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Capítulo V: Manipuladores

5.1 Manipulador de secuencia: B+ C- B- A+ B+ C+ TON1 B- A-Construya el circuito de control electro-neumático mediante el método Paso a Paso Ladder

Figura 5.1.1

Figura 5.1.2 42

m1-1IC1

IN0IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN7

COM

1-1OC1OUT0OUT1OUT2OUT3OUT4OUT5OUT6OUT7

COM


COM

problema 1:MANIPULADOR

a0a1

ao

bo

b1

a1

aoa1coc1

b0b1

bo b1

c0c1

co c1

END

RUNG1

1-1OC1.OUT0 m

1-1OC1.OUT0

bo c1 ao 1-1OC1.OUT0

b1 1-1OC1.OUT0

1-1OC1.OUT1

1-1OC1.OUT1

co 1-1OC1.OUT1

1-1OC1.OUT2

1-1OC1.OUT2

bo 1-1OC1.OUT2

1-1OC1.OUT3

1-1OC1.OUT3

a1 1-1OC1.OUT3

1-1OC1.OUT4

1-1OC1.OUT4

b1 1-1OC1.OUT4

1-1OC1.OUT5

1-1OC1.OUT5

c1 1-1OC1.OUT5

1-1OC1.OUT6

1-1OC1.OUT6

TON1.TT 1-1OC1.OUT6

1-1OC1.OUT7

1-1OC1.OUT7


COM

bo 1-1OC1.OUT7

1-1OC3.OUT0

1-1OC3.OUT0

ao 1-1OC3.OUT0 1-1OC3.OUT1

1-1OC3.OUT1

1-1OC1.OUT6

TONTimer ON-DelayTimer T2:1Time BasePresetAccum

1s 10 0

END

RUNG2

1-1OC1.OUT0 1-1OC1.OUT1 1-1OC2.OUT2

b1

1-1OC1.OUT51-1OC1.OUT4

1-1OC1.OUT21-1OC1.OUT11-1OC2.OUT5

1-1OC1.OUT2 1-1OC1.OUT3 1-1OC2.OUT3

1-1OC3.OUT01-1OC1.OUT7

b0c1c0

1-1OC1.OUT41-1OC1.OUT3 1-1OC2.OUT0

a0a1



CIRCUITO DE FUERZACIRCUITO DE CONTROL

5.2 Brazo transportadorEn la figura adjunta. Se utilizan 3 cilindros neumáticos, uno para el transporte, otro para

el giro, y otro para la alimentación. El brazo transportador toma una pieza del almacéndespués de cada ciclo de la máquina, retrocede, gira orientándolo hacia arriba y acto seguidointroduce la pieza a trabajar en la mordaza de sujeción.La secuencia del ciclo es: A- B- C- B+ A+ B- C+ B+Construya el circuito de control electro-neumático mediante el método Paso a Paso Ladder.

Figura 5.2.1

Figura 5.2.2 43

a0 b1a1 b0

c0 c1

A+A-

C+C-

END

RUNG1

END

RUNG2

"P1" "m" "a1" "b1" "c1" "P9"( )"P1"

"P1"

m

"P1" "P2"( )"A-"

"a0"( )"P2"

"P2"

"P1"

"P2" "P3"( )"B-"

"b0"( )"P3"

"P3"

"P2"

"c0"( )"P4"

"P4"

"P3"

"b1"( )"P5"

"P5"

"P4"

"P3" "P4"( )"C-"

"P4" "P5"( )"B+"

"P5" "P6"( )"A+"

"a1"( )"P6"

"P6"

"P5"

"b01"( )"P7"

"P7"

"P6"

"c1"( )"P8"

"P8"

"P7"

"b11"( )"P9""P8"

B+B-

"P6" "P7"

b01 b11

"P7" "P8"( )"C+"

"P8" "P9"

5.3 Estación de trabajo de 8 estaciones

El circuito mostrado en la figura adjunta, es una estación de trabajo donde el cuadrotiene las funciones siguientes:

Plato divisor. Entrega intermitente de piezas Estación 1: Entrega, posición y sujetar Estación 2 hasta 7: Mecanizado de la pieza Estación 8: Expulsión de la pieza

Un plato divisor permite ejecutar diversos procesos de trabajo secuenciales. La operaciónde entrega debidamente regulada se efectúa una sola vez, y la expulsión, se puede serregulada o sin regular, también sólo se realiza una vez, independientemente de la cantidadde estaciones de mecanizado instaladas en el plato divisor.

Los platos divisores se prestan para efectuar trabajos de giro intermitente en equiposautomáticos de montaje, embalaje y taladrado.

Se desea que construya el circuito de control electro-neumático empleando el método depaso a paso “LADDER”

Utilice electro-válvulas 4 / 2 posiciones de una solenoide con retorno por resorte.

Figura 5.3.1

44

Figura 5.3.2

45

A0 B1

m

a0 a1

"P1"( )"A0"

B2 B3

B4 B5 B6 B7

1_0 1_1 2_0 2_1 3_0 3_1

4_0 4_1 5_0 5_1 6_0 6_1 7_0 7_1

"P3"

"P2"( )"B1""P23"

END

RUNG2

E

"P5"( )"B2""P6"

"P8"( )"B3""P9"

"P11"( )"B4""P12"

"P14"( )"B5""P15"

"P17"( )"B6""P18"

"P20"( )"B7""P21"

TMS1

m: Pulsador de STA RT

S1: Simula el sensor de posicion S de la piez apara el arranque dle proceso con el cilindro A.Se modela como un Toggle Switch ya que elsensor no permanece un intante prendido, sinoun corto intervalo de tiempo. En el caso real seusaria un sensor.

E: Sensor de expulsion de pieza. Como estesneor esta al final basta modelarlo como unpulsador para el Automation Studio. En el casoreal, se usarian sensores.

TM: Sensor Termico de la Maquina. Cuando sellega a un punto elevado estelleg a un picomandando en pulso (razon de usar un pulsador) yel sistema se detiene al terminar el paso en elque estaba.

Control del Plato Divisor Sistema Electro-Hidraulico

S1 DEBE ESTAR CERRADO PARA QUE FUNCIONE

Figura 5.3.3 46

( )"P1""P1"

"P1"

"P25""m" "a0"

( )"P2""a1" "P1"

"TM""1_0" "2_0" "3_0" "4_0" "5_0" "6_0" "7_0"

"P2"

"1_1"

"P3"

( )"P3""P2"

"a0"

"P4"

"P3"( )"P4"

"P4" "P5"

"P7" "P8"

"P10" "P11"

"P13" "P14"

"P16" "P17"

"P19" "P20"

"P22" "P23"

"P24"

S_ODTS

TV

R

Q

BI

BCD

"TON1"

S5T#3S ""0""0

END

RUNG1

"TON1"

"P5"

"P4"( )"P5"

"2_1"

"P6"

"P5"

( )"P6"

"2_0"

"P7"

"P6"( )"P7"

"TON1"

"P8"

"P7"( )"P8"

"3_1"

"P9"

"P8"

( )"P9"

"3_0"

"P10"

"P9"( )

"P10"

END

RUNG3

"TON1"

"P11"

"P10"( )

"P11"

"4_1"

"P12"

"P11"( )

"P12"

"4_0"

"P13"

"P12"( )

"P13"

"TON1"

"P14"

"P13"( )

"P14"

"5_1"

"P15"

"P14"( )

"P15"

"5_0"

"P16"

"P15"( )

"P16"

"TON1"

"P17"

"P16"( )

"P17"

"6_1"

"P18"

"P17"( )

"P18"

"6_0"

"P19"

"P18"( )

"P19"

"TON1"

"P20"

"P19"( )

"P20"

"7_1"

"P21"

"P20"( )

"P21"

"7_0"

"P22"

"P21"( )

"P22"

"TON1"

"P23"

"P22"( )

"P23"

"P24"

"P23"( )

"P24""E"

"TON1" "P24"( )

"P25"

"S1"

5.4 Manipulador polar central con dos ejes (brazos) horizontales situados a 90ºUn manipulador polar. Se trata de una célula de mecanizado sobre una pieza en forma de

disco. El conjunto esta formado por el manipulador polar central con dos ejes (brazos)horizontales situados a 90º de tal manera que cada uno de cubre un sector.Brazo 1. Mediante una pinza neumática adaptada recoge la pieza de un dispensadorvibratorio. Elevación de la pieza para sacarla de su posición y giro sobre eje polar hasta lamáquina – herramienta. Durante este giro, la muñeca efectúa, así mismo, un giro de 90º y lapieza queda situada en posición horizontal.Brazo 2. Mediante una pinza neumática recoge la pieza terminada de la máquina –herramienta. Elevación de la pieza para la extracción del utillaje y giro sobre el eje polarsituarse sobre la canaleta de salida.

Los movimientos de los brazos se efectúan de manera síncrona al estar unidos por unvertical común.

Los mandos de los ejes de manipulación, en este caso, son neumáticos con regulaciónmecánica de recorridos y con amortiguación final de carrera

Los componentes de este manipulador.1. Manipulador polar compuesto por:- Plato giratorio con amortiguadores hidráulicos fin de carrera.- Elevador – descensor de brazos. - Brazos lineales (2)- Muñeca (90º) - Pinzas (2)2. Jaula o barrera física para protección3. Base soporte de conjunto.4. Dispensador vibratorio de piezas5. Máquina principal.6. Canal de salidas de piezas acabadas.7. Tolva cargadora de dispensador vibratorio.Los ejes de movimiento son: giro de conjunto, elevación – descenso, avance – retroceso debrazos, giro de muñeca y pinzas.Construir, el circuito electro-neumático mediante la programación paso a paso.

Figura 5.4.1 47

Figura 5.4.248

B-B+A-A+

E-E+

I0 I1 D1

g01 g1 g02 g2 g03 g3

a0 a1 b0 b1

e0 e1m

BRAZOS LINEALES

GIROS

PINZAS DE BRAZOS

ELEVACION Y DESCENSODEL BRAZO ROBOTICO

START

D2

G1-G1+ G2-G2+G3-G3+

I-I+ D-D+

MANIPULADOR POLAR (BRAZO ROBOTICO)

brazo izquierdo brazo derecho

conjunto (90º) muñeca izquierda(90º) muñeca derecha(90º)

pinza brazo izquierdo pinza brazo derecho

elevar descender

I+ A+ E+ G1+ E- A- E+ G1- E- I- STOPD+ B+ G2+ B- G2- D- G3+ G3-

SECUENCIA

Figura 5.4.349

END

RUNG2

END

RUNG1

"I0" "D2" "g01" "g02" "g03"

"P1"

"P11"( )"P1""m""P1" "a0" "b0" "e0"

"I1" "D1"

"P2"

"a1" "b1"

"P3"

"e1"

"P4"

"g1" "g2" "g3"

"P5"

"e0"

"P6"

"a0" "b0"

"P7"

"e1"

"P8"

"g01" "g02" "g03"

"P9"

"e0"

"P10"

"I0" "D2"

"P1"

"P2"

"P3"

"P7"

"P4"

"P5"

"P9"

"P6"

"P8"

"P10"

( )"I+"

( )"D+"

( )"A+"

( )"B+"

( )"E+"

( )"G1+"

( )"G2+"

( )"G3+"

( )"E-"

( )"A-"

"P2"

"P3"

"P4"

"P8"

"P5"

"P6"

"P10"

"P7"

( )"B-"

( )"G1-"

( )"G2-"

( )"G3-"

( )"I-"

( )"D-"

"P9"

"P1"

"P2"

"P3"

"P4"

( )"P2"

( )"P3"

( )"P4"

( )"P5"

( )"P6"

( )"P7"

( )"P8"

"P5"

"P6"

"P7"

"P8"

"P9"

( )"P9"

( )"P10"

( )"P11""P10"

AREA DE CONTROL AREA DEACTIVACION

5.5 Manipulador polar de Bidones

La figura adjunta ilustra un manipulador polar. En la vista de planta se puede observar urecipiente cilíndrico vacío que llega por transportador, procedente de una operación delavado interno y debe manipular hasta el transportador de salida después de giro de 180º,para ser colocado con la boca hacia arriba antes de ser conducido a una máquina llenadorade un determinado producto. El manipulador describe varios ejes de movimientos. Girosobre eje vertical (cuerpo)

Avance – retroceso del eje horizontal (brazo)

- Elevación del conjunto para elevar los recipientes y permitir el giro de 180º mediantea. Muñeca giratoriab. Cierre para fijación del recipiente (manos)c. Pinza de aperturad. Prolongadores antideslizantes de fijación (dedos)

Con esta composición la orden de movimientos para hacer la manipulación de losrecipientes puede ser: Electroválvulas: 5/2 Cilindros

- Giro a izquierda G-- Avance del Brazo B+- Cierre de Pinza sobre el bidón P+- Elevación del Conjunto C+- Retroceso del Brazo B-- Giro a derecha y giro de Muñeca 180º(simultaneo) G+ , M+- Avance del Brazo B+- Descenso del Conjunto C-- Abrir Pinza y salida del bidón por arrastre de cinta P-- Retroceso del Brazo B-- Giro a la izquierda de Muñeca la M-

Se desea que construya el circuito electro-neumático mediante la programación ladder.

Considere las siguientes entradas:. pulsador marcha (m). finales de carrera de Giro de base (g0, g1). Brazo (b0, b1); Pinza (p0, p1). Conjunto (c0, c1). Muñeca (m0, m1)

Vista simplificada de un manipulador polar en operación de traspaso de bidones deun transportador a otro con vuelco combinado de 180º

1. Muñeca de 180º2. Transportador de saluda3. Transportador de llegada4. Manipulador de tres ejes de movimientos: Giro, elevación, cambio de alcance5. Pinzas de fijación.

50

Vista simplificada del manipulador polar

Figura 5.5.1Desarrollo: Circuito de Fuerza:

Figura 5.5.251

1-1IC1IN0IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN7IN8IN9IN10IN11IN12IN13IN14IN15

COM

1-1OC1OUT0OUT1OUT2OUT3OUT4OUT5OUT6OUT7OUT8OUT9OUT10OUT11OUT12OUT13OUT14OUT15

COM

G-G+ B-B+

P-P+ C-C+ M-M+

G-

B+P+C+B-G+M+C-

P-

M-

g0 g1 b0 b1

p0 p1c0 c1 m0 m1

m

STOP

g0g1b0b1p0p1c0c1m0m1

m.g1.b0.p0.c0.mo

G-P1

g0 b1 p1 c1 b0 g1.m1 b1 c0 p0 b0 m0

B+P2

P+P3

C+P4

B-P5

G+M+P6

B+P7

C-P8

P-P9

B-P10 M-

P11 STOP

P12

MANIPULADOR POLAR DE BIDONES

Esquema del PLCCircuito de Fuerza

Figura 5.5.3 52

1-1IC1IN0IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN7IN8IN9IN10IN11IN12IN13IN14IN15

COM

1-1OC1OUT0OUT1OUT2OUT3OUT4OUT5OUT6OUT7OUT8OUT9OUT10OUT11OUT12OUT13OUT14OUT15

COM

G-G+ B-B+ P-P+

C-C+ M-M+

G-

B+P+C+B-G+M+C-

P-

M-

g0 g1 b0 b1 p0 p1

c0 c1 m0 m1

m

STOP

g0g1b0b1p0p1c0c1m0m1

END

RUNG1

P1 1-1IC1.IN1

1-1IC1.IN4

1-1IC1.IN5

1-1IC1.IN7

1-1IC1.IN91-1IC1.IN11

P1

P1 1-1IC1.IN2

END

RUNG2

P1 1-1OC1.OUT1P2

1-1IC1.IN3 P1 P2 P2 P3 1-1OC1.OUT2

P2

1-1IC1.IN6 P3P2

P3

P3 P4 1-1OC1.OUT3

1-1IC1.IN8 P4P3

P4

P4 P5 1-1OC1.OUT4

1-1IC1.IN10 P4 P5

P5

P5 P6 1-1OC1.OUT5

1-1IC1.IN5 P5 P6

P6

P6 P7 1-1OC1.OUT6

1-1IC1.IN4 1-1IC1.IN12 P6 P7

P7

P6 P11 1-1OC1.OUT7

P7 P8

1-1IC1.IN6 P7 P8

P8

P8 P9 1-1OC1.OUT8

1-1IC1.IN9 P8 P9

P9

P9 P10 1-1OC1.OUT9

1-1IC1.IN7 P10P9

P10

P10 P11

1-1IC1.IN5 P10 P11

P11

P11 1-1OC1.OUT10

P12

1-1IC1.IN11P12P11

m.g1.b0.p0.c0.mo

G-P1

g0 b1 p1 c1 b0 g1.m1 b1 c0 p0 b0 m0

B+P2

P+P3

C+P4

B-P5

G+M+P6

B+P7

C-P8

P-P9

B-P10 M-

P11 STOP

P12

MANIPULADOR POLAR DE BIDONES

AREA DE CONTROL AREA DE ACTIVACION

Esquemadel PLC

5.6 Forma básica de un robotLa figura adjunta ilustra la forma básica de un robot que levanta y deposita objetos.El robot tiene tres ejes de movimiento: rotación, tanto para en el sentido de las

manecillas del reloj como en sentido contrario, alrededor de su base; para la extensión o lacontracción del brazo y para subirlo y bajarlo. El mecanismo de sujeción o pinza se abre yse cierra. Estos movimientos se reproducen con cilindros neumáticos accionados porválvulas solenoide e interruptores limitadores (fines de carrera) para indicar sumovimiento.

Se desea que construya el circuito de control electroneumatico empleando el métodoLadder, para el siguiente movimiento accionando el pulsador de marcha (m), Extensióndel embolo (E+). Sujeción de pieza (S+), retracción del embolo (E-), Ascender el cilindro(A+), Soltar la pieza (S-), retracción del embolo (E-), Rotación en sentido contrario de lasmanecillas del reloj (R-), Bajar el cilindro (A-).

Considere las siguientes entradas: pulsador de marcha (m) y finales de carrera: rotaciónde base (r0, r1); extensión del brazo (e0, e1); Ascenso del brazo (a0, a1); Sujeción depieza (s0, s1 ampliación de entrada).

Figura 5.6.1Solución: Circuito de Fuerza

Figura 5.6.2 53

END

RUNG1

"P1"( )"P1"

"P1"

END

RUNG2

"P1" "P2"

"1-1IC2.IN1"

( )"P2"

"P2"

"P2"( )

"1-1OC1.OUT1"

a0 a1 s0 s1

"1-1IC2.IN2"

"P3"

"P3"

"P1"

"P2"( )"P3"

"1-1IC2.IN3"

"P4"

"P3"( )"P4"

"1-1IC2.IN4"

"P5"

"P4"( )"P5"

"1-1IC2.IN5"

"P6"

"P5"

"1-1IC2.IN6"

"P7"

"P6"

( )"P6"

( )"P7"

"P3"( )

"1-1OC1.OUT2""P4"

"P4"( )

"1-1OC1.OUT3""P5"

"P5"( )

"1-1OC1.OUT4""P6"

"P6" "P7"

"P7"( )

"1-1OC1.OUT5""P8"

"P8" "P9"

"P9"( )

"1-1OC1.OUT6""P10"

"P10"( )

"1-1OC1.OUT7""P11"

( )

"1-1OC1.OUT0"

Marcha

RR-RR+

r0 r1 e0 e1

EE-EE+

1-1OC1

OUT0

OUT1

OUT2

OUT3

OUT4

OUT5

OUT6

OUT7

OUT8

OUT9

OUT10

OUT11

OUT12

OUT13

OUT14

OUT15

COM

EE+

SS+

EE-

AA+

SS-SS+AA-AA+

1-1IC2

IN0

IN1

IN2

IN3

IN4

IN5

IN6

IN7

IN8

IN9

IN10

IN11

IN12

IN13

IN14

IN15

COM

m

"1-1IC2.IN0"

e1

s1

e0

a1

r1

e1

s0

e0

r0

a0

"1-1IC2.IN7"

"P8"

"P7"( )"P8"

"1-1IC2.IN8"

"P9"

"P8"( )"P9"

"1-1IC2.IN9"

"P10"

"P9"( )

"P10"

"1-1IC2.IN10"

"P11"

"P10"( )

"P11"

RR+

SS-

RR-

AA-

"P11"( )

"P12"

"P12"

( )"P13"

"P13"

"P13"

"1-1IC2.IN11"

"P13"

"P13"

"P13"

"P13"

"P13"

"P13"

Parada

Parada

"P13"

"P13"

( )"P14"

"1-1IC2.IN12"

"P14"

Stop_Parada

Stop_Parada

"P14"

"P1"

E+ S+ E- A+ R+ E+ R- A-S- E-

R

E

A

S

Si se quiere hacer una nueva secuenciadespues de pulsar el boton de parada sedebe pulsa Stop_Parada para que el botonMarcha quede habilitado nuevamente.

s0

Secuencia:E+ S+ E- A+ R+ E+ S- E- R- A-

Solución: circuito de control

Figura 5.6.3 54END

RUNG1

"P1"( )"P1"

"P1"

END

RUNG2

"P1" "P2"

"1-1IC2.IN1"

( )"P2"

"P2"

"P2"( )

"1-1OC1.OUT1"

a0 a1 s0 s1

"1-1IC2.IN2"

"P3"

"P3"

"P1"

"P2"( )"P3"

"1-1IC2.IN3"

"P4"

"P3"( )"P4"

"1-1IC2.IN4"

"P5"

"P4"( )"P5"

"1-1IC2.IN5"

"P6"

"P5"

"1-1IC2.IN6"

"P7"

"P6"

( )"P6"

( )"P7"

"P3"( )

"1-1OC1.OUT2""P4"

"P4"( )

"1-1OC1.OUT3""P5"

"P5"( )

"1-1OC1.OUT4""P6"

"P6" "P7"

"P7"( )

"1-1OC1.OUT5""P8"

"P8" "P9"

"P9"( )

"1-1OC1.OUT6""P10"

"P10"( )

"1-1OC1.OUT7""P11"

( )

"1-1OC1.OUT0"

Marcha

RR-RR+

r0 r1 e0 e1

EE-EE+

1-1OC1

OUT0

OUT1

OUT2

OUT3

OUT4

OUT5

OUT6

OUT7

OUT8

OUT9

OUT10

OUT11

OUT12

OUT13

OUT14

OUT15

COM

EE+

SS+

EE-

AA+

SS-SS+AA-AA+

1-1IC2

IN0

IN1

IN2

IN3

IN4

IN5

IN6

IN7

IN8

IN9

IN10

IN11

IN12

IN13

IN14

IN15

COM

m

"1-1IC2.IN0"

e1

s1

e0

a1

r1

e1

s0

e0

r0

a0

"1-1IC2.IN7"

"P8"

"P7"( )"P8"

"1-1IC2.IN8"

"P9"

"P8"( )"P9"

"1-1IC2.IN9"

"P10"

"P9"( )

"P10"

"1-1IC2.IN10"

"P11"

"P10"( )

"P11"

RR+

SS-

RR-

AA-

"P11"( )

"P12"

"P12"

( )"P13"

"P13"

"P13"

"1-1IC2.IN11"

"P13"

"P13"

"P13"

"P13"

"P13"

"P13"

Parada

Parada

"P13"

"P13"

( )"P14"

"1-1IC2.IN12"

"P14"

Stop_Parada

Stop_Parada

"P14"

"P1"

E+ S+ E- A+ R+ E+ R- A-S- E-

R

E

A

S

Si se quiere hacer una nueva secuenciadespues de pulsar el boton de parada sedebe pulsa Stop_Parada para que el botonMarcha quede habilitado nuevamente.

s0

Secuencia:E+ S+ E- A+ R+ E+ S- E- R- A-

capítulo v: manipuladores -...

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