Electrohidráulica Nivel avanzado

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1 Electrohidráulica Nivel avanzado Manual de trabajo TP 602 Con CD-ROM 24 V K K6 K4 K7 K3 K8 K2 K9 K1 K K K K K K K K A1 A1 A1 A1 K6 K7 K8 K9 A2 A2 A2 A2 K10 A1 A2 0V 1A1+ 2A1+ 2A1 1A1... Festo Didactic es

2 Referencia: Datos actualizados en: 03/2012 Autores: Renate Aheimer, Eberhard Bauer, Frank Ebel, Christine Löffler, Annabella Zimmermann Gráficas: Thomas Ocker, Doris Schwarzenberger Maquetación: 03/2012, Susanne Durz, Beatrice Huber, Christine Löffler Festo Didactic GmbH & Co. KG, D Denkendorf, Alemania, 2013 Internet: 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 escolares, 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 al lugar del comprador. Los derechos de entrega a terceros, multicopiado, procesamiento, traducción, microfilmación, traslado, inclusión en otros documentos y procesamiento por medios electrónicos requieren de la autorización previa y explícita de Festo Didactic GmbH & Co. KG.

3 Contenido Utilización debida V Prólogo VI Introducción VIII Indicaciones de seguridad y utilización IX Equipo didáctico TP 602 de electrohidráulica, nivel avanzado XI Objetivos didácticos, electrohidráulica XII Atribución de los ejercicios en función de objetivos didácticos XIII Equipo didáctico XIV Atribución de componentes y ejercicios XVII Informaciones para el instructor XVIII Estructura de los ejercicios XIX Denominación de los componentes XX Contenido del CD-ROM XX Ejercicios y soluciones Ejercicio 1: Fijación de bloques de válvulas 3 Ejercicio 2: Montaje de rodamientos de material sintético 15 Ejercicio 3: Fresado de piezas 33 Ejercicio 4: Embutición de placas de chapa 51 Ejercicio 5: Pulir tapas protectoras 67 Ejercicio 6: Corte y punzonado de símbolos metálicos 79 Ejercicio 7: Prensado de piezas de chapa 91 Ejercicio 8: Abrir y cerrar la puerta de un horno con un pulsador de accionamiento sucesivo 103 Ejercicio 9: Corte de perfiles interiores con función de PARADA DE EMERGENCIA 115 Ejercicio 10: Enchapado de tablas de madera con función de PARADA DE EMERGENCIA 129 Ejercicio 11: Corte de barras perfiladas según longitudes definidas 141 Ejercicio 12: Eliminar un fallo en una máquina fresadora 153 Festo Didactic GmbH & Co. KG III

4 Ejercicios y hojas de trabajo Ejercicio 1: Fijación de bloques de válvulas 3 Ejercicio 2: Montaje de rodamientos de material sintético 15 Ejercicio 3: Fresado de piezas 33 Ejercicio 4: Embutición de placas de chapa 51 Ejercicio 5: Pulir tapas protectoras 67 Ejercicio 6: Corte y punzonado de símbolos metálicos 79 Ejercicio 7: Prensado de piezas de chapa 91 Ejercicio 8: Abrir y cerrar la puerta de un horno con un pulsador de accionamiento sucesivo 103 Ejercicio 9: Corte de perfiles interiores con función de PARADA DE EMERGENCIA 115 Ejercicio 10: Enchapado de tablas de madera con función de PARADA DE EMERGENCIA 129 Ejercicio 11: Corte de barras perfiladas según longitudes definidas 141 Ejercicio 12: Eliminar un fallo en una máquina fresadora 153 IV Festo Didactic GmbH & Co. KG

5 Utilización debida El equipo didáctico correspondiente al nivel avanzado de electrohidráulica deberá utilizarse únicamente cumpliendo las siguientes condiciones: Utilización apropiada y convenida 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 utilizan indebidamente, es posible que surjan peligros que pueden afectar al usuario o a terceros o, también, provocar daños en el sistema. El sistema para la enseñanza 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 conjunto de aparatos se realiza con propósitos que no son de instrucción, a menos que Festo Didactic haya ocasionado dichos daños premeditadamente o de manera culposa. Festo Didactic GmbH & Co. KG V

6 Prólogo El sistema de enseñanza 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, los equipos didácticos están clasificados según los siguientes criterios: Conjuntos didácticos de orientación tecnológica Mecatrónica y automatización de procesos de fabricación Automatización de procesos continuos y técnica de regulación Robótica móvil Equipos didácticos híbridos 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 equipos didácticos técnicos abordan los siguientes temas: neumática, electroneumática, neumática de regulación, hidráulica, electrohidráulica, hidráulica proporcional, hidráulica de regulación, hidráulica móvil, controles lógicos programables, sensores, electrotecnia, electrónica y actuadores eléctricos. Los equipos didácticos tienen una estructura modular, por lo que es posible dedicarse a aplicaciones que rebasan lo previsto por cada uno de los equipos didácticos individuales. Por ejemplo, es posible trabajar con controles lógicos programables para actuadores neumáticos, hidráulicos y eléctricos. VI Festo Didactic GmbH & Co. KG

7 Todos los conjuntos didácticos incluyen lo siguiente: Hardware (equipos técnicos) Material didáctico Seminarios Hardware (equipos técnicos) 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 realiza específicamente según los proyectos previstos para cada nivel. Material didáctico Los medios relacionados con cada tema se clasifican en teachware (material didáctico) y software. El «teachware» orientado hacia la práctica, incluye lo siguiente: Libros técnicos y libros de enseñanza (publicaciones estándar para la adquisición de conocimientos de carácter fundamental). Manuales de trabajo (con ejercicios prácticos, informaciones complementarias y soluciones modelo) Diccionarios, manuales, publicaciones técnicas (profundizan los temas técnicos) Transparencias para proyección y vídeos (para crear un entorno de estudio ilustrativo y activo) Pósters (para la representación esquematizada de temas técnicos) El software incluye programas para las siguientes aplicaciones: Programas didácticos digitales (temas de estudio preparados didácticamente, aprovechando diversos medios digitalizados) Software de simulación Software de visualización Software para la captación de datos de medición Software para diseño 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. 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. Tiene alguna sugerencia o desea expresar una crítica en relación con el presente manual? Envíe un a: did@de.festo.com Los autores y Festo Didactic están interesados en conocer su opinión. Festo Didactic GmbH & Co. KG VII

8 Introducción El presente manual de trabajo forma parte del sistema para la enseñanza en materia de sistemas y técnica de automatización industrial de Festo Didactic GmbH & Co. KG. El sistema constituye una sólida base para la formación y el perfeccionamiento profesional de carácter práctico. Los conjuntos didácticos TP 601 y TP 602 únicamente contienen sistemas de control electrohidráulicos. El equipo didáctico básico TP 601 es apropiado para adquirir conocimientos básicos en materia de técnicas de control de sistemas electrohidráulicos. El manual de trabajo contiene tareas prácticas y realistas, por lo que el estudiante adquiere conocimientos físicos básicos relacionados con la electrohidráulica, sobre el funcionamiento y la utilización de componentes electrohidráulicos y sobre esquemas eléctricos básicos. Con los componentes pueden configurarse sistemas de control electrohidráulicos sencillos. Para solucionar las tareas, los estudiantes deben tener conocimientos básicos sobre el funcionamiento de aparatos hidráulicos. El nivel avanzado TP 602 es apropiado para profundizar conocimientos en materia de técnicas de control de sistemas electrohidráulicos. Con los componentes pueden configurarse sistemas de control electrohidráulicos más avanzados. Los esquemas de distribución avanzados contienen cadenas secuenciales, funciones de tiempo y de conteo, así como diversos modos de funcionamiento y funciones de PARADA DE EMERGENCIA. 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 perfilado tiene 14 ranuras en T paralelas a una distancia de 50 milímetros. Un unidad hidráulica (tensión de funcionamiento de 230 V, 50 Hz, con presión de funcionamiento de 6 MPa (60 bar) y caudal de 2 l/min). Fuente de alimentación con anticortocircuitaje (entrada: 230 V, 50 Hz; salida: 24 V, máx. 5 A). Cables de seguridad de laboratorio Para llevar a cabo los 12 ejercicios, se necesitan los componentes de los conjuntos didácticos TP 601 y TP 602. La teoría necesaria para entender los ejercicios consta en los manuales de estudio titulados Hidráulica, nivel básico Electrohidráulica, nivel básico Además, se ofrecen hojas de datos correspondientes a todos los componentes (cilindros, válvulas sensores, etc.). VIII Festo Didactic GmbH & Co. KG

9 Indicaciones de seguridad y utilización Informaciones generales Los estudiantes únicamente podrán trabajar con los equipos en presencia de un instructor. Lea detenidamente las hojas de datos correspondientes a cada uno de los componentes y respete especialmente las respectivas indicaciones de seguridad. Los fallos que podrían mermar la seguridad no deberán ocasionarse durante las clases y deberán eliminarse de inmediato. Parte mecánica Manipule los componentes de la estación únicamente si está desconectada. Monte todos los componentes fijamente sobre la placa perfilada. Los detectores de posiciones finales no deberán accionarse frontalmente. Peligro de accidente durante la localización de fallos! Para accionar los detectores de posiciones finales, utilice una herramienta (por ejemplo, un destornillador). Efectúe el montaje de todos los componentes de tal manera que pueda acceder fácilmente a los interruptores y a los empalmes. Respete las indicaciones sobre el posicionamiento de los componentes. Efectúe el montaje de los cilindros con su respectiva protección. Parte eléctrica Únicamente deberá utilizarse baja tensión (de máximo 24 V DC). Establezca las conexiones únicamente si no está conectada la tensión. Separe las conexiones eléctricas únicamente tras haber desconectado la tensión. Utilizar únicamente cables eléctricos provistos de conectores de seguridad. Al desconectar los cables, tire únicamente de los conectores de seguridad, nunca de los cables. Sistema hidráulico Limite la presión del sistema a 6 MPa (60 bar). La presión máxima admisible de todos los aparatos del conjunto didáctico es de 12 MPa (120 bar). En el caso de los cilindros de doble efecto puede obtenerse una presión superior en función de la relación de las superficies. Si la relación de las superficies es de 1:1,7 y si la presión del sistema es de 6 MPa (60 bar), la presión resultante puede ser superior a 10 MPa (100 bar). Todas las válvulas, los aparatos y los tubos flexibles tienen acoplamientos hermetizantes. Festo Didactic GmbH & Co. KG IX

10 Peligro de accidente al conectar la bomba hidráulica! Los cilindros pueden avanzar o retroceder de modo incontrolado. Acoplamientos de los tubos flexibles Nunca acoplar o desacoplar si la bomba está en funcionamiento o si el sistema está bajo presión! Las conexiones deben establecerse sin presión. Colocar el acoplamiento tipo zócalo verticalmente sobre el empalme. Evite ladear el acoplamiento en relación con el empalme. Montaje del circuito hidráulico Al efectuar el montaje, la bomba hidráulica y la fuente de alimentación eléctrica deben estar desconectadas. Antes de la puesta en funcionamiento, verifique si todos los tubos están conectados y si todos los empalmes están fijamente montados. Asegúrese que los tubos flexibles conectados al cilindro contengan aceite hidráulico si el volumen del cilindro es menor al volumen de los tubos flexibles. Puesta en funcionamiento Ponga en funcionamiento los cilindros únicamente si están provistos de su tapa protectora. Primero conecte la fuente de alimentación eléctrica y, a continuación, la bomba hidráulica. Montaje del circuito hidráulico Antes de efectuar el desmontaje, asegúrese que el sistema no esté bajo presión. Si utiliza un acumulador hidráulico, retire la presión y separe el acumulador del sistema de control utilizando la válvula de cierre antes de montar los componentes hidráulicos. Primero desconecte la bomba hidráulica y, a continuación, la fuente de alimentación eléctrica. Si se efectúa el desmontaje de los acoplamientos bajo presión, se mantiene la presión debido al funcionamiento de la válvula antirretorno. Esa presión puede reducirse mediante la unidad de descarga. Técnicas de fijación Las placas de montaje de los equipos están dotadas con las variantes de fijación A, B o C: Variante A: sistema de fijación por enclavado Para componentes ligeros, no sometidos a cargas (por ejemplo, válvulas distribuidoras, sensores). Los componentes se montan grapándolos simplemente en las ranuras de panel perfilado. Para desmontar los componentes debe accionarse la leva azul. Variante B: sistema de fijación por giro Componentes medianamente pesados sometidos a cargas bajas (por ejemplo, cilindros hidráulicos). Estos componentes se sujetan al panel 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 por atornillamiento Para componentes que soportan cargas altas o componentes que no se retiran con frecuencia del panel perfilado (por ejemplo, bomba hidráulica). Estos componentes se fijan mediante tornillos de cabeza cilíndrica y tuercas en T. X Festo Didactic GmbH & Co. KG

11 Equipo didáctico TP 602 de electrohidráulica, nivel avanzado Los equipos didácticos tecnológicos TP 601, TP 602 y TP 610 incluyen una gran cantidad de material didáctico. El presente equipo didáctico incluye unidades de control electrohidráulicas de nivel avanzado. Los componentes individuales del equipo didáctico TP 602 también pueden formar parte del contenido de otros equipos didácticos. Componentes principales del TP 602 Mesa de trabajo fija con panel perfilado de Festo Didactic Conjuntos de equipos didácticos y componentes individuales (por ejemplo, cilindros, válvulas, aparatos de medición) Instalaciones de laboratorio completas Material didáctico El material didáctico del equipo didáctico TP 602 incluye un manual de estudio y un manual de trabajo. El manual de estudio ofrece informaciones claramente estructuradas sobre temas básicos de electricidad e hidráulica, necesarias para entender el funcionamiento de sistemas de control electrohidráulicos. El manual incluye hojas de ejercicios y hojas de trabajo para cada uno de los doce ejercicios. Además incluye las soluciones y un CD-ROM. Junto con el manual se entrega un juego de hojas de ejercicios y de hojas de trabajo correspondientes a cada ejercicio. El equipo didáctico se entrega con hojas de datos correspondientes a los componentes del hardware. Material didáctico Manuales de estudio Hidráulica, nivel básico Electrohidráulica, nivel básico Manuales de trabajo Electrohidráulica, nivel básico (TP 601) Electrohidráulica, nivel avanzado (TP 602) DVD Conjunto de pósters Programa de simulación Programas de estudio digitalizados Electroneumática y electrohidráulica, nivel básico Sistema hidráulico FluidSIM Hidráulica WBT Hidráulica: Fundamentos de la hidráulica WBT Electrohidráulica: Fundamentos de la electrohidráulica WBT Electricidad 1: Fundamentos de la técnica eléctrica WBT GRAFCET: Introducción a GRAFCET Cuadro general de los conjuntos didácticos TP 601 y TP 602 El equipo didáctico TP 602 incluye el software correspondiente a los programas de estudio digital de hidráulica, electrohidráulica y electricidad 1. Estos programas didácticos ofrecen explicaciones exhaustivas sobre los fundamentos de hidráulica, de electrohidráulica y de electricidad. El programa didáctico GRAFCET ofrece informaciones básicas a modo de introducción a la nueva norma GRAFCET. Los contenidos didácticos abordan estos temas de modo sistemático y recurriendo a ejemplos reales. El material didáctico se ofrece en varios idiomas. Los materiales didácticos disponibles constan en los catálogos y en Internet. Festo Didactic GmbH & Co. KG XI

12 Objetivos didácticos Utilización de diversos tipos de detectores de posición. Selección de detectores de proximidad en función a los requerimientos de la tecnología de control. Ampliación de controles electrohidráulicos y adaptación de su documentación Configuración y montaje de esquemas de distribución para motores hidráulicos. Utilización de electroválvulas de 4/3 vías con diferentes posiciones centrales. Confección de un diagrama funcional de un control secuencial con GRAFCET. Configuración y montaje de controles secuenciales como cadena secuencial de pasos. Detección de superposiciones de señales en un sistema de control secuencial. Configuración y montaje de controles secuenciales en función del recorrido y de la presión Funcionamiento y utilización de un relé con retardo de activación. Consultar el tiempo en sistemas de control electrohidráulicos. Representación de un control en función del tiempo en GRAFCET. Funcionamiento de un contador eléctrico con preselector su utilización en sistemas de control electrohidráulicos. Utilización de un acumulador hidráulico para obtener la función de funcionamiento de emergencia. Conocimiento de modos de funcionamiento sencillos y configuración de sistemas de control con modo de funcionamiento de ciclo individual y de ciclo continuo. Funcionamiento del modo de funcioamiento con pulsador manual de accionamiento sucesivo y su integración en un sistema de control. Características esenciales de sistemas y funciones de PARADA DE EMERGENCIA. Condiciones que deben cumplirse durante el funcionamiento de un actuador para activar la función de PARADA DE EMERGENCIA. Configuración y montaje de una función de PARADA DE EMERGENCIA con ejecución definida de movimientos. Inclusión del modo reset en un sistema de control electrohidráulico. Localización y eliminación de fallos en sistemas de control electrohidráulicos complejos. Forma de proceder sistemáticamente al localizar y eliminar fallos. XII Festo Didactic GmbH & Co. KG

13 Atribución de ejercicios en función de objetivos didácticos Objetivo didáctico Ejercicio Utilización de diversos tipos de detectores de posición. Selección de detectores de proximidad en función a los requerimientos de la tecnología de control. Ampliación de controles electrohidráulicos y adaptación de su documentación Configuración y montaje de esquemas de distribución para motores hidráulicos. Utilización de electroválvulas de 4/3 vías con diferentes posiciones centrales. Confección de un diagrama funcional de un control secuencial con GRAFCET. Configuración y montaje de controles secuenciales como cadena secuencial de pasos. Detección de superposiciones de señales en un sistema de control secuencial. Configuración y montaje de controles secuenciales en función del recorrido y de la presión Funcionamiento y utilización de un relé con retardo de activación. Consultar el tiempo en sistemas de control electrohidráulicos. Representación de un control en función del tiempo en GRAFCET. Funcionamiento de un contador eléctrico con preselector su utilización en sistemas de control electrohidráulicos. Utilización de un acumulador hidráulico para obtener la función de funcionamiento de emergencia. Conocimiento de modos de funcionamiento sencillos y configuración de sistemas de control con modo de funcionamiento de ciclo individual y de ciclo continuo. Funcionamiento del modo de funcioamiento con pulsador manual de accionamiento sucesivo y su integración en un sistema de control. Festo Didactic GmbH & Co. KG XIII

14 Ejercicio Objetivo didáctico Características esenciales de sistemas y funciones de PARADA DE EMERGENCIA. Condiciones que deben cumplirse durante el funcionamiento de un actuador para activar la función de PARADA DE EMERGENCIA. Configuración y montaje de una función de PARADA DE EMERGENCIA con ejecución definida de movimientos. Inclusión del modo reset en un sistema de control electrohidráulico. Localización y eliminación de fallos en sistemas de control electrohidráulicos complejos. Forma de proceder sistemáticamente al localizar y eliminar fallos. Equipo didáctico Los componentes incluidos en este equipo didáctico de nivel avanzado (TP 602) fueron concebidos para la adquisición de conocimientos en materia de sistemas de control electrohidráulicos. Los dos equipos didácticos (TP 601 y TP 602) contienen todos los componentes necesarios para alcanzar los objetivos didácticos definidos, y pueden ampliarse indistintamente mediante componentes de otros equipos didácticos del sistema para enseñanza de técnicas de automatización. Conjunto didáctico: Electrohidráulica, nivel básico (TP 602), referencia Denominación Referencia Cantidad Electroválvula de 4/3 vías, centro sin carga Válvula limitadora de presión, nivelada Motor hidráulico Acumulador de membrana con bloque de cierre Detector de posición, inductivo, M pulsador de PARADA DE EMERGENCIA, eléctrico Relé triple Válvula de antirretorno, desbloqueable Distribuidor en T Contador con preselección, eléctrico, acumulativo Relé temporizador, doble XIV Festo Didactic GmbH & Co. KG

15 Símbolos de los componentes Componente Símbolo gráfico Electroválvula de 4/3 vías, centro sin carga A B M1 P T M2 M1 M2 Válvula limitadora de presión, nivelada P T Motor hidráulico Acumulador de membrana con bloque de cierre P T Detector de posición, inductivo, M pulsador de PARADA DE EMERGENCIA, eléctrico Festo Didactic GmbH & Co. KG XV

16 Componente Símbolo gráfico Relé triple A A2 A A A A Válvula de antirretorno, desbloqueable B A X Distribuidor en T Contador con preselección, eléctrico, acumulativo A1 0 R1 1 A2 R2 4 2 Relé temporizador, doble A A A A XVI Festo Didactic GmbH & Co. KG

17 Atribución de componentes y ejercicios Equipos didácticos TP 601 y TP 602 Componente Ejercicio Electroválvula de 4/3 vías, centro sin carga Válvula limitadora de presión, nivelada 1 1 Motor hidráulico 1 1 Acumulador de membrana con bloque de cierre 1 1 Detector de posición, inductivo, M pulsador de PARADA DE EMERGENCIA, eléctrico Relais, 3-fach Válvula de antirretorno, desbloqueable Distribuidor en T Contador con preselección, eléctrico, acumulativo 1 Relé temporizador, doble 1 1 Válvula reguladora de caudal de 2 vías Electroválvula de 4/2 vías con reposición por muelle Electroválvula biestable de 4/2 vías, accionamiento por enclavamiento Electroválvula de 4/3 vías, centro cerrado Válvula de cierre Conjunto de montaje para cilindros Cilindro de doble efecto, 16/10/200, con tapa protectora Válvula de estrangulación y antirretorno Válvula limitadora de presión Manómetro Presostato electrónico Peso de 9 kg, para cilindros Detector eléctrico de finales de carrera Detector de posición electrónico Relais, 3-fach Rückschlagventil im Schlauch, 0,6 MPa Öffnungsdruck Unidad de entrada de señales eléctricas Distribuidor en T Placa de distribución cuádruple, con manómetro *) Los componentes marcados con sombreado corresponden al conjunto didáctico TP 601 Festo Didactic GmbH & Co. KG XVII

18 Accesorios indispensables Ejercicio Componente Tapa para el peso Bomba hidráulica Fuente de alimentación de 24 V DC Tubo flexible, 600 mm Tubo flexible, 1000 mm Tubo flexible, 1500 mm Informaciones para el instructor Objetivos didácticos La meta didáctica general del presente manual consiste en que los estudiantes sean capaces de entender, confeccionar, realizar el montaje y poner en funcionamiento circuitos electrohidráulicos avanzados. Los estudiantes podrán adquirir estos conocimientos aprendiendo la teoría, montando circuitos reales en el panel de prácticas perfilado. La interacción directa entre la teoría y la práctica segura un rápido y sostenible progreso de los estudios. Los objetivos detallados constan en la lista anterior correspondiente. Los objetivos didácticos concretos e individuales están relacionados con cada ejercicios específico. Duración aproximada El tiempo necesario para desarrollar los ejercicios depende de los conocimientos previos de los alumnos. Para cada ejercicio se necesitarán aproximadamente entre una hora y una hora y media. Componentes del equipo didáctico El manual de estudio, el manual de trabajo, la colección de ejercicios y los componentes se corresponden. Para resolver los doce ejercicios se necesitan los componentes de los equipos didácticos TP 601 y TP 602. Las tareas de todos los ejercicios pueden solucionarse montando los componentes en una placa perfilada de 1100 mm de ancho. Las normas En el presente manual de trabajo se aplican las siguientes normas: ISO : Técnica de fluidos; símbolos gráficos y esquemas de distribución EN hasta EN : Símbolos gráficos para esquemas de distribución EN : Sistemas industriales, equipos, máquinas y productos industriales; principios de estructuración e identificaciones de referencia Identificaciones utilizadas en el manual de trabajo Los textos con las soluciones y las informaciones complementarias en las representaciones gráficas aparecen en color rojo. XVIII Festo Didactic GmbH & Co. KG

19 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 un fondo matricial. Sugerencias para las clases Las sugerencias contienen informaciones adicionales sobre los procedimientos didácticos, sobre los componentes y sobre los sistemas de control instalados. Estas informaciones no aparecen en la colección de ejercicios. 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 obtenidos por el instructor pueden ser diferentes. Especialidades de estudio A continuación se establece una relación entre las especialidades técnicas / profesiones y los temas incluidos en el manual «Circuitos electrohidráulicos avanzados». Profesión Mecatrónico Tema Analizar flujos de energía y transmisión de datos en módulos eléctricos, neumáticos e hidráulicos Crear sistemas parciales de mecatrónica Poner en funcionamiento, localizar de fallos y realizar reparaciones Mecánico industrial Electrónico especializado en técnicas de automatización Instalación y puesta en funcionamiento de sistemas de control. Analizar y adaptar sistemas de control Efectuar el montaje de equipos y comprobar su seguridad Automatisierungssysteme realisieren Estructura de los ejercicios La estructura metódica es la misma para todos los 12 ejercicios. Los ejercicios están estructurados de la siguiente manera: Título Objetivos didácticos Descripción de la tarea a resolver Esquema de situación Tareas a resolver Medios auxiliares Hojas de ejercicios El manual del instructor contiene las soluciones de las 12 tareas incluidas en el manual de ejercicios. Festo Didactic GmbH & Co. KG XIX

20 Denominación de los componentes La denominación de los componentes en los esquemas de distribución se ha establecido conforme a la norma ISO Todos los componentes del circuito se identifican con el mismo número principal. Dependiendo del componente específico, se agregan letras de identificación. Si un circuito incluye varios componentes iguales, éstos están numerados correlativamente. Cilindros: 1A1, 2A1, 2A2,... Válvulas: 1V1, 1V2, 1V3, 2V1, 2V2, 3V1,... Sensores: 1B1, 1B2,... Entrada de señales: S1, S2, Accesorios: 0Z1, 0Z2, 1Z1,... Contenido del CD-ROM El manual de trabajo está incluido en el CD-ROM adjunto en forma de archivo de formato pdf. El CD-ROM se incluye en calidad de material didáctico complementario. Estructura del contenido del CD-ROM: Instrucciones de utilización Imágenes Hojas de datos Esquemas de distribución FluidSIM Presentaciones Instrucciones de utilización Instrucciones para la utilización apropiada de los diversos componentes incluidos en el equipo didáctico. Estas instrucciones son útiles al efectuar el montaje y poner en funcionamiento los componentes respectivos. Imágenes Mediante fotografías y representaciones gráficas se muestran aplicaciones industriales reales. Estas imágenes pueden aprovecharse para entender mejor la tarea a resolver en cada ejercicio. Además, pueden utilizarse para ampliar y completar la presentación de proyectos. Hojas de datos Las hojas de datos de los componentes se entregan junto con el equipo didáctico y, además, están guardadas en archivos de formato pdf. Esquemas de distribución FluidSIM En esta carpeta se incluyen los esquemas de distribución FluidSIM correspondientes a los doce ejercicios. Presentaciones En esta carpeta se incluyen presentaciones resumidas de los componentes incluidos en el equipo didáctico. Pueden utilizarse, por ejemplo, para incluirlas en las presentaciones sobre proyectos. XX Festo Didactic GmbH & Co. KG

21 Contenido Ejercicios y soluciones Ejercicio 1: Fijación de bloques de válvulas 3 Ejercicio 2: Montaje de rodamientos de material sintético 15 Ejercicio 3: Fresado de piezas 33 Ejercicio 4: Embutición de placas de chapa 51 Ejercicio 5: Pulir tapas protectoras 67 Ejercicio 6: Corte y punzonado de símbolos metálicos 79 Ejercicio 7: Prensado de piezas de chapa 91 Ejercicio 8: Abrir y cerrar la puerta de un horno con un pulsador de accionamiento sucesivo 103 Ejercicio 9: Corte de perfiles interiores con función de PARADA DE EMERGENCIA 115 Ejercicio 10: Enchapado de tablas de madera con función de PARADA DE EMERGENCIA 129 Ejercicio 11: Corte de barras perfiladas según longitudes definidas 141 Ejercicio 12: Eliminar un fallo en una máquina fresadora 153 Festo Didactic GmbH & Co. KG

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23 Ejercicio 1 Fijación de bloques de válvulas Objetivos didácticos Una vez realizado este ejercicio, el estudiante habrá adquirido los conocimientos que se indican a continuación y, por lo tanto, habrá alcanzado las metas didácticas correspondientes: Utilización de diversos tipos de detectores de posición. Selección de detectores de proximidad en función a los requerimientos de la tecnología de control. Ampliación de controles electrohidráulicos y adaptación de su documentación. Descripción de la tarea a resolver Fresado plano de la superficie de bloques de válvulas. Antes de iniciar la operación de fresado es necesario fijar los bloques de válvulas. La operación de fijación de la pieza se inicia presionando un pulsador. Amplíe el esquema de distribución del sistema de control de fijación. La función de fijación deberá activarse únicamente cuando se detectó automáticamente el bloque de válvulas en la posición correcta. Esquema de situación 1A1 Sistema de fijación de bloques de válvulas Festo Didactic GmbH & Co. KG

24 Ejercicio 1 Fijación de bloques de válvulas Descripción del proceso 1. El cilindro de fijación de piezas se encuentra en su posición final trasera. Un bloque de válvulas se encuentra en la posición prevista. Un detector apropiado detecta la presencia del bloque de válvulas. 2. Presionando brevemente el pulsador S1, avanza el vástago del cilindro de fijación hasta alcanzar la posición del bloque de válvulas. De esta manera queda fijado el bloque. 3. A continuación se procede al fresado del bloque. 4. Al presionar brevemente el pulsador S2 retrocede el vástago y la pieza queda libre. Tareas a resolver 1. Describa las características principales de los detectores inductivos, capacitivos y ópticos. 2. Seleccione un detector apropiado para la detección de los bloques de válvulas. 3. Amplíe el esquema de distribución hidráulico y el esquema de distribución eléctrico del sistema de fijación de piezas. 4. Complete la lista de componentes. 5. Efectúe el montaje del sistema de control. 6. Compruebe la configuración del sistema de control. 7. Describa el funcionamiento del sistema de control. Control visual En la hidráulica se sobreentiende que por razones de seguridad se realice un constante control visual del sistema para detectar tubos flexibles o componentes hidráulicos defectuosos. Medios auxiliares Hojas de datos, instrucciones de utilización Manual de estudio: Electrohidráulica WBT (curso a través de la red): Electrohidráulica Software de simulación FluidSIM Hidráulica 4 Festo Didactic GmbH & Co. KG

25 Ejercicio 1 Fijación de bloques de válvulas 1. Describa las características más importantes de detectores de posición Información Los detectores de posición inductivos, ópticos y capacitivos son detectores electrónicos. Estos detectores no tienen un contacto móvil que debe conmutar. En vez de ello, la salida se conecta electrónicamente a la tensión de alimentación o a masa (= tensión de salida de 0 V). a) Complete el símbolo del detector inductivo. Condiciones El contacto del detector está normalmente abierto. Detector de posición inductivo Símbolo b) Describa el funcionamiento del detector de posición inductivo. Los detectores inductivos tienen oscilador. Al alimentar tensión, el oscilador produce un campo electromagnético de alta frecuencia que se extiende desde la parte frontal del detector de posición. Si se acerca un material conductor de electricidad al campo electromagnético, se atenúa la oscilación. El grado de atenuación del oscilador se mide electrónicamente, obteniéndose así una señal de salida. c) Describa el tipo de material que puede detectar un detector inductivo. Con detectores de posición inductivos es posible detectar cualquier material que sea buen conductor. Además de los metales, por ejemplo también grafito. Festo Didactic GmbH & Co. KG

26 Ejercicio 1 Fijación de bloques de válvulas d) Complete la tabla con los datos técnicos del detector de posición inductivo. Los datos necesarios constan en la hoja de datos del detector de posición inductivo. Parámetros Valor Tensión de funcionamiento V DC Zona de detección 0 4 mm Frecuencia de conmutación Máximo 2000 Hz Salida conmutada PNP, normalmente abierto Corriente de conmutación Máximo 200 ma Conexión Bornes para conectores de seguridad de 4 mm Clase de protección IP 67 Detector de posición inductivo Resumen de los datos técnicos e) Explique lo que significa "salida conmutada PNP". PNP significa que al conmutar, la línea de transmisión de señales del detector de posición se conecta a potencial positivo. Este tipo de detectores de posición también se llaman detectores o sensores de conmutación a positivo. f) Complete el esquema. Conecte la tensión de alimentación al detector inductivo. Conecte la salida del detector a un relé que hará las veces de carga. Denomine correspondientemente las conexiones del detector. 24 V 1 4 (Q1) 3 0V Detector inductivo Inclusión en el esquema de distribución 6 Festo Didactic GmbH & Co. KG

27 Ejercicio 1 Fijación de bloques de válvulas g) Describa cómo se puede reconocer el estado de conmutación del detector de posición. El diodo luminoso (LED) de color amarillo indica el estado de conmutación del detector de posición inductivo. h) En sistemas de control también se pueden utilizar detectores de posición capacitivos y ópticos. Denomine los detectores de posición que aparecen en los esquemas. Detector capacitivo Detector óptico i) Describa el tipo de material que puede detectar un detector capacitivo. Los detectores capacitivos no solamente reaccionan ante materiales de alta conductividad eléctrica (por ejemplo, metales). También lo hacen ante cualquier material aislante con alta constante dieléctrica. Por ejemplo, materiales sintétcicos, vidrio, cerámica, líquidos y madera. j) Los detectores ópticos incluyen componentes ópticos y electrónicos para detectar objetos. Con ese fin se utiliza luz roja o infrarroja. Describa el funcionamiento de un detector de reflexión directa como ejemplo de un detector óptico. Las barreras de luz constan de un emisor y un receptor. En el caso de las barreras de luz formadas por detectores de reflexión directa, el emisor y el receptor se encuentran en un mismo cuerpo. Si el haz de luz emitido choca con un objeto, el haz se desvía hacia el emisor. En ese caso conmuta la salida del detector óptico. Considerando su principio de funcionamiento, un detector óptico por reflexión directa únicamente puede utilizarse si la pieza a detectar tiene una gran capacidad de reflexión. Festo Didactic GmbH & Co. KG

28 Ejercicio 1 Fijación de bloques de válvulas k) Indique ejemplos de materiales que cuentan con una superficie con gran capacidad de reflexión. Las superficies que tienen una gran capacadidad de reflexión son, por ejemplo, superficies metálicas o superficies de color claro. 2. Selección de un detector apropiado para detectar los bloques de válvulas Mediante un detector deberá reconocerse si en la posición de alimentación de piezas con sistema de fijación se encuentra una pieza (en este caso, un bloque de válvulas). El detector de posición deberá cumplir los siguientes requisitos: Deberá reconocer objetos metálicos con superficie reflectante. No deberá sufrir interferencias por las partículas de metal y de suciedad que se encuentran en las cercanías debido al proceso de mecanizado de la pieza. Asimismo, tampoco deberá ser sensible a vibraciones. La detección de la pieza deberá realizarse sin establecer contacto con ella. Seleccione un detector de posición apropiado y explique porqué cumple los requisitos antes mencionados. Detector mecánico de posiciones finales Detector de posición capacitivo Detector de posición inductivo Detector de posición óptico El detector mecánico de posiciones finales no cumple las condiciones porque debe establecer contacto físico con la pieza a detectar. El detector de posición capacitivo no cumple las condiciones porque no funciona correctamente en presencia de partículas del material y de suciedad. El detector de posición inductivo sí cumple todos los requisitos. Este detector funciona sin contacto y es insensible a la presencia de partículas de diversa índole y a las vibraciones. El detector de posición óptico no cumple las condiciones porque no funciona correctamente en presencia de partículas del material y de suciedad. 8 Festo Didactic GmbH & Co. KG

29 Ejercicio 1 Fijación de bloques de válvulas 3. Amplíe los esquemas de distribución hidráulico y eléctrico del sistema de fijación de piezas a) Compruebe si la ampliación del sistema de control mediante un detector de posición incide en el funcionamiento del sistema hidráulico. Ofrezca las explicaciones del caso. 1A1 1B1 1Z1 1Z2 1V2 B A 1V1 A B 1M1 P T 1M2 0Z1 0V1 5 MPa (50 bar) Esquema de distribución hidráulico del sistema de fijación de piezas Funcionamiento de la parte funcional hidráulica Es posible ajustar la velocidad de los movimientos ejecutados por el sistema de fijación de piezas. La operación de abrir el sistema de fijación se lleva a cabo sin estrangulamiento. Los técnicos del mantenimiento disponen de dos manómetros en el cilindro. El cilindro está retraído en su posición normal. Para una puesta en funcionamiento segura, el sistema incluye un modo de recirculación de la bomba. Los cambios que se producen en la parte de la señal de control no inciden en el funcionamiento de la parte correspondiente al esquema de distribución hidráulico del sistema de fijación de piezas. Festo Didactic GmbH & Co. KG

30 Ejercicio 1 Fijación de bloques de válvulas b) Complete la lista incluyendo las condiciones necesarias para el control eléctrico de las señales del sistema de fijación de piezas. Las condiciones necesarias para el control eléctrico de las señales El funcionamiento del sitsema de fijación de piezas prevé la utilización de dos detectores: Detector S1 para la operación de fijación de la pieza Detector S2 para soltar la pieza La posición inicial del cilindro de fijación se detecta con el detector 1B1. La presencia de una pieza se detecta con el sensor indictivo B1. En el sistema están separados entre sí el circuito de control y el circuito principal de corriente. Si se produce una caída de la energía eléctrica de control, la válvula no cambia su estado. c) Amplíe el esquema de distribución eléctrico del sistema de fijación de piezas. Complete el esquema de distribución agregando los símbolos que faltan. Identifique todos los componentes e incluya las denominaciones de las conexiones. Complete la tabla de elementos de conmutación. 24 V S1 13 S2 13 1B1 2 4 B1 1 4 (Q1) 12 K K K K K4 11 K1 A1 A2 K2 A1 A2 K3 A1 A2 K4 A1 A2 K5 A1 A2 1M1 1M2 0V A1+ 1A1- S1: Fijar S2: Soltar Esquema de distribución eléctrico del sistema de fijación de piezas 10 Festo Didactic GmbH & Co. KG

31 Ejercicio 1 Fijación de bloques de válvulas d) Indique las partes del esquema que pertenecen a las funciones de entrada de señales, enlace de señales y salida de señales. Funcionamiento Circuito de corriente Entrada de señales 1 5 Enlace de señales 6 Salida de señales Completar la lista de componentes La documentación completa de un proyecto debe incluir el esquema de distribución y, además, la lista de componentes. Complete la lista de componentes. Incluya en la tabla la cantidad necesaria de componentes, la identificación de los componentes y su denominación. Cantidad Identificación Denominación 1 1A1 Cilindro de doble efecto con tapa protectora 2 1Z1, 1Z2 Aparato de medición de la presión (manómetro) 1 1V2 Válvula de estrangulación y antirretorno 1 1V1 Electroválvula biestable de 4/2 vías, accionamiento por enclavamiento 1 0V1 Válvula de cierre 3 Tubo flexible, 600 mm 2 Tubo flexible, 1000 mm 2 Tubo flexible, 1500 mm 2 Placa de distribución cuádruple, con manómetro 1 Bomba hidráulica Componentes hidráulicos Cantidad Identificación Denominación 2 S1, S2 Pulsador (contacto normalmente abierto) 1 B1 Detector de posición inductivo 1 1B1 Detector eléctrico de final de carrera, accionamiento desde la derecha 5 K1, K2, K3, K4, K5 Relé 2 1M1, 1M2 Bobinas de la electroválvula biestable de 4/2 vías 1V1 1 Fuente de alimentación de 24 V DC Componentes eléctricos Festo Didactic GmbH & Co. KG

32 Ejercicio 1 Fijación de bloques de válvulas 5. Montaje del sistema de control Cuando efectúe el montaje del sistema de control, observe los siguientes puntos: Ajuste una presión de 6 MPa (60 bar) en la válvula limitadora de presión antes de efectuar el montaje del sistema. Utilice el esquema de distribución. Denomine los componentes. Acoplamientos de los tubos flexibles Nunca acoplar o desacoplar si la bomba está en funcionamiento o si el sistema está bajo presión! Las conexiones deben establecerse sin presión. Colocar el acoplamiento tipo zócalo verticalmente sobre el empalme. Evite ladear el acoplamiento en relación con el empalme. Seleccionar y tender tubos flexibles Seleccione la longitud de los tubos flexibles de tal manera que dispongan de suficiente margen para compensar cambios de longitud originados por la presión. Evite que los tubos flexibles se somentan a esfuerzos mecánicos. No doble los tubos flexibles de tal modo que el radio sea inferior a 51 mm (radio mínimo admisible). No torsione los tubos flexibles al montarlos. Ponga cuidado en no doblar los tubos flexibles. Monte el detector inductivo sobre la placa perfilada de tal manera que la aproximación de una pieza metálica provoque de manera fiable la emisión de una señal de salida. El objeto metálico puede ser, por ejemplo, un destornillador que puede utilizar para generar la señal pasajera. Si se monta el detector de tal manera que detecte la pieza (bloque de válvulas), la señal es duradera. Marque las conexiones de los tubos flexibles en el esquema hidráulico. Marque las conexiones de los cables en el esquema eléctrico. 6. Comprobación la configuración del sistema de control a) Utilizando circuitos de seguridad y adoptando las medidas de seguridad apropiadas, la puesta en funcionamiento es segura. Describa las ventajas que ofrece un circuito de recirculación hacia el depósito durante la puesta en funcionamiento. Ventajas del circuito de recirculación hacia el depósito: Si se produce un fallo en el sistema, es posible retirar la presión del sistema sin desconectar la bomba. Es posible aumentar lentamente la presión en el sistema hasta alcanzar la presión máxima deseada. 12 Festo Didactic GmbH & Co. KG

33 Ejercicio 1 Fijación de bloques de válvulas b) Qué debe tenerse en cuenta en relación con la electroválvula biestable de 4/2 vías durante la puesta en funcionamiento? Las electroválvulas biestables no tienen una posición inicial definida. Por lo tanto, los cilindros pueden avanzar o retroceder de modo incontrolado al conectar el aceite hidráulico. Para tener la seguridad que la electroválvula biestable de 4/2 vías se encuentra en la posición de conmutación que en el esquema aparece como la posición inicial, debe aplicarse corriente brevemente en la bobina 1M2. c) Describa cómo proceder al poner en funcionamiento el sistema de control. 1. Verifique si todos los tubos están conectados y si todos los empalmes están fijamente montados. 2. Compruebe si la tapa protectora del cilindro está montada correctamente. 3. Cierre completamente la válvula de estrangulación y antirretorno. A continuación, abra el estrangulador efectuando medio giro. 4. Abra la válvula de cierre para activar el modo de recirculación de la bomba. 5. Conecte la tensión de control de 24 V DC. 6. Ponga en funcionamiento la bomba hidráulica. 7. Comprobar el estado inicial del sistema. Para ello, recurra a la indicación del estado de los componentes. 8. Cierre lentamente la válvula de cierre hasta obtener una presión de circulación de aproximadamente 1,5 MPa (15 bar). En caso de producirse fugas, conmute de inmediato nuevamente al modo de recirculación de la bomba. 9. Ejecute todas las operaciones y compruebe si hay fugas. Al hacerlo, active la señal del detector de posición B1. Esta señal confirma la presencia de una pieza. 10. Cierre completamente la válvula de cierre y en la bomba ajuste la presión limitada prevista de 5 MPa (50 bar). 11. Ejecute varios ciclos completos de control. 12. Ajustar la velocidad de avance deseada cerrando la válvula de estrangulación y antirretorno. d) Al efectuar el montaje del sistema, qué debe tenerse en cuenta en relación con la válvula de estrangulación y antirretorno? Antes de realizar el montaje debe abrirse completamente la válvula de estrangulación y antirretorno. Festo Didactic GmbH & Co. KG