Sensores en la neumática

Transcripción

1 I Sensores en la neumática Colección de ejercicios TP 40 0 ma mm s Festo Didactic ES

2 Utilización debida El conjunto didáctico «Sensores en la neumática» 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. Referencia: Datos actualizados en: /009 Autores: Frank Ebel, Markus Pany Artes gráficas: Doris Schwarzenberger Maquetación: /009, Frank Ebel Festo Didactic GmbH & Co. KG, 7770 Denkendorf, Alemania, 00 Internet: did@de.festo.com Sin nuestra expresa autorización, queda terminantemente prohibida la reproducción total o parcial de este documento, así como su uso indebido y/o su exhibición o comunicación a terceros. El incumplimiento de lo anterior obliga a pagar de indemnización por daños y perjuicios. Quedan reservados todos los derechos inherentes, en especial los de patentes, de modelos registrados y estéticos.

3 Contenido Prólogo IV Introducción VI Indicaciones de seguridad y utilización VII Equipo didáctico: Sensores en la neumática (TP 40) IX Tareas Ejercicio : Automatización de una estación de separación de piezas Ejercicio : Reparación de una estación de colocación de piezas 7 Ejercicio : Puesta en funcionamiento de una estación de control de piezas 5 Ejercicio 4: Tensar una cinta de transporte 6 Ejercicio 5: Punzonado de piezas 4 Ejercicio 6: Fijación de tablas 44 Ejercicio 7: Control de botellas de plástico 5 Ejercicio 8: Colocación de botellas 60 Ejercicio 9: Medición de la línea característica del caudal de una válvula reguladora 66 Ejercicio 0: Control de aspiración de lentes 7 Festo Didactic GmbH & Co. KG III

4 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 Robotino Estudiar e investigar con robots móviles Equipos didácticos híbridos Los equipos didácticos técnicos abordan los siguientes temas: neumática, electroneumática, hidráulica, electrohidráulica, hidráulica proporcional, controles lógicos programables, sensores, electrotecnia 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. IV Festo Didactic GmbH & Co. KG 56696

5 Todos los equipos didácticos tienen la misma estructura: Hardware (equipos técnicos) Teachware (material didáctico para la enseñanza) Software Seminarios El hardware incluye componentes y equipos industriales que han sido adaptados para fines didácticos. La concepción didáctica y metodológica del «teachware» considera el hardware didáctico ofrecido. El «teachware» incluye lo siguiente: Manuales de estudio (con ejercicios y ejemplos) Manuales de trabajo (con ejercicios prácticos, informaciones complementarias y soluciones) Colecciones de ejercicios (con ejercicios prácticos e informaciones complementarias) Transparencias para proyección y vídeos (para crear un entorno de estudio activo) 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 autodidáctico. El software incluye software didáctico, de simulación, de visualización, de diseño de proyectos, de construcción y de programación. 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 V

6 Introducción El presente colecciòn de ejercicios 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. El conjunto didáctico TP 40 aborda el tema de los sensores utilizados en la neumática. Se tratan exhaustivamente los temas relacionados con sensores de presión, sensores de caudal, transmisores analógicos de posiciones para cilindros neumáticos, convertidores de señales y sensores para la técnica de vacío. Para efectuar el montaje de los sistemas de control, debe disponerse de un puesto de trabajo fijo, equipado con un panel de prácticas perfilado de Festo Didactic. El panel perfilado tiene 4 ranuras en T paralelas a una distancia de 50 milímetros. La fuente de corriente continua es una unidad de alimentación eléctrica con anticortocircuitaje (entrada: 0 V, 50 Hz; salida: 4 V, máx. 5 A). La fuente de aire comprimido puede ser un compresor móvil con silenciador (0 V, aprox. 50 l/min., máximo 800 kpa = 8 bar). 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 control deberá ser de máximo p = 500 kpa = 5 bar con aire sin lubricar. Para llevar a cabo los diez ejercicios, se necesitan el conjunto didáctico TP 40 y, además, los componentes del conjunto didáctico TP 0. Además, se ofrecen hojas de datos correspondientes a todos los componentes (cilindros, sensores, etc.). VI Festo Didactic GmbH & Co. KG 56696

7 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, especialmente, respete 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. Respete las indicaciones sobre el posicionamiento de los componentes. Parte eléctrica Únicamente deberá utilizarse baja tensión (de máximo 4 V DC). Las conexiones eléctricas únicamente deberán conectarse y desconectarse sin tensión. Utilizar únicamente cables provistos de conectores de seguridad. Al desconectar los cables, únicamente tire de los conectores de seguridad, nunca de los cables. Neumática No deberá superarse la presión máxima admisible de 600 kpa (6 bar). Únicamente conectar el aire comprimido 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 accidente por tubos sueltos bajo presión! Si es posible, utilice tubos cortos. Utilice gafas de protección. Si se suelta un tubo bajo presión, proceda de la siguiente manera: Desconecte de inmediato la alimentación de aire comprimido. Montaje del sistema neumático: Establezca las conexiones utilizando tubos flexibles de 4 ó 5 milímetros de diámetro exterior. Introduzca los tubos flexibles hasta el tope de las conexiones enchufables. Antes de desmontar los tubos flexibles, deberá desconectarse la alimentación de aire comprimido. Desmontaje del sistema neumático: Presione el anillo de desbloqueo de color azul y retire el tubo flexible. Festo Didactic GmbH & Co. KG VII

8 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 de vías). 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 neumáticos). 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, válvula de cierre con unidad de filtro y regulador). Estos componentes se fijan mediante tornillos de cabeza cilíndrica y tuercas en T. Accesorios recomendados Para evaluar el funcionamiento de los circuitos, se necesita un multímetro digital. Finalidad del multímetro digital: Medición de tensiones de funcionamiento, tensiones de salida y corrientes de salida. VIII Festo Didactic GmbH & Co. KG 56696

9 Equipo didáctico: Sensores en la neumática (TP 40) Con el equipo didáctico TP 40, usted podrá ampliar los conocimientos que adquirió con el equipo didáctico TP0 sobre el tema de los sensores y detectores utilizados en equipos neumáticos. En este equipo didáctico se trata detalladamente el tema de los sensores, empezando por el uso de sensores de presión y de caudal, pasando por la utilización de transmisores analógicos de posición y de transformadores de señales, llegando hasta el tema de los sensores utilizados en sistemas de vacío. Para ejecutar los proyectos deben utilizarse los componentes del equipo didáctico TP 0. Componente N de referencia Cantidad Válvula reguladora con manómetro Convertidores de señales para transmisores de posición 5486 Sensor electrónico de presión, 0 0 bar 5486 Presostato, 0 - bar Sensor de caudal, - l/min, analógico Sensor de caudal, 0,5 0 l/min, analógico Generador de vacío Tope ajustable Cilindro perfilado de doble efecto 5498 Transmisor de posiciones, 0 50 mm, analógico 5604 Conjunto de aspiración, diámetro de 0 mm Válvula de estrangulación y antirretorno Festo Didactic GmbH & Co. KG IX

10 Símbolos de los componentes Componente Símbolo gráfico Componente Símbolo gráfico Válvula reguladora con manómetro ISO 9- Sensor electrónico de presión, 0 0 bar EN p p 4 ISO 9- p p p Generador de vacío ISO 9- Presostato, 0 - bar EN p 4 Cilindro perfilado de doble efecto ISO 9- ISO 9- p Conjunto de aspiración, diámetro de 0 mm Válvula de estrangulación y antirretorno ISO 9- ISO 9- Sensor de caudal, - l/min, analógico EN q ISO 9- U 4 5 q Convertidores de señales para transmisores de posición EN U S 4 Sensor de caudal, 0,5 0 l/min, analógico EN q U 4 5 Transmisor de posiciones, 0 50 mm, analógico EN G U 4 I ISO 9- q X Festo Didactic GmbH & Co. KG 56696

11 Ejercicio : Automatización de una estación de separación de piezas Objetivos didácticos Una vez realizado este ejercicio, usted habrá alcanzado las siguientes metas didácticas: Conocerá la construcción y el funcionamiento de detectores magnéticos. Conocerá detectores de proximidad apropiados para captar las posiciones finales de un cilindro. Conocerá los términos utilizados en relación con detectores de proximidad. Conocerá el funcionamiento de diversos tipos de detectores de proximidad. Descripción de la tarea a resolver Las piezas se transportan sobre una cinta hacia la sección de mecanizado. Antes de llegar a dicha sección, es necesario separar las piezas para que lleguen de una en una. La posición final del cilindro separador de piezas se detecta mediante detectores de proximidad magnéticos. Esquema de situación Equipo de separación de piezas Festo Didactic GmbH & Co. KG 56696

12 Ejercicio : Automatización de una estación de separación de piezas Finalidad del proyecto. Describa el funcionamiento del detector de proximidad magnético.. Seleccione un detector de proximidad para captar la posición final de un cilindro.. Explique los términos utilizados en relación con detectores de proximidad. 4. Compruebe si una electroválvula puede conmutar accionada directamente por un detector de proximidad. 5. Describa el funcionamiento de diversos tipos de detectores de proximidad. Medios auxiliares Hojas de datos Nombre: Fecha: Festo Didactic GmbH & Co. KG 56696

13 Ejercicio : Automatización de una estación de separación de piezas Construcción y funcionamiento de detectores magnéticos Describa la construcción y el funcionamiento de un detector de proximidad magnético (contacto Reed). Detección de la posición final de un cilindro neumático La posición final delantera de un cilindro deberá detectarse con un detector de proximidad. La señal de salida del detector deberá procesarse en un PLC (control lógico programable). Podrá escogerse entre los detectores indicados a continuación. Seleccione el detector de proximidad apropiado y explique por qué considera que cumple las exigencias exigidas en este caso. Detector neumático de proximidad Detector de proximidad con contacto Reed Detector de proximidad inductivo Festo Didactic GmbH & Co. KG Nombre: Fecha:

14 Ejercicio : Automatización de una estación de separación de piezas Términos utilizados en relación con detectores de proximidad El estado de conmutación de las salidas de detectores de proximidad suele indicarse con NO y NC en las hojas de datos. Explique el significado de estos dos términos. NO: Normally open (normalmente abierto) NC: Normally closed (normalmente cerrado) Características Margen de tensión de funcionamiento DC Salida conmutada Funcionamiento del elemento de maniobra Corriente máxima de salida Resistencia a cortocircuitos Principio de medición Protección contra polarización inversa Indicación de estado de conmutación Tiempo de conexión/desconexión Frecuencia máxima de maniobra Potencia de conmutación máx. DC Caída de tensión Reproducibilidad del valor de conmutación Valor 0 0 V PNP Contacto normalmente abierto 00 ma Sí Inductivo En todas las conexiones eléctricas LED amarillo 0,5 ms.000 Hz 6 W,8 V ± 0, mm Hoja de datos: detector de proximidad magnético (resumen) Compruebe el comportamiento de conmutación de la salida de un detector de proximidad magnético. Para ello, consulte la hoja de datos y efectúe el apunte correspondiente en la hoja de trabajo. 4 Nombre: Fecha: Festo Didactic GmbH & Co. KG 56696

15 Ejercicio : Automatización de una estación de separación de piezas Accionamiento directo de una electroválvula Un detector de proximidad magnético deber provocar la conmutación de una electroválvula con reposición por muelle. Características Función de válvula Tipo de accionamiento Caudal nominal Presión de funcionamiento Construcción Tipo de reposición Función de escape Accionamiento manual auxiliar Tipo de mando Alimentación del aire de pilotaje Tiempo de conexión/desconexión Valores característicos de las bobinas Fluido Conexión neumática Valor Válvula monoestable de / vías, normalmente cerrada Eléctrico 500 l/min kpa Válvula de corredera Muelle neumático Sin estrangulación Enclavamiento Servopilotaje Interna 0 ms 4 V DC,,5 W Aire comprimido seco, lubricado o sin lubricar QS-6 Hoja de datos: Electroválvula de / vías (resumen) Calcule la corriente de salida que debe entregar el detector de proximidad para que la bobina de la válvula conmute. Consulte los datos necesarios en la hoja de datos de la electroválvula. La tensión de funcionamiento es de 4 V DC. Compare este resultado con los datos técnicos del detector magnético de proximidad. Agregue los datos que se indican a continuación. Corriente de conmutación de la bobina: Corriente de salida máxima del detector de proximidad: Potencia máxima de conmutación del detector de proximidad: Festo Didactic GmbH & Co. KG Nombre: Fecha: 5

16 Ejercicio : Automatización de una estación de separación de piezas Es posible utilizar el detector de proximidad para accionar directamente la electroválvula? Qué debe tenerse en cuenta? Tipos de detectores de proximidad Describa la diferencia entre detectores de proximidad (detección sin contacto) y detectores de posición (detección con contacto). Ofrezca ejemplos. Detectores de proximidad (detección sin contacto) Detectores de posición (detección con contacto) Qué ventaja tienen los detectores de proximidad (sin contacto) en comparación con los detectores de posición (con contacto)? 6 Nombre: Fecha: Festo Didactic GmbH & Co. KG 56696