neumática automatizacion

NEUMÁTICA

2015

AUTOMATIZACIÓN DE LA FABRICACIÓN

1

Contenido I. INTRODUCCIÓN ..................................................................................................................... 4

II. FUNDAMENTOS FÍSICOS........................................................................................................ 4

1. Presión ............................................................................................................................... 4

2. Presión relativa .................................................................................................................. 4

3. Relación presión-volumen................................................................................................. 4

4. Relación volumen-temperatura ........................................................................................ 5

5. Relación presión temperatura .......................................................................................... 5

6. Ecuación de los gases perfectos ........................................................................................ 5

7. Caudal ................................................................................................................................ 5

8. Cálculo del consumo de aire atmosférico en un cilindro de doble efecto ........................ 5

9. Cálculo de vástago ............................................................................................................. 5

10. Cálculo de la camisa del cilindro ................................................................................... 6

11. Cálculo de los tirantes ................................................................................................... 6

III. PRODUCCIÓN, DISTRIBUCIÓN Y TRATAMIENTO DE AIRE COMPRIMIDO ................................. 7

1. Producción......................................................................................................................... 7

1.1. Compresores de émbolo alternativo ............................................................................ 7

1.2. Compresores de membrana .......................................................................................... 7

1.3. Compresor celular de paletas ....................................................................................... 8

1.4. Compresor de tornillo ................................................................................................... 8

1.5. Turbocompresores axial y radial ................................................................................... 8

1.6. Elección del compresor ................................................................................................. 9

1.6.1. Caudal ........................................................................................................................ 9

1.6.2. Presión ....................................................................................................................... 9

1.7. Secado ........................................................................................................................... 9

1.7.1. Secado por absorción ................................................................................................ 9

1.7.2. Secado por adsorción .............................................................................................. 10

1.7.3. Secado por enfriamiento ......................................................................................... 10

1.8. Depósito acumulador de aire comprimido ................................................................. 11

2. Distribución ..................................................................................................................... 12

2.1. Disposición típica de las redes .................................................................................... 12

2.2. Dimensionado de la tubería ........................................................................................ 13

3. Tratamiento del aire comprimido en el punto de consumo ........................................... 15

3.1. Unidad de mantenimiento .......................................................................................... 15

3.1.1. Filtro ........................................................................................................................ 15

3.1.2. Regulador de presión .............................................................................................. 15


2

3.1.3. Lubricador de aire de densidad constante .............................................................. 15

3.1.4. Manómetro ............................................................................................................. 15

IV. ELEMENTOS NEUMÁTICOS DE TRABAJO .......................................................................... 16

1. Cilindros y motores. Generalidades ................................................................................ 16

2. Cilindros de simple efecto ............................................................................................... 16

2.1. Cilindros de émbolo .................................................................................................... 16

2.2. Cilindro de membrana ................................................................................................. 17

2.3. Cilindro de membrana arrollable ................................................................................ 17

2.4. Cilindro telescópico ..................................................................................................... 17

3. Cilindros de doble efecto ................................................................................................ 18

3.1. Cilindros de vástago .................................................................................................... 18

3.2. Cilindro de doble vástago ............................................................................................ 18

3.3. Cilindro tándem ........................................................................................................... 18

3.4. Cilindro sin vástago, de arrastre de carga mecánico .................................................. 19

3.5. Cilindro sin vástago, de arrastre de carga magnético ................................................. 19

3.6. Cilindros multiposicionales ......................................................................................... 19

3.7. Cilindro de impacto ..................................................................................................... 20

3.8. Cilindro con dispositivos de guiado ............................................................................. 20

3.9. Cilindros de sujeción ................................................................................................... 20

3.10. Cilindros giratorios o actuadores de giro ................................................................ 20

4. Freno hidráulico .............................................................................................................. 21

5. Pinzas de sujeción neumática ......................................................................................... 21

6. Motores neumáticos ....................................................................................................... 22

6.1. Motores de émbolo ..................................................................................................... 22

6.1.1. Motores de émbolo radiales ................................................................................... 22

6.1.2. Motores de émbolo axiales ..................................................................................... 22

6.2. Motores de paletas ..................................................................................................... 22

V. VÁLVULAS ............................................................................................................................ 23

1. Válvulas distribuidoras .................................................................................................... 23

2. Válvulas de bloqueo ........................................................................................................ 24

2.1. Válvulas antirretorno. ................................................................................................. 24

2.2. Válvulas selectora o válvula O o OR o SUMA .............................................................. 24

2.3. Válvulas de simultaneidad o válvula Y o AND ............................................................. 25

2.4. Válvulas de escape rápido ........................................................................................... 25

3. Válvulas de caudal ........................................................................................................... 25

3.1. Bidireccionales. ........................................................................................................... 25


3

3.2. Unidireccionales. ......................................................................................................... 26

4. Válvulas de presión ......................................................................................................... 26

4.1. Válvulas reguladoras de presión. ................................................................................ 26

4.2. Válvulas limitadoras de presión o de descarga. .......................................................... 26

4.3. Válvulas de secuencia. ................................................................................................. 26

5. Temporizadores............................................................................................................... 26

5.1. Temporizadores a la conexión .................................................................................... 26

5.2. Temporizadores a la desconexión ............................................................................... 27

5.3. Temporizadores a la conexión y a la desconexión ...................................................... 27

5.4. Válvulas de impulso ..................................................................................................... 27

VI. DETECTORES DE SEÑAL ................................................................................................... 28

1. Finales de carrera o captadores mecánicos .................................................................... 28

2. Captadores neumáticos de fuga...................................................................................... 28

3. Captadores de proximidad .............................................................................................. 28

4. Detectores de paso o de barrera de aire ........................................................................ 29

5. Captadores de umbral de presión ................................................................................... 29

VII. REALIZACIÓN DE ESQUEMAS NEUMÁTICOS ................................................................... 30

1. Numeración de los esquemas neumáticos ..................................................................... 30

2. Diagramas ........................................................................................................................ 30

2.1. Diagrama de secuencia de movimientos .................................................................... 30

2.2. GRAFCET ...................................................................................................................... 31

2.3. Diagrama de movimiento ............................................................................................ 31

2.3.1. Diagrama espacio – fase .......................................................................................... 31

2.3.2. Diagrama espacio - tiempo ..................................................................................... 32

2.3.3. Diagrama de señal de mando .................................................................................. 32

VIII. Diseño de circuitos mediante métodos sistemáticos. .................................................... 33

1. Método cascada. ............................................................................................................. 33

2. Método paso a paso. ....................................................................................................... 33

3. Secuenciadores. .............................................................................................................. 34

X. Ejercicios……………………………………………………………………………………………………………………...41


4

I. INTRODUCCIÓN

La automatización hidráulica consiste en la transformación y transmisión de fuerzas y

movimientos mediante el uso de aire comprimido que se eleva a presiones por encima de la

atmosférica, usualmente entre 6 y 7 bar. El aire comprimido tiene de ventajas que: es

abundante, almacenable, insensible a las variaciones de temperatura, humedad y de campos

magnéticos, es limpio (no contamina en caso de fugas), antideflectante, los elementos de

trabajo son simples, económicos y de mantenimiento sencillo y duradero, de trabajo rápido (de

1 a 2 m/s), los elementos de trabajo no están sometidos a cargas.

Sus desventajas son: que necesita preparación (quitar impurezas, humedad y lubricarlo), tiene

como límite de fuerza de 2000 a 3000 Kp, suele tener fugas que generan ruido. Con el aire

comprimido no se puede conseguir velocidades uniformes y constantes (por la compresividad

del gas), los posicionamientos no son exactos.

II. FUNDAMENTOS FÍSICOS

1. Presión

� = ��

Unidades de presión:

- En el SI: �

�� = �

- En la industria: � = � �� ≈ 10��

- Atmósfera. Es la presión que ejerce el aire sobre la superficie a nivel del mar:

1 �� = 1,013� ≈ 1� = 1 ��

- Inglesa: 1�� = 7000�

- m.c.a. (metro columna de agua: es la presión ejercida por una columna de agua de un

metro de altura sobre una superficie de 1 cm2 (10mca = 1bar).

2. Presión relativa

Son las presiones por encima de la presión

atmosférica que son las necesarias para

obtener un trabajo con el aire

comprimido. En neumática son presiones

relativas y se miden con los manómetros.

Si existen presiones absolutas menores a

la atmosférica significa que tiene presión

relativa negativa (vacío industrial). Las presiones absolutas se miden con los barómetros.

3. Relación presión-volumen

A temperatura constante el volumen de un gas encerrado en un recipiente es inversamente

proporcional a la presión absoluta.


5

�ª ��! → � ∙ $ = %&'

Siendo P presión absoluta (Prel+1)

4. Relación volumen-temperatura

A presión constante el volumen ocupado por un gas es directamente proporcional a la

temperatura absoluta del mismo.

$( = %&'

5. Relación presión temperatura

A volumen constante la presión absoluta de un gas es directamente proporcional a su

temperatura absoluta.

�( = %&'

6. Ecuación de los gases perfectos

� ∙ $( = %&' = ) ∙ *

Todo con valores absolutos

7. Caudal

Es el volumen del fluido que atraviesa una determinada sección transversal de una conducción

por unidad de tiempo.

+ = $& = � ∙ ,

& = � ∙ -

8. Cálculo del consumo de aire atmosférico en un cilindro de doble efecto

- Consumo de aire a presión en carrera de avance (VA) $. = � ∙ ,

- Consumo de aire a presión en carrera de retroceso (VR) $/ = (� − 2) ∙ ,

- Consumo de aire a presión en un ciclo(V) $ = $. + $/

- Consumo de aire a presión total (VT) $( = $ ∙ 5 (n= ciclos/min)

- Consumo de aire atmosférico total $6&7 = � (689' %:7;9878<:) ∙ $( (689' %:7;9878<:)=

9. Cálculo de vástago

Caso 1: El vástago de un cilindro trabaja siempre a tracción, compresión o a pandeo. No deben

existir esfuerzos radiales que produzcan flexión. El caso más desfavorable para el vástago se

presenta cuando las carreras son elevadas, trabaja a compresión y además el anclaje es por

articulación trasera: se calcula el vástago a tracción y compresión


6

Caso2: Vástago con pandeo (a compresión con carrera larga). Dos posibilidades

- Cilindro empotrado y vástago libre

�� = >? ∙ @ ∙ AB ∙ ,?

Siendo E el módulo de elasticidad

Siendo I el momento de inercia EF∙G�

HI J

Siendo L la longitud de la carrera

- Cilindro articulado en los dos extremos

�� = >? ∙ @ ∙ AB ∙ ,? ∙ 5

Siendo n el coeficiente de seguridad

Caso 3: Fijaciones que inmovilizan el cilindro, como patas o bridas. La FP se suele aumentar un

50% del caso 2.

�� = =. M ∙ >? ∙ @ ∙ AB ∙ ,? ∙ 5

10. Cálculo de la camisa del cilindro

La camisa del cilindro se calcula como un cilindro de pared delgada cerrado herméticamente y

sometido a una presión interior.

N6<7 = � ∙ O? ∙ '

Siendo e el espesor del cilindro

11. Cálculo de los tirantes

Los cilindros se construyen con tapas roscadas a la camisa o con tapas unidas mediante tirantes

roscados en sus extremos y sujetos por tuercas.

N6<7 =� 5Q

� = B ∙ �> ∙ <? ∙ 5

Siendo F la fuerza en el cilindro

Siendo d el diámetro del cilindro

Siendo n el número de tirantes


7

III. PRODUCCIÓN, DISTRIBUCIÓN Y TRATAMIENTO DE AIRE COMPRIMIDO

1. Producción

Los compresores son las máquinas que se utilizan para producir el aire comprimido, elevando la

presión del aire de la atmósfera.

El aire comprimido se produce por dos métodos:

- Por reducción del volumen de aire: compresores de émbolo, de membrana, celular de

paletas y de tornillo.

- Por aceleración de la masa de aire: Turbocompresor axial y radial.

1.1. Compresores de émbolo alternativo

Al bajar el émbolo se produce un aumento del volumen de la cámara de manera que el aire de

la atmósfera se introduce en ella. Al subir el émbolo tiene lugar la disminución del volumen de

la cámara, así el aire se comprime y aumenta de presión dirigiéndose a la instalación.

Se construyen de una, dos o más etapas en función de la presión que debe alcanzar el aire

comprimido.

Debido a la lubricación de los émbolos, estos compresores suministran el aire con una cantidad

de aceite perjudicial para las instalaciones neumáticas. Por lo tanto, estos deberán incorporar

separadores de aceite en el equipo de preparación del aire.

1.2. Compresores de membrana

La cámara de trabajo está separada por una membrana, por lo que el aire será suministrado

exento de aceite.


8

1.3. Compresor celular de paletas

Sus partes esenciales son: rotor, aletas y anillo volumétrico.

Entre paleta y paleta, se forman unas cámaras que aumentan y disminuyen de volumen al girar

el rotor. La zona de aumento conecta con la entrada de aire y la zona que disminuye con la salida

del mismo.

Estos compresores suministran el aire comprimido con aceite.

1.4. Compresor de tornillo

Consta de dos tronillos que al girar, impulsan el aire axialmente. Atrapan el aire por el principio

de desplazamiento, suministrándolo de forma continua. Tiene dos versiones:

- Un tornillo arrastra al otro, por lo que necesitan lubricación y como consecuencia

suministran el aire comprimido con aceite.

- Los tronillos giran sincronizados por medio de engranajes alojados en cámaras

independientes. Por lo tanto los tornillos no se tocan y no necesitan lubricación,

suministrando el aire comprimido exento de aceite.

1.5. Turbocompresores axial y radial

Trabajan según el principio de la dinámica de los fluidos, y son apropiados para grandes

caudales.

En el compresor axial, al girar los álabes aceleran el aire en sentido axial, prácticamente es un

ventilador.

El compresor radial, al girar crea un vacío parcial en el centro del rodete por donde entra el aire

atmosférico y es expulsado radialmente por la fuerza centrífuga entrando por el centro del


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siguiente rodete, y así sucesivamente. La presión de trabajo es baja. Para alcanzar presiones

mayores, tienen que estar constituidos por varias etapas.

1.6. Elección del compresor

Los parámetros más importantes a tener en cuenta son: caudal, presión y condiciones del aire.

1.6.1. Caudal

Es la cantidad de aire que suministra un compresor: caudal teórico y caudal real

El caudal es el aire a presión atmosférica que suministra el compresor y se expresa en l/min,

m3/min o m3/h. Para calcular el caudal se aplica la siguiente fórmula.

+; = +5�9 + �6&

Qp= Caudal a la presión de servicio.

Qn= Caudal de aire normal.

Pr= Presión en la red.

Pat= Presión atmosférica (se considera un bar)

1.6.2. Presión

La presión de servicio, es la que genera el caudal que suministra el compresor.

La presión de trabajo, es la necesaria en los puntos de consumo

Para el buen funcionamiento de las máquinas es importante que la presión en la red sea

constante, ya que de ello depende que la velocidad, las fuerzas y la secuencia de movimientos

de los elementos de trabajo, sean adecuadas.

1.7. Secado

La humedad que contiene el aire de la atmósfera debe eliminarse. Los principales sistemas de

secado del aire son:

1.7.1. Secado por absorción

Es un procedimiento químico. El agua se combina químicamente con el agente secante. La

solución formada tiene que ser evacuada mediante purga manual o automática. El agente

secante tiene que ser regenerado regularmente.


10

1.7.2. Secado por adsorción

Es un procedimiento físico. El agente secante, generalmente dióxido de silicio, absorbe la

humedad por métodos físicos. Cuando el agente secante se satura es regenerado mediante

secado, por calentamiento o como se muestra en la figura.

El aire húmedo entra por la columna con el agente secante regenerado y sale seco por la salida

y entre un 10% y un 20% sale en dirección a la columna con el agente secante que queremos

regenerar. Una válvula direccional accionada por temporizador alterna entre columnas para

suministrar aire seco continuamente.

1.7.3. Secado por enfriamiento

Se basa en reducir la temperatura del punto de rocío utilizando para ello una máquina frigorífica.

El aire húmedo es pre enfriado en el primer intercambiador de calor aire – aire. En la segunda

fase pasa por el intercambiador de calor de la máquina frigorífica, por lo que la humedad y las

partículas de aceite se condensan y son purgados automáticamente.


11

1.8. Depósito acumulador de aire comprimido

Se instala entre la salida del aire del secador y la entrada a la red, su función es estabilizar el

suministro de aire comprimido. En el depósito también tiene lugar enfriamiento de aire y así

también desprende parte de la humedad. Dicha humedad debe evacuarse por medio de

purgadores. La entrada de aire se efectúa por su parte inferior y sale por la superior


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2. Distribución

Se le denomina Red de Aire Comprimido al conjunto de tuberías que, unidas entre sí, distribuyen

el aire comprimido a los diferentes puntos de utilización

2.1. Disposición típica de las redes

Generalmente las redes sueles disponerse de dos formas, en circuito cerrado y en circuito

abierto, ésta última se adopta en pequeñas instalaciones o de pequeña importancia. Cuando la

instalación es importante debe hacerse en circuito cerrado ya que podrán atenderse mejor los

consumos repentinos.

Los puntos más importantes a tener en cuenta son:

- Las tuberías serán aéreas y de fácil acceso. En caso de que tengan que instalarse por debajo

del nivel del suelo, se debe evitar que los ramales de alimentación descansen en el suelo.

- En las instalaciones por debajo de nivel del suelo la purga se instala como se muestra en la

figura.

- Las líneas principales deben tener una inclinación de un 1% de forma que asciendan en

sentido del desplazamiento del aire, colocando tuberías de drenaje al final de las

construcciones.

- En el caso de que la construcción sea de gran longitud, puede efectuarse la instalación cono

se muestra en la figura.


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- En las redes aéreas, los ramales deben conectarse a las conducciones principales por la

parte superior para evitar que lleguen posibles impurezas al punto de consumo.

- En los ramales es conveniente instalar un grifo de interrupción, por ejemplo un enchufe

rápido.

2.2. Dimensionado de la tubería

El dimensionado de la tubería está en

función de:

- El caudal

- La presión de servicio.

- La longitud de la tubería.

- La caída de presión (pérdida de

presión).

- La cantidad de accesorios en la

tubería.

Para hallar de forma rápida el diámetro

interior se puede usar el nomograma.

Ejemplo:

- Caudal = 960 m3/h

- Longitud tubería = 280 m

- Caída de presión = 10 KPa (0,1 bar)

- Presión de servicio = 800 KPa (8 bar)

Nomograma longitudes supletorias


14


15

3. Tratamiento del aire comprimido en el punto de consumo

3.1. Unidad de mantenimiento

Aun habiéndose tratado el aire antes de que llegue al punto de consumo, todavía puede llegar

algo de humedad e impurezas procedentes de la red de distribución, por lo tanto, es preciso

instalar una Unidad de Mantenimiento en la entrada de aire de dicha instalación. Estará

compuesta de filtro, regulador de presión (manorreductor) y lubricador.

3.1.1. Filtro

Además de filtrar partículas, el normal, separa el agua que puede contener el aire.

3.1.2. Regulador de presión

También llamado manorreductor, tiene la misión de mantener la presión de trabajo en la

instalación más constante posible, independientemente de las variaciones de presión en la re y

del consumo de aire en la instalación.

La presión en la red siempre ha de ser mayor que la presión de trabajo

3.1.3. Lubricador de aire de densidad constante

Es el componente de la unidad de mantenimiento que sirve para que el aire comprimido quede

impregnado de pequeñas partículas de aceite, consiguiéndose con ello que los componentes de

los circuitos neumáticos trabajen lubricados. Se instala después del regulador de presión

3.1.4. Manómetro

Son los instrumentos que se utilizan para medir la presión en las instalaciones neumáticas y

forman parte de la unidad de mantenimiento.

0

Símbolo completo

símbolo simplif icado

0


16

IV. ELEMENTOS NEUMÁTICOS DE TRABAJO

1. Cilindros y motores. Generalidades

Los cilindros y motores neumáticos, también llamados actuadores o consumidores, son los

elementos que convierten la energía neumática en energía mecánica. Los cilindros efectúan un

movimiento lineal y los motores un movimiento rotativo. Al contrario que los eléctricos, los

motores neumáticos puedes soportar sobrecargas que pueden llegar a detener su movimiento

sin sufrir ningún deterioro.

Los cilindros neumáticos se clasifican en:

Cilindros de simple efecto:

- De émbolo o pistón.

- De membrana

- De membrana arrollable

- Telescópico.

Cilindros de doble efecto:

- De un vástago.

- De doble vástago.

- Tándem.

- Sin vástago, de unión mecánica.

- Sin vástago, de unión magnética.

- Multiposicional.

- De impacto.

- Giratorios.

2. Cilindros de simple efecto

2.1. Cilindros de émbolo

Son los que efectúan uno de los movimientos del ciclo, habitualmente el de salida de vástago

(avance), por medio de un fluido en el caso de la neumática por aire comprimido: el movimiento

de la entrada del vástago (retroceso) lo realiza por otro medio, que puede ser una fuerza

externa, por gravedad o por medio de un muelle interno.

Las principales partes que componen este determinado cilindro son, cilindro o cuerpo, émbolo,

vástago, tapa delantera, tapa trasera, muelle de recuperación, junta de émbolo, casquillo guía,

junta rascadora y amortiguación elástica final de carrera.

compresión tracción


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Normalmente la carrera de los cilindros de simple efecto de muelles internos, no suelen

sobrepasar los 100 mm, se utilizan principalmente para sujetar y expulsar piezas.

En estos cilindros, el vástago saldrá si la presión que actúa sobre la superficie del émbolo genera

una fuerza mayor a la suma de las resistencias por rozamientos, y la fuerza del muelle, o sea la

fuerza teórica que puede hacer el cilindro. Se expresa según la siguiente fórmula:

�9'6U = O? ∙ >B ∙ � − (�/ + �7) = . ∙ � − (�/ + �7)

Los rozamientos presentan entre un 3% y un 20% de la fuerza calculada, dependiendo de la

forma y material de la junta del émbolo, así como el acabado superficial del interior del cilindro,

que está lapeado o bruñido.

2.2. Cilindro de membrana

Éste cilindro no tiene rozamientos y puede ejercer fuerzas elevadas debido a la gran superficie

de la membrana, pero la carrera del vástago es corta, por lo que se utiliza principalmente para

accionar frenos de vehículos industriales.

2.3. Cilindro de membrana arrollable

Este cilindro tiene una membrana que cuando se somete a la presión del aire comprimido, se

desarrolla empujando el vástago hacia fuera. La carrera de estos cilindros es más larga que los

cilindros de membrana plana.

2.4. Cilindro telescópico

Está compuesto por varios émbolos uno dentro de otro. Estos cilindros ocupan poco espacio

aunque la carrera sea larga. Tiene que instalarse en posición vertical, admitiendo una inclinación

máxima de 15⁰. Ya que los cilindros se van deteniendo (saliendo), disminuye la fuerza del

vástago.


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3. Cilindros de doble efecto

3.1. Cilindros de vástago

A estos cilindros se les denomina de doble efecto, porque los dos movimientos de los que

dispone su ciclo (avance y retroceso) los realiza por la acción de un fluido, en neumática por aire

comprimido.

Se debe procurar que el cilindro no trabaje con una relación de carga superior al 75%

*V0�!W�Xó)Z!��3 � [\!�])!�!^�X

[\!�]Z!W�XWX)Z�_` 0,75

La velocidad del cilindro se calcula por la fórmula: b �c

d

La fuerza teórica del cilindro se calcula por la fórmula: [efógh�i � j ∙ �

La siguiente figura muestra un cilindro de doble efecto con amortiguación neumática regulable

de final de carrera.

3.2. Cilindro de doble vástago

También llamados con vástago pasante. Al tener la misma superficie útil en ambos lados, la

fuerza que se hace y la velocidad es la misma en los dos sentidos de desplazamiento.

3.3. Cilindro tándem

En realidad se trata de dos cilindros que forman un solo cuerpo. Con esta construcción, al aplicar

simultáneamente presión sobre los dos émbolos, se obtiene en el vástago una fuerza

aproximada del doble. Se utiliza cuando se necesitan fuerzas considerables.


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3.4. Cilindro sin vástago, de arrastre de carga mecánico

Es de doble efecto y un solo vástago. Es muy apropiado para carreras largas. Éstos disponen de

amortiguación neumática final de carrera regulable, así como de imanes permanentes en el

émbolo o en el carro, para activar detectores de posición.

Funcionamiento: el émbolo se desplaza por dentro del cilindro, que tiene una ranura

longitudinal que permite la unión mecánica con el carro guiado, al que se sujeta la carga que se

tiene que arrastrar.

3.5. Cilindro sin vástago, de arrastre de carga magnético

Es igual que el cilindro anterior, la diferencia entre ambos es que en este cilindro el movimiento

del cursor al que va unida la carga, tiene lugar por el campo magnético que crean los imanes

permanentes que lleva incorporados el émbolo. La fuerza que hace este cilindro es algo inferior

al de arrastre mecánico y no es apropiado para montaje vertical.

3.6. Cilindros multiposicionales

Está compuesto por dos cilindros convencionales de doble efecto y un vástago unidos por las

tapas traseras por medio de una brida, de forma que sus vástagos se encuentren en sentido

opuesto. Pueden conseguir tres posiciones si la carrera de los cilindros es igual, o cuatro

posiciones si las carreras son desiguales


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3.7. Cilindro de impacto

Sale a una gran velocidad, por lo que su energía cinética es elevada, que se aprovecha para

realizar trabajos de troquelado, embutición, doblado, remachado, etc.

3.8. Cilindro con dispositivos de guiado

En instalaciones en las que el mecanismo movido por el vástago no va guiado. Es conveniente

instalar en el cilindro una unidad de guiado para que el vástago por sí solo no tenga que soportar

fuerzas radiales ni de torsión.

3.9. Cilindros de sujeción

Llevan incorporada una mordaza de sujeción, la mordaza efectúa un giro al desplazarse,

facilitando así la colocación y extracción de la pieza que se elabora.

3.10. Cilindros giratorios o actuadores de giro

Son elementos giratorios que efectúan movimientos giratorios limitados, sin que normalmente

se superen los 360⁰. El más habitual es el que el movimiento lineal de los émbolos se trasforman

en giratorio por medio de una cremallera y una rueda dentada solidaria al eje.

Estos elementos suelen usarse para voltear piezas, doblar tubos metálicos, accionar válvulas

grandes en conducciones de agua o vapor, etc.


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4. Freno hidráulico

Acoplando un freno hidráulico a un cilindro neumático convencional se forma lo denominado

Unidad de Avance Oleoneumática.

Con este freno se consigue que el vástago del cilindro neumático efectúe sus movimientos con

un control de velocidad muy preciso, ya que la regulación se realiza actuando sobre el freno

hidráulico, o sea controlando el aceite. También se consigue que uno, o ambos desplazamientos

del vástago del cilindro neumático pueda efectuarse en dos velocidades.

Regulación en un sentido Regulación en ambos sentidos

5. Pinzas de sujeción neumática

Son utillajes mecánicos accionados por aire comprimido, están diseñadas para sujetar piezas de

diferentes formas y tamaños. Son muy utilizadas en manipuladores y robots.

De apertura angular De apertura paralela

De simple efecto De simple efecto

De doble efecto De doble efecto


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Un sentido Dos sentidos Caudal regulable

de giro de giro

6. Motores neumáticos

Son elementos de trabajo que convierten la energía neumática en energía mecánica de giro. No

tienen limitación de ángulo de giro, de modo que mientras se les suministra aire comprimido,

giran sin interrupción.

6.1. Motores de émbolo

6.1.1. Motores de émbolo radiales

Están dispuestos en estrella y unidos a un cigüeñal, de modo que el movimiento alternativo de

los émbolos genera un movimiento giratorio en el cigüeñal y a su vez en el eje. Trabajan de

forma similar a los motores de combustión interna. Producen hasta 5.000 r.p.m. y de 2 a 25 C.V.

6.1.2. Motores de émbolo axiales

Está compuesto por cinco émbolos dispuestos axialmente que actúan sobre una

placa oscilante que a su vez transmite el movimiento a un eje.

6.2. Motores de paletas

Están compuestos por un motor excéntrico dotado de ranuras. En las ranuras se deslizan las

paletas, que son empujadas contra la pared interior del anillo volumétrico por efecto de la fuerza

centrífuga.


23

V. VÁLVULAS

Son los elementos utilizados para la información y mando

1. Válvulas distribuidoras

Son las que determinan el camino que ha de seguir el aire comprimido. Los orificios que tiene la

válvula para entrada, salida y escape se llaman vías. La unión entre esas vías en el interior de las

válvulas puede ser de diferentes formas. Cada una de esas formas de unión se llama posición y

se representa por un cuadrado

Las conexiones de la válvula en el exterior se representan solo en una de las posiciones,

normalmente la de reposo, que suele ser la posición de la derecha. Estas conexiones se

denominan:

Escapes de aire roscado o directo respectivamente

4 ó A para avance y 2 ó B para retroceso

12 para conexiones de mando que une vía 1 con la 2

14 Para conexiones de mando que unen la vía 1 con la 4

10 Para conexiones que cancela una señal de salida

El cambio de una posición a otra se realiza por distintos tipos de accionamientos que se colocan

en el lateral de la posición correspondiente. Existen diferentes tipos de accionamientos:


24

2. Válvulas de bloqueo

Son elementos que bloquean el paso del caudal preferentemente en un sentido y lo permiten

en el otro sentido.

2.1. Válvulas antirretorno.

2.2. Válvulas selectora o válvula O o OR o SUMA

Estas válvulas dan aire en la salida 2 (A) si introducimos aire en cualquiera de las dos entradas 1

ó 3 (x o y). Se utilizan cuando se quiere activar un cilindro indistintamente desde varios puntos.

Realizan la función SUMA (x+y=A).


25

Si se representa por un 0 la ausencia de aire y por un 1 la presencia del mismo:

0 01 00 11 1

0111

x y A = x + y

2.3. Válvulas de simultaneidad o válvula Y o AND

Esta válvula tiene dos entradas (1 ó x e 3 ó y) y una salida (2 ó A). Solo hay aire en la salida cuando

se introduce aire a la vez por las dos entradas. Si solo hay aire en una de las entradas, no hay

salida del mismo. Realiza la función producto:

2.4. Válvulas de escape rápido

Esta válvula busca que el vástago del cilindro alcance la máxima velocidad posible. Si entra aire

por A sale directamente al escape R, y si entra aire por P sale por A como si no hubiera válvula.

Se usa, por ejemplo, para avance rápido o retroceso rápido.

3. Válvulas de caudal

También se llaman estranguladores y sirven para regular el caudal de aire comprimido. Son el

método más usado para regular la velocidad de un cilindro. Vamos a estudiar tres tipos:

3.1. Bidireccionales.

Regulan el caudal en los dos sentidos del flujo. La disminución del caudal se consigue haciendo

un estrechamiento en el camino del aire que se puede regular mediante un tornillo. Se emplean

para regular la velocidad de los cilindros en los escapes colocándolos en los escapes de las

válvulas distribuidoras.

0 01 00 11 1

0001

x y A = x · y


26

3.2. Unidireccionales.

Estos reguladores regulan el caudal en un solo sentido, mientras que en el otro sentido no sufre

ninguna variación. Son la unión de un estrangulador bidireccional con un antirretorno. Se usan

para regular la velocidad de los cilindros pero se tienen que colocar lo más cerca posible del

cilindro y estrangulando la salida del aire, porque si estrangulas la entrada, el cilindro avanza a

sacudidas.

4. Válvulas de presión

4.1. Válvulas reguladoras de presión.

También llamados reductores de presión o manorreductores. Se usan para

mantener la presión de trabajo deseada estabilizada en un valor constante

independientemente de las variaciones de presión de entrada o de la presión

de los consumidores.

4.2. Válvulas limitadoras de presión o de descarga.

Es una válvula de seguridad que se usa para conseguir que la presión se

mantenga debajo de un cierto umbral. Si la presión sobrepasa ese valor, la

válvula abre un orificio de conexión con la atmósfera, lo que permite que la

presión se reduzca hasta el valor nominal con lo que se cierra el orificio de

escape por medio de un resorte regulado por un tornillo.

4.3. Válvulas de secuencia.

Funcionan igual que la válvula de descarga, pero en vez de permitir la salida de

aire a la atmósfera, abre la salida de aire a otra parte del circuito. Se usa para

realizar secuencias asegurando que se ha alcanzado una presión. Por ejemplo

A+ B+ A- B- (A+ sale el cilindro A; B- retrocede el cilindro B)

5. Temporizadores

Los temporizadores se basan en que el aire comprimido, que pasa a través de una estrangulación

variable, emplea cierto tiempo en llenar un recinto hasta que en él se alcanza la suficiente

presión de mando como para poder accionar una válvula pilotada neumáticamente.

5.1. Temporizadores a la conexión

Desde que reciben aire a su entrada, tarda un cierto tiempo o retardo en dar aire a su salida

1

0

1

0

retardo

99

S

E


27

1

0

1

0

retardo

5.2. Temporizadores a la desconexión

Desde que se desconectan tarda un cierto tiempo en cambiar la señal.

1

0

1

0

retardo

1

0

1

0

retardo

5.3. Temporizadores a la conexión y a la desconexión

1

0

1

0

retardo

5.4. Válvulas de impulso

1

0

1

0

retardo

99

S

E

99

S

E

99

S

E

99

S

E

99

S

E


28

VI. DETECTORES DE SEÑAL

Los detectores de señal, o captadores de posición, sirven para conocer las diferentes situaciones

en que se encuentran las partes de una máquina. Existen varios tipos:

1. Finales de carrera o captadores mecánicos

Sirven para detectar el final de la carrera del cilindro, tanto en el avance como en el retroceso.

Son válvulas 3/2 NC de accionamiento por palpador, rodillo o rodillo escamoteable y retorno por

muelle.

2. Captadores neumáticos de fuga

Funcionan por contacto con la pieza a detectar. Sirven para detectar

pequeños desplazamientos de elementos mecánicos y trabajan a

presiones de entre 0.1 a 6 bar. Según esta presión pueden ir, o no,

unidos a un amplificador de presión. Lo mejor es trabajar a presiones

bajas y con un amplificador para evitar consumos excesivos de aire.

El aire entra a presión por 1 y sale por 3 cuando nada se interrumpe en su camino. Al hacer

contacto una pieza móvil con la cabeza del captador, se cierra el paso 3 y el aire que entra por 1

sale ahora por 2, produciendo una señal que pilotará al distribuidor del cilindro directamente o

a un amplificador de señal.

3. Captadores de proximidad

Son elementos captadores de señal por reflexión de aire cuando se

interrumpe en la corriente de aire un objeto móvil. Pueden detectar

objetos delicados o blandos con gran velocidad de desplazamiento porque

no necesita contacto físico o mecánico con la pieza móvil. Funcionan a

presiones muy bajas de 100 a 300 mbar y siempre tienen

amplificador. La distancia de captación frontal es de hasta 20

mm, y de captación lateral hasta 5 mm - 1,5 mm.

El aire a baja presión entra por 1 y se reparte anularmente hasta la salida 3 en la cabeza de

detector. Cuando interrumpe un objeto, el aire es reflejado y parte de él retorna por 2 creando

una señal que puede alcanzar un valor de 0,8 bar, por lo que hay que alimentar un amplificador

con preamplificador incorporado. Ejemplo:

2

1

3

1 3

2


29

4. Detectores de paso o de barrera de aire

Estos detectores tienen dos unidades separadas, una es la emisora y otra la receptora. La

separación máxima entre ellas es de 100 m y tienen que estar bien alineadas una frente a la

otra. Detectan la ausencia o presencia entre ellas si la presión de alimentación no supera los 0,2

bar.

P

P2

El emisor emite un chorro de aire que, si no hay ninguna pieza entre ellas, interrumpe la salida

de aire del receptor, obligando al aire a salir por 2. Al interponerse un objeto entre las dos

unidades, el aire sale libremente al exterior desapareciendo la señal de aire en 2. Esta presencia

o ausencia de aire en 2 se aprovecha para gobernar un amplificador de señal que gobierna una

válvula distribuidora. Ejemplo:

5. Captadores de umbral de presión

Son elementos muy utilizados para detectar el final de carrera de un cilindro. Se instalan en las

tuberías de escape de los cilindros y así no se ocupa espacio en la zona de trabajo. No necesitan

amplificador, pero para funcionar bien, necesitan que se instale en la tubería de escape, después

de ellos, una reguladora de caudal que cree una cierta contrapresión.

Funcionan igual que una 3/2 normalmente abierta, ante la ausencia de aire en a, la salida S se

haya con presión y con entrada de aire en a, S no tiene presión. Ejemplo:

aP

S

a

P

S

1 2

1


30

1.0

1.021.01

1.1

1.6

1.2 1.4

0.2

0.1

1.3

1.3

VII. REALIZACIÓN DE ESQUEMAS NEUMÁTICOS

1. Numeración de los esquemas neumáticos

Los esquemas neumáticos se estructuran por niveles y cada nivel tiene una numeración:

NIVEL 1: actuadores

NIVEL 2: Para actuadores

- Retroceso (1.0 impar): 1.01 – 1.03 – 1.05…

- Avance (1.0 par): 1.02 – 1.04 – 1.06…

NIVEL 3: Válvulas distribuidoras: 1.1 – 2.1 – 3.1…

NIVEL 4: Lógicas de mando (O, Y): 1.6 – 1.8 – 1.10…

NIVEL 5: Emisores de señal:

- Retroceso (1.impar): 1.3 – 1.5 – 1.7…

- Avance (1.par): 1.2 – 1.4 – 1.6…

NIVEL 6: Elementos auxiliares: 0.1 – 0.2 – 0.3…

2. Diagramas

2.1. Diagrama de secuencia de movimientos

El diagrama de secuencia de movimientos representa en una

tabla, para cada una de las etapas de la secuencia, el movimiento

que realiza cada actuador.

Ejemplo: Tres cilindros (A, B y C) con una secuencia de A+ B+ B- A-

C+ C-

ACTIVIDADES

A B C

ETA

PA

S

1 +

2 +

3 -

4 -

5 +

6 -


31

2.2. GRAFCET

En el GRAFCET se representan los actuadores y su estado, y además, los elementos de transición

que deben ser activados para pasar de una etapa a otra. Este gráfico se divide en las diferentes

etapas de la secuencia y ayuda a conocer las condiciones de funcionamiento del automatismo y

a la detección de averías. Ejemplo:

2.3. Diagrama de movimiento

2.3.1. Diagrama espacio – fase

A

B

C

+-

+-

+-

0 1 2 3 4 5 6

1.0

1.1

1.2 1.3 2.2 2.3

2.0

2.1

3.0

3.1

2.2 2.3 3.31.3

3.33.2

3.2

1

1 2.2

2

2 2.3

3

3 1.3

4

4 3.2

5

5 3.3

6

6 1.4

10 1.2

10

1.0 +

2.0 +

2.0 -

1.0 -

3.0 +

3.0 -


32

2.3.2. Diagrama espacio - tiempo

Es igual que el de espacio - fase pero en lugar de las fases se representa la duración en segundos

de cada una, con lo que ya no quedan equidistantes las separaciones

2.3.3. Diagrama de señal de mando

El diagrama de señal de mando representa, para cada actuador, el estado de las válvulas que

producen su avance y su retroceso partiendo del diagrama espacio – fase. Dicho estado puede

ser 0 si la válvula está en reposo o 1 si la válvula está activada. Se suele hacer debajo del diagrama

espacio - fase

A

B

C

1

0

0 1 2 3 4 5 6

A

B

C

1.2

1.3

2.2

2.3

3.2

3.3

1

0

1

0

1

0

1

0

1

0

1

0

1

0

1

0

Cuando coinciden en 1 en el mismo momento en el estado de las dos válvulas, existe una señal

permanente o mantenida sobre su distribuidora, o sea, que recibe una doble señal de presión,

por lo que no funcionaría. Esas señales permanentes tienen que ser eliminadas. Las posibles

soluciones para las señales permanentes detectadas son:

1. Sustituir la ruleta o rodillo del final de carrera por un rodillo escamoteable

2. Usar temporizadores anuladores de señal a la conexión

3. Usar métodos sistemáticos para realizar los esquemas que son los métodos de cascada y de paso

a paso.

4. Usar secuenciadores.

99

S

E


33

VIII. Diseño de circuitos mediante métodos sistemáticos.

Los métodos sistemáticos sirven para evitar la simultaneidad de señales de presión en los dos

pilotajes de la válvula distribuidoras, hay dos métodos: cascada y paso a paso.

Los métodos se basan en formar grupos que en cada instante solo uno de los grupos tienen

señales de presión y con demás grupos que están unidos por escape, los grupos que establecen

de forma que no se repitan ninguna de las letras de la secuencia. Ejemplo (A+B+)(B-A-)

1. Método cascada.

Se utilizan válvulas 4/2 y tantas como grupos haya menos una.

2. Método paso a paso.

El método paso a paso usa memorias biestables 3/2 y usa tantas memorias como grupos haya.

El número de grupos se establece igual que en el método cascada. Cada memoria manda aire a

su grupo y desconecta al anterior, este método no sirve si solo hay dos grupos,

E2

E3 E1

E1 E2 E3


34

3. Secuenciadores.

Es otro de los métodos posibles para la eliminación de señales permanente mediante uso de

memorias. El secuenciador es un elemento comercial continuo por varios bloques, todos los

bloques son iguales entre sí y cada bloque se corresponde con una fase a realizar, hay tantos

bloques como fases

.

P: Entrada de presión a todos los bloques

R: RESET. Desconecta todos los bloques excepto el último.

An: Salida del bloque, da presión cuando el bloque está activado

Xn: Entrada de señal al bloque (desde un sensor o pulsador…) y

sirve para conectar el bloque siguiente.

Yn: Entrada procedente del bloque anterior para activar el actual.

Zn: Salida del bloque actual para desconectar el anterior.

Yn+1: Salida del bloque actual para conectar el siguiente.

Zn+1: Entrada del bloque siguiente para desconectar el actual.

¿Cómo es un secuenciador?


35

El funcionamiento del secuenciador consiste en que los bloques se van conectando

sucesivamente, de forma que al conectarse uno se desconecta el anterior, esto implica que en

el secuenciador solo habrá un bloque activo en cada mando.

Cuando el bloque 1 recibe señal del bloque anterior por medio de Yn, entonces se activa la An

y manda aire a Zn, para desconectar el bloque anterior. Para pasar al bloque 2 hay que mandar

señal por X1, lo que hace que Yn+1 del bloque 1 mande señal a la Yn del bloque 2, con lo que

se obtiene la salida a A2 y mediante Zn del bloque dos se desconecta el bloque 1.

o Condiciones de cada etapa o Ecuaciones de los movimientos

I = IV · a0 · Pm

II = I · a1

III = II · b1

IV = III · b0

A + = I

A - = IV

B + = II

B - = III


36

Los secuenciadores suelen ir en zócalos comerciales de cuatro bloques, si se necesita usar un

número diferente de bloques, por ejemplo seis, los dos restantes se cortocircuitan.

Existen también zócalos comerciales con los que se pueden hacer saltar de una zona de

secuencia a otras, así se pueden conseguir que haya grupos de bloques funcionando en

paralelo.

Cuando llegamos al zócalo 1 van simultáneamente el grupo de bloques A y B que se realizan

paralelamente y terminan en el zócalo 2. Solo cuando el grupo A y B terminan de realizarse se

pasa al bloque siguiente, Estos zócalos también permiten pasar a dos bloques diferentes, bien

a uno o bien a otro partiendo de un mismo bloque.

Si no pulsa K se pasa del bloque 1 al 2 y no se realiza el bloque A, si se pulsa K se realizan 1

luego A y después 2.

X. – EJERCICIOS

1. Elaborar el esquema neumático de un cilindro de simple efecto activado por un pulsador

2. Elaborar un esquema neumático donde un cilindro de doble efecto que efectúe su carrera de

avance mediante un pulsador y retroceda con otro.

3. Elaborar un esquema neumático donde un cilindro de doble efecto que efectúe su carrera de

avance mediante un pulsador y retroceda con final de carrera.

4. Elabora un circuito neumático automático para un cilindro de doble efecto

5. Un cilindro de doble efecto sale con pulsador, pedal o palanca y retorna o con pulsador o final

de carrera

6. Elabora de dos formas diferentes un circuito neumático con un cilindro de doble efecto cuya

salida conste de un sistema de seguridad en el que debas de mantener las dos manos ocupadas

para efectuar la salida del cilindro.

ó

A1

A0 A1

A0

A1

A1

7. Sale A mediante dos pulsadores simultáneamente y una vez alcanzada la presión sale B

mediante válvulas de secuencia. Los vástagos tienen salida rápida, se guía la velocidad de los

retrocesos de los cilindros y el ciclo se detiene si se deja de pulsar. Secuencia: A+ B+ A- (B-)

8. Se desea realizar un ciclo semiautomático mediante temporizador a la conexión que sale con

pulsador y el cilindro esté fuera durante unos segundos

ó

9. Realiza la secuencia A+ B+ A- B-, A sale con pulsador y B sale 10 segundos después que A esté

fuera y vuelven los dos con final de carrera.

99

10

A1

B1A0 A1

A0B1

99

A1

A1

10. Para el mecanismo de torneado de piezas de aluminio se dispone de un cilindro A de doble

efecto y una unidad de mantenimiento oleo-neumática de avance. La secuencia: A+ B+ A- B-

1º avanza A para aproximar la herramienta a la pieza mediante pedal, mediante válvula de

secuencia se produce la salida de B. Primero en avance rápido hasta su posición próxima a la

pieza y después avance lento de torneado. Cuando acaba el avance de B mediante final de

carrera se produce el retroceso de A y después el retroceso de B mediante célula de umbral de

presión. Las velocidades de A y B están reguladas en el avance

a

P

S

B1

B1

11. Se quiere actualizar una unidad de taladrado. Con mordazas de sujeción se sujeta la pieza con

dos cilindros A se simple efecto accionados manualmente; una vez sujeta la pieza, mediante

válvula de secuencia sale la unidad de avance oleo-neumática B que realiza el taladrado con

velocidad regulable en el retroceso. Esta unidad retrocede de forma automática mediante final

de carrera.

Realizar Grafcet, diagrama espacio-fase, y esquema neumático. Secuencia: A+ B+ B- A-

0 1 2 3 4

A

B

A PM

B0

B 2.2

B1

10

1.1

1.31.2

B0

2.0

3.1

2.3B1

B0 B1

1.0 1.0

2.2

2.4

12. Realizar el GRAFCET, DIAGRAMA DE ESPACIO-FASE Y EL ESQUEMA NEUMATICO de la siguiente

secuencia: A+ B+ B- C+ C- A-

0 1 2 3 4 5 6

A

B

C

A PM

C0

B A1

B1

C B0

C1

1.0 2.0 3.0

1.1 2.1 3.1

1.2 1.3 2.2 2.3C0 A1 B1 B0 C1

B1 C1A0 A1 B0

3.2 3.3

C0

13. Realizar el Grafcet, diagrama espacio fase y señal de mando y realizar el esquema neumático de

la secuencia: A+ A- B+ C+ C- B-

0 1 2 3 4 5 6

A

B

C

A PM

A1

B A0

C0

C B1

C1

1.0 2.0 3.0

1.1

1.2 1.3

2.1

2.2 2.3

3.1

3.2 3.3

C1A1 B1

B0 C0A0

A1 A0 C0 B1 C1

14. Mediante un mecanismo todo neumático que pretende proyectar un torno para tornear y

taladrar la pieza indicada. El amarre de la pieza al plato giratorio del torno se realiza en la

parte1 mediante una pieza neumática de doble efecto A de apertura paralela.

El pequeño chaflán 3 se obtiene mediante un cilindro de doble efecto C y para el torneado de 2

y el taladrad de 4 se emplean unidades de avance oleo-neumáticas.

Secuencia: A+ B+ B- C+ C- D+ D- A+

0 1 2 3 4 5 6 7 8

A

B

C

D

A D0

PM

B A0

B1

C B0

C1

D C0

D1

1.0

1.1

1.21.3

D0

A0

2.0

2.1

2.2 2.3

A0

B1

B0

B1 3.0

3.1

3.2 3.3

B0

C1

C0

C1 4.0

4.1

4.2 4.3

C0

D1

D0

D1

15. A+ B+ C+ A- B- A-

16. Mediante un mecanismo todo neumático se quiere realizar una maquia fresadora para fresar y

taladrar la siguiente figura.

El amarre de la pieza a la mesa de trabajo se realiza mediante dos cilindros de simple efecto a

tracción (A).

Mediante una válvula de secuencia que garantice el apriete se realizan las operaciones de

fresado 1 y 2.

Mediante dos unidades de avance oleo-neumática (B y C) respectivamente.

Los taladro 3 y 4 se realizan mediante dos cilindros neumáticos de doble efecto D y E

Se inicia por pulsador y la secuencia: A- B+ B- C+ (D+) C- (D-) E+ E- A+

0 1 2 3 4 5 6 7 8

A

B

C

D

E

A E0

PM

B 2.2

B1

C B0

C1·D1

D B0

C1·D1

E C0·D0

E1

a

P

Sa

P

S

1.0 3.02.0

2.23.2

1.2 1.3 3.32.3

B0

C1 A0 B0

A0C1

10

E0 B0

B1 D1

C1

D0 D1B0 B1 C0 C1

D0

E1

E0 E1

C0

17. Realiza el esquema neumática de la siguiente secuencia mediante método cascada: A+ B+ A- B-

18. Realiza el esquema neumática de la siguiente secuencia mediante método cascada: A+ A- B+ B-

e1e2

G1

G2

A0 A1

A1

B0 B1

A0

B1 B0

e2

G1

G2

G3

e1e3

A0 A1

A0

B0 B1

A1

B0B1

19. Realiza el esquema neumática de la siguiente secuencia mediante método cascada

+ A- B+ B- C+ C-

20. Realiza el esquema neumática de la siguiente secuencia mediante método cascada y paso a

paso: A+ B+ B- A- C+ C- D+ D-

- Método paso a paso

e2

G1

G2

G3

e1e4

G4

e3

A0 A1

A0

B0 B1

A1

C0C1

B0

C0 C1

B1

e1 e2 e3e4

m

B0 A1 A0 C0

D0 B1 C1 D1

A0 A1 B0 B1 C0 C1 D0 D1

- Método cascada

21. Realiza el esquema neumática de la siguiente secuencia mediante método cascada y paso a

paso: A+ B+(C+) B- D+(A-) D- C-

- Método cascada

e1

e2

e3

e4

B0 A1 A0 C0

D0

B1

C1

D1

A0 A1 B0 B1 C0 C1 D0 D1

e1

e2

e3

G1

G2

G3

A1 D0 B0

C0

B1

D1

A0m

A0 A1 B0 B1 C0 C1 D0 D1

C1

- Método paso a paso

22. A + A - A + A –

1 2 3 4Z5

Y5Y1

Z1R

A

A1

A0 A1

A0

e1 e2 e3

m

G1

G2

G3

C0 B1 D1

A1 D0 B0

A0 A1 B0 B1 C0 C1 D0 D1

C1 A0

23. A + B + (C +) B - (A -) C - (A +) A –

24. A+ A- (B+) C+ (B-) C-


I = IV · c0 · (Pm + e)

II = I · a1

III = II · a0 · b1

IV = III · c0 · b0

A + = I

A - = IV

B + = II

B - = V

C + = III

C - = VI

D + = IV

D - = V

1 2 3 4 5Y1

Y6

X1 X2 X3 X4 X5

A1 A2 A3 A4 A5

A A0 A1 B B0 B1 C C0 C1

A1

B1 C1

B0

A0

C0

1 2 3 4

A A0 A1 B B0 B1 C C0 C1

A1

C0B0

C1A0 B1 e Pm

0

25. A+ B- (C-) B+ A- B- (C+) B+


I = IV · b1 · Pm

II = I · a1

III = II · b0 · c0

IV = III · b1

V = IV · a0

VI = V · b0 · c1

A + = I

A - = IV

B + = III + VI

B - = II + V

C + = V

C - = II

1 2 3 4 5 6

1 2 3 4 5 6

A A0 A1 B B0 B1 C C0 C1

A1 A0C0 B0

Pm

B1

C1

A A0 A1 B B0 B1 C C0 C1

A1 A0C0

B0

Pm

B1 C1

26. A+ B+ C+ A- (D+) B- (D-) C-


I = IV · c0 · (Pm + cont.)

II = I · a1

III = II · b1

IV = III · c0

V = IV · a0 · d1

VI = V · b0 · d0

A + = I

A - = IV

B + = II

B - = V

C + = III

C - = VI

D + = IV

D - = V

1 2 3 4 5 6

A A0 A1 B B0 B1 C C0 C1 D D0 D1

A1

C0B1

B0

A0

C1 D0

D1

cont P

Pm

27. Máquina automática para clavar pernos:

La pieza a la que se tiene que clavar el perno, es sujetada por el cilindro A y el cilindro B posiciona

los pernos que han sido depositados manualmente, en la zona donde el cilindro C los clava

Las posiciones finales de los cilindros de carreras son detectados por finales de carrera, pero en el

caso del cilindro C, si este no puede clavar el perno en el primer empuje, tiene que repetir el

proceso de prensado hasta que el perno quede totalmente clavado, en este momento el cilindro C

retrocede y finaliza el ciclo, o sea que la orden para que el cilindro C retroceda y finalice el ciclo

procede de una válvula 3/2 por umbral de presión (0.1) y el final de carrera C+.

La válvula 0.1 actúa de la siguiente forma: mientras el vástago del cilindro C está saliendo, existe

presión en la cámara del vástago, y en la línea por donde se escapa el aire a la atmosfera. Por tanto,

también existe presión en el piloto 10 de la válvula 0.1, permaneciendo cerrada. En el momento en

que el vástago se detiene porque hace tope en el perno que se está introduciendo, la presión del

piloto 10 de la válvula 0.1 disminuye, de manera que esta válvula se abre, mandando aire a los

siguientes puntos:

- A la entrada de aire Y del selector del circuito 0.2 y por tanto al piloto 12 de la válvula 3.1

- Al piloto 10 de la válvula 0.3, por lo que el aire del piloto 14 de la válvula 3.1 descarga a la

atmosfera, y permite que esta válvula cambie para que el vástago del cilindro C entre.

- A la entrada Y de la válvula de simultaneidad 0.4 pero no sale aire por A porque el final de

carrera C+ no está pisado, por lo que el ciclo no evoluciona.

Cuando el vástago de C pisa el final de carrera C-, este manda aire al piloto 12 de la válvula 0.3 de

forma que llaga al piloto 14 de la válvula 3.1. Esta cambia y el vástago vuelve a salir, empujando de

nuevo el perno. Todo este proceso se repite hasta que el perno no está totalmente entrado,

momento que también es pisado el final de carrera C+, le llega aire a la señal de confirmación del

módulo III, el vástago del cilindro C retrocede y sigue evolucionando el ciclo.

Secuencia: A+B+C+C-B-A-


I = VI·A1·PM A+ = I

II = I · B1 A- = VI

III = II · C1 B+ = II

IV = III · C0 B- = V

V = IV · B0 C+ = III

VI = V · A0 C- = IV

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