1 RESOLUÇÃO DE CIRCUITOS PNEUMÁTICOS PELO MÉTODO SEQUENCIAL

1.1 MÉTODOS DE RESOLUÇÃO

A resolução pode ser feita empiricamente (métodos intuitivos) e analiticamente (métodos analíticos), sendo normalmente feita de uma forma mista analítica e gráfica, uma vez que os

métodos empíricos têm poucas potencialidades quando os circuitos são mais complicados.

1.2 RESOLUÇÃO MISTA

O primeiro passo da resolução, consiste em definir a sequência de movimentos dos

recetores (cilindros) que a máquina possui.

O segundo passo consiste em representar num diagrama espaço-tempo, os

movimentos dos diferentes cilindros.

O terceiro passo consiste em representar num diagrama de estados, os estados em que os cilindros se encontram no fim de cada fase, utilizando o símbolo 0 para a situação em que o

cilindro se encontra todo recuado e o símbolo 1 para a situação em que o cilindro se encontra todo avançado.

O quarto passo consiste em representar num diagrama de atuação, o tempo durante o

qual se encontram atuados os sensores ou fins de curso.

O quinto passo consiste em representar num diagrama de impulsos, o tempo máximo

de duração que podem ter os impulsos de avanço e de recuo que são transmitidos às válvulas distribuidoras que comandam os cilindros.

Os impulsos transmitidos às válvulas distribuidoras são designados pelo símbolo que corresponde ao movimento pretendido. Assim, o impulso A+ deverá posicionar a válvula

distribuidora do cilindro A, para que este realize o movimento de avanço.

Uma regra importante é que quando surgir o impulso A– (que posiciona a válvula para se efetuar o recuo), deve deixar de existir o impulso A+ e vice versa.

O quinto passo é retirar dos diagramas atrás referidos, as equações de funcionamento do circuito.

As equações de funcionamento são igualdades que têm no primeiro membro o impulso a

fornecer às válvulas distribuidoras e no segundo membro o fim de curso (ou uma combinação de fins de curso e sensores) que origina esse impulso.

Com as equações de funcionamento, faz-se a representação simbólica do circuito, utilizando os símbolos normalizados de todos os componentes. O desenho do circuito é feito

considerando-o em repouso, isto é, considerando os componente nas posições correspondentes

ao início do ciclo.

1.3 CONSTRUÇÃO DE DIAGRAMAS

1.3.1 SEQUÊNCIAS SEM INCOMPATIBILIDADES

Consideremos o caso de uma máquina que executa uma operação de montagem de

acessórios em peças, utilizando dois cilindros, A e B. Pretende-se que o cilindro A avance para

colocar uma peça em posição, em seguida avance o cilindro B e coloque um acessório, em

seguida recue o cilindro A e retire a peça e por fim recue o cilindro B.

A sequência de funcionamento da máquina será A+/B+/A-/B-. Os diagramas de espaço tempo, estados, atuação e impulsos encontram-se indicados na figura 6. As equações de

funcionamento do circuito pneumático encontram-se também na mesma figura e com elas pode ser realizada a montagem como se indica na figura 7.

Quando o funcionamento de uma máquina, determina que os cilindros avancem todos por

uma certa ordem e depois recuem todos pela mesma ordem, não há incompatibilidades. É o caso da sequência A+/B+/C+/A-/B-/C-, cujos diagramas e equações de funcionamento estão

indicados na figura 10 e cujo esquema de ligações se encontra na figura 12.

1.3.2 SEQUÊNCIAS COM INCOMPATIBILIDADES

Normalmente, as incompatibilidades que impedem o funcionamento dos circuitos, resultam

do facto de os sinais dos sensores que originam os impulsos de comando das válvulas distribuidoras, serem mais longos no tempo que os impulsos (comandos das válvulas) a que

dão origem.

Isto não pode acontecer, pois um comando para recuo só pode existir, se entretanto o

comando para avanço desaparecer e vice versa.

Depois de desenhados os diagramas de funcionamento de um circuito, deve verificar-se sempre se os sinais dos sensores que originam os impulsos são mais longos no tempo que os

impulsos respetivos, pois se isso acontecer, há incompatibilidades.

As incompatibilidades nos circuitos onde há sensores que são atuados instantaneamente,

podem ainda ser detetadas no diagrama de estados, pois surgem finais de fase repetidos.

No caso de haver sensores instantâneos, a resolução de incompatibilidades é conseguida

utilizando memórias. Nos outros casos, associando sinais de mais que um dos sensores.

1.3.2.1 SENSORES ACTUADOS INSTANTANEAMENTE

Consideremos que no caso da máquina referida anteriormente, não era possível efectuar o

recuo do cilindro A após o avanço do cilindro B e que este tinha que recuar antes do recuo do

cilindro A.

A sequência de funcionamento da máquina seria A+/B+/B-/A-, a que correspondem os

diagramas que estão representados na figura 8. Verifica-se, como já foi dito, que esta sequência possui uma incompatibilidade, que resulta do facto de haver dois finais de fase, em

que o diagrama de estados é igual (final de fase I igual a final de fase III).

Para resolver uma incompatibilidade, quando há sensores actuados instantaneamente, tem que ser introduzida uma memória no circuito, que torne diferentes esses finais de fase. Quando

surgem três finais de fase repetidos, há duas incompatibilidades e serão necessárias duas memórias, etc.

Num circuito de comando pneumático, a memória é normalmente uma válvula distribuidora biestável 5/2 de comando por ar, a funcionar como um recetor. O comando da

válvula de memória é feito com os sinais instantâneos dos sensores e as suas saídas são

utilizadas como sinais adicionais para o comando das válvulas dos cilindros.

Os diagramas e as equações para um correto funcionamento desta sequência, mostram

que a mudança de posição da memória é instantânea e efetuada pelo sinal dos sensores que ligam instantaneamente.

1.3.2.2 SENSORES NÃO ACTUADOS INSTANTANEAMENTE

Consideremos o caso de uma máquina automática que monta um acessório num conjunto,

utilizando três cilindros, que realizam as seguintes operações:

Um cilindro A que avança, posiciona o conjunto e se mantém avançado para que seja

montado o acessório. Um cilindro B que avança, coloca o acessório e recua depois do avanço

de um cilindro C. O cilindro C que avança enquanto é colocado o acessório, fixa o conjunto e recua depois do recuo de A, retirando o conjunto.

A sequência de funcionamento é A+/B+/C+/B-/A-/C-. Observando os diagramas e as equações de funcionamento, verifica-se que os sinais de alguns dos sensores são mais longos

que os impulsos a que dão origem. O circuito não pode funcionar, sem que tenham que ser associados aos primeiros sensores, outros sensores que terminem quando devem terminar os

impulsos ou antes.

1.4 VÁLVULAS DISTRIBUIDORAS COM RETORNO POR MOLA

Quando se utilizam combinações de sinais, para o impulso de avanço de um cilindro, pode

acontecer que a combinação desses sinais dure o mesmo tempo que dura o impulso de avanço.

Se isso acontecer, a válvula distribuidora que comanda o cilindro pode ser monoestável, efetuando-se o regresso da válvula à posição inicial por efeito da mola e o consequente recuo

do cilindro. Poupa-se material, o circuito fica mais simples e a solução é mais económica.

O que acabamos de dizer é também válido para um impulso de recuo, como é evidente.