reporte proyecto final circuitos hidraulicos y neumaticos
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INSTITUTO TECNOLOGICO DE DURANGO
PROYECTO FINAL
SIERRA AUTOMATICA
INGENIERIA MECATRONICA
SEXTO SEMESTRE
CIRCUITOS HIDRAULICOS Y
NEUMATICOS
UNIDAD IV
Elaborado por:
CAMPA GARCIA EDGAR 09041035
CHAVEZ BERMUDEZ IRVING ALEJANDRO 09041041
MORALES GARCIA ISRAEL 09041072
Profesor:
ING. GARCIA CANO OBED ANTONIO
Victoria de Durango Dgo. A 14 de junio del 2012
Tabla de contenido
INTRODUCCION. ............................................................................................................................. 3
NOMBRE DEL CIRCUITO. ........................................................................................................... 11
FUNCIONAMIENTO DEL CIRCUITO. ........................................................................................ 12
IMÁGENES DE LA SIMULACION. .............................................................................................. 14
COTIZACION DE LOS ELEMENTOS. ........................................... ¡Error! Marcador no definido.
CONCLUSIONES ........................................................................................................................... 22
INTRODUCCION.
La automatización industrial, a través de componentes neumáticos, es una de las
soluciones más sencillas, rentables y con mayor futuro de aplicación en la
industria.
El aire comprimido es la mayor fuente de potencia en la industria con múltiples
ventajas.
Es segura, económica, fácil de transmitir, y adaptable. Su aplicación es muy
amplia para un gran número de industrias. Algunas aplicaciones son
prácticamente imposibles con otros medios energéticos.
Dentro del campo de la producción industrial, la neumática tiene una aplicación
creciente en las más variadas funciones, No sólo entra a formar parte en la
construcción de máquinas, sino que va desde el uso doméstico hasta la utilización
en la técnica de investigación nuclear, pasando por la producción industrial.
La fuerza neumática puede realizar muchas funciones mejor y más rápidamente,
de forma más regular y sobre todo durante más tiempo sin sufrir los efectos de la
fatiga.
Ventajas de la neumática.
- El aire es de fácil captación y abunda en la tierra
- El aire no posee propiedades explosivas, por lo que no existen riesgos de
chispas.
- Los actuadores pueden trabajar a velocidades razonablemente altas y
fácilmente regulables
- El trabajo con aire no daña los componentes de un circuito por efecto de
golpes de ariete.
- Las sobrecargas no constituyen situaciones peligrosas o que dañen los
equipos en forma permanente.
- Los cambios de temperatura no afectan en forma significativa.
- Energía limpia
- Cambios instantáneos de sentido
Fuente De Aire Comprimido
La alimentación de aire comprimido proporciona la fuente de energía neumática
necesaria. Contiene una válvula reguladora de presión que puede regularse para
suministrar la presión de funcionamiento deseada.
Figura 1. Compresor.
Unidad De Mantenimiento.
La unidad de mantenimiento se compone de un filtro de aire comprimido con
separador de agua y una válvula reguladora de presión.
Figura 2. Unidad de mantenimiento
Válvula de solenoide distribuidora de 5/2 vías
La electroválvula se acciona aplicando una señal de tensión alternativamente en
una de las bobinas de los solenoides y permanece en esta posición aunque cese
la señal que la ha activado La válvula regresa a la posición anterior aplicando una
señal a la bobina del solenoide opuesto (circulación de 1 a 2). Si no hay señal
aplicada, la válvula puede ser accionada manualmente.
Figura 3. Valvula solenoide de 5/2
Pulsador (normalmente abierto)
Interruptor que se cierra durante el accionamiento y que se abre de nuevo
inmediatamente si se suelta.
Figura 4. Pulsador normalmente abierto.
Relé
El relé se activa inmediatamente si recibe corriente. Al cesar la corriente se
desactiva.
Figura 5. Rele.
Solenoide de válvula
El solenoide de válvula conmuta la válvula.
Figura 6. Solenoide de valvula
Válvula de solenoide distribuidora de 3/2 vías, normalmente abierta
La electroválvula se acciona aplicando una señal de tensión en la bobina del
solenoide. La conexión 1 se cierra. Al cesar la señal, la válvula se sitúa de nuevo
en posición de partida por el muelle de retorno. El caudal circula libremente de 1 a
2. Si no hay señal aplicada, la válvula puede ser accionada manualmente.
Figura 7. Valvula de solenoide de 3/2 normalmente abierta.
Contacto normalmente abierto
Contacto común normalmente abierto que se especializa dependiendo del
componente que lo active.
El contacto normalmente abierto se acopla p.e. sobre una etiqueta con un relé con
temporización a la conexión, así se transforma en un contacto de cierre
temporizado a la conexión.
Figura 8. Contacto normalemente abierto.
Relé con retardo a la conexión
El relé se activa tras un período preestablecido si recibe corriente,
desactivándose inmediatamente cuando ya no la recibe.
Figura 9. Rele con retardo a la conexion.
.
Fuente de tensión (24V)
Polo 24V de la conexión.
figura 10. Fuente de tension.
Interruptor de alimentacion inductivo.
Los sensores de proximidad inductivos pueden utilizarse para la detección de
materiales conductores. Además de materiales, esto incluye, por ejemplo: el
grafito.
Figura 11. Interruptor de alimentacion inductivo.
Cilindro doble efecto.
El vástago de un cilindro de doble efecto se acciona por la aplicación alternativa
de aire comprimido en la parte anterior y posterior del cilindro. El movimiento en
los extremos es amortiguado por medio de estranguladores regulables. El émbolo
del cilindro está provisto de un imán permanente que puede utilizarse para activar
un sensor de proximidad.
Figura 12. Cilindro de doble efecto.
Cilindro de simple efecto.
El vástago de un cilindro de simple efecto se desplaza hacia la posición final
delantera al aplicar aire comprimido. Cuando se descarga el aire comprimido, el
émbolo regresa a su posición de partida por efecto de un muelle. El émbolo del.
cilindro está provisto de un imán permanente que puede utilizarse para activar un
sensor de proximidad.
SIERRA.
La sierra es una herramienta que sirve para cortar madera u otros materiales.
Consiste en una hoja con el filo dentado y se maneja a mano o por otras fuentes
de energía, como vapor, agua o electricidad. Según el material a cortar se utilizan
diferentes tipos de hojas de sierra. De acuerdo con la mitología griega, fue
inventada por Perdix, el nieto de Dédalo y por la princesa kmeron.
El corte
En cuanto al corte de metales, en un principio se realizaba con el lomo dentado de
una lima, evolucionando hasta la forma actual. Al principio se fabricaron en acero
al carbono templado, lo que producía una hoja muy quebradiza. Luego se pasó a
templar la hoja parcialmente, primero en lomo y más tarde en lomo y dientes, lo
que dotaba de cierta flexibilidad a la lima pero no solventaba el problema de la
rotura.
Conforme los materiales a cortar fueron avanzando en tecnología, también lo
hicieron las hojas de sierra, las cuales pasaron de fabricarse en acero al carbono a
fabricarse en acero rápido o de alta velocidad, más conocido por sus siglas en
inglés, HSS.
Posteriormente, en la década de los 1970, se inventa por parte de la empresa
sueca SANDVIK el llamado acero bimetal, que consiste en una banda estrecha de
acero rápido en donde se forman los dientes, aleada mediante haz de electrones a
un cuerpo fabricado en acero para muelles. Esto dio lugar a las hojas de sierra
para metales con las características que se conocen hoy: una hoja virtualmente
irrompible con una alta capacidad de corte, pues llegan a cortar hasta acero
inoxidable.
Modo de corte
La forma de cortar también ha evolucionado, siendo las primeras las sierras de
movimiento alternativo o de vaivén, originalmente movidas por molinos hidráulicos.
Más tarde se accionaron mediante máquinas a vapor y finalmente con electricidad
NOMBRE DEL CIRCUITO.
SIERRA AUTOMATICA
Figura 13. croquis de una sierra automatica.
FUNCIONAMIENTO DEL CIRCUITO.
A continuacion se muestra el diagrama espacio tiempo de la sierra automatica.
Figura 14. Diagrama espacio-tiempo activando el botón de seguridad antes que el sensor de la
sierra automática.
Figura 15. Diagrama espacio-tiempo activando el sensor antes que el botón de seguridad de la
sierra automática.
0 5 10 15 20 25 30 35 40
mm
20
40
60
80
100
Cilindro doble ef ecto1.0
mm
20
40
60
80
100
Cilindro doble ef ecto2.0
mm
20
40
60
80
100
Cilindro doble ef ecto3.0
mm
10
20
30
40
50
Cilindro de simple ef ecto4.0
Denominación del componente Marca
0 10 20 30 40 50
mm
20
40
60
80
100
Cilindro doble ef ecto1.0
mm
20
40
60
80
100
Cilindro doble ef ecto2.0
mm
20
40
60
80
100
Cilindro doble ef ecto3.0
mm
10
20
30
40
50
Cilindro de simple ef ecto4.0
Denominación del componente Marca
Esta máquina es alimentada de forma semiautomática (requiere el trabajo humano
pero permite trabajar en un modo casi continuo). Consta de 3 cilindros de doble
efecto y un cilindro de simple efecto.
Con un cilindro de doble efecto 1.0 (A) se empuja el perfil contra el tope.
El cilindro 2.0 (B) sujeta el perfil. La sujeción se realiza lentamente (ya que el
material es Aluminio y podría dañarse).
Una vez sujetado el perfil, la unidad de avance 3.0 (C) empuja el cabezal de sierra
de manera lenta y regular hacia adelante. Después del proceso de corte, el
cabezal de sierra retrocede a su posición inicial.
Por último, se suelta el perfil y el cilindro de simple efecto 4.0 (D) expulsa la pieza
cortada, y este queda en posición extendida, una vez que el sensor detecte que
hay pieza para trabajar este se contrae permitiendo el acomodo de la pieza para
realizar el corte.
Cuando se activa el botón de seguridad el cilindro 4.0 (D). Comienza afuera para
que en caso de que la ultima vez que se haya utilizado la sierra, esta pudiera
haber terminado su ciclo de manera repentina por un paro de emergencia o
cualquier otra situación, es por eso que sale al inicio del ciclo, al salir se verifica
que no haya quedado alguna pieza o que algún objeto pueda dificultar el buen
funcionamiento de la maquina.
Cuando el sensor de inicio detecta una pieza, el cilindro 4.0.(D) no comienza
afuera para no obstruir el paso de la pieza y permitir el acomodo de esta para que
se realice el corte.
.
IMÁGENES DE LA SIMULACION.
Circuito electroneumatico.
En la primera parte de la figura se pueden observar los 4 cilindros requeridos para
la sierra, así como las válvulas electroneumaticas y neumáticas requeridas para su
optimo desempeño.
En la segunda parte del circuito se observa la parte eléctrica que consta de los
relés, los sensores de fin e inicio de carrera, los temporizadores las funciones
lógicas, y el sensor de pieza (en esta maquina se utiliza un sensor inductivo).
Figura 16. Esquema general de la simulación.
Figura 17. Esquema de actuadores.
Figura 18. Botón paro de emergencia y botón de seguridad.
Figura 19.boton de inicio.
Figura 20. Esquema de Relés y solenoides de válvula.
figura 21.esquema de temporizadores
figura 22. Esquema de la función lógica and.
Figura 23. Esquema de la función or.
Figura 24. Simulación activando primero el botón de seguridad
Figura 25. Activación del sensor de inicio.(cilindro alimentador)
Figura 26. Activación del segundo actuador.(prensa)
Figura 27. Activación del tercer actuador (sierra).
Figura 28. Activacion de 4 actuador (despachador de pieza).
Figura 29. Simulación activando el sensor de pieza (inductivo) antes que el botón de seguridad.
Figura 30. Activación del segundo actuador.(prensa).
Figura 31. Activación del tercer actuador (sierra).
Figura 32. Activación del 4 cilindro. (desechar pieza).
Figura 33. Lista de componentes
Marca Denominación del componente
1.0 Cilindro doble ef ecto
1.1 Válv ula de 4/n v ías
1.0.1 Válv ula antirretorno estranguladora
0.1 Unidad de mantenimiento, representación simplif icada
0 Fuente de aire comprimido
PARO DE EMERGENCIA Válv ula de 3/n v ías
2.0 Cilindro doble ef ecto
2.0.2 Válv ula antirretorno estranguladora
2.0.1 Válv ula antirretorno estranguladora
2.1 Válv ula de 4/n v ías
K1 Contacto normalmente abierto (Ladder)
Fuente de tensión (24V)
Fuente de tensión (0V)
Y1 Solenoide de v álv ula
Y5 Solenoide de v álv ula
K3 Contacto normalmente abierto (Ladder)
3.0.2 Válv ula antirretorno estranguladora
3.1 Válv ula de 4/n v ías
3.0.1 Válv ula antirretorno estranguladora
3.0 Cilindro de doble ef ecto y doble v ástago, con amortiguación
4.0 Cilindro de simple ef ecto
1.0.2 Válv ula antirretorno estranguladora
K2 Contacto normalmente abierto (Ladder)
Y6 Solenoide de v álv ula
S6 Contacto normalmente abierto (Ladder)
K2 Contacto normalmente abierto (Ladder)
K2 Contacto normalmente abierto (Ladder)
4.1 Válv ula de 4/n v ías
K2 Relé
S4 Contacto normalmente abierto (Ladder)
K3 Relé
S5 Contacto normalmente abierto (Ladder)
K4 Relé con deceleración de arranque
Y4 Solenoide de v álv ula
K4 Contacto normalmente abierto (Ladder)
4.0.1 Válv ula antirretorno estranguladora
Y7 Solenoide de v álv ula
K5 Contacto normalmente abierto (Ladder)
K5 Relé con deceleración de arranque
K3 Contacto normalmente abierto (Ladder)
S1 Contacto normalmente abierto (Ladder)
S3 Contacto normalmente abierto (Ladder)
S2 Contacto normalmente abierto (Ladder)
Y3 Solenoide de v álv ula
Y2 Solenoide de v álv ula
DE ACOMODO Y CORTE DE PIEZA. Interruptor de alimentación inductiv a
K1 Relé
COTIZACION DE LOS ELEMENTOS.
Cantidad Precio
unitario
Total Proveedor
Unidad de
mantenimiento
1 $2,017.00 $2,017.00 Festo
Pneumatic
Actuadores
neumáticos
4 $3,758.98 $15,035.92 Festo
Pneumatic
Electroválvulas
5/2
5 $1,358.00 $6,790.00 Festo
Pneumatic
Sensores fin de
carrera
6 $735.00 $5,880.00 Festo
Pneumatic
Set de conexiones
y accesorios
1 $24,000.00 $24,000.00 Festo
Pneumatic
Fuente de poder
24VDC
1 $2,652.00 $2,652.00 Festo
Pneumatic
Set de accesorios
eléctricos
1 $9,500.00 $9,500.00 Festo
Pneumatic
Total
$65,874.92
CONCLUSIONES
Este proyecto ayudó a reforzar los conocimientos que obtuvimos a lo largo del
semestre sobre circuitos electroneumáticos. Con ello pudimos simular un circuito
de una sierra utilizando la electroneumática en el simulador de circuitos de FESTO
DIDACTIC (versión 3.6).
Así pues, se aplicaron los conocimientos sobre cilindros de doble y simple efecto,
electroválvulas, válvulas neumáticas, unidades de alimentación, etc.
También se obtuvo una idea de los costos que tiene la automatización de un
sistema, razonando cuan benefico y productivo seria optar por este grado de
automatización.
BIBLIOGRAFIA.
1.-INTRODUCCION A LOS CIRCUITOS NEUMATICOS de VALENTIN LABARTA,
JOSE LUIS
REFERENCIAS VIRTUALES.
· https://www.festo.com/pnf/es-mx_mx/products/catalog · http://www.mercadolibre.com.mx/