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Proyecto de Electroneumática

La electroneumática consiste en activar circuitos neumáticos con impulsos eléctricos a través de la utilización de solenoides que son capaces de activar válvulas para luego, extender o retirar un cilindro hidráulico. 1. Cilindro hidráulico

Los cilindros hidráulicos (también llamados motores hidráulicos lineales) son actuadores mecánicos que son usados para dar una fuerza a través de un recorrido lineal. Operación Los cilindros hidráulicos obtienen la energía de un fluido hidráulico presurizado, que es típicamente algún tipo de aceite. El cilindro hidráulico consiste básicamente en dos piezas: un cilindro barril y un pistón o émbolo móvil conectado a un vástago. El cilindro barril está cerrado por los dos extremos, en uno está el fondo y en el otro, la cabeza por donde se introduce el pistón, que tiene una perforación por donde sale el vástago. El pistón divide el interior del cilindro en dos cámaras: la cámara inferior y la cámara del vástago. La presión hidráulica actúa en el pistón para producir el movimiento lineal. La fuerza máxima es función de la superficie activa del émbolo y de la presión máxima admisible, donde: F=P*A Esta fuerza es constante desde el inicio hasta la finalización de la carrera. La velocidad depende del caudal de fluido y de la superficie del pistón. Según la versión, el cilindro puede realizar fuerzas de tracción y/o compresión. De forma general los cilindros pueden ser clasificados en dos grupos:  

De simple efecto De doble efecto

2. Cilindros de simple y doble efecto Los cilindros de simple efecto son aquellos que solo realizan un trabajo cuando se desplaza su elemento móvil (vástago) en un único sentido; es decir, realizan el trabajo en una sola carrera de ciclo. El retroceso se produce al evacuar el aire a presión de la parte posterior, lo que devuelve al vástago a su posición de partida.

Estos cilindros se utilizan para trabajos de desplazamientos cortos en los que el vástago del cilindro no realice carreras superiores, generalmente, a 100 mm. Para aplicaciones de fijación o de remache de piezas, por ejemplo, se emplean también cilindros de membrana, en los cuales, una membrana de plástico o de metal reemplazan al embolo. Las carreras en este caso son mucho más cortas que las anteriores, aproximadamente 50 y 80 mm. En la siguiente representación apreciamos un cilindro de simple efecto y sus partes.

Los cilindros de doble efecto son capaces de producir trabajo útil en dos sentidos, ya que disponen de una fuerza activa tanto en avance como en retroceso. Se construyen siempre en formas de cilindros de embolo y poseen dos tomas para aire comprimido, cada una de ellas situada en una de las tapas del cilindro. Se emplea, en los casos en los que el émbolo tiene que realizar también una función en su retorno a la posición inicial. La carrera de estos cilindros suele ser más larga (hasta 200 mm) que en los cilindros de simple efecto, hay que tener en cuenta el pandeo o curvamiento que puede sufrir el vástago en su posición externa. Cuando el aire comprimido entra por la toma situada en la parte posterior (1), desplaza el émbolo y hace salir el vástago (avance). Para que el émbolo retorne a su posición inicial (retroceso), se introduce aire por la toma situada en la tapa delantera (2). De esta manera, la presión actúa en la cara del émbolo en la que está sujeto el vástago, lo que hace que la presión de trabajo sea algo menor debido a que la superficie de aplicación es más pequeña. Hay que

tener en cuenta que en este caso el volumen de aire es menor, puesto que el vástago también ocupa volumen.

A continuación apreciamos una imagen de un cilindro de doble efecto y sus diferentes partes.

En la siguiente imagen se aprecia una comparativa entre ambos cilindros.

3. Elementos electroneumáticos El conjunto de elementos que debemos de introducir para lograr el accionamiento de los actuadores neumáticos son básicamente:    

Elementos de retención Interruptores mecánicos de final de carrera Relevadores Válvulas

3.1. Elementos de retención Son empleados, generalmente, para generar la señal de inicio del sistema, o en su defecto, para realizar paros, ya sea de emergencia o sólo momentáneos. El dispositivo más común es el pulsador.

3.2. Interruptores mecánicos de final de carrera Estos interruptores son empleados, generalmente, para detectar la presencia o ausencia de algún elemento, por medio del contacto mecánico entre el interruptor y el elemento a ser detectado.

3.3. Relevadores Son dispositivos eléctricos que ofrecen la posibilidad de manejar señales de control del tipo on/off. Constan de una bobina y de una serie de contactos que se encuentran normalmente abiertos o cerrados. El principio del funcionamiento es el de hacer pasar corriente por una bobina generando un campo magnético que atrae a un inducido, y éste a su vez, hace conmutar los contactos de salida. Son ampliamente utilizados para regular secuencias lógicas en donde intervienen cargas de alta impedancia y para energizar sistemas de alta potencia. 3.4. Válvulas El dispositivo medular en un circuito electroneumático, es la válvula electroneumática. Esta válvula realiza la conversión de energía eléctrica, proveniente de los relevadores a energía neumática, transmitida a los actuadores o a alguna otra válvula neumática. Esencialmente, consisten de una válvula neumática a la cual se le adhiere una bobina sobre la cual se hace pasar una corriente para generar un campo magnético que, finalmente, generará la conmutación en la corredera interna de la válvula, generando así el cambio de estado de trabajo de la misma, modificando las líneas de servicio.

4. Funcionamiento El cilindro A se extiende hasta llegar a la altura del bloque. Una vez que el gripper (cilindro B) está en posición sostiene el bloque. Luego el cilindro A se retira y vuelve a suposición normal. Después el cilindro C (cilindro sin vástago) se traslada una distancia de 1 metro; una vez posicionado el cilindro C el cilindro A vuelve a extenderse y el gripper (cilindro B) se abre soltando así el bloque de 5 kilogramos. Después de esto, el cilindro E (que está en una posición horizontal de 180º) se extiende hasta empujar al bloque con una fuerza de 80 Newtons, de esta forma el bloque se desliza hasta estar debajo del cilindro F una distancia de 400 mm. Finalmente, el cilindro F se extiende y estampa el bloque teniendo como soporte al cilindro E extendido; luego el cilindro F y el cilindro E se retiran terminando un ciclo completo.

Designation

23

Quantity v alue 100 80 Position mm

60 40 20 100 80

Position mm

60 40 20 200

Position mm

150 100 50 100 80

Position mm

60 40 20 100 80

Position mm

60 40 20

24

25

26

27

28

29

30

31

32

5. Aplicaciones La electroneumática tiene varias aplicaciones en la industria y en diferentes campos como por ejemplo: La construcción, en las máquinas de construcción se utilizan cilindros hidráulicos pero para activarlos el usuario utiliza un pulsador, es decir, que los cilindros actúan por accionamiento de solenoides lo que explica un funcionamiento electroneumático. Industria, en la industria utilizan los cilindros hidráulicos en numerosas aplicaciones como lo es por ejemplo en una estampadora los productos pasan por varios procesos para al final ser estampados por un cilindro hidráulico que cumplen un circuito automático que se repite varias veces hasta ser detenidos por un usuario, este funcionamiento es electroneumático ya que utilizan sensores finales de carrera que envían un pulso cuando un bloque está pasando por el cilindro que lo va a estampar, además se utilizan pulsadores y las válvulas actúan con solenoides. En las fajas transportadoras, se utilizan cilindros hidráulicos para un proceso de descartes de productos en mal estado. Lo que hace el cilindro es desviar el producto hacia un desvío mientras que los productos buenos son empaquetados. Este proceso es automático ya que utilizan un sensor que ha sido programado para que cuando detecte un producto en mal estado el cilindro se active y haga el desvío. Este proceso también es electroneumático. 6. Conclusiones  Hay diferentes formas de hacer un circuito electroneumático que al ser modificados en una pequeña parte el circuito puede realizar otras tareas aparte del objetivo principal.  Hay variedades de elementos electroneumáticos que se utilizan para desarrollar diferentes tareas en un circuito neumático.  Los parámetros de un cilindro van a depender de la fuerza de impacto que van a ejercer y de la carrera que van a recorrer, así como otros factores como la fuerza de fricción; si es que el cilindro está en una posición donde tendrá fricción debe considerase esta fuerza en el momento de elegir que cilindro se va usar.  Se debe considerar la masa que va a trasladar un cilindro, ya que, esta masa ejerce una fuerza que contrarresta el movimiento del cilindro. Así como la masa, también hay que tener en cuenta las dimensiones del bloque que va a trasladar el cilindro, ya que, estos también tienen sus propias dimensiones y tienen que ser las adecuadas para poder trasladar el bloque correctamente, de otra manera, el cilindro no será capaz de hacerlo y el bloque terminaría cayéndose.

Cálculo para cilindro A

Cálculo para cilindro A en Festo

Lista de piezas

Cilindro DSN 25-500-P

GRLA-1/8-QS-8-D

Tubo flexible de material sintético PUN-8X1,25-BL

QS-1/8-8

Electroválvula VUVG-B14-B52-ZT-F-1P3

Silenciadores U-1/8

CILINDRO B ´´Gripper neumático´´





Principales Caraceristicas Se distinguen por la alta calidad del producto, precisión y múltiples posibilidades de consulta. Las series óptimamente escalonadas cubren con sus tamaños constructivos la gama completa de medidas de piezas. Soluciones económicas y cortos plazos de entrega Neumáticos, eléctricos o hidráulicos Ventajas Competitivas: Mas de 1200 Tipos de Grippers, Para Piezas con Pesos desde Gramos hasta 80 Kg..

Cálculos para CILINDRO C sin vastago

Calculo para cilindro c ingeniera festo

Actuador lineal

DGC-25-1000-G-PPV-A

GRLA-1/8-QS-8-D (válvulas de estrangulación)

QS-1/8-8 Racor rápido roscado

Tubo flexible de material sintético

PUN-10X1,5-BL

Electroválvula VUVG-B14-B52-ZT-F-1P3

Silenciadores U-1/8

CLILINDRO E

Cilindros normalizados

DSNUPPV-A

25-500-

Válvula de estrangulación y antirretorno GRLA-1/8-QS-8-D

Tubo flexible de material sintético

PUN-8X1,25-BL

Racor rápido roscado

QS-1/8-8 (Rosca exterior con hexágono exterior.)

Electroválvula

VUVG-B14-B52-ZT-F-1P3

CILINDRO F

Cilindros normalizados

DSNU-25-400-PPV-A

Válvula de estrangulación y antirretorno

GRLA-1/8-QS-8-D

Tubo flexible de material sintético

PUN-8X1,25-BL

Racor rápido roscado

QS-1/8-8 (Rosca exterior con hexágono exterior.)

Electroválvula

VUVG-B14-B52-ZT-F-1P3