Neumática Nivel básico Manual de trabajo TP 101 Con CD-ROM -MM1 -BG1 -PG1 -PG2 -RZ1 1 1 2 -QM1 2 4 2 14 -KH1 1 1 12 5 2 1 3 1 3 -SJ1 2 -RZ2 -BG1 2 1 3 1 -SJ2 2 3 2 1 3 Festo Didactic 542503 es N.º de art.: 542503 Versión: 04/2016 Autores: Wolfgang Haring, Michel Metzger, Ralph-Christoph Weber Redacción: Frank Ebel Gráficos: Doris Schwarzenberger Maquetación: 06/2016, Frank Ebel © Festo Didactic SE, Rechbergstraße 3, D-73770 Denkendorf, Alemania, 2016 Reservados todos los derechos. +49 711 3467-0 www.festo-didactic.com +49 711 34754-88500 [email protected] El comprador adquiere un derecho de utilización limitado sencillo, no excluyente, sin limitación en el tiempo, aunque limitado geográficamente a la utilización en su lugar / su sede. • El comprador tiene el derecho de utilizar el contenido de la obra con fines de capacitación de los empleados de su empresa, así como el derecho de copiar partes del contenido con el propósito de crear material didáctico propio a utilizar durante los cursos de capacitación de sus empleados localmente en su propia empresa, aunque siempre indicando la fuente. En el caso de escuelas / universidades y centros de formación profesional, el derecho de utilización aquí definido también se aplica a los alumnos, participantes en cursos y estudiantes de la institución receptora. • En todos los casos se excluye el derecho de publicación, así como la inclusión y utilización en Intranet e Internet o en plataformas LMS y bases de datos (por ejemplo, Moodle), que permitirían el acceso a una cantidad no definida de usuarios que no pertenecen a las instalaciones del comprador. • La difusión, multiplicación, copiado, elaboración, traducción, microfilmación, transmisión, memorización y procesamiento mediante sistemas electrónicos, ya sea parcial o totalmente, requieren de la aprobación previa explícita de Festo Didactic. Nota Se sobreentiende que los términos incluidos en este manual de trabajo como, por ejemplo, instructores, alumnos y otros, no son excluyentes y siempre se refieren también a instructoras, alumnas, etc. El uso de una sola forma de género no supone ninguna discriminación específica, sino que sirve para mejorar la lectura y la compresión de los textos. Contenido Uso previsto _______________________________________________________________________________ V Prólogo __________________________________________________________________________________ VI Introducción ______________________________________________________________________________ IX Instrucciones de seguridad y utilización________________________________________________________ X Equipo didáctico neumática (TP 100) ________________________________________________________ XIII Objetivos didácticos del nivel básico (TP 101) __________________________________________________ XIV Atribución de los ejercicios en función de objetivos didácticos _____________________________________ XV Equipo didáctico del nivel básico (TP 101) _____________________________________________________ XVII Atribución de componentes y tareas __________________________________________________________ XX Informaciones para el instructor _____________________________________________________________ XXI Estructura de los ejercicios _________________________________________________________________ XXII Identificación de referencia de los aparatos __________________________________________________ XXIII Contenido del CD-ROM ____________________________________________________________________ XXIII Ejercicios y soluciones Ejercicio 1: Prensa de quesos _________________________________________________________________ 3 Ejercicio 2: Frenado de la inercia de un eje motriz _______________________________________________ 11 Ejercicio 3: Fijación de tablas en una sierra ____________________________________________________ 17 Ejercicio 4: Carga de paquetes _______________________________________________________________ 23 Ejercicio 5: Detención de botellas de leche _____________________________________________________ 33 Ejercicio 6: Cerrar y abrir una tubería __________________________________________________________ 39 Ejercicio 7: Aperura lenta y cierre rápido _______________________________________________________ 47 Ejercicio 8: Accionamiento de un sistema de bloqueo ____________________________________________ 53 Ejercicio 9: Ampliación del sistema de mando para la prensa de quesos ____________________________ 61 Ejercicio 10: Sujeción de una pieza ___________________________________________________________ 69 Ejercicio 11: Depositar piezas en canastas metálicas ____________________________________________ 77 Ejercicio 12: Accionamiento de una puerta corrediza ____________________________________________ 83 Ejercicio 13: Alimentación de tablas de madera _________________________________________________ 91 Ejercicio 14: Prensado de latas de bebidas _____________________________________________________ 97 Ejercicio 15: Estampado de cuerpos de válvulas _______________________________________________ 105 Ejercicio 16: Montaje de abrazaderas de bloqueo ______________________________________________ 113 Ejercicio 17: Etiquetado de cubos de pintura __________________________________________________ 121 Ejercicio 18: Limpieza de piezas _____________________________________________________________ 129 Ejercicio 19: Prensado de placas de características _____________________________________________ 137 © Festo Didactic 542503 III Contenido Ejercicios y hojas de trabajo Ejercicio 1: Prensa de quesos _________________________________________________________________ 3 Ejercicio 2: Frenado de la inercia de un eje motriz _______________________________________________ 11 Ejercicio 3: Fijación de tablas en una sierra ____________________________________________________ 17 Ejercicio 4: Carga de paquetes _______________________________________________________________ 23 Ejercicio 5: Detención de botellas de leche _____________________________________________________ 33 Ejercicio 6: Cerrar y abrir una tubería __________________________________________________________ 39 Ejercicio 7: Aperura lenta y cierre rápido _______________________________________________________ 47 Ejercicio 8: Accionamiento de un sistema de bloqueo ____________________________________________ 53 Ejercicio 9: Ampliación del sistema de mando para la prensa de quesos ____________________________ 61 Ejercicio 10: Sujeción de una pieza ___________________________________________________________ 69 Ejercicio 11: Depositar piezas en canastas metálicas ____________________________________________ 77 Ejercicio 12: Accionamiento de una puerta corrediza ____________________________________________ 83 Ejercicio 13: Alimentación de tablas de madera _________________________________________________ 91 Ejercicio 14: Prensado de latas de bebidas _____________________________________________________ 97 Ejercicio 15: Estampado de cuerpos de válvulas _______________________________________________ 105 Ejercicio 16: Montaje de abrazaderas de bloqueo ______________________________________________ 113 Ejercicio 17: Etiquetado de cubos de pintura __________________________________________________ 121 Ejercicio 18: Limpieza de piezas _____________________________________________________________ 129 Ejercicio 19: Prensado de placas de características _____________________________________________ 137 IV © Festo Didactic 542503 Uso previsto El equipo didáctico “Neumática, nivel básico” deberá utilizarse únicamente cumpliendo las siguientes condiciones: • Únicamente para su uso previsto en cursos de formación y perfeccionamiento profesional • Utilización en perfecto estado técnico Los componentes del conjunto didáctico cuentan con la tecnología más avanzada actualmente disponible y cumplen las normas de seguridad. A pesar de ello, si se utiliza indebidamente, es posible que surjan peligros que pueden afectar al usuario o a terceros o, también, provocar daños en el sistema. El sistema de aprendizaje de Festo Didactic ha sido concebido exclusivamente para la formación y el perfeccionamiento profesional en materia de sistemas y técnicas de automatización industrial. La empresa u organismo encargados de impartir las clases y/o los instructores deben velar por que los estudiantes/aprendices respeten las indicaciones de seguridad que se describen en el presente manual. Festo Didactic excluye cualquier responsabilidad por lesiones sufridas por el instructor, por la empresa u organismo que ofrece los cursos y/o por terceros, si la utilización del presente equipo didáctico se realiza con propósitos que no son de instrucción, a menos que Festo Didactic haya ocasionado dichos daños premeditadamente o con extrema negligencia. © Festo Didactic 542503 V Prólogo El sistema de aprendizaje en materia de sistemas y técnica de automatización industrial de Festo se rige por diversos planes de estudios y exigencias que plantean las profesiones correspondientes. En consecuencia, el sistema de aprendizaje está estructurado de la siguiente manera: • Equipos didácticos de orientación tecnológica • Mecatrónica y automatización de procesos de fabricación • Automatización de procesos continuos y técnica de regulación • Robótica móvil • Instalaciones de formación híbrida El sistema para enseñanza de la técnica de automatización se actualiza y amplía regularmente, a la par que avanzan los métodos utilizados en el sector didáctico y se introducen nuevas tecnologías en el sector industrial. Los sistemas para la enseñanza y los equipos didácticos abordan diversos temas tecnológicos: neumática, electroneumática, neumática de regulación, hidráulica, electrohidráulica, hidráulica proporcional, hidráulica de regulación, hidráulica móvil, controles lógicos programables, sensores, electrotécnica, electrónica y actuadores eléctricos. La estructura modular del sistema de aprendizaje permite realizar aplicaciones que superan los límites impuestos por los diferentes equipos didácticos considerados de forma individual. Por ejemplo, es posible trabajar con controles lógicos programables para actuadores neumáticos, hidráulicos y eléctricos. VI © Festo Didactic 542503 Todos los equipos didácticos incluyen lo siguiente: • Hardware • Medios • Seminarios Hardware El hardware incluye componentes y equipos industriales que han sido adaptados para fines didácticos. La selección de componentes de los equipos didácticos y su ejecución se adaptan especialmente a los proyectos de los medios adjuntos. Medios Los medios relacionados con cada tema se dividen en material didáctico —también llamado teachware— y en software. El material didáctico orientado hacia la práctica incluye lo siguiente: • Libros técnicos y manuales de estudio (publicaciones estándar para la adquisición de conocimientos de carácter fundamental) • Manuales de trabajo (ejercicios prácticos con informaciones complementarias y soluciones modelo) • Diccionarios, manuales, libros técnicos (profundizan en los temas técnicos) • Juegos de transparencias y vídeos (para crear clases ilustrativas y activas) • Posters (para la representación resumida de los temas técnicos) El software incluye programas para las siguientes aplicaciones: • Programas didácticos digitales (medios y contenidos didácticos preparados) • Software de simulación • Software de visualización • Software para la captación de datos de medición • Software para planificación de proyectos y construcción • Software de programación para controles lógicos programables Los medios de estudio y enseñanza se ofrecen en varios idiomas. Fueron concebidos para la utilización en clase, aunque también son apropiados para el estudio autodidacta. Tipos de licencias para los manuales de trabajo Los manuales de trabajo pueden disponerse con los siguientes tipos de licencias: • Licencias Home Use Para el usuario privado. Usted pide el manual de trabajo online y lo recibe en formato PDF. Todas las páginas del manual están provistas de una marca de agua. Usted puede guardar el documento PDF en su ordenador, puede imprimirlo y editarlo. El CD-ROM multimedia no está incluido en el suministro. • Licencia Campus Es el estándar para el uso comercial. Usted pide la versión impresa del manual y el CD-ROM multimedia en el idioma de su elección. Usted puede guardar en su ordenador los archivos que contiene el CD-ROM multimedia, puede imprimirlos y procesarlos. © Festo Didactic 542503 VII • Licencia Enterprise Para grandes empresas e instituciones de formación con varios emplazamientos. Usted puede pedir – la versión impresa del manual en el idioma de su elección con CD-ROM en varios idiomas o – un CD-ROM multimedia con contenidos en varios idiomas. Usted puede guardar en su ordenador los archivos que contiene el CD-ROM multimedia, puede imprimirlos y editarlos. Nota Los derechos de uso completos se rigen por las regulaciones en el aviso legal del manual de trabajo adquirido del curso. ¿Tiene algún consejo o propuesta que proponer para la mejora del manual de trabajo? En caso afirmativo, le rogamos nos los envíe al correo electrónico [email protected]. Los autores y Festo Didactic están interesados en conocer su opinión. Seminarios Los contenidos que se abordan mediante los equipos didácticos se completan mediante una amplia oferta de seminarios para la formación y el perfeccionamiento profesional. VIII © Festo Didactic 542503 Introducción El presente manual de trabajo forma parte del sistema de aprendizaje en automatización y tecnología de Festo Didactic. El sistema constituye una sólida base para la formación y el perfeccionamiento profesional de carácter práctico. El equipo didáctico TP 100 solamente incluye sistemas de mando puramente neumáticos. El nivel básico TP 101 es apropiado para adquirir conocimientos básicos en las tecnologías de control de sistemas neumáticos. Se adquieren conocimientos físicos básicos de neumática y, además, sobre el funcionamiento y la utilización de componentes neumáticos. Con el equipo didáctico pueden configurarse sistemas de mando neumáticos sencillos. El nivel avanzado TP 102 es apropiado para profundizar conocimientos en la tecnología de control de sistemas neumáticos. Con los componentes pueden configurarse sistemas combinados, con conexiones para compartir las señales de entrada y de salida. También es posible configurar sistemas de control con módulos para cadenas secuenciales. Para el montaje de los sistemas de control deben cumplirse las siguientes condiciones técnicas: • Un puesto de trabajo Learnline o Learntop-S con un panel de prácticas perfilado de Festo Didactic. El panel de prácticas perfilado tiene 14 ranuras en T paralelas a una distancia de 50 milímetros. • Un compresor móvil con silenciador (230 V, máximo 800 kPa = 8 bar) para la alimentación de aire comprimido. La presión de funcionamiento deberá ser, como máximo, de p = 600 kPa = 6 bar. Para un funcionamiento óptimo, la presión de funcionamiento del sistema de mando deberá ser de máximo p = 500 kPa = 5 bar con aire sin lubricar. Con el equipo didáctico del nivel básico TP 101, se construyen los sistemas de mando completos de los 19 ejercicios. Los fundamentos teóricos necesarios para una buena comprensión de los ejercicios del presente manual de trabajo están disponibles en el manual de estudio • Fundamentos de la neumática y de la electroneumática para su consulta. Además, se ofrecen hojas de datos correspondientes a todos los componentes (cilindros, válvulas, aparatos de medición, etc.). © Festo Didactic 542503 IX Instrucciones de seguridad y utilización Generalidades • Los estudiantes únicamente podrán trabajar con los circuitos en presencia de un instructor. • Utilice aparatos eléctricos (por ejemplo, unidades de alimentación eléctrica, compresores, grupos hidráulicos) únicamente en aulas equipadas con un interruptor diferencial adecuado. • Lea detenidamente las hojas de datos correspondientes a cada uno de los componentes y, • Los fallos que pudiesen afectar a la seguridad no deberían producirse. • Utilice los equipos de protección apropiados (gafas de seguridad, calzado de seguridad) al trabajar con especialmente, respete las respectivas indicaciones de seguridad. los circuitos. Parte mecánica • ¡Desconectar la alimentación de energía! – Antes de trabajar con el circuito, desconecte primero la energía de trabajo y la energía de control. – Manipule la configuración solamente cuando esta esté parada. – Considere los posibles tiempos de retardo a la desconexión de los accionamientos. • Monte todos los componentes fijamente sobre el panel de prácticas perfilado. • Asegúrese que los detectores de finales de carrera no puedan accionarse frontalmente. • ¡Peligro de accidente durante la localización de averías! Para accionar los finales de carrera, utilice una herramienta como, por ejemplo, un destornillador. • Efectúe el montaje de todos los componentes de tal manera que pueda acceder fácilmente a los interruptores y a las conexiones. • Respete las indicaciones sobre el posicionamiento de los componentes. Parte eléctrica • ¡Desconectar la tensión! – Antes de trabajar en el circuito, desconecte la alimentación de tensión. – Considere que es posible que se haya acumulado energía eléctrica en determinados componentes. En las hojas de datos y en las instrucciones de utilización de los componentes se incluye información al respecto. X • Emplee solamente muy bajas tensiones de protección PELV, máximo 24 V DC. • Establecer o separar conexiones eléctricas – Establezca las conexiones eléctricas únicamente sin tensión. – Separe las conexiones eléctricas únicamente tras haber desconectado la tensión. © Festo Didactic 542503 • Para realizar las conexiones eléctricas, emplee solamente cables de conexión con conectores de seguridad. • Tienda los cables de conexión de tal manera que no se doblen ni sufran cortes. • No tienda los cables sobre superficies calientes. – Las superficies calientes están identificadas con el correspondiente símbolo de advertencia. • Los cables no deben estar sometidos a fuerzas de tracción duraderas. • Al desconectar los cables de conexión, tire únicamente de los conectores de seguridad, nunca de los cables. Parte neumática • ¡Desconectar la presión! – Antes de trabajar en el circuito, desconecte la alimentación de aire comprimido. – Compruebe con los manómetros la ausencia de presión en todo el circuito. – Considere que es posible que se haya acumulado energía en los acumuladores de aire comprimido. En las hojas de datos y en las instrucciones de utilización de los componentes se incluye información al respecto. • No deberá superarse la presión máxima admisible de 600 kPa (6 bar). • Conectar el aire comprimido únicamente después de haber montado y fijado correctamente todos los tubos flexibles. • No desacoplar tubos flexibles mientras el sistema esté bajo presión. • ¡Peligro de accidente al conectar el aire comprimido! Los cilindros pueden avanzar o retroceder de modo incontrolado. • ¡Peligro de accidentes ocasionados por el avance de los cilindros! – Los cilindros neumáticos siempre deberán montarse de tal manera que esté libre todo el espacio que ocupa el vástago a lo largo de toda la carrera. – • Asegúrese de que el vástago no pueda chocar contra componentes rígidos del equipo. ¡Peligro de accidente por tubos flexibles que puedan soltarse! – Si es posible, utilice tubos lo más cortos posibles. – Si se suelta de repente un tubo flexible, desconecte de inmediato la alimentación de aire comprimido. • Montaje del circuito neumático Establezca las conexiones utilizando tubos flexibles de 4 o 6 milímetros de diámetro exterior. Introduzca los tubos flexibles hasta el tope en el racor rápido. • Antes de desmontar los tubos flexibles, deberá desconectarse la alimentación de aire comprimido. • Desmontaje de la parte neumática Presione el anillo de desbloqueo de color azul y retire el tubo flexible. © Festo Didactic 542503 XI • Ruido ocasionado por fuga de aire comprimido – El ruido ocasionado por fugas de aire comprimido puede ser dañino para el oído humano. Reduzca el nivel de ruidos utilizando silenciadores, o bien tapones para los oídos si no fuese posible evitar los ruidos. – Todas las conexiones de escape de aire deberán estar provistas de silenciadores. No retire los silenciadores. Técnicas de fijación Las fijaciones de las placas portadoras de los aparatos varían de acuerdo a las variantes A, B, C o D: • Variante A: fijación por enclavado Aparatos ligeros, no sometidos a carga (por ejemplo, válvulas distribuidoras). Los componentes se montan insertándolos simplemente en las ranuras del panel de prácticas perfilado. Para desmontar los componentes debe accionarse la palanca azul. • Variante B: sistema de fijación por giro Componentes sometidos a cargas medias (por ejemplo, actuadores). Estos componentes se sujetan al panel de prácticas perfilado mediante tornillos con cabeza de martillo. Para sujetar o soltar los componentes se utilizan las tuercas moleteadas de color azul. • Variante C: sistema de fijación con tornillos Para componentes que soportan cargas elevadas o componentes que no se retiran con frecuencia del panel de prácticas perfilado (por ejemplo, válvula de cierre con unidad de filtro y regulador). Estos aparatos se fijan mediante tornillos de cabeza cilíndrica y tuercas en T. • Variante D: sistema enchufable Para aparatos ligeros no sometidos a carga provistos de pernos enchufables (por ejemplo, sistemas de aviso). Estos componentes se montan mediante adaptadores enchufables. Accesorios necesarios Para evaluar el funcionamiento de los sistemas de control, se necesita un cronómetro. El cronómetro es necesario para lo siguiente: • Ajustar las válvulas de estrangulación y antirretorno de tal manera que los tiempos de avance y retroceso de los cilindros alcancen los valores previamente definidos. • XII Temporizadores neumáticos ajustados. © Festo Didactic 542503 Equipo didáctico neumática (TP 100) El equipo didáctico TP 100 incluye una gran cantidad de material didáctico y, también, seminarios. Su objeto es, exclusivamente, los sistemas de mando neumáticos. Los elementos individuales del equipo didáctico TP 100 también pueden formar parte del contenido de otros equipos didácticos. Componentes principales del TP 100 • Puesto de trabajo fijo con panel de prácticas perfilado de Festo Didactic • Conjuntos de componentes o componentes individuales (por ejemplo, cilindros, válvulas de vías, contador con preselección, elementos lógicos, sensores de proximidad neumáticos) • Medios didácticos opcionales (por ejemplo, indicadores ópticos, válvula de 5/3 vías, cargas que aplican fuerzas de tracción/compresión) • Instalaciones de laboratorio completas Medios El material didáctico del equipo didáctico TP 100 incluye un manual de estudio y manuales de trabajo. El manual de estudio proporciona los fundamentos físicos y técnicos de la neumática y electroneumática. El manual de trabajo incluye hojas para cada uno de los ejercicios, sus soluciones y un CD-ROM. Junto con el manual se entrega un juego de hojas de ejercicio y de hojas de trabajo correspondientes a cada ejercicio. El conjunto de componentes se entrega con hojas de datos correspondientes a los componentes del hardware. Medios Manual de estudio Fundamentos de la neumática y de la electroneumática Manuales de trabajo Neumática, nivel básico (TP 101) Neumática, nivel avanzado (TP 102) Material didáctico opcional Manos básicos neumáticos – conocimientos prácticos Software de simulación FluidSIM® neumática Curso en la web Neumática Juego de modelos seccionados con maletín Los programas de software correspondientes al equipo didáctico TP 100 son FluidSIM® P y el programa didáctico digital interactivo. FluidSIM® P es la parte del programa que el instructor debe utilizar para preparar las clases. Con este programa es posible configurar sistemas de mando neumáticos y realizar las simulaciones correspondientes. El programa de formación digital Neumática permite adquirir los conocimientos básicos sobre los sistemas de mando neumáticos. Los estudiantes conocerán los fundamentos de la neumática, así como los componentes neumáticos de las instalaciones a través de los ejemplos de aplicaciones industriales reales. Los materiales didácticos disponibles pueden consultarse en nuestros catálogos y en Internet. El sistema de aprendizaje para la tecnología de la automatización industrial se actualiza y amplía constantemente. Los juegos de transparencias, las películas, los CD-ROM y DVD y los manuales se ofrecen en diversos idiomas. © Festo Didactic 542503 XIII Objetivos didácticos del nivel básico (TP 101) Componentes • El estudiante conocerá la construcción y el funcionamiento de un cilindro de simple efecto. • El estudiante conocerá la construcción y el funcionamiento de un cilindro de doble efecto. • El estudiante conocerá la construcción y el funcionamiento de una válvula de 3/2 vías. • El estudiante conocerá la construcción y el funcionamiento de una válvula de 5/2 vías. • El estudiante conocerá el funcionamiento de una válvula de 5/2 vías de accionamiento neumático. • El estudiante conocerá la construcción y el funcionamiento de los sensores de proximidad magnéticos. • El estudiante conocerá la construcción y el funcionamiento de una válvula de secuencia. • El estudiante conocerá la construcción y el funcionamiento de un regulador de presión. • El estudiante conocerá la construcción y el funcionamiento de un temporizador neumático. Circuitos • El estudiante podrá reconocer y esquematizar los tipos de accionamiento de válvulas de vías. • El estudiante podrá explicar y configurar sistemas de accionamiento directo. • El estudiante podrá analizar y evaluar los circuitos. • El estudiante podrá explicar y configurar un accionamiento indirecto. • El estudiante conocerá la diferencia entre un elemento señalizador y un elemento de mando. • El estudiante podrá diferenciar los tipos de estrangulación y emplearlos de acuerdo a los requisitos. • El estudiante conocerá un tipo de memorización de señales en sistemas de mando neumáticos. • El estudiante podrá explicar y realizar funciones lógicas Y/O/NO. • El estudiante podrá explicar y configurar circuitos de autorretención. • El estudiante conocerá la posibilidad de la detección de la posición final de los cilindros. • El estudiante podrá combinar diferentes enlaces lógicos. • El estudiante podrá diferenciar entre tipos de válvulas de 5/2 vías, así como seleccionarlas y utilizarlas según requisitos de la aplicación. • El estudiante podrá seguir desarrollando los circuitos existentes. • El estudiante podrá construir sistemas de mando dependientes de la presión. • El estudiante podrá analizar y optimizar, según los requisitos de la aplicación, los circuitos existentes. • El estudiante podrá construir circuitos con movimientos oscilantes. • El estudiante podrá utilizar temporizadores neumáticos en función de las limitaciones impuestas a la aplicación. • El estudiante podrá construir sistemas de mando en función del tiempo. • El estudiante podrá crear el GRAFCET para un proceso. • El estudiante podrá analizar y construir circuitos con dos cilindros. Mediciones, ajustes y cálculos XIV • El estudiante podrá medir la presión en sistemas de mando neumáticos. • El estudiante podrá ajustar las velocidades de avance y retroceso de cilindros. © Festo Didactic 542503 Atribución de los ejercicios en función de objetivos didácticos Ejercicio 1 2 3 El estudiante conocerá la construcción y el funcionamiento de un cilindro de simple efecto. • • • El estudiante conocerá la construcción y el funcionamiento de una válvula de 3/2 vías. • • • • • • • • • 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 Objetivos didácticos El estudiante podrá reconocer y esquematizar los tipos de accionamiento de válvulas de vías. El estudiante podrá explicar y configurar sistemas de accionamiento directo. El estudiante podrá analizar y evaluar los circuitos. • • • El estudiante conocerá la construcción y el funcionamiento de un cilindro de doble efecto. El estudiante conocerá la construcción y el funcionamiento de una válvula de 5/2 vías. El estudiante podrá explicar y configurar un accionamiento indirecto. • • • • • El estudiante conocerá la diferencia entre un elemento señalizador y un elemento de mando. • El estudiante podrá medir la presión en sistemas de mando neumáticos. • El estudiante podrá diferenciar los tipos de estrangulación y emplearlos de acuerdo a los requisitos. • • El estudiante podrá ajustar las velocidades de avance y retroceso de cilindros. El estudiante conocerá un tipo de memorización de señales en sistemas de mando neumáticos. © Festo Didactic 542503 • • • XV Ejercicio 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 • • • • • • • 14 15 16 17 • • • 18 19 Objetivos didácticos El estudiante podrá explicar y realizar funciones lógicas Y/O/NO. El estudiante podrá explicar y • configurar circuitos de autorretención. El estudiante conocerá la • posibilidad de la detección de la posición final de los cilindros. El estudiante podrá combinar diferentes enlaces lógicos. El estudiante conocerá la construcción y el funcionamiento de los sensores de proximidad magnéticos. • El estudiante podrá diferenciar entre tipos de válvulas de 5/2 vías, así como seleccionarlas y utilizarlas según requisitos de la aplicación. • El estudiante podrá seguir desarrollando los circuitos existentes. • • El estudiante conocerá la construcción y el funcionamiento de una válvula de secuencia. • El estudiante podrá construir sistemas de mando dependientes de la presión. • El estudiante conocerá la construcción y el funcionamiento de un regulador de presión. • El estudiante conocerá la construcción y el funcionamiento de un temporizador neumático. • El estudiante podrá crear el GRAFCET para un proceso. • El estudiante podrá construir circuitos con movimientos oscilantes. • El estudiante podrá utilizar temporizadores neumáticos en función de las limitaciones impuestas a la aplicación. • El estudiante podrá analizar y construir circuitos con dos cilindros. XVI • © Festo Didactic 542503 Equipo didáctico del nivel básico (TP 101) Los componentes de este equipo didáctico están destinados a la formación básica en la tecnología de control neumático. Contiene todos los componentes necesarios para alcanzar los objetivos didácticos definidos, y puede ampliarse indistintamente mediante componentes de otros equipos didácticos. Para que los sistemas de mando funcionen, se necesita adicionalmente el panel de prácticas perfilado y una fuente de aire comprimido. Equipo didáctico del nivel básico (TP 101), N.º de artículo 540710 Cantidad Denominación N.º de art. 2 Válvula de 3/2 vías con pulsador, normalmente cerrada 152860 1 Válvula de 3/2 vías con pulsador, normalmente abierta 152861 1 Válvula de 3/2 vías con selector, normalmente cerrada 152863 2 Válvula de leva con rodillo 3/2 vías, normalmente cerrada 152866 1 Válvula monoestable de 3/2 vías 576302 1 Válvula de 5/2 vías con selector 152862 1 Válvula de 5/2 vías, actuada neumáticamente por un lado 576307 3 Válvula de impulsos de 5/2 vías, actuada neumáticamente por ambos lados 576303 1 Cilindro de simple efecto 152887 1 Cilindro de doble efecto 152888 2 Sensor de proximidad, neumático con fijación del cilindro 2764815 2 Válvula de estrangulación y antirretorno 193967 1 Válvula de escape rápido 539772 2 Manómetro 152865 1 Regulador de presión con manómetro 539756 1 Válvula de secuencia 152884 1 Selector de circuito (función O) 539771 2 Válvula de simultaneidad (función Y) 539770 1 Temporizador neumático, normalmente cerrado 540694 1 Válvula de cierre con unidad de filtro y regulador 540691 1 Bloque distribuidor 152896 10 Casquillo enchufable 153251 10 Racor rápido en T 153128 2 Tubo flexible de plástico 4 x 0,75, color plateado, 10 m 151496 © Festo Didactic 542503 XVII Símbolos del equipo didáctico Componente Símbolo Componente Válvula de 3/2 vías con pulsador, normalmente cerrada Cilindro de simple efecto Válvula de 3/2 vías con pulsador, normalmente abierta Cilindro de doble efecto Válvula de 3/2 vías con Sensor de proximidad selector neumático Válvula de leva con rodillo Válvula de estrangulación y 3/2 vías, normalmente cerrada antirretorno Válvula monoestable de 3/2 vías Válvula de escape rápido Válvula de 5/2 vías con Aparato de medición de selector presión (manómetro) Selector de circuito Regulador de presión con Símbolo manómetro Válvula de simultaneidad XVIII Temporizador neumático, normalmente cerrado © Festo Didactic 542503 Componente Símbolo Válvula de 5/2 vías, actuada neumáticamente por un lado Válvula de impulsos de 5/2 vías, actuada neumáticamente por ambos lados Válvula de secuencia Válvula de cierre con unidad de filtro y regulador Bloque distribuidor © Festo Didactic 542503 XIX Atribución de componentes y tareas Ejercicio 1 2 3 1 1 1 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 Componente Cilindro de simple efecto Cilindro de doble efecto 1 1 1 Válvula de estrangulación y 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1 2 2 2 2 2 2 2 1 2 2 1 1 1 1 2 2 1 1 1 1 antirretorno Válvula de escape rápido 1 Aparato de medición de presión (manómetro) Válvula de 3/2 vías con pulsador, 2 1 1 1 2 2 2 2 1 1 2 1 2 2 1 1 normalmente cerrada Válvula de 3/2 vías con pulsador, 1 1 normalmente abierta Válvula de 3/2 vías con selector, 1 1 1 normalmente cerrada Válvula de leva con rodillo 1 1 de 3/2 vías, normalmente cerrada Sensor de proximidad neumático 2 Válvula neumática de 3/2 vías 2 2 1 1 2 2 1 Válvula biestable neumática de 3/2 vías Válvula de 5/2 vías con selector 1 Válvula neumática de 5/2 vías 1 1 1 1 Válvula biestable neumática 1 1 1 1 1 1 1 1 de 5/2 vías Selector de circuito 1 Válvula de simultaneidad 1 1 1 2 1 2 1 1 1 2 Válvula de secuencia 1 1 1 Regulador de presión, con 1 2 1 1 2 1 1 manómetro Temporizador neumático, 1 1 normalmente cerrado XX Bloque distribuidor 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Válvula de cierre con unidad de filtro y regulador 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 © Festo Didactic 542503 Informaciones para el instructor Objetivos didácticos El objetivo didáctico general del manual de ejercicios es el de enseñar la configuración sistemática de esquemas de circuito y el montaje del sistema de mando en el panel de prácticas perfilado La interacción directa entre la teoría y la práctica asegura un rápido y sostenible progreso de los estudios. Los objetivos didácticos detallados se indican en la tabla. Los objetivos didácticos concretos e individuales están asignados a cada ejercicio específico. Duración aproximada El tiempo necesario para desarrollar los ejercicios depende de los conocimientos previos de los alumnos. Con una formación previa como mecánico o electricista: aprox. 2 semanas. Con una formación previa como técnico o ingeniero: aprox. 1 semana. Componentes del equipo didáctico El manual de estudio, el de trabajo y el equipo didáctico se corresponden entre sí. Para resolver los 19 ejercicios, únicamente se necesitan los componentes del equipo didáctico TP 101. Todos los ejercicios pueden solucionarse montando los componentes en una placa perfilada de mínimo 700 mm de ancho. Las normas En el presente manual de trabajo se aplican las siguientes normas: ISO 1219-1: Transmisiones hidráulicas y neumáticas. Símbolos gráficos y diagramas de circuitos. EN 81346-2: Sistemas industriales, instalaciones y equipos y productos industriales. Parte 1: símbolos gráficos Principios de estructuración y designación de referencia. Parte 2: Clasificación de objetos y códigos para las clases Identificación de las soluciones Los textos con las soluciones y las informaciones complementarias en las representaciones gráficas aparecen en color rojo. Identificaciones utilizadas en la colección de ejercicios Las partes que deben completarse en los textos aparecen marcadas con líneas o con celdas sombreadas en las tablas. Las gráficas que deben completarse están identificadas mediante una cuadrícula. Información para la clase Aquí encontrará información adicional sobre cada uno de los componentes y sobre los sistemas de mando instalados. Esta información no aparece en las hojas de trabajo. © Festo Didactic 542503 XXI Soluciones Las soluciones que se ofrecen en el presente manual de trabajo se obtuvieron llevando a cabo mediciones de prueba. Por lo tanto, los resultados que obtenga pueden ser diferentes a los datos aquí indicados. Especialidades de estudio A continuación, se ofrece una clasificación de las especialidades de estudio de la escuela profesional sobre la materia “Técnica de fluidos” para ciertas capacitaciones seleccionadas. Profesión Tema Electrónico especializado en técnicas de automatización Analizar y adaptar sistemas de mando Efectuar el montaje de equipos y comprobar su seguridad Mecánico industrial Instalación y puesta en funcionamiento de sistemas de control Mecatrónico Analizar flujos de energía y transmisión de datos en módulos eléctricos, neumáticos e hidráulicos Realización de subsistemas mecatrónicos Estructura de los ejercicios La estructura metódica es la misma para todos los 19 ejercicios. Los ejercicios están estructurados de la siguiente manera: • Título • Objetivos didácticos • Descripción de la tarea a resolver • Plano de situación • Limitaciones • Tareas a resolver • Medios auxiliares • Hojas de trabajo El manual de trabajo contiene las soluciones de las 19 tareas incluidas en el manual de ejercicios. XXII © Festo Didactic 542503 Identificación de referencia de los aparatos La identificación de referencia en los esquemas del circuito se efectúa de acuerdo a la norma EN 81346-2:2010-05 Sistemas industriales, instalaciones y equipos y productos industriales. Principios de estructuración y designación de referencia. Parte 2: Clasificación de objetos y códigos para las clases. Se tienen en cuenta los aspectos de los aparatos relacionados con el producto, por lo que todas las identificaciones de referencia comienzan con una raya. Los códigos se conceden en función del aparato. Si varios aparatos en un mismo circuito poseen el mismo código, estos se numeran correlativamente. Cilindros: -MM1, -MM2, ... Válvulas: -QM1, -QM2, -KH1, -KH2, -RM1, -RZ1, … Sensores: -BG1, -BG2, -BF1, -BP1, ... Entrada de señales: -SF1, -SF2, -SJ1, -SJ2, ... Accesorios: -AZ1, -AZ2, -XM1, -XM2, -PG1, … Contenido del CD-ROM Con las licencias Campus y Enterprise se suministra un CD-ROM multimedia junto con el manual de trabajo. En este CD-ROM está incluido todo el manual de trabajo en PDF. El CD-ROM ofrece también otro material didáctico complementario. Estructura del contenido del CD-ROM: • Instrucciones de utilización • Imágenes • Esquemas de distribución FluidSIM® • Presentaciones • Vídeos Instrucciones de utilización Se dispone de las instrucciones de utilización de los diversos aparatos incluidos en el equipo didáctico. Estas instrucciones son útiles al efectuar el montaje y poner en funcionamiento los componentes respectivos. Imágenes Se dispone de fotos y gráficos de los componentes y aplicaciones industriales listos para ser utilizados. Con ellos se puede ilustrar cualquier tarea a resolver. Además, pueden utilizarse para ampliar y completar la presentación de proyectos. Esquemas de distribución FluidSIM® En esta carpeta se incluyen los esquemas de circuito FluidSIM® correspondientes a todos los ejercicios del equipo didáctico. © Festo Didactic 542503 XXIII Presentaciones En esta carpeta se incluyen las presentaciones resumidas de los aparatos incluidos en el equipo didáctico. Pueden utilizarse, por ejemplo, para incluirlas en las presentaciones sobre proyectos. Vídeos El material del equipo didáctico se completa con vídeos de aplicaciones industriales. Las breves secuencias muestran la utilización de los componentes en aplicaciones industriales reales. XXIV © Festo Didactic 542503 Contenido Ejercicios y soluciones Ejercicio 1: Prensa de quesos _________________________________________________________________ 3 Ejercicio 2: Frenado de la inercia de un eje motriz _______________________________________________ 11 Ejercicio 3: Fijación de tablas en una sierra ____________________________________________________ 17 Ejercicio 4: Carga de paquetes _______________________________________________________________ 23 Ejercicio 5: Detención de botellas de leche _____________________________________________________ 33 Ejercicio 6: Cerrar y abrir una tubería __________________________________________________________ 39 Ejercicio 7: Aperura lenta y cierre rápido _______________________________________________________ 47 Ejercicio 8: Accionamiento de un sistema de bloqueo ____________________________________________ 53 Ejercicio 9: Ampliación del sistema de mando para la prensa de quesos ____________________________ 61 Ejercicio 10: Sujeción de una pieza ___________________________________________________________ 69 Ejercicio 11: Depositar piezas en canastas metálicas _____________________________________________ 77 Ejercicio 12: Accionamiento de una puerta corrediza ____________________________________________ 83 Ejercicio 13: Alimentación de tablas de madera _________________________________________________ 91 Ejercicio 14: Prensado de latas de bebidas _____________________________________________________ 97 Ejercicio 15: Estampado de cuerpos de válvulas _______________________________________________ 105 Ejercicio 16: Montaje de abrazaderas de bloqueo ______________________________________________ 113 Ejercicio 17: Etiquetado de cubos de pintura __________________________________________________ 121 Ejercicio 18: Limpieza de piezas _____________________________________________________________ 129 Ejercicio 19: Prensado de placas de características _____________________________________________ 137 © Festo Didactic 542503 1 Contenido 2 © Festo Didactic 542503 Ejercicio 1: Prensa de quesos Objetivos didácticos Una vez realizado este ejercicio, el estudiante: • Conocerá la construcción y el funcionamiento de un cilindro de simple efecto. • Podrá calcular la fuerza del émbolo de un cilindro de simple efecto. • Conocerá la construcción y el funcionamiento de una válvula de 3/2 vías, normalmente cerrada. • Podrá reconocer y esquematizar los tipos de accionamiento de válvulas de vías. • Será capaz de explicar y construir un accionamiento directo. Descripción de la tarea a resolver En la fabricación de queso, se utilizan cilindros neumáticos para introducir a presión la masa en los moldes. Configure un sistema de mando con el que poder ejecutar esta tarea. Plano de situación Fabricación de queso – dispositivo de prensado © Festo Didactic 542503 3 Ejercicio 1: Prensa de quesos Descripción del proceso 1. La masa del queso se coloca a mano en el molde. 2. Presionando un pulsador, avanza el vástago del cilindro que presiona la tapa sobre el molde. 3. El pulsador deberá mantenerse presionado hasta que concluya la operación. 4. Si se suelta el pulsador, el vástago retrocede y deja libre el molde que contiene el queso. 5. Ahora, es posible retirar el queso. Limitaciones • Utilice un cilindro de simple efecto. • Configure el sistema de mando neumático del cilindro, utilizando una válvula de accionamiento manual. Tareas a resolver 1. Describa la construcción y el funcionamiento de un cilindro de simple efecto. 2. Calcule la fuerza del émbolo de un cilindro de simple efecto. 3. Describa el funcionamiento de una válvula de 3/2 vías, normalmente cerrada. 4. Complete el esquema del circuito neumático utilizado en la prensa de quesos. 5. Confeccione una lista de componentes. 6. Realice el montaje del sistema de mando. 7. Compruebe la construcción del sistema de mando. 8. Describa el funcionamiento del sistema de mando. Medios auxiliares • Tablas de datos • Manual de estudio Fundamentos de neumática y electroneumática • Fichas técnicas de los componentes • Software de construcción y simulación FluidSIM® P • Curso online sobre neumática Instrucciones de seguridad • Para realizar este ejercicio, limite la presión en la unidad de filtro y regulador (unidad de mantenimiento combinada) a 350 kPa máx. (3,5 bar). • Si se suelta de repente un tubo flexible: Desconecte de inmediato la alimentación de aire comprimido. 4 © Festo Didactic 542503 Ejercicio 1: Prensa de quesos 1. Construcción y funcionamiento de un cilindro de simple efecto Cilindro de simple efecto: símbolo del circuito y dibujo en sección a) Compare el símbolo con la representación esquemática del cilindro de simple efecto. Compruebe si concuerdan ambas representaciones. El contenido de ambas representaciones concuerda. Se representa un cilindro de simple efecto. En la posición normal, el vástago se encuentra introducido debido a la fuerza del muelle recuperador. En el vástago se encuentra montado un imán permanente para la detección de las posiciones. b) En la fig. anterior, atribuya a cada componente el número que corresponda. Componente Denominación 4 Camisa del cilindro 1 Culata trasera 8 Culata delantera 6 Vástago 10 Émbolo 3 Anillo magnético 11 Junta del émbolo 9 Muelle recuperador 2 Conexión de aire comprimido 7 Casquillo guía 5 Orificio de escape © Festo Didactic 542503 5 Ejercicio 1: Prensa de quesos c) Describa la construcción y el funcionamiento de un cilindro de simple efecto El aire comprimido entra en la cámara del lado del émbolo. En esta cámara aumenta la presión, aplicándose una fuerza en la superficie del émbolo. Si esta fuerza supera la fuerza de la fricción estática, el émbolo avanza. Solamente cuando el émbolo ha avanzado completamente, la presión aumenta hasta llegar a la presión de funcionamiento. Si disminuye la presión, el émbolo vuelve a su posición inicial empujado por el muelle recuperador. La fuerza del muelle no es lo suficiente grande como para mover cargas pesadas sujetas al vástago. Por ello, los cilindros de simple efecto solamente pueden ejecutar un trabajo en un solo sentido. 2. Cálculo de la fuerza del émbolo de un cilindro de simple efecto Información La fuerza teórica del émbolo se calcula utilizando la siguiente fórmula: Fth = A ( p) Fth fuerza teórica del émbolo (N) A Superficie útil del émbolo (m2) ( p Presión de trabajo (Pa) D D2 ⋅ π ) 4 Diámetro de cilindro (m) En la práctica, la fuerza importante es la fuerza efectiva del émbolo Feff Al efectuar el cálculo, debe tenerse en cuenta la resistencia ocasionada por la fricción. Suponiendo condiciones de funcionamiento normales (presión entre 400 y 800 kPa [entre 4 y 8 bar]), las fuerzas de rozamiento (FR) se pueden absorber con aprox. el 10 % de la fuerza del émbolo teórica. Para calcular la fuerza efectiva de un cilindro de simple efecto, se aplica lo siguiente: Feff = A ⋅ p – (FR + FF) Feff fuerza efectiva del émbolo(N) FR fuerza de rozamiento (aprox. 10 % de Fth ) (N) FF Fuerza del muelle recuperador (N) 6 © Festo Didactic 542503 Ejercicio 1: Prensa de quesos – Calcule la fuerza real del émbolo en la carrera de avance, suponiendo una presión de trabajo de 600 kPa (6 bar). Cálculo de la superficie y de la fuerza del Cálculo de la superficie y de la fuerza del émbolo émbolo (Diámetro del cilindro en m, (Diámetro del cilindro en cm, presión de trabajo en Pa) presión de trabajo en bar) A= ( 0,022 ⋅ 3,14 ) = 0,000314 m2 4 A= ( 22 ⋅ 3,14 ) = 3,14 cm2 4 Feff = 0,9 ⋅ A ⋅ p – FF Feff = 0,9 ⋅ A ⋅ p – FF Feff = 0,9 ⋅ 0,000314 m2 ⋅ 600.000 Pa – 13,6 N Feff = 0,9 ⋅ 3,14 cm2 ⋅ 60 Feff = 169,56 N – 13,6 N = 155,96 N N – 13,6 N cm2 Feff = 169,56 N – 13,6 N = 155,96 N Nota Consulte los datos necesarios en la hoja de datos del cilindro. Nota para la clase En este cilindro, el diámetro del émbolo es de 20 mm y la fuerza de recuperación del muelle es de 13,6 N. 3. Funcionamiento de una válvula de 3/2 vías, normalmente cerrada a) Complete el símbolo de una válvula de 3/2 vías normalmente cerrada, de accionamiento manual y con reposición por muelle. Válvula de 3/2 vías normalmente cerrada, de accionamiento manual y con reposición por muelle – símbolo y dibujo en sección © Festo Didactic 542503 7 Ejercicio 1: Prensa de quesos b) Describa el funcionamiento de la válvula de 3/2 vías. Una válvula de 3/2 vías tiene 3 conexiones y 2 posiciones. El símbolo la muestra en posición de reposo. La indicación de “normalmente cerrada”, significa que el aire comprimido no puede fluir a través de la válvula en estado de reposo. Si se acciona el pulsador, la válvula de 3/2 vías abre el flujo de aire. Se aplica aire a la cámara del lado del émbolo del cilindro conectado y el vástago avanza. 4. Completar el esquema del circuito neumático – Complete el esquema del circuito neumático utilizado en la prensa de quesos. Complete los símbolos del circuito que estén incompletos. Identifique cada componente e incluya las designaciones de las tomas que falten. 8 © Festo Didactic 542503 Ejercicio 1: Prensa de quesos 5. Confección de la lista de componentes – Confeccione una lista de componentes. Incluya en la tabla de abajo la cantidad, la identificación y la denominación de los componentes necesarios. Cantidad Identificación Denominación 1 -MM1 Cilindro de simple efecto 1 -SJ1 Válvula de 3/2 vías con pulsador, normalmente cerrada 1 -XM1 Bloque distribuidor 1 -AZ1 Válvula de cierre con unidad de filtro y regulador 1 — Fuente de aire comprimido 6. Montaje del sistema de mando Cuando efectúe el montaje del sistema de mando, observe los siguientes puntos: • Utilice el esquema del circuito. • Designe los componentes. • Tienda los tubos flexibles de aire comprimido con las longitudes lo más cortas posibles. • Introduzca los tubos flexibles de aire comprimido hasta el tope en el racor rápido. • Marque en el esquema del circuito los tubos flexibles del aire comprimido. 7. Comprobación la configuración del sistema de control En la puesta en funcionamiento del sistema de mando, observe los siguientes puntos: • Compruebe todas las uniones de los racores de empalme. • Para la primera prueba, reduzca la presión en la unidad de filtro y regulador a 350 kPa (3,5 bar). • Conecte la alimentación de aire comprimido en la unidad de mantenimiento combinada. • Compruebe el funcionamiento del sistema de mando. • Aumente la presión hasta el valor prefijado en el ejercicio. • Permita que el sistema de mando efectúe varias veces un ciclo completo. © Festo Didactic 542503 9 Ejercicio 1: Prensa de quesos ¡Peligro de accidente al conectar el aire comprimido! Los cilindros pueden avanzar o retroceder de modo incontrolado. ¡Peligro de accidente al soltarse los tubos flexibles de aire comprimido! Si se suelta de repente un tubo flexible, desconecte de inmediato la alimentación de aire comprimido. 8. Descripción de las secuencias del sistema de mando – Describa detalladamente cada uno de los pasos de la secuencia del mando. Posición inicial En la posición inicial, la válvula de 3/2 vías -SJ1 está bloqueada. El vástago del cilindro -MM1 está retraído. Paso 1-2 Presionando el pulsador de la válvula de 3/2 vías -SJ1, fluye aire comprimido hacia la cámara del lado del émbolo del cilindro -MM1, y el vástago avanza. Paso 2-3 Al soltar el pulsador, se descarga el aire de la válvula de 3/2 vías -SJ1 y el vástago del cilindro -MM1 retrocede a su posición inicial empujado por la fuerza del muelle recuperador. 10 © Festo Didactic 542503 Contenido Ejercicios y hojas de trabajo Ejercicio 1: Prensa de quesos _________________________________________________________________ 3 Ejercicio 2: Frenado de la inercia de un eje motriz _______________________________________________ 11 Ejercicio 3: Fijación de tablas en una sierra ____________________________________________________ 17 Ejercicio 4: Carga de paquetes _______________________________________________________________ 23 Ejercicio 5: Detención de botellas de leche _____________________________________________________ 33 Ejercicio 6: Cerrar y abrir una tubería __________________________________________________________ 39 Ejercicio 7: Aperura lenta y cierre rápido _______________________________________________________ 47 Ejercicio 8: Accionamiento de un sistema de bloqueo ____________________________________________ 53 Ejercicio 9: Ampliación del sistema de mando para la prensa de quesos ____________________________ 61 Ejercicio 10: Sujeción de una pieza ___________________________________________________________ 69 Ejercicio 11: Depositar piezas en canastas metálicas ____________________________________________ 77 Ejercicio 12: Accionamiento de una puerta corrediza ____________________________________________ 83 Ejercicio 13: Alimentación de tablas de madera _________________________________________________ 91 Ejercicio 14: Prensado de latas de bebidas _____________________________________________________ 97 Ejercicio 15: Estampado de cuerpos de válvulas _______________________________________________ 105 Ejercicio 16: Montaje de abrazaderas de bloqueo ______________________________________________ 113 Ejercicio 17: Etiquetado de cubos de pintura __________________________________________________ 121 Ejercicio 18: Limpieza de piezas _____________________________________________________________ 129 Ejercicio 19: Prensado de placas de características _____________________________________________ 137 © Festo Didactic 542503 1 Contenido 2 © Festo Didactic 542503 Ejercicio 1: Prensa de quesos Objetivos didácticos Una vez realizado este ejercicio, el estudiante: • Conocerá la construcción y el funcionamiento de un cilindro de simple efecto. • Podrá calcular la fuerza del émbolo de un cilindro de simple efecto. • Conocerá la construcción y el funcionamiento de una válvula de 3/2 vías, normalmente cerrada. • Podrá reconocer y esquematizar los tipos de accionamiento de válvulas de vías. • Será capaz de explicar y construir un accionamiento directo. Descripción de la tarea a resolver En la fabricación de queso, se utilizan cilindros neumáticos para introducir a presión la masa en los moldes. Configure un sistema de mando con el que poder ejecutar esta tarea. Plano de situación Fabricación de queso – dispositivo de prensado © Festo Didactic 542503 3 Ejercicio 1: Prensa de quesos Descripción del proceso 1. La masa del queso se coloca a mano en el molde. 2. Presionando un pulsador, avanza el vástago del cilindro que presiona la tapa sobre el molde. 3. El pulsador deberá mantenerse presionado hasta que concluya la operación. 4. Si se suelta el pulsador, el vástago retrocede y deja libre el molde que contiene el queso. 5. Ahora, es posible retirar el queso. Limitaciones • Utilice un cilindro de simple efecto. • Configure el sistema de mando neumático del cilindro, utilizando una válvula de accionamiento manual. Tareas a resolver 1. Describa la construcción y el funcionamiento de un cilindro de simple efecto. 2. Calcule la fuerza del émbolo de un cilindro de simple efecto. 3. Describa el funcionamiento de una válvula de 3/2 vías, normalmente cerrada. 4. Complete el esquema del circuito neumático utilizado en la prensa de quesos. 5. Confeccione una lista de componentes. 6. Realice el montaje del sistema de mando. 7. Compruebe la construcción del sistema de mando. 8. Describa el funcionamiento del sistema de mando. Medios auxiliares • Tablas de datos • Manual de estudio Fundamentos de neumática y electroneumática • Fichas técnicas de los componentes • Software de construcción y simulación FluidSIM® P • Curso online sobre neumática Instrucciones de seguridad • Para realizar este ejercicio, limite la presión en la unidad de filtro y regulador (unidad de mantenimiento combinada) a 350 kPa máx. (3,5 bar). • Si se suelta de repente un tubo flexible: Desconecte de inmediato la alimentación de aire comprimido. 4 Nombre: __________________________________ Fecha: ____________ © Festo Didactic 542503 Ejercicio 1: Prensa de quesos 1. Construcción y funcionamiento de un cilindro de simple efecto Cilindro de simple efecto: símbolo del circuito y dibujo en sección a) Compare el símbolo con la representación esquemática del cilindro de simple efecto. Compruebe si concuerdan ambas representaciones. _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ b) En la fig. anterior, atribuya a cada componente el número que corresponda. Componente Denominación Camisa del cilindro Culata trasera Culata delantera Vástago Émbolo Anillo magnético Junta del émbolo Muelle recuperador Conexión de aire comprimido Casquillo guía Orificio de escape © Festo Didactic 542503 Nombre: __________________________________ Fecha: ____________ 5 Ejercicio 1: Prensa de quesos c) Describa la construcción y el funcionamiento de un cilindro de simple efecto _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ 2. Cálculo de la fuerza del émbolo de un cilindro de simple efecto Información La fuerza teórica del émbolo se calcula utilizando la siguiente fórmula: Fth = A ( p) Fth fuerza teórica del émbolo (N) A Superficie útil del émbolo (m2) ( p Presión de trabajo (Pa) D D2 ⋅ π ) 4 Diámetro de cilindro (m) En la práctica, la fuerza importante es la fuerza efectiva del émbolo Feff Al efectuar el cálculo, debe tenerse en cuenta la resistencia ocasionada por la fricción. Suponiendo condiciones de funcionamiento normales (presión entre 400 y 800 kPa [entre 4 y 8 bar]), las fuerzas de rozamiento (FR) se pueden absorber con aprox. el 10 % de la fuerza del émbolo teórica. Para calcular la fuerza efectiva de un cilindro de simple efecto, se aplica lo siguiente: Feff = A ⋅ p – (FR + FF) Feff fuerza efectiva del émbolo(N) FR fuerza de rozamiento (aprox. 10 % de Fth ) (N) FF Fuerza del muelle recuperador (N) 6 Nombre: __________________________________ Fecha: ____________ © Festo Didactic 542503 Ejercicio 1: Prensa de quesos – Calcule la fuerza real del émbolo en la carrera de avance, suponiendo una presión de trabajo de 600 kPa (6 bar). Cálculo de la superficie y de la fuerza del émbolo Nota Consulte los datos necesarios en la hoja de datos del cilindro. 3. Funcionamiento de una válvula de 3/2 vías, normalmente cerrada a) Complete el símbolo de una válvula de 3/2 vías normalmente cerrada, de accionamiento manual y con reposición por muelle. Válvula de 3/2 vías normalmente cerrada, de accionamiento manual y con reposición por muelle – símbolo y dibujo en sección © Festo Didactic 542503 Nombre: __________________________________ Fecha: ____________ 7 Ejercicio 1: Prensa de quesos b) Describa el funcionamiento de la válvula de 3/2 vías. _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ 4. Completar el esquema del circuito neumático – Complete el esquema del circuito neumático utilizado en la prensa de quesos. Complete los símbolos del circuito que estén incompletos. Identifique cada componente e incluya las designaciones de las tomas que falten. 8 Nombre: __________________________________ Fecha: ____________ © Festo Didactic 542503 Ejercicio 1: Prensa de quesos 5. Confección de la lista de componentes – Confeccione una lista de componentes. Incluya en la tabla de abajo la cantidad, la identificación y la denominación de los componentes necesarios. Cantidad Identificación Denominación 1 Bloque distribuidor 1 Válvula de cierre con unidad de filtro y regulador 1 — Fuente de aire comprimido 6. Montaje del sistema de mando Cuando efectúe el montaje del sistema de mando, observe los siguientes puntos: • Utilice el esquema del circuito. • Designe los componentes. • Tienda los tubos flexibles de aire comprimido con las longitudes lo más cortas posibles. • Introduzca los tubos flexibles de aire comprimido hasta el tope en el racor rápido. • Marque en el esquema del circuito los tubos flexibles del aire comprimido. 7. Comprobación la configuración del sistema de control En la puesta en funcionamiento del sistema de mando, observe los siguientes puntos: • Compruebe todas las uniones de los racores de empalme. • Para la primera prueba, reduzca la presión en la unidad de filtro y regulador a 350 kPa (3,5 bar). • Conecte la alimentación de aire comprimido en la unidad de mantenimiento combinada. • Compruebe el funcionamiento del sistema de mando. • Aumente la presión hasta el valor prefijado en el ejercicio. • Permita que el sistema de mando efectúe varias veces un ciclo completo. © Festo Didactic 542503 Nombre: __________________________________ Fecha: ____________ 9 Ejercicio 1: Prensa de quesos ¡Peligro de accidente al conectar el aire comprimido! Los cilindros pueden avanzar o retroceder de modo incontrolado. ¡Peligro de accidente al soltarse los tubos flexibles de aire comprimido! Si se suelta de repente un tubo flexible, desconecte de inmediato la alimentación de aire comprimido. 8. Descripción de las secuencias del sistema de mando – Describa detalladamente cada uno de los pasos de la secuencia del mando. Posición inicial _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Paso 1-2 _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Paso 2-3 _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ 10 Nombre: __________________________________ Fecha: ____________ © Festo Didactic 542503
