador (0,5 mbar)

X=l

P

Presión míniñade conexión delamplificador(0;5 mbar)

Distanc¡a axial (mm) aldetector de proximidad

F-igura 3.7. Presión de mando (señal) enfunción de ludistancia entre.una pieza y un aercctír di pr;:;;^;r;;,con una presión de alimentación de 150 mbar.a) \nfunción de la distancia axial.b) En función de la distancia radlial.Estos_diagramas sólo son uálidós para determinailotipo de elementos. ( Gentileza F ESñO ).

a- | +s Distanciaradial

a=1,5mm

Borde de orientac¡ón

47

4aDiscrecional

Figuta j.9. Detección del cortectooisicionado de una Pieza, mediante'un

detector de proximidad. Las pie-

zas colocailas en posición inaersa son

extraíilas de la cinta ttansporta¿lotamediante un expulsor neumático ac-

cionado por una señal emitiila por el

detector de proximiilad, preoiamente

amplificailo.

Figura 3.10. Cenffado ile una banda. El propio grosorilel ntaterial ile la cinta proooca la emisión ile unaseñal por meilio ilel con'esponiliente iletector ile pto'ximiilad, al proilucirse una desuiación. Esta sefial se

utiliza para la corrección del roilillo éoniluctor.

Con estos ejemplos se muestran algunas delas muchas posibiüdades de utiüzación de losdetectores de proximidad. En la figura 3.9 se

oontrola la posición de alimentación de unas

friezas Estas deben llegar de tal forma que elrebajc este hacia arriba. Todas las piezas malolocadas serán expulsadas de la cinta transpor-tadora Induso se puede ¡ealizar el control de latole¡ancia del rebaje con una preeisión de

Ql m-¡lt

Figura j.8. Ejemplo de nwndo de un detector ile pro-ximiilad.

Con el mismo sistema puede reaüzarse el con-trol de piezas invertidas o un rebaje en ambascaras. En este último caso es preciso que laprofundidad de los rebajes sea diferente en cada6Írra.

En el.ejemplo de la figura 3.10, una cinta quepuede ser de papel, de tela o metálica, con ungrosor mínimo de 0,1 mn¡ debe avanzar siem-pre correctamente en una posición determina-da. Para ello se necesitan dos detectores de pro-ximidad que controlen los bordes derecho e

izquierdo respectivamente de la cinta transpor-tadora. La señal 0 de ambos detectores de pro-ximidad corresponde a la superhcie del rodillo.La distancia entre ambos deberá ser la anchurade la cinta más la tolerancia. En el momento enque la cinta se desvie, el detector de la derechao la izquierda emitirá una señal 1 que se utiü-zarápara el mando del ciündro que gobierna elrodillo, el cual ¡ealizará la corrección de la cintapara colocar nuevamente en la posición correeta. Mediante los dos detectores de proximidad,se obtiene una corrección continua de la posi-ción de la cinta.

En este ejemplo de la figura 3.10 se detecta ladesviación por el espesor de la cinta. Sin embar-go, si la cinta fuera de muy poco espesor, debe-rían emplazarse los detec.tsres de proximidad de

fN

Símbolo.E

I

forma tal que el propio borde de la cinta pro-dujera la señal de mando, y por lo tanto lacorrección del rodillo.

Barrera de aire

Una barrera de aire, consiste esencialmenteen una tobera emisora y una tobera receptora.Tanto la tobera emisora como la receptora, sealimentan con aire comprimido a través de laconexión P. La presión de alimentación máxi-ma de la tbbera emisora puede ser hasta de¿l(X)0 mbar (4 bar) y la de la tobera receptorahasta de 500 mbar. La presión normal de traba-jo es de 150 mbar. Para un correcto funciona-miento es muy importante la alineación axial deambas toberas. La distancia m¿ixima entre tobe-ras depende del tipo de construcción y de lapresión de aire. La tobera emisora emite un

Figura 3.12. Ejemplo de detección con una barrera ileaire.

4

P

X:O

Figura 3.11. Funcionamiento de una ba-rrera ile aire. Máxima presión de alímen-tación ile la tobera emisora 4 bar, de latobera receptora 0,5 bar.a) Chono y rccepción libre señal : 1.

b) Chorro interrutnpido, ninguna recep-

ción, señal -- 0.

chorro libre de aire hacia la tobera receptora,interrumpiendo la salida de aire de ésta.

La consecuencia de esta interrupción, es unaturbulencia en la tobera receptora (análogamen-te a la del detector de proximidad) obteniéndosecon ello la señal de salida : 1. En el caso deque el chorro de aire sea interrumpido por unobjeto, el aire de la tobera receptora podrá salirlibremente desapareciendo el efecto de turbu-lencia, con lo que se obtendrá la señal de salida: 0. La hgura 3.11 muestra el funcionamientode una barrera de aire. En la hgura 3.12 se ex-pone un ejemplo de detección mediante estesistema.

Las barreras de aire se utilizan generalmentepara el control de presencia o ausencia de unapieza. En determinados casos, este controlpuede utilizarse también para el posicionado.

El ejemplo de aplicación de la figura 3.13,presenta el control de posición de dos cintasque deben ser superpuestas. El control de posi-ción se realiza en este caso sobre uno solo de losbordes de las cintas. En cada punto de controlse utilizan dos barreras de aire ligeramente des-fasadas con relación a la cinta. La separación delas dos toberas con respecto al borde de la cintacorresponde al valor de la tolerancia dentro dela cual debe estar la desviación admisible. Unade las dos toberas no está interrumpida nor-malmente (Xr y X¡), la otra está normalmenteinterrumpida (Xz y X¿). En el momento en quela cinta se desvía hacia uno u otro lado másde 1o permitido por la tolerancia, la señal dela barrera de aire correspondiente cambia deestado (por ejemplo X1 pasa de valor I a QX2 de valor 0 a 1). Estas señales se utiüzar¿lnpara el mando de los cilindros que controlanlos rodillos correctores de la po\ición de lacinta.

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49

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Figura j.13. Control tle posición de dos cintas quedeben aoanzar perfectamente superpuesta,s. La separa-ción entre las dos toberas con r?specto al borde de lacinta corresponde al ualor de la tolerancia ilentro delri cual debe estar la desuiación entre ambas cintas.Its señales Xt : X+ éontrolan la cotección.

3.1.2 G,iro

El concepto «girar» abarca un gran númerode distintos procedimientos de trabajo, loscuales no se pueden exponer sólo de formaglobal. El giro se. puede referir a la pieza detrabajo o también al sentido de circulacióndel material.

En dispositivos automáticos de aümentaciónde piezas se trabaja normalmente de forma quelas piezas mal colocadas sean expulsadas y lle-vadas nuevamente al dispositivo de alimenta-ción, la figura 3.9 del páriafo 3.1.1 presenta unejemplo de este tipo. La pieza exptlsada es con-ducida nuevamente al almacenaje hasta conse-guir llevar esta pieza a la posición correcta. Enmuchos casos con sistemas mecánicos se selec-ciona una pieza mal colocada o bien se gira lamisma, si su forma exterior lo permite (por ejem-plo con una rampa). Dentro del proceso de pro-ducción y con las piezas ya distribuidas es aveoes necesario girar la pieza entre las diferentesestaciones, por motivos de trabajo. Se debe di-ferenciar si la pieza gira por el eje horizontal o

50

vertical. Además, es importante, el recorridocompleto del movimiento de giro por ejem-plo 90', 180o o comprendido entre estos valores.

El giro es un cambio de posición, medianteuna oscilación de 180', en la que el ladosuperior de una pieza pasa a ser el ladoinferior, o el lado anterior al lado posterior.Desviar significa dar un cambio de sentidoal movimiento de un material.Voltear es el cambio de posición dado auna pieza mediante el moümiento en unaórbita circular, con el punto central dentrode la propia pieza.(Definición según VDI 3240).

La figura 3.14 muestra el giro de una piezapor su eje horizontal. En este caso es la mismapieza la que conecta el mando. El cilindro desujeción lleva un plato giratorio para que puedagirarse la pieza de trabajo firmemente sujeta.[Jna vez realizada la sujeción, se emite una señalal cilindro de elevación, montando debajo delcamino de rodillos, el cual traslada hacia arribatoda la parte superior del dispositivo de giro.En la posición superior, la altura se adapta almayor radio de giro de las esquinas de la piezay el cilindro de giro montado a la izquierda,g¡ra la pieza en el ángulo previsto. El mandoneumático puede ajustarse a voluntad, para quela pieza de trabajo sea girada 45o, 90o, 180o, oun valor intermedio de estas hacia la derecha ola izquierda. El ángulo de giro de sradúa con untope regulable sin escalonamientos situado en eIcilindro de giro.

Mediante el diseño de este cilindro puede ele-girse el sentido de giro hacia la derecha o 1a

izquierda. Una vez realizado el movimiento dela pieza, la parfe superior del dispositivo des-ciende nuevamente hasta el camino de rodillosy se libera la pieza transportada.

En la posición inicial, la parte superior esálevantada para permitir la entrada a la pieza detrabajo. El esquema de la figura 3.14b corres-ponde al ejemplo de una estación de bascula-miento para cajas de bateria, que deben sufrirun giro de 180'. Este ejemplo ha sido llevado ala práctica con excelentes resultados. Las piezas,que provienen de una cinta transportadora, alllegar a la zona del dispositivo de giro actúansobre una válvula de rodillo 1.2 la cual manda

If,f

InfdFELrú¡ttdqnüc¡([üqt¡I

una señal al distribüdor 1.1 1o que produce lasalida del cilindro 1.0 que hace la función detope.

Accionando manualmente la válvula de pul-sador 2.2 desciende el dispositivo de sujeciónpor medio del cilindro 2.0; el cilindro 2.0 accio-na el linal de carrera 3.2, lo cual hace avatzaral cilindro 3.0 para realizar la sujeción de lapieza. El cilindro 3.0 acciona el final de carre-ra 2.7 qlue hace retroceder al cilindro 2.0 y porlo tanto levanta el dispositivo con la pieza. Alfinal del retroceso es accionada la válvula decarrilla 1.3 que manda retroceder al cilindro detope 1.0, desbloqueando al mismo tiempo 2.0 através de la válvula 2.11 dando una señal parael giro del cilindro 4.0.

Mediante la válvula de pedal 2.4 se hace des-cender la pieza con una velocidad ajustable. Laliberación de la pieza se realiza mediante laválvula de puliador 3.3, que hace retroceder alcilindro 3.0 accionando el final de carcera 2.6que manda nuevamente al cilindro 2.0 que re-troceda y levantar el dispositivo. La señal queemite ahora el hnal de carrera 1.3. no ac¡iasobre 2.t t ya que no puede atravesar la válvulaflip-flop 1.4 que en esta fase está en escape. Esta

Figura 3.14. Giro de 180o en una pieza, por su ejehorizon-tal. _Ia pieza al golpear auaiza hi,aiia et tope(no,indicado en el dibujo) donde es sujetada. IJn ii-l.ínilro_eleoa la parte superíor del dispoiitioo y se rea-liza el.uol,teo por medio del cilindro de giro.-A conti-nuación descienile nueuamente la pafie-superior y seliberala píeza. La cara superior ile-la piezi, ha paiadoa ser la cara inferior.a) Representación esquemática del dispositir:o degiro.b) Esquema neumático del mismo (pá5. 52).

misma señal 1.3 manda un nuevo giro al dispo-sitivo de basculamiento.

. Mediante este giro de 180., la parte superiorha pasado a la pafie inferior. Lo-mismo puederealizarse con 90o u otro ángulo cualquierasegún la pieza a manipular.

La ligura 3.15 muestra un ejemplo de un dis-positivo de giro de una pieza por su eje vertical.Un cilindro rotativo acciona la estación de giro.Puede elegirse a voluntad un giro de 90. a laderecha o a la izquierda o bien un giro de 180a partir del punto de entrada de la pieza- Los

5l

i i rFrrErr------i -f rI r ? r<I ! L----lN

52

Figura 3.15. Giro ile una pieza por sueje oertical hasta un máximo de 180".Cualquier ángulo intermedio es ajusta-ble sin escalonamiento nwdiante la li-mitación de la carrera de giro del ci-li¡dro.

Figura j.16. Giro ile 90" a una pieza ycboación simultánea desde la salida debestación de trabajo anterior a la en-t¡ada de la siguiente.

dispositivos de giro de este tipo son frecuentesen aquellos casos en que se trabajan las parteslaterales de una pieza con unidades de mecani-zado horizontales. Los diferentes transportado-res de rodillos están dibujados únicamente paraindicar las posibilidades de selección.

En 1os dos ejemplos de las hguras 3.14 y 3.15,se ha considerado el cambio de posiclón comogiro (según VDI 3240), debido a que el puntooentral de la trayectoria recorrida por la piezaestá dentro de la propia pieza a manipular.Cuando el cambio de posición se realiza en unatrayectoria circular con el punto de giro situadofuera de la pieza se habla de movimiento osci-lante.

La ligura 3.16 muestra un dispositivo deoscilación, de funcionamiento parecido a losdos anteriores. El accionamiento se realizatambién por medio de un cilindro rotativo elcual permite un movimiento de giro de has-

--f

ta 290o como máximo. Este ejemplo puederealizarse con diferentes versiones de disposi-tivos de giro.

En el ejemplo mostrado debe ser girada unapieza 90, y al mismo tiempo situarse en unnivel superior. Con piezas cuyo centro de girode la trayectoria circular esté en el interior delas mismas, salvo casos concretos, el movi-miento se realiza independientemente de la po-sición de la altura. En cambio, en el ejemplode la ligura 3.16 en el que el punto central dela trayectoria circular es exterior a la piez4detre superarse la diferencia de altura al mismotiempo que se realiza el giro de 90o conservan-do siempre la posición. En este dispositivo lapieza de trabajo podría tener un giro de 180"y ser trasladada a una altura igual a la deentrada.

Para ello se necesitaría un dispositivo mecá-nico especial de admisión de pieza, para que

53

ésta no cayera y permitiera su colocación en laplataforma de transporte. La parte inferior esta-

ia arriba después del giro.Puede obtenerse otra versión, girando todo el

dispositivo 90', de forma que el eje de giro de1

cilindro esté vertical en lugar de horizontal.Aprovechando el movimiento de giro, se tieneun cambio de posición de 90" ó 180o según el eje

vertical.Puede realizarse una inversión inteligente de

material con el dispositivo de la figuta 3.17,

donde la carrera del cilindro produce un movi-miento de giro proporcional al radio del platode inversión.

[,as variaciones de carrera del cilindro reper-clrteo en uD aumento o disminución del ángulode giro del plato. El funcionamiento dependeráde si el cilindro se dispone en marcha continuao en paso a paso. La utilización más frecuente

v

Figura 3.17. Desaío de 180', en el cir-cuito principal de una cadena de trans'porte.

Fiqura 3.18. Desuío de 90o en una

cadena de lransporle. Pueden desaiar-

se todas o solamente algunas de laspiezas.

de.este tipo de dispositivos es la de compensar

o sobrealimentar una cadena principal de trans-porte.^

Mediante la utilización de un dispositivo de

desvío, como el indicado en la figura 3.18, pue-

den detenerse y desviarse piezas en un án-gulo

de 90' mediante la elevación de los rodillosmontados transversalmente al sentido de lamarcha. Mediante el correspondiente mando

neumático, por ejemplo mediante un contador,puede preseleccionarse si deben ser desviadas

iodas lis piezas o con una frecuencia determi-nada. Lol dispositivos de este tipo se utilizanprincipalmente para piezas de mueble, cartón,cajas y similares.-Un-cilindro

neumático acciona un bastidoren el cual van montadas unas roldanas de diá-metro bastante superior al de los rodillos de

avance y cuyos ejes están en el sentido de la

I

,.t t)hrrDADES.9's/

(s <Lqx s(<q q<rd:r<(qq es ae((o(oq6» a.ueentrb en vlgor en la R.F. de A]emanra e-l 2 dejulio <le 7970, determinaba la aplicación y utili-zación de nuevas unidades de medida.

EI <<sistema de unidades fisicas» y el <<siste-ma de unidades técnicas» serán sustituidosDor el ltsistema áe unidades internaciona-I€s» (SI).

r.¿lDesde Ia puesta en vigor de la citada ley de

unidades (1970) no se admite la «atmósfera»(atm) como unidad de presión relativa o abso-luta, que hasta hace poco era de uso corriente.Esto se refiere también a los instrumentos demedición, como manómetros, barómetros, etc.,que hayan sido fabricados después de la fechade entrada en vigor de esta noima. En lugar delas antiguas unidades de medida se uülizará elPascal Durante el período transitorio hasta Iaimplantación de la nueva norma (1.1.1978) pue-den utilizarse las antiguas unidades de presión:

I§topondio por centíme&o q¡adrado (kp/cmr)

Metro de columna de agua (m.c.a)Milímetro de olumna de mercurio (mm Hg)

La colaboración internacional efitre distintasramas de la técnica y de la fisica, exige unadenominación común para una deterñtinadaunidad. Para ello es válido el «sistema de uni-dades intemacional» [1. 2'], del cual proviene laabreviatura SI. También se introducé él concep-to de unidades «coherentes»» en contraposicióna las antiguas unidades «incoherentes».

Unidades SI : unidades coherentes, deno-minación internacional para unidades téc-nicas y físicas.

_ La nueva «ley sobre unidades en metrología»formula que a partir del I de enero de t97A, iólopodrán utilizarse unidades coherentes.

I-as unidades SI se forman a partir de seisunidades básicas:

Unidad de longitud: Metro (m)Unidad de masa: Kilo (kg)Unidad de tiempo Segundo (s)Unidad de intensidad de co-rricnte: Ampere (A)Uddad de temperatura: Kelün("K)Llnllad de intensidad de luz: Candela(cd)

Después de este período se utilizará, en lugar deestas unidades, el Pascal.

TorricelliAtmósfera técnica

Ahnósfera fisica

(Tor)(at)

(atm)

El Pascal (cuyo símbolo es pa) es indistinta-mentg ta unidad SI para la presión o para latensión^mecánica (antigua uhidad de medidaLp/1ry1. Debido a que en las unidades SI, lau¡idad Pa n^o tiene ninguna relación con la pre_sión atmosferica, puede utilizarse el pa iaraexpresar cualquier fuerza en relación con unasuperficie. Por lo tanto, el pa es válido indistin_tamente para indicaciones de presión o paraindicaciones de resistencia a h üacción o üá_presión de materiales.

1 Pascal es igual a la presión eficaz ejercidapor la fuerza de

-1 N (Newton) sobre una

superficie de I m2 (metro cuadrado).

_ NewtonlPascal:l-- Metro2

N: l-m2

ksm- I

az- -z

l0

Figura 3.19. Transmisión ileuna cadena de trqnsporte aotra.

En la mayoría de los casos, las operacionesde posicionado son tañbién funciones detransporte, por lo que deben ser considera-das como tales.

marcha del material. Un dispositivo de este tipopuede también realizar funciones de desvío, porejemplo distribuir piezas sobre dos estacionesde producción coriectadas posteriormente.

El dispositivo neumático indicado en la hgu-¡a 3.19 también puede realizar la función detraslado. Las piezas que llegan por la derecha o

3.2 ALIMENTACION

Las normas VDI 3240, consideran todaslas funciones de alimentación de piezas comomanipulación de las mismas en proceso deproyección. Los dispositivos necesarios paraesta función son mecanismos alimentadoresque pueden pertenecer al propio sistema deproducción. formando parte integrante delmismo. Por esta razón, en algunos casos serádificil distinguir gntre un dispositivo de pro-ducción y un dispositivo de alimentación. Enla práctica, será la función del mecanismo loque determine con fidelidad su denomina-ción.

la izquierda, pueden sér trasladadás a la otracadena y continuar su camino hacia uno u otrolado. Según las exigencias del transporte y delmaterial, deben utilizarse elementos neumáticosauxiliares, tales como obturadores, dispositivosde expulsión, etc.

Los ejemplos indicados aquí son a títulodemostrativo, por cuya razón solamente seha dibujado lo más esencial. En la práctica,1o que aquí son caminos de rodillos, pue-den ser los más diversos sistemas, talescomo cintas, rampas, üas, etc.

La alimentación está repartida eí.cuatrogrupos (VDI 32,10):Formación de reserva:

Almacenamiento.Modificación de moviiniento y de lugar:

Trasladar, desüar, juntar, distribuir, en-trar, extraer.Modiflrcación de posición :

(Control de posición) ordenar, girar, os-cilar, cambiar, posicionar.Sujetar y soltar:

Suieción alternativa.

55

Figura 3.20. Traslado de una cadena a ota situada a

ilifergnte altura.

Muchas de las funciones explicadas en el ca-pitulo 3.1 están incluidas en las definicionesielativas a la alimentación según VDI 3240. Sin

embargo, en algunos casos es dilicil distinguir si

se tratá de un dispositivo de alimentación o de

una función de posicionado. En el capítulo de

«alimentación» solamente se exponen ejemplosque, según la división en grupos, producen en. lapieza una modificación de movimiento y de lu-gaf.

1.2.1 Trasladar

Un cilindro neumático que haga avaÍEaÍ auna pieza en una determinada dirección, tealizala filnción de trasladar. Esta operación puede

realizarse básicamente de dos formas: el cilin-dro neumátiqo empuja directamente a la piezade trabajo, o bien acciona un dispositivo trans-portador sobre el cual está situada la pieza. Latabla de la hgura 3.2, qlue muestra la represen-tación de elementos neumáticos para determi-nadas funciones, indica que para una operaciónde traslado pueden utilizarse cilindros neurnáti-

56

cos de avance lineal hasta carreras de 2000 mm.Só1o debe tenerse en cuenta lafverza y la velo-cidad.

El traslado rectilíneo puede realizarse en cual-quier posición, es decir, desde abajo hacia arri-ba y al revés o también de izquierda a derechao de delante a atrás. El concepto de trasladarincluye también la transmisión de piezas desde

un camino de rodillos a otro, superando unadiferencia de altura (figura 3.20) o una separa-cióo horizontal (fig 3.19).

122 Desviar

Uülizando di¡ectamente el ejemplo de unmando neum'ático, mostraremos aquí un cam-bio de dirección múltiple, mediante un dispo-sitivo de ramificación (fig. 3.21a). Esta ramifi-cación muestra en forma esquemática la dis-tribución de pezas procedentes de una cadenade trabajo, sobre'otras cuatro. Un cilindromultiposicional que puede ser de construcciónesüindar o que puede construirse mediante doscilindros rnidqs por sus culatas posteriores, es

el elemento de accionamiento del puente de

ramificación En este caso concreto el cilin-dro 1.0 tiene la carrera lX, el segundo cilin-dro 2.0 tiene la carrera 2X; Con ello puedenobtenerse las cuatro posiciones del puente bas-

culante. El mando de los cilindros debe reali-zarse segrin las indicaciones del esquema. Su-poniendo que al final de las plataformas de

desüo se hallan estaciones de montaje manua-les, el mando neumático será de realizaciónmuy simple (figt¡ra 3.21b), debido a que las

diferentes posiciones del puente distribuidor se

mandan mediante la emisión de señales ma-nuales.

El esquema del cilindro multiposicional está

dibujado consideníndolo como dos ciündrosindividuales debido a que ambos cilindrosdeben poder ser mandados independientemen-te. Los emisores de señal, de accionamientomanual están situados en las estaciones demontaje I a IV con suS correspondientes de-nominaciones.

En el caso de que en una de las cadenas demontaje se agoten las piezas a manipula¡ me-diante la actuación sobre la correspondienteválvula de pulsador (1.4, 1.5,1.6 ó 1.7) la cadenaprincipal será desviada hasta el. punto deseado,hasta que se emita una próxima señal desde

otro lugar de montaje.

Las únicas condiciones de este mando sonrealizadas por medio de las cuatro funciones«O» (válvulas selectoras 1.2;1.3;2.2 y 2.3). Estoselementos «O» garantizan que, por ejemplo, alemitirse la señal de mando II, salga el cilin-dro 1.0 con la carrera lX, pero que al mismotiempo pase también una señal al cilindro 2.Qsituándole en posición inicialde retroceso. Sus-tituyendo los elementos emisores de señal ma-nuales 1.4 al 1.7 por válvulas de actuación me-«inica, podrian enviarse las señales automática-mente al ser extraída la última o penúltima piezade trabajo, en uno cualqüera de los caminos derodillos. Las piezas que alimentarían el caminocorrespondiente anularían la señal, con 1o queotra cadena podría emitir su señal de falta depiezas.'

El mando mostrado en la ligura 3.21 es sola-mente orientativo, y en su ejecución prácticadeberían preverse todas las posibles contingen-cias.

Si en lugar de cuatro estaciones de montaje,se dispusieran de cuatro dispositivos de produc-ción automáticos, la cadena única sería el puntode recepción cnntr alizado.

El desüo de piezas que llegan por una plata-forma hacia 4 puntos, podria realizarse con elmismo mando. En comparación con un mandopuramente neumático se va a mostrar, comoejemplo, un mando de baja presión. La parte detrabajo con los dos elementos de potencia (vá1-vulas de impulsos 1.1,2.1) y el cilindro de cua-tro posiciones se montan como en el ejemploanterior, pero en la parte de tratamiento de lainformación se utilizan elementos de baja pre-sión. La frgura 3.22 representa el esquema lógi-co con la entrada y la salida de señales. Laentrada de señales se realiza a través de cuatrodetectores de proximidad los cuales controlan elalmaén correspondiente. El lugar de emplaza-miento de los detectores de proximidad en elalmaén depende del ritmo de producción y porconsigüente del número de piezas situadas en elpunto de almacenaje.

Con el almaén de piezas lleno, los detectoresde proximidad emiten una señal de mando, in-dicadora de esta situación. Esta señal anula lasalida de aire del elemento «inhibición» coloca-do a continuación y por lo tanto no se produoeningún efecto sobre el mando. Cuando el alma-cen se vacía hasta el punto crítico, el detector deproximidad no encuentra pieza para detectar,deja de emitir señal y nq puede anular la señalque pasa a través del elemento de inhibición. Laseñal que procede del elemento de función «in-

1--t

II

1.31

r$l-rr@-rI

--F-¡-+--+-L+- --!-t

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1?l

b)

Figura 3.21. Ejemplo de ilistribución de material deuna cadena de alimentación a cuatro cadenas queconducen a puntoi de montaje.a) Diseño esquemático.b) Manilo neumático manual.

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c¡t. 1.0Carrera I x

c¡t. 2.0Carrera 2x

23t,.J&1,t-t

Plaza Carrera Larreracil.'l lc¡l-2 I comoleta

1Y

IV

z)

r@rr----j -1------

57

hibición» llega al elemento montado a conti-nuación, que es una función «Y». Un detector depaso controla que en el puente giratorio no exis-ta pieza. Cuando existe pieza no existe señal;entooces el puente giratorio puede ser acciona-do. Esta señal de no existencia de pieza es man-dada a una función «Y». Cuando en esta fun-ción «Y» actúan simultáneamente la señal devaciado de almacén y la de no existencia depieza, obtenemos una señal de salida que va agobernar a los distribuidores de los cilindrosque accionan el puente giratorio.

l

III1IIjSeñales de entrada, porejemplo de toberas reflex

Figura 3.22. Esquema lógico de un sistema para des^uiar piezas, que cumple otras condiciones además delas ilel ejemplo de la figura j.21.

La señal del dectector de paso se retrasa conseguridad por un temporizador durante el tiem-po que neoesite la pieza durante su paso por elpuente de distribución y antes de que se puedaemiti¡ otra señal para el cambio de posición delp!¡€nte. I-as señales de salida de los elemen-tos«Y» actúan como las válvulas manuales utili-zadas en el esquema neumático anterior. Estas

5t

válvulas realizan el mando del ciündro posicio-nador por elementos «O». Debido a que la pre-sión de mando de los elementos de baja presiónes de aproximadamente 0,2bar, no es suhcientepara conmutar una válvula de impulsos neumá-tica, y deben ampüarse estas señales a una pre-sión normal de 3 a 6 bar, mediante un amplifi-cador. La amplificación puede realizarse en elarmario de mando bien en el mismo elementode distribución. Si la amplificación se realiza enel elemento de distribución, se equipa la válvulade impulsos con cabezales de amplificación loscuales conmuta¡ la válvula mediante un servo-mando. Con la utilización de electroválvulasdistribüdoras es necesario convertir la presióqde mando fluídica en una señal eléctrica. Paraello existen convertidores adecuados. La con-versión puede real2arse en este caso dentro delarmario de mando.

(Tanto el ampüficador como el convertidorserán explicados al final de este capítulo.)

La figtua 3.23 muestra la distribución de pie-zas desde un almaén a dos puntos rec€ptores.,Cada cambio de dirección del vástago desde lasdos posiciones final de carrera lleva alternativa-mente una piezaal czlllal derecho o al izquierdo.

La forma más simple de realizar este tipo dedistribución es la alimentación de bolas, ya queno existen probleriras de orientación. La distri-bución de piezas cilíndric¿rs con una relación,diámetroJongitud 2 I o la de piezas rectangu-lares de diferentes perñles, generalmente tampo-co ocasionan dificultades.

La perfecta conducción de las piezas, asícomo la uniformidad de los canales de alimen-tación, es decisiva para el buen funcionamiento.Debido a que se aprovecha la acción de la gra-vedad para la alimentación de piezas, debe exis-tir una pequeña inclinación (no necesariamenteuna caída vertical) y con ello una altura supe-rior en la entrada.

En el ejemplo de la figura 3.24 muestra otrosistema de distribución. En este caso, el mando,neumático se diseñará de acuerdo con las exi-gencias del puesto. El ejemplo más simple seríaun puesto de control en el cual las piezas «bue-nas» siguieran ava¡zartdo y las piezas «desecha-bles» fueran desviadas. El operario verificadorcontrolaría el cilindro neumático por medio deuna válvula de pedal para desviar a voluntad laspiezas consideradas desechables. Este mandomanual podria ampliarse a un mando totalmen-te automático, según las necesidades. En estecaso sería el propio material alimentado el que

Amplificación de señales

emitiría señales al módulo de tratamiento deinformación, el cual según los parámetros con-trolados produciría la correspondiente señalpara accionar el cilindro de desvio.

Figura j.23. Distribución alternatit:a de piezas a doscanale s de alimp ntación-

Amplificador

En el ejemplo de la figura 3.22 se trata de laconversión de señales. Los mandos complejos serealizan preferentemente en baja presión, dondese trabaja con niveles de señal de 100 mbar einferiores (por ejemplo detectores de proximi-dad o detectores de paso).

Neumática a baja presión:aproximadamente 0,5 mbar hasta500 mbarNeumática a presión normal:aproximadamente 3 bar hasta 8 bar.

Para poder utilizar las señales de baja presión(procedentes de captadores de información) enla neumática a presión normal (elementos detrabajo) debe utilizarse un amplificador comoelemento de enlace. Por ejemplo, las señales desalida de los detectores de proximidad o de losdetectores de paso son amplificadas desde apro-ximadamente 1 mbar hasta 100 mbar, para sutratamiento en un mando de baja presión. Lafrgura 3.25a muestra un amplificador de este

tipo que realiza la función de un diqtribui-dor 312.

Sin embargo, la presión de mando de 100mbar es todavía demasiado baja para accionaruna válvula de potencia, que gobierne a un ci-lindro neumático. Para amplificar una señal demando de aproximadamente 100 mbar hasta lapresión normal de 6 bar, se utilizan un amplih-cador como el de la figwa 3.25b.

Los amplificadores de este tipo, que se insta-lan generalmente en armarios de mando, emitenuna señal a un elemento distribuidor, a la pre-sión de trabajo del mando. La función de esteamplificador corresponde a la de un distribui-dor 312 accionado indirectamente, en el cual noexiste paso en la posición de reposo (normal-mente cerrado). Las señales de baja presión (pre-sión de conexión 10 mbar) son amplihcadashasta 1a presión de I a 7 bar, según la presiónde entrada en P. Como elemento de acciona-miento se utiliza una membrana arrollable paraque el amplilicador pueda ser mandado porseñales muy débi1es procedentes de detectoresde proximidad o de paso.

Figura 3.24. Dest:ío de piezas accionable a uoluntadcon mando manual, o automáticamente, en función deun p ar áme tr o de ter minado.

Si la amplificación de las señales de baja pre-sión debe realizárso fuera del armario de man-do, existe la posibilidad de efectuarla directa-mente en el elemento de distribución.

Para ello se acoplan cabezales de ampüfica-dores como los de la figtra 3.26 en la conexiónde pilotaje de determinados distribuidores 3/2y 412. Las señales de baja presión procedentesde los correspondientes detectores son apüca-

59

b¡q)

Figwa 3.25. Amplificador de presión para montaie en placa base'

aí Amolifrcaciói áe presión i : 100 mbar. Funciona como un ilistribuiilor jl2 accionado ilitectamente.

ii 'iiíiíniAi;

de presión 0g1 : 6 bar. Funciona como un ilistribuido¡ 312 accionado inilirectatnente (seroo-

mando).(Gentileza d.e FESTO).

das en este cabezal el cual pilota la válvula depotencia. Se tiene así la posibilidad de ampüh-car una señal de baja presión en un armario de

mando, o en la misma válvula distribuidora'

Convertidor neumáticeeléctrico

La conversión de señales eléctricas en neumá-ticas se realiza desde hace tiempo por medio de

electroválvulas. En sentido inverso, es decir, laconversión de señales neumáticas en eléctricas,ha crecido en interés con el incremento de lautilización de la baja presión, y su integracióncomo elemento de mando en otras tecnologías.

Los accionamientos híbridos en la técnica,por ejemplo en modemas máquinas herramien-tas o en la técnica de procesos, exigen con fre-cuencia la conversión de señales, para un mejor

60

Símbolos

aprovechamiento de las ventajas específicas de

los diferentes tipos de energía.Los convertidores oeumáticos-eléctricos se

eligen según la presión de trabajo y §e fabricangeneralmente para presión normal y baja p.re;

iión. Otro criterio de selección es su capacidadde mando eléctrica, por cuya razón se fabricanen diferentes ejecuciones. En la hgura 3.2'l estártindicadas tres formas constructivas de converti-dores que, según sus características, se utilizanpara diferentes operaciones. Los datos técnicosvarían para los distintos tipos y deben ser con-sultados en las hojas de información del fabri-cante.

La conversión de señales neumáticas en eléc-tricas, se realiza geteralmente en el armario demando central, ya que la continuación de seña-les eléctricas ofrece mayores posibilidades.

R

A

Símbolos

SímboloT_

I--rDT'-a-

Figura 3.26. Cabezal ampliJicalor para acoplar aaálaulas neumáticas (ilistribuidores). Nhsel ile cone-xión 2 0,5 ó 2. 10 mbar.(Gentileza de FESTO).

3.2.3 Reagrupar

Esta función puede considerarse como in-versa de la función distribución, ya que en lapráctica exige en muchos casos dispositivoscomo los descritos e¡ 3.2.2. No obstante. nosiempre es suliciente intercambiar la entiaday la salida en un dispositivo de distribución,para formar un dispositivo de reagrupación.Sin embargo, puede comprobarse que la fun-ción de los movimientos en secuencia inversa,en esencia as la misma, suponiendo que lareagrupación y la distribución se realizan or-denadamente.

En los dos ejemplos indicados en las figuras3.28 y 3.29 se agrupan piezas procedentes de doscadenas, en una sola cadena receptora. La dife-rencia está únicamente en la posición del eje dedesplazamiento de la parte móvil. En el primerejemplo se realiza la reagrupación de las doscadenas, una al lado de la otra. El movimientode giro del puente se realiza en un plano hori-zorttal.

En plataformas situadas a distintos niveles, elpuente debe desplazarse en sentido vertical. Lasplataformas de alimentación deben ser inte-rrumpidas durante el cambio, si la llegada de

piezas es continua. Para ello deben preverse dosobturadores, conectados con el mando del puen-te mediante un dispositivo neumático, de formaque actúen alternativamente.

blo)

Símbolo

r#r .,--ryh

Figura 3,27. Conuertidore s neumaticos-eléctricos patabaja presión y presión normal.a) Forma constructioa ile un coru;efiidor con amplifi-cador de presión incorporado. Presión de coneiión,según el tipo, 2 0,5 > 10 y > 100 mbar.b_) Coru;ertidor neumático-eléctrico para una presiónde entrado de 0,08 hasta 8 bar.c) Contactor tle corriente alterna con manilo neumti-tico. Presiones ile entraila, según el tipo, de B0 a250 mbar o de 1,5 a 8 bar. Tambíén con ualoulasneumáticas auxiliares para enclaoamiento de contac-tores inersores (gentileza de FESTO).

6l

3.2.4 Distribuir

En un dispositivo de producción con progra-mación fija, 1as piezas son conducidas de formacontinua desde e1 principio hasta e1 hnal de lalínea de producción. Esta conducción eliminaestaciones de acumulación intermedias y, por lo

-'' R¡,;l¡ rpr¿¿'ión tle piezas por medio tle tut; -r'r,1r.¡r1¡171¡¿.

Figura j.28. Reagrupación de piezas por medio de unpuente horizont al basculante.

tanto, nuevas distribuciones. Sin embargo, en lapráctica solamente se utilizan estos dispositivosen algunos casos especiales, ya que únicamenteson rentables cuando se trata de series de fabri-cación muy elevadas. Las máquinas y dispositi-vos de producción individuales, con almacena-dor automático, han alcanzado un elevadogrado de automatización. Esta automatizaciÓnde 1a alimentación, permite a1 dispositivo traba-jar a s ritmo óptimo de producción

Distrihuir. e\ rerlizar Ia entrega controladade un cierto número de piezas de trabajo, i

o de una cierta cantidad de material, paraun proceso de producción o para otros pro-cesos de alimentación (VDI 3240).

La distribución se realiza en la mayoría de loscasos. simultáneamente con la alimentación.

Por esta razón el dispositivo de distribuciónes, en muchos casos, también el dispositivo dealimentación. Con respecto a la definición,según VDI 3240, la distribución es la entregacontrolada de un determinado número de pie-zas de trabajo lo que, naturalmente, también es

necesario en dispositivos lijos. En 1a técnica deproducción. la dislribución presupone casi siem-pre una separación, por cuyo motivo los dispo-sitivos neumáticos aquí presentados son indis-tintamente dispositivos para distribución yseparación de las piezas de trabajo.

La forma más simple de acumulación de pie-zas se realiza partiendo de un almacén de caídapor gravedad. La distribución y separación depiezas con un alimentador de petaca situado enposición vertical pr-rede solucionarse fácilmentesegún los ejemplos rndicados en 1a figura 3.30.El cilindro neumático. con la pieza de extrac-

ción lijada en el vástago, ayanza segrin la se-cuencia de alimentación e impulsa una pieza(fig. 3.30a). En este caso es factible que la ali-mentación al dispositivo receptor esté conecta-da con la distribución. La corredera de empujedebe ser construida de forma tal que, por unlado impulse con exactitud la pieza y por otrolado evite el descenso de las piezas almacena-das durante la distribución. Cuando la corre-dera esté de nuevo en su posición inicial, laspiezas se posicionarán nuevamente por su pro-pio peso con lo que una próxima pieza quedapreparada.

El ejemplo de la figura 3.30b se basa en elmismo principio. El alimentador de petaca estambién aquí la base para el almacenamiento.Cuando se trata de piezas ligeras y de bastantesuperlicie, puede bastar un chorro fuerte de airepara impulsar la pieza fuera del almacén y rea-lizar asi la distribución. Es necesario poner es-pecial cuidado en que la pieza extraída del al-maén, posea una guía adecuada.

La impulsión puede realizarse con un expul-sor neumático, el cual consta de un acumuladorde aire y de una válvula de soplado (válvula deescape rápido).

Es necesario el pequeño acumulador paratener suficiente volumen de aire para la impul-sión brusca. El expulsor puede trabajar hastacon una presión de 10 bar, pudiéndose ajustar,aparte de la presión, la intensidad el chorro deaire. El mando se realiza por medio de un dis-tribuidor 312, a través del cual pasa el aire de lared hacia el depósito acumulador. Al desconec-tarse el distribuidbr 312, el aure almacenado enel acumulador escapa de forma brusca por Iaválvula de escape rápido y la tobera de soplado.Según la presión y lafltrcrza del chorro de aire,pueden alcanzarse secuencias de hasta 480 im-pulsiones por minuto.

En las petacas con salidas superior, en lugarde los resortes pretensados, puede utiüzarsetambién un cilindro neumático para la impul-

Figura 3.30. Tipos de alimentadores ile petaca.a) Con cilindro neumótico y corredera.b) Con uia impulsión de aíre por meilio de un expul-sor neumático, para piezas ligeyas o cuerpos huecos.

sión de las piezas. El cilindro tiene la ventaja deque trabaja con la misma fuerza en todo el re-corrido. Esta fuerza es regulable en un grancampo, por medio de un regulador de presión.Un ejemplo de este tipo lo muestra la figu-ra 3.31. Las piezas situadas en la petaca sonimpulsadas verticalmente y distribuidas por ro-dillos u otros elementos situados en la partesuperior.

En este ejemplo también podría utilizarse unalmacén intercambiable que fuera cargado enotro lugar, para sustituirlo en conjunto cuandose terminaran las piezas. Al vaciarse el almaén,se manda al cilindro a su posición inicial (abajo)y puede realizarse fácilmente el cambio de al-maén.

En la mayoría de los casos de almacenamien-to se preferirán los sistemas donde las piezasavancen por su propio peso. Por este motivo, enestos casos, la di§tribución y la separación sonidénticas.

Lo mismo ocurre cotr el ejemplo de la ñgu-

63

normal con una lijación oscilante y un sistema

de trinquete."'i;'ü;;; del cilindro neumático debe ser

,.gluáá*.¿iante topes. para obtener el ángulo

de siro deseado.""f"'árt,ilúráon y separación de. piezas planas

ouede realizarse con una pieza basculanre tat

H;*ü';Jü¿o.n la fr'gura 3'33' El f'lgg-;;rr".;i; #;.i. .it'"pl "

es" pa recid o al del dis-

'%:T:,?l:lliooo.,'""u'o extendido' ta Pieypu.d. uuunruiautomálicamente o ser empuJa-

da, según la secuenqa oe trabajo'. por otro cilin-

ái.""E".¿,i... La entrada del vástago produce

il;il;;"i;;ma tal que ta Pieza Puede Pasar

ru¡dEtcoil¡reriE*Ff¡ddrcEgpLtc0tgatobciii

Fiaura 3.31- Distribución (separación) en un almac'e'

;::;;; i;;;,;;;.'Éi 'c¡tiniro'

neumático mantíene tas

'i#át it[il-iiiba, con una presión resular'

ra 3.32.81 dispositivo giratorio' accionado por

;;íirñ ;.iativo neumáti"o' "on un ángulo

J. gi.o t"gutuble,.admite la pieza en una cavl-

áu¿"¿. ali-mentación al mismo tiempo qu.e' al

ffi;;üü-l" .ui¿u ¿" las piezas que.aún se

illü;;l "imac"nudor'

El avance de las pt9-

)'iJ'í".."1ü" p.i-t¿io de planos incünados' El

íñi.n".i.ot'o del sector glratorio PYtdt YI:,il..'..¿i*,e un cilindro rotativo tal como.en

;i;ñ;lñ-bien por rm cilindro neumrítico

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Fiaura 3.3i. Distribución (separación) de piezas'pla'

,,:'- ;i;;;:r;';;oimie nt o' bás cul a nt e it e un ci tí ndr o

.new¡atico.

libremente por debajo del tope fro¡tal' Sil:111:

;;il;;; t:" imPidé el avance de una'rueva

;#ffi;; ,n.¿io'¿tr tope que. ofrece "J

d'P:t1;

íü-Üát"rl*te en esta posición' hasta que et

áispositivo vuelva a su estado antenor'"'Éi

U ngut" 3.34 se nuestra cómo se separan

,f"l".tt". ípif"das para su distribución' Cuando

il$ffihil *" i".utt'o' se Puede tambié¡

utili'rut un electroimán en lugar. de un elevador

il;"r.: Ñ ele'arse,. sopla aire compnmldo

ñ; ;; ;"b"ta, obteniénáose un vacío en lasFigura j.j2. Distribu.ción (separación) d,: y::T:::'^oiorron por su propio peso, por medio de un ctltndro

iri,^ir¡r'o protti'sto' de in disposititto girat orio'

64

ventosas de trabajo. El soplado debe realizarsede tal forma que el aire comprimido sólo se

conecte en la elevación, ya que en caso con-trario el consumo de aire sería muy elevado.Este método de separación es muy adecuadopara láminas de papel, cartón, piezas de ma-dera fina y de plástico. También en casos ex-cepcionales se puede utilizar este sistema paraplanchas de chapa. Pero las chapas planas yengrasadas tienen una adhesión entre ellas tangrande, que es difícil aplicar este método. Lastoberas de soplado deben tener una regula-ción, debido a que el ajuste óptimo pata elsoplado se debe hacer por medio de ensayosprácticos. Además, la tobera de soplado debemantenerse automáticamente a una distanciaadecuada de las piezas a distribür, a medidaque éstas van disminuyendo.

Las piezas de trabajo transportadas ordena-damente por un alimentador vibratorio debenser separadas y distribuidas a la llegada a lospuestos de trabajo. Un aparato de distribuciónextrae pieza por pieza de la canal guía y lascoloca en el dispositivo de sujeción de un platocircular, tal como está indicado en la figura 3.35.

Las piezas pueden cogerse con un mandril deexpansión, una pinza u otro elemento que se

ajuste a la pieza. Este elemento puede ser neu-'

mático o eléctrico. El cilindro de color rojotransporta la pinza a la posición de sujeción yretrocede una vez realizado este movimiento.Seguidamente se acciona el cilindro de colorazul y él mismo realiza el movimiento de girodel conjunto.

La pieza sujetada por la pinza es transporta-da del canal guía de alimentación hasta la altu-ra del asiento en la máquina de producción.

En este ejemplo se muestra el mando de un4unidad circular. El cilindro rojo avanza con lapinza y coloca la pieza de trabajo en el asientosobre el plato circular. Después de soltar .lapieza se puede conmutar al retroceso (rojo) yseguidamente al giro (azul).

El útil que coge el material se encuentra en-tonces nuevamente a la altura de la pieza infe-rior en el canal guía de aümentación y el proce-dimiento de distribución se puede repetir. Lascarreras de los cilindros deben adaptarse a losrecorridos de la alimentación. En caso de que se

desee utilizar un dipositivo de distribución deeste tipo en diferentes miiquinas para diferentespiezas, debe procurarse que permita una senci-lla y rápida transformación. El sistema de aga-rre de las piezas de trabajo debe ser intercam-biable siempre.

Figura 3.34. Separación de piezas planas por nedio tleun chorro ile aire, para su ilistribución.

La longitud de las carreras de los dosciündros neumáticos §eben poder regularse dla máxima carrera necesaria. Resulta más eco-nómico poner una limitación mediante topes,que tener diferentes dispositivos del mismotipo que no serían aprovechados al m¿íximo.

Tal como se ha dicho anteriormente, pue-den realizarse varias operaciones combinadasjunto con determinadas funciones de alimen-tación. Un ejemplo muy demostrativo lo te-

Figura 3.j5. Dispositioo ile ilistribución para el trans'porte ¿le una pieza ile trabaio del canal guía ile alimen'tación, al asíento de un plato circular, por eiemplo.

Aire

65

Figura j.j6. Distribuir, introducir, sujetar, liberar conun cilíndro neumático piezas que aoanzan automáticd-nente.

nemos en la figura 3.36. En realidad, se tratade un dispositivo de alimentación, con el cualse pueden realizar las siguientes funciones:distribuir, introducir, sujetar y liberar. Tam-bién se podría expulsar neumáticamente, porejemplo media¡te un cilindro, ef cual expulsarala pieza de la posición de trabajo en sentidoaxial. Lo importante en este ejemplo es elhecho de que todas las funciones de alimen-tación se realizan con un solo cilindro neu-mático. Esto supone piezas adecuadas, unamáquina del dispositivo de alimentación adaptadas a las piezas y una determinada opera-ción de trabajo.

Sería una equivocación generalizar este ejem-plo como modelo de sencillez y economia dedispositivos de alimentación neumática. Cadafunción de movimiento supone un elemento deaccionamiento. Para moümientos lineaies, elcilindro neumático es un elemento de adapta-ción simple, dentro de los criterios de seleccióny de los límites de aplicación, con el cual sepueden formar dispositivos de alimentacióh yútiles económicos.

3.2.5 Entrada-salida

En el uso corriente del idioma, se utilizanestos términos equivocadamente para todas lasfunciones de alimentación, por ejemplo sacardel almaén y poner en el canal de alimenta-ción. Según la definición VDI se utiliza esteconcepto unívoco parala última fuición de ali-

66

mentación con cambio de posición antes de lasujeción para el trabajo.

«Introducir» es el movimiento del materialde alimentación de una posición de prepa-ración a la posición de producción. Intro-ducir es la última función con cambio delugar del material en la línea de alimen-tación, antes del procedimiento de produc-ción (VDI3240).

Por lo general, las operaciones de distribuir,introducir y sujetar están casi siempre asocia-das. Algunos de los ejemplos mostrados en elcapítulo de la distribución, realizan al mismotiempo la función de introducción. Bajo elmismo aspecto, algunos de los dispositivos deentrada aquí presentados realizan en formacombinada la función de distribución. Debido aque en la práctica ocurre a menudo que el dis-positivo de entrada rcaliza también la expul-sión, se han resumido ambos conceptos en estecapítu1o.

La figura 3.37 muestra el giro de una pieza detrabajo o de un util mediante un cilindio rota-tivo.

El dispositivo de soporte sustituye toda unaserie de dispositivos de entrada y expulsiónsimilares. El ángulo de giro no debe sér pre-cisamente de 90; puede ser superior o inferior.Con el mismo orden se podría formar unafunción de giro de dos o tres pasos para in-troducir, expulsar, trasladar y nuevaminte in-t_roducir y expulsar, si los movimientos de girodel cilindro y la posición del soporte se divideen varios pasos mediante un dispositivo diü-sor neumático.

Dspositivos de este tipo se utilizan, por ejem-plo, para la fabricación de casquillos.

Sacar la pieza del transportador y ponerla enla estación de trabajo es la función de alimenta-ción del dispositivo neumático mostrado en laIigura 3.38. El movimiento de avance del cilin-dro vertical (azul) se realiza por medio de unbrazo rígido y produce la extracción de la piezadel transportador y su colocación en la estációnde producción. La distancia entre el punto degiro del vástago y el punto de giro del trazo, enrelación con la carrera de este cilindro son lascaracterísticas que determinan la longitud delos movimientos de elevación y descenso que se

Figura j.j7. Giro de una pieza de trabaio o de un útilportapiezas para efectuar una alimentación.

Figura 3.38. Descolgar e introducir piezas mediantemouimientos giratorios y de oscilación, produciilos porac cionamient o s line ale s.

realizan dentro de un ciclo. El giro con respectoal eje vertical del cilindro es realizado por unsegundo cilindro neumático (rojo) cuyo vástagova unido a una cremallera, la cual realiza el girohorizontal mediante un piñón. El recorrido dela canera del cilindro y el diámetro del piñóndeterminan el movimiento de giro. La extrac-ción y el traslado alactnta transportadora po-dría realizarse en sentido inverso. La extracción

de la estación de producción seria de esencialimportancia eo este caso.

Para esto se debería modificar la forma cons-tructiva del brazo de soporte. Los movimientosde alimentación de los dos ciündros se realiza-rían de la misma manera. Con el dispositivoneumático de la figura 3.39 es posible una com-binación de varias funciones de alimentación.Un cilindro rotativo distribuye piezas proce-dentes de un canal de alimentación y las trasla-da a un alimentador de petaca (por ejemplotornillos en un conducto de alimentación). Conello se realizaría la función de distribución. Uncilindro neumático (rojo) realizala operación detraslado desde el alimentador wtaca a la posi-ción de introducción, que es realizada por elcilindro neumático azr¡L. El traslado se puederealizar en sentido vertical u horizontal.

La introducción y expulsión simultánea se

realiza con un dispositivo según la figura 3.40.

La pieza a alimentar expulsa la pieza terminadade la estación de producción. Esta pieza; segúnse precise, cae en un depósito colectivo paraquedar en posición ya ordenada, para otra esta-ción de producción. La distancia entre el alma-cen y el lugar de trabajo puede ser superior a lalongitud de la pieza suponiendo, naturalmente,que la longitud de las piezas es siempre la mis-rna,para tener un tamaño de orientación, den-

Figura 3.39. Dispositiao de alimentación combinadopara la distribución, eI traslado y la introilucción ileuna pieza.

\90"

\

.)a 290.

N(F

W

67

o=

Alimentación (entrada)

Trabalo

Extracc¡ón

tro de la tolerancia establecida. Lo mismo se

recomienda para la distancia entre el lugar detrabajo y la estación de expulsión para las pie-zas terminadas.

La figura 3.41 muestra la introducción de pie-zas semimecanizadas en el plato de sujeción deun torno. El cilindro I separa las piezas y reali-za la función de distribución. Esta es la estaciónde preparación. Mediante la salida del vástagodel cilindro I llega la pieza de trabajo al centroaxial del torno y puede ser sujetada en estaposición por el cilindro 2.

Los cilindros 3 y 4 mandan la entrada y des-pués del trabajo, la salida de las piezas en sen-üdo horizontal (axial) y vertical (transversal).Existe la posibilidad de dejar caer la pieza hacia

68

Expulsión

Figura j.tlO. Dispositiúo tle alimentación combi-nado para la distribución, la introducción y laexpulsión-

abajo, o de haerla avanzar mediante otro cilin-dro de forma parecida al cilindro 1.

El aire comprimido representa una ayudapara la expulsión en el ejemplo de la frgura 3.42.Mediante una ligera suspensión de la pieza poraire comprimido,la pinza puede cogerla y qui-tarla más fácilmente. El mismo ejemplo estáindicado en la figura 3.43, pero aquí es un ciün-dro el que levanta la pieza y es cogida por lapinza- Dispositivos de este tipo se encuentransobre todo en la técnica de conformación [11].Otro ejemplo de expulsión de piezas está indi-cado en la figura 3.44. El cilindro neumáticolevanta la pieza, mediante un vástago de formaadecuada y la deposita sobre una rampa detransporte.

Figura 3.41. Dispositiao ile alimentación en un torno.1 ) Preparación de la pieza de trabajo.2) Accionamiento ile la pinza ile transporte.j ) Alimentación e introducción en el plato de piezasen sentido axial. Motsimiento longituilinal ile la pinza( horizontal ).4 ) Movimiento uertical de .posicionatniento.

t.+

Figura 3.43. Eleoación ile una pieza de trabajo a laposición d.e agarre, meiliante un cilindro neumático.

Figura j.42. Función auxiliar para una expulsión. Elaire comprimido leoanta un poco la pieza ib trabajo yfacilita así el despegue ile la pieza para el proceso de

expulsión.

69

Figura j.44. Expulsión de una pieza de trabajo caoscilación hacia una rampa ile transporte.

3.3 PUESTO DE MONTATE

En las operaciones de trabajo, en las quees imprescindible la manipulación de piezaspor parte de los operarios, se tiende a unamecarrizaciófi de dichas operaciones para re-ducir la intervención manual al minimo. Hacealgunos años se utilizaban atornilladores neu-máticos o eléctricos. en ejecuciones ligeras, ypor consiguiente fáciles de manejar. Actual-mente estas herramientas, antes utilizadas ma-nualmente, son acopladas a sistemas de des-plazamiento. El diseño del lugar adecuadopara la unión, ya sea producción en cadenao en proceso indiüdual, reduce el número demovimientos necesarios, gracias a la disposi-ción racional de los elementos de trabajo ylas piezas a tra\ajar, evitándose así una fatigaprematura. En muchos casos se puede supri-mir la maniobra de posicionado de una ovarias piezas. Para ello se recurre al acciona-miento por pedal. Las manos quedan librespara unir las piezas y con los pies se mandanlas operaciones mecánicas.

El ejemplo de la figura 3.45, muestra lasimplicidad de una estación de montaje me-co¡izeda- Las piezas se sujetan neumática-mente, después de ser colocadas. La pieza a

m

unir permite juntar dos piezas al mismo tiem-po, una con la mano izquierda y otra con laderecha. Las piezas básicas son sujetadas si-multáneamente por los dos cilindros neumá-ticos; ello se realiza mediante una válvula depedal.

Figura 3.45. Sujeción de una pieza básica. Las manosdel operario están libres para colocar otras piezas.

Figura j.46. Aaance de ilosatornilladores en posición iletrabaio.

Figura 3:47. Aoance de un d.isposi-tioo de introducción y apriete paraatornillar. Los atornillailores se

aplican ilesile abajo y no cambíansu posición

El ejemplo gráhco de un gran cilindro nopresupone que los mismos sólo pueden utilizar-se para piezas grandes. Pequeños cilindros, porejemplo con un diámetro de émbolo de 6 mm,han sido utilizados con gran éxito en trabajoscomplicados. Con una presión de trabajo de6 bar se obtienen fuerzas de sujeción deaproxi-madamente 1 kp (10 N); con una presión infe-rior puede disminuirse más la fuerza. Esto de-muestra que con un dispositivo neumálico sepueden sujetar incluso piezas fácilmente defor-mables.

En el ejemplo de la figura 3.45 se observa que lasujeción delapieza básica deja libres las manospara añadir otras piezas. El operario puede con-@ntrarse completamente en este trabajo.

También puede funcionar el dispositivo demontaje de la figura 3.46 con un dispositivobimanual. El impulso de arranque neumático,en el ejemplo de los dos interruptores, se dispa-ra con las dos manos; se puede disparar igual-mente con una válvula de pedal, segrin el rie§gode accidente. Al mismo tiempo se conectan elatornillador neumático y el cilindro de avance.

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Figura 3.48. Dispositiuo para la extracción de piezas,por ejemplo, en talleres de reparaciones.

El cilindro de avance conduce, mediante utraculata móvil, a los dos atornilladores a la posi-ción de trabajo y una vez unidas las piezas, a laposición inicial. Las piezas son extraídas y se-guidamente empieza un nuevo ciclo.

En la ligura 3.47 se muestra un dispositivo deunión más complejo. La construcción generalcorresponde al ejemplo de la figura 3.46, perolos atornilladores no avalazar, porque estánmontados fijos en la parte inferior del dispositi-vo. Las piezas se colocan en un dispositivo au-xiliar situado sobre los atornilladores, enton@ssigue el cuerpo principal y seguidamente otrapieza que es introducida desde arriba. En estedispositivo de montaje se realizan dos funcionesneumáticamente, la alimentación y la elevaciónde la parte superior del dispositivo, la introduc-ción de la pieza superior y el apriete simultáneo

contra los atornilladores. La elevación de laparte superior es necesaria para poder colocarlas piezas a unir en el dispositivo. El mandoneumático puede ser igual al del ejemplo ante-nor.

Normaknente, el mando neumático es secun-dario en dispositivos de montaje de este tipo,debido a que la emisión de la señal de arranquese realiza manualmente casi sin excepciones, esdecir, los cilindros de accionamiento se mandandi¡ectamente pbr una válvula manual o de pe-d¡l- Por lo tanto, la ventaja no está en la posi-bilidad de automatización del mando, sino en larealizacion de las maniobras, por lo menos unagran parte de las maniobras más importantes entrabajos de montaje mediante elementos de ac-cio¡amiento neumáticos. Estos dispositivos demontaje, no sólo pueden montarse en posiciónde trabajo vertical; también en niveles horizon-tales se pueden montar dispositivos de este tipo.Adem.is no siempre se tiene que tratar de unaunión roscada; también la unión por remacheso rebordoneado se puede solucionar de formasimil¿¡.

En talleres de reparaciones se debe trabajar- con dispositivos que posean una ampüa flexibi-lidad de aplicación. Un ejemplo de este tiporepresenta el dispositivo de la hgura 3.48. De uncuerpo debe extraerse una pieza introducida enél para ser reparada- Mediante palancas neumá-ticas se sujeta la ptezzy se introduce en ella unamotdtza de expansión neumática. Mediante laexpansión de la mordaza, se sujeta la pieza in-troducida y se extrae la misma, saliendo con eldispositivo extractor. En lugar del mandril se

Puede utilizgr otra herramienta adecuada paraeste caso. Disposiüvos de este tipo se utilizanpara extraer cojinetes, inducidos de pequeñosmotores eléctricos y para trabajos similares.Este ejemplo sólo puede dar ideas en este senti-do, cada caso determina los elementos de suje-ción, las herramientas necesarias y los acciona-mientos de las mismas.

72

Figura j.49. Unidad ile alimentaciónlineal para la sincronización ¡le pues-tos de proilucción.

3.4 AVANCE L¡NEAL¡NTERMITENTE

El avance lineal intermitente se úilizapredominantemente con grandes series y engrandes máquinas herramientas, por ejemplo enprocesos de prensado. Pero también las pe-queñas máqünas pueden adaptarse a este prin-cipio. Por ejemplo, se utiliza este sistema cuan-do el material tiene forma de cinta o de barra ydebe ser trabajado en toda su longitud en pasosindividuales. Entonces el avance lineal intermi-tente es una combinación óptima de manipula-ción y de producción automática.

Como ejemplo de una unidad de avance li-neal intermitente, en la figura 3.49 se muestraun dispositivo neumático para el avance lineala diferentes lugares de producción. La pieza selevanta por medio de un pequeño cilindro y estransportada junto con éste, en el sentido deavance, al próximo lugar de producción, me-diante un segundo cilindro. Allí se coloca lapiezaen el asiento y la misma puede ser sujeta-da neumática o mecánicamente. El cilindro detrarisporte vuelve a su posición inicial. Lamisma unidad, pero en sentido inverso, trans-porta la pieza de la estación II a la estación III.Mediante el desplazamiento lateral o verticalpueúes situatse todos los cilindros de transpor-te en el mismo sentido o como dos unidadesseparadas una frente a otra. Con ello se puedenunir cualquier número de estaciones de produc-ción entre sí.

Otra forma de avance lineal intermitente es elavance de una cinta transportadora, donde se

montan dispositivos y éstos llevan las piezas detrabajo de estación a estación. La cinta trans-portadora puede ser una cinta articulada, unacadena, una cinta de placas articuladas o untipo similar. En el ejemplo de la figura 3.50 sepresentan dos tipos de accionamientos intermi-tentes.

El cilindro neumático lineal acciona de formaintermitente la rueda de arrastre por medio deun trinquete. La carrera ajustada o la carreramáxima del cilindro neumático corresponde aun ángulo de giro proporcional de la rueda deaccionamiento y con ello al avance de la cintatransportadora. La exactitud de repetición esrelativamente elevada. Con un determinado nú-mero de dientes de la rueda de accionamiento yun ajuste correcto de la carrera del cilindropuede también cambiarse el recorrido de avan-ce. Cuanto más exacta sea la sincronizactónentre carrera y el número de dientes, mejor es laexactitud de repetición del recorrido intermiten-te. Pueden conseguirse precisiones de 05 mm.

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Figura 3.50. Accionamiento de una cinta transporta-dora en recorridos intermitentes regulares.a) Accionamiento de trinquete por medio de un cilin'dro neumtitico.b) Accionamíento con cilinilro de giro por medio de

engranaje y rueda libre.

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En el caso de que esta exactitud no fuerasuficiente, un registro adicional de la cinta trans-portadora, con claüja de verihcación y de cen-traje, puede reducir lazona de tolerancia a va-lores del orden de 0,1 mm.

En el segundo caso se realiza el accionamien-to con un cilindro rotativo con engranaje yrueda libre. El ángu1o de giro queda limitadotambién aquí a la cafrefa del cilindro y puedeser de 290'máximo.

Los valores de tolerancia de un recorrido in-termitente dependen mucho de la calidad delengranaje y de su división. También aquí pue-den mantenerse tolerancias mínimas en la exac-titud de repetición de los pasos.

El registro de cada paso se utiliza también enel ejemplo de la hgura 3.51, la cual muestra elesquema de una unidad lineal intermitente concuatro estaciones. Un cilindro traslada un carrode piezas de trabajo sucesivamente a cuatro po-siciones. Debido a que se trata de una pequeñainstalación sin condiciones de enlace especiales,se diseñó un mando con hnales de carrera ac-cionados por rodillo abatible. La primera y lacuarta estación sirven para \a carga y descarga.En la estación II y III se réaliza el trabajo. Tam-bién las unidades de trabajo se mandan neumá-ticamente.

El transporte de material en forma de barrapertenece también al avance lineal intermiten-te. En esta ocasión no tiene importancia el quedeba separarse el material en for4na alternativao deban hacerse taladros. Como ejemplo deuna unidad de avance lineal de este tipo, lahgura 3.52 muestra un caso especial de trans-porte. La pieza se sujeta por ambos lados parael transporte (rojo) y para el trabajo (azul).Los cilindros de sujeción para el transporteestán situados sobre el carro de translación ycon un avance alternativo : longitud. Unostopes fijos limitan el recorrido del transporte,1o cual garantiza una gran exactitud de repe-rición.

El mando neumático de la hgura 3.52b mues-tra el desarrollo de cada función. En la posiciónde salida el cilindro de sujeción 1, el cilindro deavance de material 4 y los dos cilindros de avan-ce de taladro 2 están entrados. Para introducirlapiezade trabajo se conmuta manualmente 1a

válvula 3.2. Los dos cilindros de sujeción 3 re-troceden.

Una vez realizada l? carga, se efectúa por laválvula 3.2 la sujeción de la pieza en el carro deavance y al mismo tiempo sp emite una señal ala válvula 2.2, la clual conmuta. La pleza colo-

cada, acciona la válvula 2.3 y el cilindro 4 en suposición final posterior a la válvula 2.1. Conesto pasa una señal de pilotaje por las tres vál-wlas 2.1, 2.2 y 2.3 las cuales realizar, una fun-ción Y hacia la válvula 2.5. Esta invierte y pro-vocael avance de taladro. Tan pronto como elcilindro 2asale, libera la válvula 3.1 una vía demando y por el cilindro 1 se sujeta la pieza detrabajo en la posición para el taladro. Simultá-neamente se desconectan los cilindros de suje-ción situados en el carro de avance, se inviertela válvula 4.1 y el cilindro 4 sale. La válvula 2.1ya no está accionada y se desconecta la señal depilotaje del lado izquierdo de la válvula 2.5, laconmutación de esta válvula sólo se puede rea-lizar una vez pasádo el tiempo prerregulado enla válvula temporizada 2.4. Esto garantiza quese mantenga el tiempo de taladro. El retrocesodel taladro se realiza así en función del tiempo.Tan pronto como los taladros (cilindros 4) 11e-

gan a su posición inicial se acciooa la válvu-la 3.1 la cual acciona a través de 3.2 los cilindrosde sujeción 3. El cilindro de sujeción 1 libera lapiezay la válvula 4.1 se invierte. Por el retroce-so del cilindro 4, que manda el carro de avancese transportalapieza con el dispositivo de suje-ción 3 a la distancia prevista de 50 mm, que esla deseada entre taladros. Con ello se obtienenuevamente la posición inicial y como la válvu-la 3.2 sigue conectada, se repite el proceso auto-máticamente, hasta que la pieza ha pasado. Eneste caso se interrumpe el mando por la válvu-1a.2.3 ro accionada y debe colocarse una nuevaprcza.

Debido a que no siempre se puede realizar unmando secuencial, en la figura 3.53, se diseñó unejemplo similar por rhando neumático progra-mado. La puerta en marcha del mando no se

produce por la pieza de trabajo, sino por elárbol de levas de un programador. Estos man-dos se aplican preferentemente en máquinas deuna sola función, para reducir el coste del man-do. Por este motivo se dejó la comparaciónentre un mando secuencial y un mando progra-mado para dos ejemplos similares.

Para la alimentación de longitudes desigualesde banda puede recurrirse a un mando neumá-tico con variación de la longitud de avance porejemplo, con un detector de paso en forma deho,rquilla o una barrera de aire. En el ejemplode la figura 3.54 se realiza este tipo de mandocon un detector de horquilla. Los emisores si-tuados a la distancia deseada en la cinta trans-portadora emiten la señal para el paro de lamisma. En casos individuales dependerán éstos

75

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Avance-material

decisivamente de la velocidad general delmando (paso de señal) y de un freno adecuado,para obtener una tolerancia reducida y una granexactitud de la longitud de aümentación. Tantolas levas como el detector de posición postco-nectado pueden permitir tolerancias reducidas.Un mando de este tipo es necesario para distan-cias desiguales. El material de cinta o fleje debeser alimentado prácticamente de forma regularen el avance lineal alternativo, si debe realizarseun trabajo uniforme. En la práctica se utiliza¡aparatos fabricados en serie, es decir, alimenta-dores de avance intermitente, en los cuales lalongitud de alimentación : carrera de avancees regulable sin escalonamientos.

A pesar de que los siguientes ejemplos proce-den de la técnica de conformación, los alimen-tadores de avance intermitente no son sólo apli-cables en estos casos.

Tampoco es necesario que el material decinta, barra o fleje tenga siempre formas si-métricas. Con la ejecución adecuada de lossoportes de la pinza pueden alimentarse li-nealmente diferentes perhles. En muchos casosse alimentan simultáneamente varias cintas obarras de material, por ejemplo hasta 20 alam-bres de I mm de diámetro o combinacionessimilares.

En la hgura 3.55 se utiliza un alimentadorde avance intermitente de este tipo acoplado

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I

a un dispositivo de estampado, para el avancedel fleje de chapa. La válvula de mando, unaválvula de 8 vías combinada, está montadadirectamente en el aparato. Esta válvula se

puede montar directamente en el alimentadorde avance intermitente, aunque esto no esimprescindible.

El esquema de la figura 3.56 muestra elmando de un alimentador de avance intermiten-te. La puesta en marcha se puede realizar avoluntad con las posibilidades 1-4, que se mues-tran en la hgura 3.57 según los ejemplos 3 y 4donde un detector de horquilla emite impulsosde marcha. En ella vemos la aplicación de undetector de horquilla en el eje de la prensa, por-

Figura 3.54. Detección ile la posición y de la longitudile auance ilesigual d.e una cinta, con un detector de

horquilla.

77

Figura 3,56. Mando de alimentqdor de aoance intermitente, con posi-bilidades ile elección de emisión de señal. t : aiiiiir*"nte porinterruptore.slinal de carrera electico, 2 : por aátuula 3j2 de paian-ca y.carrr.illa a presión normal,3 : con á.ercüor de iorquflia conamplificador de baja presión a presión normal, 4 : cotn ditector dehorqui.lla con amplificador y ionaertidor n"rmat¡co-iiictico, 5 :esta ejecución sólo es necesaria cuando se necesita una descoiexióninter.media

-de la pieza Jija en caso de trabajar con pilotos cenÚailores

de cho.pa.6 : interconexión d.e oáluula reductora de presión, cuanrlose t.rabaja con presión reducida ( pora material fragil) ii h'*¡""idiy el auance, T .: t:áluula manual para cuando ie tíaía¡a con un topelongitudinal ( FESIO ).

Figura 3.55. Alimentador de auance lineal intermitente para alimentarun dispositit:o de estampación con una banda ¿, *tlíiá."

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78

que es preferible realizar la emisión de señaldesde la máquina, a la misma frecuencia de tra-bajo. La emisión de señal con otro procedi-miento se emplea sólo en muy pocos casos. De-bido a que el alimentador de avance intermiten-te puede trabajar a tracción o a compresión delmaterial, puede respetarse la rigidez propia dela banda de material. Incluso pueden alimentar-se cintas de papel.

Según se utilice el alimentador de avance in-termitente para una alimentación a tracción ocompresión, se deben situar las conexiones Cy D en el esquema, según la hgura 3.56. En laposición dibujada, el alimentador trabaja em-pujando (compresión) y la cinta de material es

alimentada a la posición de trabajo (lig. 3.58). Sila cinta de material debe alimentarse a la posi-ción de trabajo a tracción, deben intercambiarselasconexionesCyD.

En caso de que el material sea en tiras se

recomienda la utilización de dos alimentadoresde avance intermitente mandados sincrónica-mente, de los cuales uno de ellos trabaja empu-jando (compresión) y el otro arrastrando (trac-ción). La figura 3.59 muestra un caso deaplicación de este tipo. En el esquema (figu-ra 3.59b) está indicada la conexión de ambosaparatos.

En la hgura 3.60 se muestra otra variante deutilización. Dos alimentadores de avance inter-mitente están situados simétricamente. Labanda dé material es simultáneamente empuja-da y arrastrada. Este caso se encuentra dondedeben alimentarse bandas de material muy an-chas. En la práctica se han empleado hasta 4 ali-mentadores, dos en cada lado del útil de traba-jo, para el avance de material de 800 mm deanchura. En la figura 3.60á está indicado el es-quema para este caso de utilización.

El avance lineal intermitente con aparatosneumáticos se emplea principalmente para ma-terial en forma de barras y de cinta. Para píezasindividuales, este tipo de avance sólo se usa encasos excepcionales. Con piezas pequeñas elavance lineal resulta bastante más caro queel avance circular.

En muchos casos prácticos se exije la posibi-lidad de elección entre varios sistemas, debido aque no sólo el coste es decisivo para la cons-trucción de una instalación.

Figura 3.57. Emisión de seflal desde el eje ile unaprensa, con un detector de horquilla.

Fígura 3.58. Alimentación de material en banda a laposición rle trabajo, mediante un alimentador ile aoan-ce intermitente.

79

Amortiguacióndel retroceso

=F/Accionado porla cinta

¡--itl-j

c

Figura 3.59. Marcha sincronizaila de dos alimen_tungrys .de. a\ance intermitente, situados uno acada tado det útit. Uno de eilo, t*to¡i1ipljá¿Z

Y el otro oÜastrando-

il Pt-r:rb de instalación en uno prensa.o) r,squema para la marcha sincionizada de losdos aparatos.

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IlllrPara introducir

materialy desbloquearlas pinas

Cilindroavanzado

-ñ:-.1 Escapeintermedio

ri-s,f{,1

Figura 3.60. Marcha sin-cronizaila ilc ilos alimen-tadores de at¡ance inter-mitente, situados unofrente al otro, para ban-das de material de grananchura.a) Ejemplo de instala-ción.b ) Esquema para lamarcha sincronizaila delos dos aparatos.

8l

3.5 AYANCE CIRCULARINTERI'IITENTE

Una de las ventajas principales del avancecircular es la alimentación única al lugar de

trabajo, donde queda la pieza hasta finalizar elproceso de producción. El plato circular, comoportador principal para todas las maniobras depiezas de trabajo, desde un mínimo de 2 y hastamás de 20 pasos, simplihca la función de ali-mentación al máximo. En el asiento de la piezaestá integrada Ia sujeción y liberación únicapara todo el proceso de producción. Se suprimoásí la necesidad de tener que dar la orden den-

tro del proces o. La carga y la descarga se reali-zan enla primera y la última estación del platocircular. El número de estaciones de trabajo noes ningrin obstáculo.

En el avance circular intermitente se preci-sa sólo un puesto de carga y descarga, in-dependientemente del número de estacio-nes de trabajo.

Las unidades de avance circular puedenfabricarse para un uso especial formando enton-ces en la mayoria de los casos el elemento b¡ísi-co de una máquina. El accionamiento puede

realizarse con elementos apropiados o tambiéna base de sistemas de accionamiento eléctricos'hidráulicos, mecánicos o neumáticos.

Sin embargq en la mayoría de los casos se

preferirá un aparato fabricado en serie, el cualpuede ajustarse a cualquier caso especial. Elplato puede ser objeto de una modificación es.

pecial o una ampliación mediante un montajesuplementario.

Según el principio del accionamiento lineal,los platos divisores lrabajan mediante un cilin-dro que produce el giro del plato en una divi'sión múltiple del giro total de 360".

El dispositivo para la selección del nrimero dedivisiones está montado directamente o puedenrealizarse intercambiando las plantillas divisoras o mediante. topes. Los valores estándar nor-males son divisiones de 120' : 3 divisiones'hasta 15o : 24 divisiones por los pasos inter-medios de 4,6,8 y 12 divisiones. Normatnentepuede regularse la velocidad de giro sin escalo-namientos.

82

Los platos diüsores neumáticos (aparatosfabricados en serie) üenen montado un se-

lector para la variación del número de di-üsiones, por ejemplo 3;,4,6,8, 12,24 porgiro total (360').

La figura 3.61 muestra un ejemplo de un platodivisor neumático de fabricación especial conenclavamiento de la posición de trabajo. El ci-lindro en posición horizontal, con el trinqueteacoplado, transporta el plato diüsor en el avan-ce. Antes de efectuar el siguiente paso, se mandael cilindro de enclavamiento atrás a su posiciónde reposo. Esto garantiza que siempre se llegaexactamente a la posición de mando indicada.En caso de que el cilindro de enclavamiento nopueda llegar completamente a su posición hnaláe carrera, se intemrmpe el proceso de mando,por ejemplo por un control de frnal de carreraen el cilindro o en el plato diüsor, y debe repa-rarse la avería, antes de proseguir.

Los platos diüsores neumáticos se puedeninstalar en cualquier posición, desde la posi-ción horizontal hasta la vertical incluyendotodas las posiciones intermedias. La ftguta 3.62mu€stfa un plato eircular montado en posi-ción vertical con seis estaciones; las divisionesson de 6(P cada una La pieza de trabajo estáen un úül de sujeción y es mecanizada en5 estaciones.

Figwa 3.61 . Principio de una unidad de at:ance circu-lai intermitente con enclauamiento en la posición ile

trabajo, montada con elem¿ntos neumáticos.

conEl ci-

hinqueteel avan-manda

posiciónse llega

indicada.no

finaldc mando,de carrera

repa-

c puedenla posi-

icluyendofoura3.62

en posi-divisiones

io estáen

Estación I: larga y descarga de la pieza de trabajo ma-nualmente o con un dispositivo de alimenta-ción.

Estación 2: Taladro del lado frontal.

Estación 3

: Taladro del lado inferior y el lado superior.Estación 4: Taladro bilateral en el ángulo de 90o respec-to al lado inferior y superior.

Estación 5

: Avellanado del taladro de la parte frontal.Estación 6: Roscado del taladro de la parte frontal.

Én relación con este ejemplo se recomiendautilizar pequeñas unidadés dó avance paratila-dros y roscadoras accionados con airé compri-mido las cuales, junto con el plato divisor acáo-nado neumáticamente, forman un mando uni-forme y permiten el empleo de varias unidadesde trabajo en un plato relativamente pequeño.

Un plato divisor realiza las funciones dedescargar, trasladar y cargar entre las dife-rentes estaciones de trabajo, situadas alre-dedor del plato.

Figura 3.62. Plato iliaisor de seis estaciones. El platodiuis-or está montado en posición oertical.

Figura 3.63. Plato diuisor neumáticocon ocho estaciones, dispositiuo decarga y descarga neumático.

83

En el ejemplo de la hgura 3.63, el plato divi-sor está montado horizontalmente; y divididoen 8 estaciones. Las estaciones 2 a 7 son esta-ciones de trabajo. Los ejemplos aquí mostradosson representativos de toda una serie de las másdiferentes posibilidades de trabajo. En la esta-ción 1 está montado un almacenador con undispositivo de carga neumático. En la estación 8

se expulsan las piezas sobre una plataforma detransporte. Todos los aparatos indicados en rrijorealizan una verdadera función de alimentación.Los cilindros indicados en azul sirven para lasujeción y pertenecen naturalmente también a

84

Figura 3.64. Plato dioisor en co-nexión con cabezales portabro-cas múItiples para obtener dis-tancias cortas entre los taladros.a) Con ilos portabrocas.b) Con un portabroca.

los dispositivos de alimentación, a pesar de queen este caso se trata más bien de maniobra.

El üámetro del plato divisor depende princi-palmente de las dimensiones de las piezas detrabajo y también de las dimensiones de lasunidades de trabajo, que van colocadas alrede-dor del plato divisor. No existe ninguna especi-ficación general respecto a esto. El tamaño delplato siempre es independiente del número dedivisiones, ya que es perfectamente posible, porejemplo, situar 24 estaciones con piezas muypequeñas.en un plato normal de un diámetro de300 ó 450 mm.

El plato diüsor eslá en posición vertical ylleva'en el centro el dispositivo de sujeción, en

este caso un cabezal de sujeción por pinzas paraperhles redondos. La utilización del medio de

iujeción apropiado hace este ejemplo aplicablea las más diferentes formas de las piezas a tala-drar. En el esquelna se ha supuesto un avancedel taladro neumático con control final de ca-rrera, conmutación automática y sincronizaciónentre los pasos circulares y el avance del tala-dro. Después de cada división tealizada se emiteuna señal del plato divisor a la válvula 1.4 y conello se manda el avance. La profundidad deltaladro ajustada se detecta por una tobera 1.3 y,

al llegar a la posición linal de carrera, invierte alretroceso. Al accionar la válvula 2.1 en el retro-ceso se produce una emisión de señal para laconmutación del plato y se empieza un nuevociclo de trabajo.

El avance del taladro está sincronizado con el

3.ó ACC¡ONAMIENTO DEPUERTAS

El conjunto de un sistema de alimentaciónpuede contener un dispositivo para el mando de

un obturador o puerta, en conexión con unapieza o una máquina de producción' Sin embar-go, el mando de una puerta convencional no

f,ertenece al grupo de dispositivos de alimenta-iión, si la miimá perténece a un local o un edi-hcio. En este caso, el mando de la puerta perte-nece al transporte interior o simplemente a lamecanización de entradas y salidas. Una cortinade protección de una máquina no se manda de

forma diferente que, por ejemplo, una puerta de

protección de un horno industrial o un portaláe un edihcio. El diseño del mando neumáticoes en muchos casos el mismo y no indica a qué

sector pertenece. Se podría hacer una clasifica-ción según las dimensiones que, en nuestro caso,

no vamos a considerar. Como criterio de selec-

ción de los ejemplos, importa únicamente el

mando neumático.El ejemplo más simple está indicado en la

figura 3.66. Con esta disposición pueden accio-nárse neumáticamente ventanas y cubiertas deprotección, puertas de hornos industriales, aber-iuras de saüda y de entrada en cadenas de pro-ducción cerradas, etc.

86

ritmo de mando del plato divisor. El mandotrabaja independiente de las divisiones elegidas,es decir, con el ajuste de las divisiones se deter-mina el ritmo de trabajo de la unidad de pro-ducción.

En los ejemplos presentados se han mostradocasi exclusivamente piezas producidas porarranque de viruta. De forma similar al ejemplode una alimentación neumática en la figura 3.63

se pueden alimentar otras piezas a las siguientesestaciones y realizar asi operaciones de montaje,remachado, rebordoneado o atornillado. Comoejemplo de ello cabe señalar la hgura 3.35, capi'tllo 3.2.4 y los ejemplos de unión en el puestode trabajo manual de las figuras 3.46 y 3.41 enel capítulo 3.3. Con la preparación adecuada delplato diüsor pueden utilizarse unidades de pro-ducción desde 1a parte inferior o posterior ypueden realizarse operaciones desde cinco carassobre la pieza de trabajo.

Figura j.67. Accionamiento neumático de una puertacorredera ile uno o ile ilos batientes.a) Esquema de disposición para el montaje de loscilindros neumáticos por encima de la puerta o pordeb aj o, o p cionalmente.b) Manilo neumático.c ) Manilo electoneumático.

Con una disposición horizontal se puedenabrir y cerrar püertas coüederas para almace-nes o üspositivos de transporte subterráneos.

Con desplazamiento horizontal se recomien-da elegir una disposición como la indicada en lafigura 3.67. Este ejemplo también sirve para lasfunciones citadas anteriormente y el mismopuede servir para una puerta corredera de unlocal. Los esquemas correspondientes son di-señados para puertas correderas y puede elegir-se un mando completamente neumático o bienelectroneumático. Ambas variantes contienenuna función de cierre automática. Con el mandopuramente neumático eúste la posibilidad deelegir la emisión de señal manual o automáticade los movimientos de cierre.

Las carreras de los cilindros dependen de lalongitud de desplazamiento de las puertas o dela anchura de abertura, y pueden ser hasta2000 mm. Esto también es váüdo para el ángulode abertura de las puertas de batiente. Tambiénpueden obtenerse aberturas superiores pormedio de combinaciones de engranajes.

Cua¡do no se dispone de anchura sulicientepara el montaje puede montarse el cilindro di-rectamente por encima de la puerta; sólo el vás-

(Figura j.66. Accionamieñto neurui-tico de cubiertas de protección, oen-tanas transparcntes y de carga, puer-tas ile hornos, en disposíción hori-zontal.

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Figura j.67c

Contacto de paso

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Fotocélula excitada

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tago, que generalmeote es más estrecho que e1

grueso de la puerta, avatza }ut;rto con la puertaen la posición de abertura.

También puede realizarse una desviación pormedio de rodillos o por medio de cables. Eneste caso se puede montar el cilindro en sentidovertical al lado de la puerta, o en el marco deésta.

Teniendo en cuenta las normas de seguridad,las cuales determinan que una puerta debepoder abrirse manualmente en c¿Iso de falta decorriente o de aire comprimido, puede montarseun mando muy simple, tal como está indicadoen la hgura 3.68.

La puerta se abre neumáticamente y se cierra

mediante un contrapeso. El cilindro neumáticosólo tiene una conexión de aire, pero a pesar deesto se regula tanto la velocidad de aperturacomo la de cierre, gracias a las dos válvulasreguladoras de caudal. Al cerrar la puerta seaspira aire de la atmósfera por una válvula an-tirretorno y, al abrir la puerta, escapa el aire porun regulador de caudal. En caso de que en unmando se produzca un corte de corriente o deaire comprimido queda la puerta cerrada, (loque es importante cuando existe peligro de in-cendio), pero superando el contrapeso se puedeabrir la puerta (salida de emergencia).

Los batientes giratorios pueden accionarsecon el mismo maodo indicado anteriormente.

Figura 3.68. Accionamíen-to de una puerta correderaconsiderando las normas deseguridad, respecto al peli-gro ile incendio y saliila ileemergencía en caso de uncorte de corriente yfo ilelaire comprimido.

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88

Sólo debe realizarse una pequeña modifica-ción en la disposición del cilindro neümático,por ejemplo según el sistema mostrado en lafigura 3.69.

El batiente oscilante sólo puede abrirse haciaun lado. Al utilizar los cilindros rotativos segúnla figura 3.70, aplicando topes fijos puedenabrirse los batientes oscilantes hacia la derechao la izquierda y, en ambos sentidos, aplicandotopes variables.

El ejemplo de la figura 3.71 muestra la va-riante de una puerta de batientes oscilantes, enla cual basta un ángulo de apertura de pocosgrados a la derecha o a la izquierda (hacia den-tro o hacia fuera) para conectar el mando auto-mático. el cual abre el batiente de la puertahasta el ángulo de apertura máxima y por ellado deseado. En puertas oscilantes de dos ba-tientes se pueden abrir ambos en uno u otrosentido o en el mismo sentido simultáneamentede forma independiente el uno del otro. Empu-jando un poco la puerta se fuerza el cilindro deaccionamiento en el sentido deseado y por unaválvula distribuidora 3 12, monlada directamen-te en el cilindro, se conecta al mismo tiempo elmando neumático. La puerta se cierra automá-ticamente en función del tiempo.

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Figura 3.69. Accionamiento neutruitico ile una puertaoscilonte.a) Disposición del cilindro neumitico.b) Esquema neumtitico pdra puertas correderas y gi-ratorias, con manilo manual para apertura y ciete.

Figura j.70. Accionamiento neunwtico ile puertas gi-ratorias con cilindro rotatioo.

89

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3.7 CONTROL

En este capítulo se tratará del control, ya seade paso, distribución o detección, de masas engeneral, como puede ser los liquidos, pastas,material en forma de grano, polvo o áridos, eolas aplicaciones cle la neumática industrial.Queda excluido el transporte de determinadosmateriales, el cual entra dentro del conoepto de<<técnica de transporte neumático>>.

90

Figura 3.71 . Ptofias oscilar,tes con manilo automtiticodel dispositioo ile apertura en la dirección ileseailailespués ile empujar la Wrta impartiénilole un giro ilepocos grailos.a) Dísposición del cilinil¡o.b) Mandos neutruiticos.

Desconectando el aire comprimido se pue-den abrir y cerrar las puertas oscilantes ma-nualmente.

Este tipo de puertas oscilantes se empleancon prefercncia en naves de fábricas diüdidasen diferentes departamentos. El mando reaccio-na con le fur;rz de una persona, con materialtransportado, o con un vehículo. Un mando deeste üpo es de utilidad para la mejora del trans-porte interno.

Con funciones de aümentación, tales comolas explicadas en los diferentes capítulos parapiezas independientes, también pueden contro-larse estos materiales. Se utiüzan los mismoscon@ptos tales como álimentar, avanzar, distri-buir, cargar y descargar

Las funciones son idénticas, pero el trata-miento técnico del material es muy diferente al

de las piezas a meca¡izar. En el uso corrientedel idioma corresponden los términos distribuiry separar a la dosihcación del material según sutamaño, volumen o peso.

Las posibilidades de mandos adicionales o decierre para el flujo de material, son funcionessecundarias en la alimentación del material. Lasdos posibilidades de la frgtra3.72 muestran unejemplo para un mando neumático de estos ór-ganos de cierre. Se puede aplicar un cilindroneumático normal con accionamiento por pa-lanca o un cilindro rotativo para el acciona-miento directo por el eje. Cada caso determinael tipo de cilindro que debe utilizarse, ya queesto depende de la fuerza necesaria, del espa-cio disponible y eventualmente de 1as influen-cias ambientales. En eI ejemplo de la figu-ra 3.73 se realiza una función similar. Elaccionamiento de vá1vulas, dentro del conduc-to (instalado en conductos de alimentación dediferentes secciones y formas), se acciona conun cilindro rotativo.

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Figura 3.73. Cierre manilado con cilindro rotatiüo enun rlepósito de alimentación.

Las variantes de la ligura 3.74 muestran elacciolramiento de los órganos de cierre. Sepuede partir de la base de que los ejemplos sonapropiados para un campo de aplicación muyamplio. Es aplicable a la más pequeña ejecucióndentro de instalaciones de producción, hasta lasgrandes ejecuciones, por ejemplo para materia-les de construcción.'

En la ligura 3.75 se muestra el esquema de un

Figura j.72. Accionamiento neumático de órganos decierre (uáluulas de cierre).a) Con cilindro neumático normal en un mooimientooscilante.b) Con cilindro rotatioo en un moaimiento de giro.

sistema para la apertura de compuertas de silos,aplicables a cualquiera de los tres ejemplos an-leriores. En el primer tercio del camino de aper-tura debe abrirse lentamente el cierre del silo,para evitar una brusca caida del material aldispositivo receptor, situado debajo. La veloci-dad de avance (abrir) y el punto de conmuta-ción son regulables en cada caso, mediante elajuste del regulador de caudal 1.03 y la cone-xión de mando regulable por el temporiza-dor 1.4. El recorrido de.apertura restante deberealizarse 1o más rápidamente posible, despuésde haber iniciado el recorrido lentamente. Tam-bién debe realizarse el procedimiento de cierrecon la máxima velocidad, después de haber lle-gado a la apertura total.

La conmutación al retroceso (cerrar) se reali-za por la válvlla distribuidor a 3 12 de carrilla 1.3como válvula linal de carrera. El escape por laválvula de escape rápido 1.01 acelera el cierre dela compuerta.

Un determinado caso práctico: una planta deempaquetado y pesado de productos alimenti-cios ha aumentado la capacidad de la sección de

9t

pesaje en 30 /o, ptotegiendo al mismo tiempo el

mecánismo de las básculas. El ejemplo de

mando es genérico y las dimensiones de la ins'talación no tienen influencia. Unicamente es im-portante la apertura lenta en el primer 1erci9 d9l

iecorrido y é1 consiguiente cambio a la veloci-

dad de apertura máxima.Las figuras 3.76 y 3.71 muestran el cambio

v el desvío de un flujo de material con ayuda

áe dispositivos neumáücos. En el primer caso,

el disposiüvo está §ituado en el conducto y el

92

c)

Fioura 3.74. Distintas ejecucionespira el accionamiento neunatico ile

cienes ile silos Y de coniluctos.o) Por mooimiento osc¡lante.

b ) Por mouimiento lineal.c) Por rutoimiento de giro.

Fioura3.75. Mando neumátíco de un

ain" de silo, el cual se abre lenta'nante en el primer tercio ilel recorui-

ilo dc apertura y luego rdpidamentehasta la aDerlura maxima. El moui-

miento de'cierre siempre debe reali'zarse rápiilanente.

acciooamiento del cierre puede realizarse con

un cilindro neumático normal. En el ejemplode la figura 3.77 se invierte el conducto de

salida i voluntad para poder distribuir de

esta forma el flujo sobre 4 conductos, porejemplo.-

I-oi dispositivos utilizados para la manipula-ción de materiales son elementos basculántesneumáticos, tal como se indican en la figu-ra 3.78. Su uso no es exclusivo para utilizarloscon determinados materiales.

Figura 3.76. Distribución de un flujo ile material me-diante un dispositit:o neumático montado en el propioconducto.

Figura j.77. Distribución de un flujo de material pordesoío del conducto de alimentación.

Figura 3.78. Mecanismos neumáticos para oaciar de-pósitos con líquiilos o pequeñas piezas.

El vaciado de un determinado depósito den-tro de una instalación fija puede también reali-zarse en el tratamiento de pequeñas piezas. Porregla general se realiza con el cilindro neumiiti-co un moyimiento oscilante mediante una pa-lanu,. La forma exterior de una instalación deeste tipo puede adoptar diferentes versiones, enlas que únicamente influye la posibilidad de vol-car el depósito mecánicamente.

93

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3.7.1 Distribuir'Dosificar

La dosihcación de material puede realizar-se por volumen, peso o nivel y algunasveces por una combinación de estos siste-

Figura 3.79. Distribución y ilosificación -de un deter-

m{nado aolumen mediante introducción de una cucha-

ra en el depósito.

En la hgura 3.79 está indicado un dispositivosencillo de alimentación neumática. La cucharaaccionada neumáticamente realiza la dosifica-ción exacta de una cantidad, según el volumen.La forma de la cuchara, la profundidad y laposición del ángulo de inclinación para la des-

carga, dan la medida para la dosificación. Ellíquido, dentro del depósito, debe mantenerseen un determinado nivel. Un nivel demasiadoalto produce el vaciado de una cantidad de-

masiádo grande. Ira operación no es posible si

el nivel es demasiado bajo, debido a que lacuchara no llega hasta ese nivel en sus moü-mientos oscilantes, o a que la posición es taninclinada que el líqüdo cae al levantarse lacuchara.

Regulación de nivel

Segrin el principio del obturador de fug4puede detectarse el nivel de líquido con un emi-sor de señales especial y mandar con estas seña-les el llenado o el'üaciado del depósito. La figu-ra 3.80 muestra un captador de informaciónpara la detección del nivel. El aire de alimenta-ción se suministra por la conexión P con unapresión de 100 a 300 mbar, y escapa por latobera En la salida de señal X se produce unadepresión, a la cual corresponde la señal 0. Tanpronto como e) nivel del líqüdo atmenta, cie-rr¿ la abertura inferior del tubo sumergido y enla salida X del emisor de señales se produce uncambio de presión; debido a la presión dinámi-ca. Esta variación, de la depresión a la sobrepre-sión (señal 1), acciona el amplifrcador conecta-do. .El detector neumático tiene una ventajacuando los líquidos son espumosos, ya que elemisor de señales no reacciona con la espuma,sino sólo bon el nivel de líquido específico. Enla figura 3.81 se muestra el mando para unadetección de nivel sencilla.

La utilización de la señal de disparo para elmando de una bomba de una válvula de cierreo de un orificio de desagüe depende en cadacaso de la aplicación del sistema.

Figura 3.80. Emisor de señal para la detección ilenioeles siguiendo el principio ile una tobera ile obtuta-ción.a) Eseape libre. Señal -- 0.

b) Escape cerrado por el nit¡el del líquido. Señal : 1,

(Por gentileza de FESTO).

94

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Figura 3.81. Detección de niael. Al llegar al niaeldeseado, se emite una señal para el mandó ilel llenailoo oaciad.o-

Si se aplica una detección de nivel de este tipoa volúmenes constantes, se realiza también uÁadosilicación en función del volumen.

La detección de nivel corresponde a la fun-ción de una dosificación dépendiente delvolumen.

Si debe mantenerse un nivel entre un valormínimo y un valor máximo, se debe realizar unmando con dos emisores de señales, según lafigura 3.82. Con esto se realiza una regu"laciónde nivel.

El emisor inferior manda el llenado del depó-sito al llegar al límite inferior del nivel; el e^mi-sor superior interrumpe el llenado. El principiode una detección de nivel también poeOe ufü-carse cuando se trata de líquidos con una capasuperficial espesa. Ejemplo de ello son los roái-llos de las encoladoras. La afluencia de la colaa los rodillos de alimentación se controla conun detector de nivel.

No es necesario emplear un emisor de señalescomo el de la figura 3.80, debido a que en estecaso sólo se emitiría una señal en el límite supe-rior. También pueden realizarse mandos de eitetipo con detectores de proximidad.

La variación de la presión dinámica permiteuna regulación de máximo y mínimo en unazona de pocos milímetros. Son fácilment e alcan-zables precisiones de hasta 0,5 mm.

Figura 3.82. Regulación de nit¡el ente eI mínimo ymáximo con dos emisores de señales-

Dosificación en función rlel volumen

Mediante la regulación de nivel con volúme-nes conocidos se puede rcalizar una dosificaciónexacta en función del volumen, tal como se in-dica en el capítulo anterior. En una envasadorade botellas se utiliza la detección de nivel parala dosificación. El esquema neumático para estoestá indicado en la hgura 3.83. En este caso sellenan botellas de perfume. Las botellas son con-ducidas desde abajo a las boquillas de llenadopor el cilindro 1.0. En las boquillas envasadorasestán montados los elementos de emisión deseñales, los cuales cierran las válvulas de llena-do 1.16 y L.ll por medio de amplilicadores yconvertidores neumáticos eléctricos, cuando ellíq¡rido llega al nivel superior. Al mismo tiempose invierte el cilindro de alimentación, junto cónlas botellas llenas, al retroceso a través de laválvula 1.6, mediante las válvulas de inver-sión 1.9 y 1..11 y los dos elementos función «y»1.2 y 1.3.

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Figüa j.84. Mando neumdtico ile una instalación ile dosificación para material tsiscoso, por -eiemplo

pasta. El.-áíiio I ianda et llenado del iolite, los cilindros 2 y i manitan alternotit)amente el llenado y el uaciado, el

áUiro ¿ es regulable mecoticamentó (modiJicación ile tsolwnen) y ilosifica el material meiliante Uauimientos

k aspiraciónfpresión.

Seguidamente avarrza otro molde y se repite elproceso de dosificación y llenado.

Dosificación en función del peso

La señal paraladosilicación por el peso debe

ser emitida por la báscula. Utilizando mandosneumáticos se pueden utiüzar prácticamentetodas las básculas corrientes en el mercado, yaque para la emisión de señales se utiliza el fielde balanza.

En la hgura 3.85 están indicados tres ejem;plos para la detección de la posición de la agujacon detectores de proximidad. Para ello se em-plean dos toberas, una para la dosificación apro-ximada y la otra para la dosificación lenta ytotal. El recorrido de la aguja es registrado porel prinler detector de proximidad. Hasta este

momento, la válvula de llenado está completa-mente abierta y el material pasa rápidamente aldepósito situado sobre la balanza. Tan prontocomo el segundo detector emite una señal, alpasar la aguja se cierra la válvula de llenado aun determinado valor bastante inferior previa-mente establecido.

Los emisores de señal, situados en las boqui-llas de llenado, pueden ser tubos sumergiblescon emisores de señales o bien toberas de refle-xion.

Otro sistema de dosificación por volúmenescs el ejemplo de la ñgura 3.8{ donde el volurnencs regulable y la instalación es integrada. Conuaa barrera fotoeléctrica se detecta el nivel de

envasado y con una electroválvula montada eneI mando se conecta la puesta en marcha; loscilindros 2 y 3 mandan alternativamente el lle-nado de material viscoso. La dosificación se

rcaliza por el cilindro 4. La cantidad de rellenocs regulable por una rueda manual, con la cual

- modihca la carrera del cilindro 4. El retroce-s del cilindro 4 realiza la aspiración del líquidotlavez que el llenado se abre por el cilindro 2.

Seguidamente sale el vástago del cilindro 4 yonduce el material al depósito de relleno, el

oal gira y avarrza impulsado por el cilindro 1.

Este ejemplo se realizó para la dosihcación depasta en una fábrica de pan. Los moldes trans-portados sobre una cinta transportadora conec-ho el mando por medio de una barrera foto+léctrica, se llena el molde y siguen avanzando.

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97

. Se reduce el proceso de llenado y la velocirtzlde la aguja de labalanza. Al llegár ta ag"ja dsegu.ndo- detector, éste desconecti po. .oáp"tola válvula de llenado.

El mando para esté proceso de dosificacióaest¿í.indicado en el esquema de la figura 3.gó.

EI mecanismo de apertura y cierre áe h váI-vula de llenado se manda cón un cilindro decuatro. posjciones. Al llegar la señal para la desihcación lenta sale el vástago con la carreramás larga y cierra la válvula de llenado hasta dvalor determinado por la segunda *.r.ru -á"corta. Tan pronto como llega la segunda seña!sale la carrera corta y cierrtla válvila de llena_do por completo. El esquema muestra ademilsuna variante para un dispositivo de dosifica_ción, que es la colocación

-de unu tapa sobre el

recipiente lleno. La colocación de Iá tápa estríincluida en el proceso de llenado.

La distancia entre los centros de los detec_tores de proximidad que emiten las señalespor. detección de la aguja, determinan ladoslllcaclón precisa. Variando la distanciase puede variar la velocidad de llenado y latolerancia de peso.

Figura 3.85.-DiSposición de ilos detectores ile proxi-miilad para la dosificación aproximaila y la ilosifica-ción lenta del material.a) En una balanza circular, con una banderola en elfiel de la bqlanza.b) En una balanza circular, con una banderola en elextreno ilel fiel de la balanza.c) En una balanza ile conffapeso.

98

En el mando neumático de la figura 3.g7 debeinclürse en el proceso la alime*ntació, ¿. Uboquilla de llenado, debido a que deben llenarserecipientes de diferentes tamáños. Un cilindiode doble efecto (1.0) levanta y baja eldisñ;l-tir"completo de llenado, según ios recipienrls a lle_ga.r, los cuales.se sujetan sobre la piataforma delabalanza mediante un dispositivo de elevación.Por el interruptor selector 1.25 se puede ajustare.l llenado individual o llenado en ierie auiomá_tico. El proceso puede empezar a baiar el disoo_srtrvo de llenado por la válvula 2.2i o sólo á laposición de reposo (váhula 2.2). La válvula áe191?¿o se pbre y se cierra por el cilindro 2.0.El llenado se controla en función del peso. Laseñal de la balava es regulable. Al ilegar alpunto de mando se cierra la válvula. La cárreradel pilindro de elevación hacia arriba ,. p"i¿.frenar con la válvula l.2l antes de la posiciónfinal de carrera para no tener que reiorrer lacarreÍa completa en caso de utilizar recipientespequeños.

La señal de paro se emite eléctricamente delabalanza a la válvula 2.3. El proceso de llena_d9. r.. plqdg interrumpir manualmente por laválvula 2.31. Un desplazamiento del punto de

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Coloeción tapa

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0,1 -0,2 bar

Figwa j.86. Manilo neumático de un proceso de llenailo para la ilosificación en función ilel peso, en conexión

con un sistema de colocación ile tapas.

mando de la bala¡za tiene por resultado unavariación de peso.

Sin embargo, si se montan los dos captadoresde información sobre la zona de lectura de labalanza con soportes desplazables, entonces

también se puedén llenar con estos dispositivosdiferentes pesos. La gran ventaja de esto es que

se puede utilizar cualquier balatza para esta

dosificación de material en función del peso,

donde la zorra de regulación de los captadoresde información incluye toda la zona de trabajodelabalarza y que con ello se admite práctica-mente cualquier peso dentro de dicha zona" me-diante el sencillo desplazamiento de los capta-dores de información.

Según la posición de los soportes de losdeiectores de proximidad se puede variar ladosificación de material.

Como ya se ha dicho anteriormente, la dis-tancia entre los dos detectores de proximidadproduce la dosificación lenta hasta la descone-xión de la válvula de llenado.

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99

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4. Producción (elaborar)

El plantear la producción a partir delconcepto «low-cost-automation» (automatiza-ción a bajo coste), no significa la eliminación delas máquinas y sistemas de producción que sevenían utilizando y que seguirán ocupando sulugar en la producción, sino que se ofrecen nue-vas posibilidades de mejora dentro del sistemade producción.

La clásica máquina herramienta y de confor-mación está diseñada para una amplia variedadde posibilidades dentro de las funciones de pro-ducción. Su capacidad, potencia, dimensionadoy realización técnica no se ajustan a una deter-minada pieza. La construcción de una pieza sen-cilla mediante una máquina universal puedeproducir un costo muy elevado ya que sólo seutilizan unas partes de la misma. Por esta ra-zón, la producción en serie tiende al estudio demáquinas especiales, según cada caso, parapoder obtener resultados óptimos y económi-cos. Esto conduce a la gran construcción demáquinas especiales adaptadas a una pieza de-terminada o bien a algrinas piezas similares res-pecto a su forma, tamaño, material y proceso detrabajo, permitiendo una producción racional.No sólo es necesario raciorlalizar y con elloarltomatiza¡, para la producciói en serie, sinotambién para pequeñas series y piezas de traba-jo individuales.

La neumática, que indudablemente oTrece ungran paso hacia la «1ow-cost-automation», sim-plifica en muchos casos el esfuerzo técnico queimplica la realización de máquinas especiales ysistemas auxiliares, donde los criterios de apli-cación imponen forzosamente una limitación(capítulo 2). Los costes de inversión, relativa-mente reducidos, son los motivos principalespara construir una máquina especial, un dispo-sitivo auxiliar o cualquier tipo de útil para undeterminado proceso de trabajo, a pesar de laspequeñas series. La mecanizactón y manipula-ción de las piezas, así como la automatizaciónen relación con las funciones de un mando co-mún, produce un gran número de estaciones detrabajo completa o parcialmente automáticas,pudiéndose llegar a sistemas de producción

completamente neumáticos. También se puedenttilizar otros tipos de energía, ya que las señalesde mando pueden ser tratadas por convertido-res.

La aplicación de los sistemas neumáticos pro-gramados en los dispositivos auxiliares de laproducción ha redundado en una gran flexibit-dad en todos los campos de la técnica. El accio-namiento neumático es aplicable a todas laspartes de la producción que se caracterizan porsus movimientos lineales. Por ejemplo, partien-do de la base de que, en una máquina herra-mienta, el movimiento de giro de la pieza detrabajo o de la herramienta se produce sólodurante el mecanizado, quedan un gran númerode movimientos lineales necesarios para un pro-ceso completo. Estos movimientos' lineales,sobre todo movimientos de alimentación, avan-ces de piezas, o de herramientas, los puedenreahzar un cilindro neumático solo o en uniónde un circuito cerrado hidráulico o una unidadde avance neumática-hidráulica, mediante unaaplicación sencilla.

La fuerza necesaria, la velocidad de avance yla exactitud de un movimiento son decisivospara elegir entre la aplicación de un cilindroneumático o de una unidad de avance neumáti:ca-hidráulica bajo una forma de ejecución de-terminada. En la aplicación de sistemas neumá-ticos para el trabajo de la madera, del plástico,y en la técnica de conformación en general,.seutiliza predominantemente el cilindro neumáti-co como elemento de accionamiento.

Para moyimientos de avance con arranque devirutas en metales es necesario utilizar casi siem-pre elementos de accionamiento oleoneumáticos, a causa de las baias velocidades de avancenecesarias y de 1a uniformidad que se exige aestos movimientos.

Para ciertos trabajos con determinados mate-riales no es de gran importancia si la pieza amecanizar o la herramienta se accionan neumá-ticamente o no. Esto se demuestra con la uni-dad de fresado y de tronzado de la figura 4.1.!,n el ejemplo a, el accionamiento rotativo de laherramienta está fijo a la base de la máqüna.

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Figwa 4.1. Unidad de fresado o tronzado. Auance de la pieza ile trabajo (a) o de laherramienta (b),por meilio

de una unidad ile at¡ance oleoneumática.

Una unidad oleoneumática acciona el avancede la pieza a mecarrizar. Esta pieza es sujetadaen un asiento del carro móül, el crual a\aLza yretrocede. En el ejemplo b, la pieza está hja ensu asiento y. la herramienta se mueve junto con§u accionamiento rotativo, mediaote una uni-dad de avance oleoneumática. La profundidadhasta donde debe entrar la herramienta, no in-fluye en este caso. Según el primer ejemplo se

debe prever un avance vertical de la herramien-ta y en el segundo caso, suponiendo que la ra-nura a fresar deba empezar al principio de la

102

pieza, se recomienda una ejecüción según la fi-gtra 4.1a, debido a que se podría suprimir elavance vertical del portaherramientas o de lapieza a mecanizar.

Las unidadps de trabajo con elementos deaccionamiento neumáticos pueden integrarsefácilmente en un proceso de trabajo automático,mediante mando neumático. También los accio-namientos rotativos eléctricos pueden incluirseen un proc€so automático con un mando neu-mático. Esto ha conducido a la utilización demáquinas de producción automáticas (trans-

IIl

fer), predominantemente según el principio delavance circular intermitente, pudiendo reali-zarse varias funciones de montaje y diferentesfunciones de mecanizado. Por ejemplo, en lasprimeras estaciones se taladra, fresa, etc. y enlas siguientes estaciones, mediante la aporta-ción de otras piezas se monta, remacha, rebor-dea o se realiza cualquier otro trabajo de con-formación. Considerando los criterios de utili-zactó¡, se pueden construir elementos de trabajoneumáticos especiales para un uso especíhco,incluyéndolos en la máquina automática, juntocon los elementos de avance circular intermi-tente. Quitando o añadiendo diferentes unida-des de mecanizado o mediante una modifica-ción en la sucesión de las operaciones detrabajo, se obtiene cierta flexibilidad en el sis-tema de producción, ofreciendo resultados óp-timos, sobre todo cuando se producen pe-queñas series.

Estas posibilidades son válidas sobre todopara el diseño de nuevos sistemas de produc-ción. Sin embargo, los mismos principios pue-den aplicarse al automatizar unidades de traba-jo y máquinas ya existentes. El grado deattomatización dependerá en muchos casos delpresupuesto previsto para la adquisición de ma-terial para automatización.

En los siguientes ejemplos de unidades detrabajo neumáticas o de diferentes funcionesde trabajo se tratará casi exclusivamente deltrabajo en sí. No se tratará de funciones demontaje determinadas, ya que la sincronizaciónentre el montaje y el trabajo sólo es posibleconociendo con detalle el caso determinado.Las operaciones de montaje indicadas en el ca-pítulo 3 forman, junto con determinadas funcio-nes de trabajo, la máquina, el automatismo o elproceso de producción. El medio de enlace es elmando neumático.

4.1 TALADRAR

El taladrado de papel, cartón, madera, plástico y metal es una de las primeras aplicacionesde la neumática en la mecanización con arran-que de viruta. En las primeras pruebas con sis-temas de avance neumáticos se obtuvieron bue-nos resultados. Desde aquellas primeras pruebashan pasado muchos años. Métodos y aparatoshan sido desarrollados y mejorados, conducien-do a complejas unidades de taladrado neumáti-cas y a las unidades de avance neumáticas yoleoneumáticas, cuyo accionamiento rotativo yde avance son accionados neumáticamente. Losaccionamientos de este tipo se utilizan y se mon-tan para acero St 37 hasta un diámetro de tala-drado de aproximadamente 25 mm.

Seguidamente se tratará de cómo puedenequipararse diferentes tipos de taladradorasnormales, en conexión con diferentes sistemasneumáticos para conseguir una rrÉcanización oun desarrollo más amplio en el procedimientode trabajo automático y con ello la posibili-dad de sincronización dentro de líneas de pro-ducción automatizadas.

Los ejemplos representados en la figra 4.2son para la attomatización posterior de tala-dradoras antiguas y paru la construcción de

nuevas taladradoras, dentro de la limitación dedimensiones impuestas por la neumática. Re-cientes construcciones de taladradoras existen-tes en el mercado han adoptado una u otradisposición según la figwa 4.2.

La base de la automatización de una taladra-dora, es la unidad lineal neumática o el cilindrorotativo neumático. Dependiendo de la veloci-dad de avance más lenta que se necesite parataladrar, puede utilizarse un avance puramenteneumático o un avancé oleoneumático. Estodependerá principalmente del material a tala-drar.

Para madera blanda y algunos tipos de plás-tico se desea una gran velocidad de avance yno es absolutamente necesario que el mismosea constante y regular. Sin embargo, parataladrar metales se necesita regularidad en elmecanizado y, por tanto, velocidades de avan-ce ajustables. Los tipos de avance indica-dos en la figra 4.2 han sido equipados todoscon sistemas oleoneumáticos, con los cualespueden realizarse avances nípidos de hasta6000 mm/min. y regularse hasta obtener ve-locidades de avance de aproximadamente30 mm/min. El retroceso se realiza siempre en

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Figura 4.2. Accionamiento del auance de la broca,conuniilade s oleoneumáticas.a) A»ance inilirecto por medio de un cilindro de'giroy un engranaie unido al husillo ile auance.b) Auance inilirecto por medio de un cilíndro lineal yun engranaje unido al husillo ile aaance. L¡t prolonga-ción del úástago está mecanizada en forma ile oema-llera.c) Aoance directo ilel husillo de taladrar con cilindrolineal.d) Aoance ilírecto de la pieza a taladrar, el posiciona-dor y el portador de piezas respectiDamente, con uncilindro lineal. En los cuatro ejemplos se realiza elaccionamiento del taladrado con un motor eléctrico.

marcha rápida a una velocidad ajustable dehasta 12 000 mm/min.

Con unidades oleoneumáticas lineales yrotativas se obtienen velocidades de avanc€regulables desde 30 mm/min hasta6000 mm/min.

Los cuatro ejemplos de la figura 4.2 para elmontaje de unidades de avance. también sonrealizables con accionamientos puramente neu-máticos. En la ejecución «a>) se emplea un accio-namiento de avance giratorio, cuyo eje motorestá acoplado directamente al piñón de acciona-miento de la palanca.de avance.

En la figura 4.3 está indicado el momento degiro en función de la presión de trabajo y de lacarga axial para una determinada unidad degiro de este tipo (resistencia de taladro) [12].Para los accionamientos lineales sirven lo§ vi-lores conocidos para cilindros neumáticos [7] yque están indicados en el capítulo 2. Suponién-do las mismas condiciones mecánicas ie unataladradora, puede utilizarse un accionamientolineal según la figura 4.2b. La prolongación delviístago en forma de cremallera eng;ana en elpiñón de la palanca de avance y tánsmite deesta forma la fverua y la velocidad de avance,

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o2l.681012

-Presión

en el cilindro-

Figura 4.3. Momento de giro en función de la presiónde trabajo p y la carga axial F,, ile una unidad rota-tiDa oleoneumática (diámetro de émbolo : 70 mm;diámetro del piñón : 33 mm; carga axial máximaadmisible 500 kp). (En la comparación ente kpcm yJoule, se obtiene un error de aproximailamente 2/o,500 kpcm : 49,03325 Joule.)

Con el mismo diámetro de émbolo de cilindrosneumáticos lineales y rotativos pueden conse-guirse valores,similares.

En los ejemplos a y b, la fierza se transformaindirectamente de un movimiento rectilineo aun movimiento giratorio y nuevamente a unmovimiento rectilíneo. En los ejemplos c y d, latransmisión de la fuerza se realiza directamente.En el ejemplo c, avanza la herramienta (taladro)y en el ejemplo d, avanza la pieza a taladrar.Ambas ejecuciones son corrientes en el merca-do. También existen máquinas antiguas dondepueden montarse dispositivos de avance segúnlas dos últimas ejecuciones citadas.

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105

70 80 9U rt

Distancia s (mm)

-Tobera receptora Tobera emison

Figura 4.4. Control ¿le rotura ¡lc broca por ,radio dcuna banera de aire.a) Disposicíón ile los eletnentos.b) Diagrama de relación ile las ilistancias entre lastoberas s y ile la ilistancia x entre btoca y toberaemísora con el talodro gilanilo (roio) y paratlo ( arul).(Gentileza FESTO).

106

En e1 caso de que se exija una seguridad es-pecial durante el proceso de taladrado puederealizarse un control .de la broca, por ejemplomediante barreras de aire, tal como indica lafignra 4.4. En instalaciones automáticas será enmuchos casos imprescindible el control de lapiezallrccamzada" debido al material a taladraro al empleo de brocas que se rompen fácilmentea c¿rusa de la relación entre la longitud y eldiámetro. La utilización de barreras de aire paraeste tipo de controles ha dado buenos resulta-dos. Naturalmentg deben tenerse en cuenta al-gunas particularidades. Entre otras debe pres-

tarse atención a la distancia entre la broca, latobera emisora y la proximidad del útil de suje-ción. En el diagrama de la figura 4.4b estánindicadas las dependencias entre las distanciaspara el taladro girando y parado. Con un nú-mero elevado de revoluciones del husillo deltaladro, puede producirse un torbellino de airesuficiente para interceptar la barrera neumática.El montaje de una barrera de aire representa en

este caso una gran ayudaEn el t¿ladrado alternativo, donde se réaliza

la carga y la descarga de las piezas en dos pues-

tos de trabajo, pueden reducirse los tiemposmuertos ¿l mínimo, debido a que éstos se inclu--yen en su mayor parte en el tiempo principal dela operación Esto es válido, independientemen-te de si la alimentación se realiza manual omeqlnicarente. En el ejemplo de la figura 4.5 se

desplaza la mesa alternativamente: en «a>) se rea-liza por medio de un cilindro neumáüco y en «b»

con lma unidad de traslación neumática. Elabezil portabrocas múltiple sólo indica unaposibilidad del proceso de trabajo, pero tam-bien puede realizarse el taladrado individualcon ayance meciínioo o neumático. La decisióna favor de la unidad de traslación o. del cilin-dro convencional sería objeto de un estudioeconómico del r¡til y dependería de la carreramáxima que se precise y de la precisión exigida al sistema

I-as unidades de traslación fabriea'das en serieestán limitadas debido a su carrera máxima. Elcilindro convencional puede utitzarse en mu-chos más casos

El esquema neumático de la figura 4.5c es

válido para embas ejecuciones. En el procesodel mando secuencial se incluye también el ta-ladro. El mando emite, por el convertidor neu-mático-eléctrico 1.3 y 1.5, la señal de arranquepara taladrar. El c,abezal del taladro emite lasseñales por 1.4 y 1.51 para invertir el husillo yla mesa de la unidad de traslación.

8

d ontrol de laa taladrarfácilmente

h longitud y elde aire para

tuenos resulta-en cuenta al-

ohas debe pres-Ia broca, la

&l útil de suje-va 4.4b estánhs distancias

b. Con un nú-&I husillo del

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doaqueéstos se inólu-¡el üempo principal deilo, independientémen-r se realiza manual o@o de la figura 4.5 seEL0ente: en ((0) se rea-koneumático y en «b»teción neumática. Elffe sólo indica unab aabajo, pero tam-álaúado individualmático. La decisióndación o del ciün-i*o de un estudioderia de la carrerac la precisión exigi-

t hbricadas en serieEafrera máxima. Elt utilizarce en mu-

I ngr.u 4.Sc esl fn el DrocesoI también el ta-lsmvertidor neu-bñal de arranquelaladro emite lasrerti¡ el husillo vrión-

Figura 4.5. Dispositiuo de traslación en una taladra-dora.a) Mooimiento alternatit¡o meiliante cilindro neumá-tico.b ) Mooimiento alternatiuo mediante unidad de trasla-ción neumática.c) Esquema de mando para el mouimiento de a o b enconexión con el manilo ilel taladro.

Con el dispositivo de taladro automático dela figura 4.6 se realizan 16 taladros de 3 mm dediámetro y dos taladros pasántes, situados a 90',en un listón de madera de dimensiones 13 x 18x 130 mm. Por razones técnicas, para taladrar

una se¡re de agujeros, se emplean solamente dostaladros neumáticos, los cuales están montadosen un útil que se desliza sobre rodamientos abolas, para los movimientos longitudinales ytransversales.

El taladrado se realiza en ocho operaciones.Los dos taladros están montados exactamentea la distancia de los agujeros 1 y 9. El avancedel útil lo realiza el cilindro montado a la dere-cha por la parte exterior, según ligura 4.5dUn cilindro de simple efecto, montado en sen-tido vertical sobre el útil transversal, sirve detope y de posicionador de la pieza, por mediode un piloto centrador, después de cada opera-ción. El movimiento de avance del taladro se

realiza media¡te el cilindro delantero. El cilin-dro de avanco paÍa los taladros de la parteinferior está montado en sentido vertical, de-bajo de la placa de base. EI cilindro posicio-

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i¡stalarse en cualquier Po-¡o oomo se Produce el avan@

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raionamiÑo del Programadorm ñnal de carrera. La mrsma

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oue no se Pueda avanzar cuan-

-rcción. Los husillos del tala-

-*ñ poco antes de taladrar' Ellos husillos se realiza también en

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Figura 4'7' Mando ile una unidail ile talailrado con aaance circular intermitente, con cinco estaciones de trabaioXrff¡:n"J;::;r.suieción

neumático' ^on,oÁá''ilrr-i propio ptaro. pa,a iadii-iioc¡¿, ,, h, *o;;od;-,;

función del recorrido, por medio de una válvu_la, ya que el programador se halla desconecta_do. Después de cada tres operaciones de tala_drado, se conecta automátióamente un choriode aire, para expulsar las virutas. Esta instala_ción no está indicada en el esquema, ya que esaccionada_por una válvula 2l2,por ía-rejiila delevas, pudiéndose mandar lá misma en cual_quier momento simplemente intercambiando laposición de las levas.

Un ejemplo de una unidad de avance circularcon unidades de avance neumáticas para el ta_ladro está representada en el esquema de la fi_gura 4.7..Con esta máquina especial se realizanen urra pieza 5 taladros con diTerentes ángulos.El plato circular neumático esiá preparado"paraseis estaciones. cada una de las cualós está equi_pada con..uncilindro para la sujeción de la pie_za..Los cilindros (1.0 hasta 6.0) ! las válvulaó depalanca con rodillo cuyos nú-meros terminan

en 2 están montados sobre el plato circular vgiran con é1. Mediante un aro hjo. ,e pre.ioraisiempre cinco válvulas, con lo qué e"io¿á-Áo_merto hay cinco cilindros presiónando. Cuandose ha producido la señal áe puesta .n -u..hu.actria el sexto cilindro y el plato divisor se desptáiza después de un tiempo a la próxima estación.Un detector de reflexión ( I 0. I lj registra Ia deten_clón del plal.o circular y seguidaménte las unida_des taladradoras reciben la señal de arranque.Mientras las unidades de taladro traba¡anj-seemite una señal a la válvula 7.2, con t" ;;i ;;bloquea una posible señal improcedente

"l ;i;;;circular. AI accionarel paro dé emerg.n"iu ,iirá_ceden srempre las unidades de taladro a sus posi_ciones iniciales. Después de cada fu.", ," u"áonula..valvula correspondiente y retrocede el sexloqlrndro. Una vez la pieza acabada. puede ex_traersede su asiento, se coloca una nueva piera vse emite nuevamenle la señal de urrrnqu..'

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el plato circular ym aro fijo, se presionancon lo que en todo mo-

presionando. Cuandode puesta en marcha,

plato divisor se despla-a la próxima estación.

(l0.ll) registra la deten-sguidamente las unida-

la señal de arranque.de taladro trabajan, se

7.2, con lo cual seimprocedente al plato

de emergencia retro-esde taladro a sus pos!de cada fase, se acciona

y retrocede el sextoaabada, puede ex-

12 TORNEAR

Los movimientos de avance en el torneado serealizan principalmente en sólo dos direcciones.En dirección axial de la pieza a tornear para elcilindrado exterior o interior y el taladrado. Endirección perpendicular.al eje del torno pararanurar, tfoÍtzar o refrentar. Estas dos direccio-nes de trabajo pueden realizarse de forma gene-ral según la figura 4.8 mediante unidades linea-les oleoneumáticas.'El ejemplo indicado mues-tra el montaje de dos unidades de avance parael movimiento longitudinal y transversal, insta-ladas posteriormente en un torno. Esta disposi-ción también es apta parala fabricación de unaunidad de torneado especial sin soporte, perosólo cuando no se sobrepasan determinadas lon-gitudes máximas de cilindrado, pudiéndose su-primir incluso la bancada de la máquina.

Algunas aplicaciones prácticas han dadocomo resultado que la utilización de sistemasoleoneumáticos en el avance transversal pararanurar, tronzar y refrentar, dan resultados bas-tante mejores respecto a la exactitud y la cali-dad de la superlicie que con el ciündrado. Esdecir, la utilización de la neumática es particu-larmente interesante para avances transversales.

Figura 4.8. Dis|os¡r¡6n nrr"-ral de uniilatles de auance neu-máticas y oleoneumáticas, parael torneailo longitudinal ytranstsersal.

Para avanoes longitudinales se deberá tener encuenta la longitud de cilindrado, el material y lacalidad de la superficie deseada. En generalpuede decirse que cuanto mayor sea la veloci-dad de avance que se puede admitir (a partir de30 mm/min. o superior) más posibilidades exis-ten para la aplicación de sistemas neumáticospara el cilindrado. La utilización de sistemasoleoneumáticos para tornear no puede equipa-rarse en posibiüdades de trabajo a los clásicostornos universales, sino únicamente con la apli-cación económica y racional para determinadostrabajos de torneado en la producción en serie.Esto no excluye el que tornos antiguos o espe-cialmente pequeños con accionamientos ma-nuales puedan ser equipados parcial o total-mente con avances neumáticos, o que laneumática pueda sustituir un dispositivo de tor-neado ya existente.

Los accionamientos secundarios en un torno,como por ejemplo el accionamiento de la pinzade sujeción o del contrapunto (fig. 4.9) dan comoresultado una posibilidad de automatizactónimportante para tornear, en unión con otrosaccionamientos de avance neumáticos.

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coloca una nueva pieza yseñal de arranque.

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Figura 4.9. Accíonamiento neumático de la pinza y delcontraDunto en un torno,

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Figura 4.10. Torno programailo para el refrentailo (rojo), cilindrado (azul) ychaflanailo (az{tl), con un útil iliamantailo.a) Disposición princípal ile las unidailes ile aoance y ilel cilinilro ile sujeción de lapinza (rojo).b) Manilo neunaitico programailo.

tt2

Se instala un dispositivo de alimentación au-tomático, por ejemplo similar al de la figu-ra 3.41, párrafo 3.2.5. El proceso de trabajopuede efectuarlo una máquina completamenteautomática para trabajos de torneado. Para ellodebe tenerse en cuenta que la unidad de alimen-tación, según la figura 3.47, párrafo 3.2.5, launidad de giro de la figura 4.8 y la instalaciónauxiliar de la figura 4.9, forman partes indivi-duales, pero que al trabajar juntos bajo unmismo mando, forman una máquina completa-mente automática con el máximo grado de au-tomatización posible.

De forma parecida al accionamiento del con-trapunto (azul), según la figura 4.9, puedeninstalarse unidades de taladrar en tornos dondeel cilindro neumático, con su mando, sustituyaa un avance oleoneumático. También aquí debedecidirse, según cada caso, la forma de montarel dispositivo de taladrar. Existe la posibilidadde accionamiento del contrapunto, de conmuta-ción y avance del cabezal revólver o del dispo-

sitivo de taladro independientg el cual estásobre un asiento g¡ratoio (mandril, pinza desujeción, dispositivo de sujeción especial, etc.¡con un carro de avance neumático. Como ejem-plo de una unidad especial de torneado comple-ta, para la producción en serie, se ha selecciona-do un torno programado tal como se muestraen la figura 4.10. Las piezas a mecanizar se co-locan y se extraen manualmente.

La pieza es transportada por tres unidadesde avance oleoneumáticas: una unidad para elmovimiento transversal, otra unidad para el Ion-gitudinal y una tercera para chaflanár. El cilin-dro 4.0 abre y cierra la pinza de sujeción pormedio de una válvula manual. Las tres unidaáesde avance pueden accionarse independiente-inente por un mando manual, mediante las vál-vulas 1.2, 2.2 y 3.2, según se muestra en el esque-ma de la figura 4.10á.

En este proceso de taladrado, se trabaja conpequeñas pasadas, pero se obtiene una óptimacalidad de la superhcie.

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4.3 FRESAR

Es frecuente encontrar en muchos talleres,antiguas fresadoras de palanca manual que yáno se utiüzan. La automatizactó¡ de la mesacon una unidad de avance oleoneumática, talcomo está indicado en la ñgura 4.11, puederealizarse fácilmente y con un coste relativa-mente reducido. Estas fresadoras nofmalmentesólo pueden utilizarse para t abajos secunda,.rios. Sin embargo, la altotmatizaoión de lasmismas ha conducido a nuevas e interesantesaplicaciones. Comparado con el acbionamientomanual, se obtiene con el avance oleoneumá-tico una mejor regulación y mayor exactituden el movimiento de avance. La inversión au-tomática del avance al retroceso significa otrasimplificación en el proceso de trabajo y en lamayoría de los casos un eumefito de capaci-dad de producción.

Tal como está indicado, en la figura 4.ll semuestra un trabajo de fresado similar al tala-drado del capítulo 4.1.

También pueden realizarse trabajos conti-nuos con una disposición de este tipo, por ejem-plo fresar una ranura o planear una superficie.

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Fígura 4.11. Autornatización del aoance ile la mesa enuna fresadora antigua ile palanca *""t, ,*máiiiunaunidad de aaance oleoneúmática. Et ejémplo tai_b.ién es

-ailecuado para la construccíón d"" nuiuo, ini-dades de Jiesado con tnesa de aoance.

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Figura 4.12. Uniilades de atsance para el accionamiento horizontal o transaersal de la mesa de una fresailoracon düance continuo o puesta en posición por un mando adecuado.

Figura 4.13. Mando del at¡ance tsertical de un cabezalportafresas, con una unidail de auance oleoneumática.En lugo de esta ejecución, se puede utilizar un cilin-dro ile giro ile forma similar al ejemplo de fig. 4.2a.

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Este ejemplo no sólo muestra la automatiza-ción de antiguas fresadoras de palanca manual.La sincronización con otro carro crearía unanueva concepción de unidad de fresado especial.En el sentido de una máqüna especial, el carrorepresenta la alimentación y el avance de laspiezas a mecanizar.

En las figuras 4.L2y 4.13 podemos ver la dis-posición general de sistemas de avance neumá-ticos en el fresado. En la figura 4.12 se trata delas dos direcciones horizontales, derecha-iz-quierda, adelante-atrás y viceversa. En determi-nados trabajos puede elegirse un mando para elavance y el retroceso continuo, con limitaciónmediante topes. situados en la barra de mandode las unidades de avance oleoneumáticas, opuede elegirse una puesta en posición en de-terminado§ lugares y ambas direcciones de lascoordenadas del movimiento. Será necesariauna puesta en posición de la mesa principal-mente si se utiliza un movimiento vertical dela fresa, como en la figura 4.13. Según se rea-lice un avance contiouo, una puesta en posi-ción en lugares determinados o una combina-ción de ambas posibilidades, el mando debeser diseñado como mando programado, se-cuencial, o como una combinación de ambostipos de mando.

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Figura 4.14. Uniilad de fresadobasculante con unidad de aounteneunatica (rojo) para el moui-miento de auance ile la herra-mienta y ¡lispositiDo de sujeciónneumático (azul).a) Disposición fu) las unidades.b) Manilo neumático.

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L1 ligura 4.14 muestra un ejemplo de unaunidad de fresado que ha sido-diséñada espe_cia-lmente para fresar ranuras en monturas degafas. Para el avance se utiliza una unidad oleo_neumática fijada por el vástago al cabezal deIresado basculante. El ajuste de la profundidaddel fresado se realiza mediante el tope fijo y conel tornillo micrométrico incorporadio. óos unl_dades-de sujeción neumáticaj sujetan la piizade trabajo. Al iniciarse el avance áel fresad'o, seconectan también las unidades de sujeción, lascuales permanecen accionadas hasta.i". fu

"ni_dadde fresado ha llegado a su posición inicial(posición de reposo) accionando poco artes iaválvula 2.1, la cual provoca el éscape de lasunidades de suieción.

- Precisament. .on "rL ejemplo, se muestran

las posibilidades de incorporación de unidadesy .dispositivos neumáticos a máqünas herra-mientas, para trabajos especiales en serie. En elmercado de máquinas herramientas no fue po_sible en este caso encontrar una unidad de ire-sado similar y tan racional; se hubiese tenidoque construir una unidad especial bastante máscara. En este caso, la neumática ha llenado unhueco y ha demostrado que se pueden cons-truir, con.pocos medios, disposiiivos para lamecanización con arranque de üruta, que ra_cionalicen económicamente el trabajo. Bájo estepunto de vista debe considerarse e[ e¡emplo dela figura 4.15.

Las cuatro aristas de wa pieza deben ser

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programado, se-ración de ambos

Figura 4.15. ChaJlanado de las aristas de una pieza,realizado con una herramienta de corte en lugar de

una.frésa.

4.4 ASERRAR

Aserrar es una operación comparable en mu-chos casos al fresado. Los ejemplos de las figu-ras4.l,4.ll y 4.14 muestran esto claramente. Ladiferencia sólo estriba en la herramienta ttiliza-da y en el proceso de trabajo, tanto si se tratade fresar una ranura, como de dividir una piezaen dos partes. Por este motivo es suficiente re-ferirse a los ejemplos explicados en el capítulorelativo al fresado.

Como posibilidad especial queremos presen-tar solamente el ejemplo de la figura 4.16. En

achallanadas, operación que normalmente se

rcaliza en una fresadora. f-a potencia y el con-sumo de la máquina no guardan relación con e1

trabajo a realizar. Un dispositivo de sujeciónpara cinco piezas metálicas forman, junto con elportaútil accionado por el cilindro, una unidadpara el arranque de viruta. En la posición ini-cial, el vristago se halla extendido. El portaútilestá en la posición final de catrera delantera.[Jna vez colocadas las piezas, se manda la en-trada del vástago (válvula 412, con muelle deretroceso en posición de reposo) y del portaútil,junto con la herramienta, y se desplaza a lolargo de las aristas de las piezas a mecanizar,reaüzándose asi el achaflanado. Ajustando laherramienta en altura y en inclinación, puedenrealizarse chaflanes de diferentes dimensiones.

este caso, las sierras son desplazadas y las piezasde trabajo permanecen hjas. También es posibleinvertir el accionamiento neumático, es decir,fijar la sierra y desplazar la pieza a mecanizar.Es interesante destacar que la instalación com-pleta puede montarse debajo de la placa de lamáquina, de forma que sólo sobresalgan dela misma las hojas de sierra.

Por medio de la variación y al mismo tiempoampliación de la carrera por cable de tracción,se han construido sierras para cortes de hasta

Figura 4.16. Dísposición de sierras ac-

cionadas neumáticamente para cortartablas a medida. El mismo sistemapuede montarse igualmente debaio de

la mesa.

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r potencia y el con-rd¿n relación con elpcitivo de sujeciónbrman, junto con elsilindro, una unidadlEn la posición ini-@dido. El portaútillc carrera delantera.

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Figura 4.17. Mando neumdtico de un atttomatismo de aserrado, para cortar a meiliila tablas ile madera. Eldesarrollo del ciclo se realiza en este orden: dt)anzar, sujetar, aseftar.

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4 m de largo. Esto, naturalmente, sólo es válidopara el accionamiento puramente neumático dedispositivos para aserrar madera o plástico, a lamedida y forma adecuada. para asirrar piezasmás cortas, puede utilizarse una unidad deivan-ce oleoneumática, en lugar del cilindro neumá_tico, tal como muestra el ejemplo del automa-tismo de aserrar de la figura 4.17. para aserrarmetales será casi siempre necesario utilizar lossistemas de avance oleoneumáticos.

. Para cortar barras o perfiles con una sierra,sin que se produzcan rebabas, se construyó uíautomatismo de aserrar, utilizando un antiguosorporte.de máqüna y un carro con guíaslElmando del automatismo está indicado"en la ll_gttra 4.17.

Las barras o perfiles son transportadas porun sistema exterior hasta el tope, cón la sujeciónlibre. Següdamente se abre la válvula disiribui_dora manual y se alimenta la instalación conaire comprimido. El proceso de trabajo se puede

iniciar colocando el distribuidor manual en laposición de marcha. Seguidamente se conecta laposición «automático». La unidad de avanceoleoneumática hace avanzar el carro. sobre elcual está montado el cabezal de aserrar, en mar-cha rápida hasta aproximadamente 1 mm de-lante de la pieza a aserrar. A partir de este mo-mento empieza a funcionar el cilindro de frenooleohidráulico. para obtener un avance regularde la dierra. Durante el avance de la unidadlineal, se accionan varias válvulas. Estas válvu-1as son emisores de señal, los cuales controlanlos cilindros de transporte y de sujeción. En laposición <<automático», se inicia automática-mente un nuevo ciclo de trabajo una vez termi-nado el ciclo completo.

Este mando muestra un montaje similar alque está indicado en la ñgura 3.52, capítulo 3.4con un avan@ Iineal. Con esto se demuestra oueun mando puede ser el mismo puru ur"rru., f."-sar o taladrar.

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Figura 4.18. Accionamiento de undisp o sitirs o de r e c tifi c ailo.a) Disposición de un cilindro deuaioén y otro de sujeción en unamuela de rectifica¿lo.b) Manilo neumático para el ac-cionamiento, Si se ilesconecta laoáluula 3.2 y se añade una t:áluulamanual (rojo) pod.emos realizar unaüance o un retroceso único, porejemplo para escariar.

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4,5 ACABADO DE PRECISION

Por acabado de precisión se entiende esca-riar, pulir o rectificar con muela abrasiva, conlo cual no se trata únicamente de qütar mate-rial sino de mejorar la calidad del acabado su-perficial.

Para pulir es necesario realizar el desplaza-miento de un disco lapeador. Es importante quela presión de apriete sea constante y regulable.Esta función se realiza con sencillez y sin difi-cultad mediante un ciündro neumático. En elmercado existen ya varias máquinas para estetrabajo, equipadas con sistemas neumáticos. Enel rectihcado con muela abrasiva se utilizan losmovimientos de vaivén, es décir, los movimien-

118

tos de rectificado en sí. Se debe distingür entreel moümiento de vaivén de la muela abrasiva ode la pieza de trabajo mediante una unidad li-neal neumática. La sujeción de la pieza de tra-bajo, y el mando de1 embrague neumático parael accionamiento de la herramienta abrasiva,están integrados en el mando neumático.

Mientras el cilindro de sujeción 1.0 y el em-brague no estén accionados a través de la vál-vula 1.1, existe una señal continua desde laválvula 1.1 a la válvula distribuidora 3.2 de launidad lineal, quedándose ésta en la posicióninicial. Sólo al conmutar la válvula 1.1. desblo-queamos el accionamiento de vaivén.

11-18. Accionamiento de un'fuo de rectíJicado.lwbión de un cilindro de

,y oao de sujeción en unap rectiJicado.ldo neumático para el ac-*r¡o. Si se desconecta lai 32 y se añade una uáluulal(rojo) podemos realizar unI o st retoceso único, porl poa escariar.

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t Se debe distinguir entren de la muela abrasiva omdiante una unidad li-Eión de la pieza de tra-¡brague neumático paraf herramienta abrasiva,Eodo neumático.de sujeción 1.0 y el em-¡dos a través de la vál-tñal continua desde la! distribuidora 3.2 de lalose ésta en la posiciónnla válvula 1.1. desblo-nto de vaivén.

La. misma disposición se puede aplicar paraescariar, si se a¡ula el tope de la válvula 3.2 y seconecta una válvula manual a través del selec_tor de circuito; así se consigue que al conectarla sujeción no se conecte el movimiento de vai-vén. Sólo mediante la emisión de señales por laváluula manual se produce un avance y retroce-so único. La conmutación del avancn-y del re-

4.6 CONFORMAR

En un moümiento de conformación,la fierzae_s el factor principal. La exactitud y la regulari-dad del movimiento tienen, en la mayoría de lasaplicaciones, una importancia secunáaria, sobretodo la exactitud, que por regla general dependede la herramienta y no del accionamienio. Elaccionamiento puramente neumático realizadopor cilindros de mediadas corrientes determinalos movimientos necesarios para una conforma-ción.

El accionamiento para un movimiento deconformación se puede realizar directamente,como.por ejemplo en la figura 3.55, capítulo 3.{o indirectamente mediante un sistema-de palan-ca acodada según la figtra 4.19. Este ejemplomuestra además la colocación de un cilinároneumático en la palanca manual en el caso deuna modihcación posterior. Según este ejemplo,la conformación puede ser: perforar, cortaries-tampar, grabar, achaflanar, perfilar, doblar, re-bordonear o remachar. Depende de la herra-mienta utilizada.

En el ejemplo de la ligura 4.20 se realiza u¡aconformación en varios pasos. La pieza de tra-bajo situada en un asiento se dobla en el primerpaso; el cilindro en posición vertical apñeta lapieza de trabajo hasta la placa base. Én el se-gundo paso salen los dos cilindros situados enposición horizontal y efectúan un segundo do-blado. La ejecución del útil de asiáto de lapiezade trabajo determina la forma y el tamañode la conformación.

.En-las figuras 4.21 y 4.22 se muestran ejem-plos de punzonado. Ambos dispositivos se hanconstruido para determinados trabajos, en loscuales, la aplicación de una prensa óonvencio-nal hubiese resultado demasiaáo cara y tambiénse hubiese necesitado un tiempo prinápal exce-sivamente largo.

tro@so se realiza automáticamente mediante Iavllvy,la 3..1 por el tope de la barra guía de man_do. También se podría rcahzar hlonexión dela válvula 1.1 al selector de circuito en lugarde la válvlla manua\ de tal forma que aI óo-nectar la sujeción se conectaría también elavan@, eventualmente, mediante un retardo ala conexión.

. Según ^la

figura 4.21 se realizan dos punz6¡¿-dos uno frente al otro. La fuerza del citindro semultiplica por medio del sistema de pialanc4

Figura 4.19. Accionamiento para un mooimiento deconformación con palanca acodaila. El ejemplo mués-tra la mecanización posterior de una prensa-ile palan-ca manual-

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Figura 4.20. Achaflanado ile piezas en dos fases. ht herramienta determina el tamaño y la forma de la pieza.

'Figura 4.21, Punzonado de dos ori-ficios situados uno frente al otrocon multiplicación simultánea de lafuérza del cilindro por meilio ilepalanca.

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@- Figura 4.22. Estampado de tresaguj eros longitudinale s en sustitu-ción de unfresado. Ia herramientade corte ataca a la pieza de traba-jo mediante el accionamiento neu-mático.

reduciendo e1 recorrido. Lapieza de trabajo secoloca en una sujeción de apoyo, la cual áctúade sufridera y útil de conformación al mismotiempo.

En el ejemplo de la figura 4.23 se estampansimultáneamente tres agujeros longitudinales.El útil de corte entra en \a pieza de trabajo pormedio de un cilindro (azul). Con este sistema serebajó el precio de un proceso de trabajo queantes se realizaba mediante fresado (arranquede üruta). Los punzones son accionados concilindros neumáticos.

En la industria del embalaie se embala la mer-cancía en bolsas transparenies. Los envoltoriosprecisan ser prensados con aportación de calór.El ejemplo es el de la figura 4.23. La fuerza deprensado necesaria se puede obtener con la neu-mática. Esta tiene la ventaja de poder conseguiruna automatización sencilla en instalaciones deeste tipo, mediante el avance lineal o circular,con estaciones intermedias para la alimentaciónde paquetes y mercancias. Con sistemas neumá.ticos se pueden realizar al mismo tiempo movi-mientos de achaflanado y de plegado medianteun mando secuencial.

Figura 4.2j. Soldadura d.e un paquete Blister. I¿ ali-mentación y prensado se realiza con cilindrosneumáticos.

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4.7 DISPOSITIVOS DE CONTROL

Además de los controles de medidas v exacti-tud de las piezas, conseguido gracias alá Écnicade medición néumática, es preciso realizar ungran número de controles durante el proceso deproducción. La alimentación de pieias en losdispositivos de medición y controise realiza enla práctica con una gran variedad de acciona-mientos neumáticos. Aquí no se va a tratar dela técnica de medición lineal neumática (sislemade.medición Solex), a pesar de que estos dispo-sitivos son utilizados en equipós de medici'ón,combinados con la neumática-industrial. Debi-do a que en la producción en serie existe unareferencia, se trata de comprobar eventualesdesviaciones y añadir un dispositivo de clasili-caaón paru las piezas a controlar, las piezasrecuperables y las desechables. Un ejemplo deello es el mando neumático con detéctores deproximidad, según se muestra en la figtra 4.24.

. Con un plato divisor se trasladan las piezasde trabajo (diámetro máximo 4 mm, longitudtotal 6 mm) a diferentes estaciones de control,que reaccionan sólo cuando exislen variacionescon respecto a la medida real. En la figtra 4.24,se muestra el esquema de una estación de con-trol para explicar la función de un dispositivode este tipo. El proceso se realiza de derecha aizquierda.

En la primera, estación de control se detec-tan por medio de una válvula de rodillo laspiezas mal colocadas, debido a que un ladode l,a pieza tiene un saliente de 0,5 mm másbajo en relación con el nivel de referencia delsaliente situado al otro lado de la pieza. Encaso de que la pieza esté situada al revés, seacciona 1a válvula de rodillo y se produce laexpulsión de la pieza de trabajo a través deun mando retardado.

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Lapieza de trabajo es devuelta al depósito dealimentación. Las piezas bien situadas avarizarthasta. la primera estación de medida. En estaestación se controla únicamente la medida delsaliente. Un detector de proximidad detecta lapalanca de transmisión. En caso de que la me-dida sea demasiado grande, se produce la cone-xión de la tobera de expulsión. Las piezas noexpulsadas avauzarl hasta la segunda estaciónde medición.

Fígura 4.25. Dispositiao de contaie con barrera ile airey contailor neutruitico.

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La palanca de transmisión y el detector deproximidad están ajustados a la medida real. Sila palanca de transmisión no se levanta 1o sufi-ciente para que el detector de proximidad puedadetectarl4 se expulsa la pieza de trabajo comodesechable. Si la pieza es buena, el detectormanda señal a un contador. En la siguiente es-tación se transportan las piezas buenas a uncanal, para continuar el proceso.

En el ejemplo de la figura 4.24 se conecta elmando del contador a un detector de proximi-dad. Con otro tipo de piezas se puede utilizarun mando con barrera de aire, tal como indicala figura 4.25.

También aquí se debe realizar la distribuciónde las piezas de trabajo, ya'que las piezas situa-das correlativamente son detectadas como unasola pieza. Utilizando contadores con preselec-ción y puesta a cero autom¿íticq puede mandar-se un dispositivo para empaquetar en funcióndel número de piezas, o también por los distin-tos tamaños de las piezas.

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Figura 4.24. Manilo neumático ile un ¡lispositioo ile clasificacit»t circular con ¡letectores de proximidad parailiferenciar las condiciones <<mal situadas>>, <<ilemasiado granile>», <<piezas ile recuperación>», <<ilemasiado pe-q u eñ a>>, <d e s e ch abl e s>».

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Fígura 4.26. Detección de una pieza de tabajo parucomprobar la existencia de una tapa para el siguienteproceso de trabajo y clasificación según el resultadodel control.

Para ello se aplican contadores neumáticos oeléctricos. Un convertidor neumático-eléctricoo electroneumático sirve como elemento detránsmisión.

En la lrgura 4.26 pwde verse un dispositivode control con un sistema de clasificación. Eldetector de proximidad registra la existencia deuna tapa. En caso de que se produzca una señal,no se. conecta el ciündro de expulsión. Cuandola señal no se produce, se activa el cilindro deexpulsión empujando lapieza fuera'de la cintade transporte. También se podría aplicar unaválvula de antena, que emitiera señal según eltipo de pieza.

En lugar de la existencia de la tapa en elrecipiente, se puede controlar también un mori-taje de dos piezas, por ejemplo una arandela.una junta, etc., si una operación de unión pos-terior supone la existencia de una pieza deter-minada.

Con el ejemplo de la frgtra 4.27 se muestraque se pueden attomatizar y simplificar accio-

namientos manuales en eqlripos de medición.En este caso se trata del control de una roscainterior. Normalmente, el operario debe efec-tuar la entrada del útil de medición en la roscamediante un proceso manual de palanca. Auto-matizándolo, se acciona esta palanca con unpequeño cilindro, mandado mediante una vál-vula de pedal. Existe la posibilidad de controlardos eqüpos de medición con ambas manos.Cua¡do se trata de grandes dispositivos de con-trol, la sustitución del accionamiento manualrepresenta una simpühcación para el operario yun ahorro de tiempo.

Figura 4.27. Dispositiúo neumático en un equipo dem¿ilición para el conffol de roscas interiores.

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