I Sensores en la neumática Manual de trabajo TP 240 Con CD-ROM 1 G U 4 2 I 3 22 20 ma 16 14 12 10 8 6 4 2 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 mm 50 55 s Festo Didactic 566912 ES
Nº de artículo: 566912 Actualización: 11/2009 Autores: Frank Ebel, Markus Pany Gráficos: Doris Schwarzenberger Layout: 02/2010, Beatrice Huber; Frank Ebel Festo Didactic GmbH & Co. KG, 73770 Denkendorf, Alemania, 2010 Internet: www.festo-didactic.com E-mail: 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.
Contenido Utilización debida IV Prólogo V Introducción VII Indicaciones de seguridad y utilización VIII Equipo didáctico: sensores en la neumática (TP 240) X Objetivos didácticos XI Atribución de ejercicios en función de objetivos didácticos XII Equipo didáctico XIV Atribución de componentes y tareas XVI Informaciones para el instructor XVII Estructura de los ejercicios XIX Denominación de los componentes XIX Contenido del CD-ROM XX Tareas y soluciones Ejercicio 1: Automatización de una estación de separación de piezas 1 Ejercicio 2: Reparación de una estación de colocación de piezas 7 Ejercicio 3: Puesta en funcionamiento de una estación de control de piezas 15 Ejercicio 4: Tensar una cinta de transporte 26 Ejercicio 5: Punzonado de piezas 34 Ejercicio 6: Fijación de tablas 44 Ejercicio 7: Control de botellas de plástico 52 Ejercicio 8: Colocación de botellas 60 Ejercicio 9: Medición de la línea característica del caudal de una válvula reguladora 66 Ejercicio 10: Control de aspiración de lentes 72 Festo Didactic GmbH & Co. KG 566912 III
Utilización debida El equipo 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. IV Festo Didactic GmbH & Co. KG 566912
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. Festo Didactic GmbH & Co. KG 566912 V
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 e-mail a: did@de.festo.com Los autores y Festo Didactic están interesados en conocer su opinión. VI Festo Didactic GmbH & Co. KG 566912
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. El conjunto didáctico TP 240 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 14 ranuras en T paralelas a una distancia de 50 milímetros. La fuente de corriente continua es una unidad de alimentación eléctrica con anticortocircuitaje (entrada: 230 V, 50 Hz; salida: 24 V, máx. 5 A). La fuente de aire comprimido puede ser un compresor móvil con silenciador (230 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 240 y, además, los componentes del conjunto didáctico TP 201. Además, se ofrecen hojas de datos correspondientes a todos los componentes (cilindros, sensores, etc.). Material didáctico El material didáctico para aprendices y estudiantes correspondiente al presente manual consiste de una colección de ejercicios Sensores para sistemas neumáticos, nº de artículo 566916 La colección de ejercicios puede pedirse independientemente del manual de trabajo. De esta manera, cada estudiante puede disponer de su propio manual de ejercicios. Festo Didactic GmbH & Co. KG 566912 VII
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 24 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. VIII Festo Didactic GmbH & Co. KG 566912
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. Festo Didactic GmbH & Co. KG 566912 IX
Equipo didáctico: sensores en la neumática (TP 240) El equipo didáctico tecnológico TP 240 incluye una gran cantidad de material didáctico. El presente equipo didáctico incluye exclusivamente sensores para el uso en sistemas neumáticos. Los componentes individuales del equipo didáctico TP 240 también pueden formar parte del contenido de otros equipos didácticos. Componentes principales del TP 240 Mesa de trabajo fija con panel perfilado de Festo Didactic Conjuntos de equipos didácticos y componentes individuales (por ejemplo, sensores, cilindros, surtido de piezas, carro deslizante) Instalaciones de laboratorio completas Fluidos El material didáctico del equipo didáctico TP 240 incluye un manual de estudio, un manual de trabajo y una colección de ejercicios. En el manual de estudio se ofrecen informaciones básicas de física y tecnología relacionadas con los sensores. El manual de trabajo incluye las soluciones correspondientes a cada una de las 10 tareas, las hojas de trabajo de la colección de ejercicios y un CD-ROM. La colección de ejercicios incluye un juego de hojas de trabajo para cada uno de los ejercicios. El equipo didáctico se entrega con hojas de datos correspondientes a los componentes del hardware. Además, las hojas de datos también constan en el CD-ROM. Fluidos Manual de estudio Manual de trabajo Colección de ejercicios Detectores de proximidad Sensores en la neumática Sensores en la neumática Colección de transparencias Detectores Programa de estudio digital WBT Sensores 1: Sensores en la neumática Cuadro general de los medios correspondientes al equipo didáctico TP 240 Para el equipo didáctico TP 240 se ofrece el programa de estudio digital (WBT), Sensores 1: Sensores en la neumática. Este programa didáctico trata de manera detallada el tema de los sensores utilizados en sistemas de control neumáticos en equipos automatizados. Recurriendo a un ejemplo complejo correspondiente a la realidad industrial, el estudiante adquiere conocimientos básicos de la tecnología de los sensores y es capaz de seleccionar los sensores apropiados en cada caso. Los materiales didácticos disponibles constan en los catálogos y en Internet. Los equipos didácticos de la tecnología de la automatización industrial se actualizan y amplían constantemente. Los juegos de transparencias, las películas, los CD-ROM y DVD, los programas y otros medios didácticos se ofrecen en diversos idiomas. X Festo Didactic GmbH & Co. KG 566912
Objetivos didácticos Detectores de proximidad magnéticos El estudiante conocerá la construcción y el funcionamiento de detectores de proximidad magnéticos. El estudiante conocerá detectores de proximidad para captar las posiciones finales de un cilindro. El estudiante conocerá los términos utilizados en relación con detectores de posición. El estudiante conocerá el funcionamiento de diversos tipos de detectores de proximidad. El estudiante conocerá la construcción y funcionamiento de detectores magnetorresistivos. El estudiante conocerá los símbolos de detectores de proximidad utilizados en esquemas de distribución. El estudiante sabrá seleccionar detectores de posición para controlar posiciones finales. El estudiante sabrá montar y ajustar detectores de posición magnéticos. Transmisor de posiciones El estudiante conocerá el funcionamiento y el símbolo de transmisores de posición. El estudiante sabrá cómo obtener y evaluar la línea característica de un transmisor de posición. El estudiante conocerá las posibles aplicaciones de transmisores de posición. El estudiante conocerá el funcionamiento de un convertidor de señales. El estudiante sabrá utilizar un convertidor de señales para obtener y evaluar los datos correspondientes. Sensores de presión El estudiante conocerá la construcción y el funcionamiento de un convertidor neumático-eléctrico. El estudiante podrá clasificar sensores de presión según métodos de medición. El estudiante podrá describir el funcionamiento de un sensor de presión. El estudiante podrá asignar correctamente las conexiones neumáticas y eléctricas de un sensor de presión analógico. El estudiante podrá efectuar el ajuste de un sensor de presión. El estudiante sabrá cómo obtener la línea característica de un sensor de presión. El estudiante conocerá la construcción y funcionamiento de sensores de presión. El estudiante conocerá los términos técnicos que explican el funcionamiento de sensores. El estudiante sabrá utilizar un sensor de presión para controlar fugas. El estudiante conocerá la construcción y funcionamiento de presostatos. El estudiante sabrá seleccionar y ajustar vacuostatos para su utilización en aplicaciones específicas. Sensores de caudal El estudiante conocerá la construcción y funcionamiento de sensores de caudal. El estudiante sabrá cómo obtener la línea característica de una válvula reguladora. El estudiante sabrá cómo obtener la línea característica de un sensor de caudal. El estudiante conocerá las posibles aplicaciones de sensores de caudal. Festo Didactic GmbH & Co. KG 566912 XI
Atribución de ejercicios en función de objetivos didácticos Objetivo didáctico Ejercicio 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 El estudiante conocerá la construcción y el funcionamiento de detectores de proximidad magnéticos. El estudiante conocerá detectores de proximidad para captar las posiciones finales de un cilindro. El estudiante conocerá los términos utilizados en relación con detectores de posición. El estudiante conocerá el funcionamiento de diversos tipos de detectores de proximidad. El estudiante conocerá la construcción y funcionamiento de detectores magnetorresistivos. El estudiante conocerá los símbolos de detectores de proximidad utilizados en esquemas de distribución. El estudiante sabrá seleccionar detectores de posición para controlar posiciones finales. El estudiante sabrá montar y ajustar detectores de posición magnéticos. El estudiante conocerá el funcionamiento y el símbolo de transmisores de posición. El estudiante sabrá cómo obtener y evaluar la línea característica de un transmisor de posición. El estudiante conocerá las posibles aplicaciones de transmisores de posición. El estudiante conocerá el funcionamiento de un convertidor de señales. El estudiante sabrá utilizar un convertidor de señales para obtener y evaluar los datos correspondientes. El estudiante conocerá la construcción y el funcionamiento de un convertidor neumáticoeléctrico. El estudiante podrá clasificar sensores de presión según métodos de medición. El estudiante podrá describir el funcionamiento de un sensor de presión. XII Festo Didactic GmbH & Co. KG 566912
Ejercicio 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Objetivo didáctico El estudiante podrá asignar correctamente las conexiones neumáticas y eléctricas de un sensor de presión analógico. El estudiante podrá efectuar el ajuste de un sensor de presión. El estudiante sabrá cómo obtener la línea característica de un sensor de presión. El estudiante conocerá la construcción y funcionamiento de sensores de presión. El estudiante conocerá los términos técnicos que explican el funcionamiento de sensores. El estudiante sabrá utilizar un sensor de presión para controlar fugas. El estudiante conocerá la construcción y funcionamiento de presostatos. El estudiante sabrá seleccionar y ajustar vacuostatos para su utilización en aplicaciones específicas. El estudiante conocerá la construcción y funcionamiento de sensores de caudal. El estudiante sabrá cómo obtener la línea característica de una válvula reguladora. El estudiante sabrá cómo obtener la línea característica de un sensor de caudal. El estudiante conocerá las posibles aplicaciones de sensores de caudal. Festo Didactic GmbH & Co. KG 566912 XIII
Equipo didáctico Con el equipo didáctico TP 240, usted podrá ampliar los conocimientos que adquirió con el equipo didáctico TP201 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 201. Equipo didáctico: Sensores en la neumática (TP 240), nº de artículo 566908 Componente Nº de artículo Cantidad Válvula reguladora con manómetro 539756 1 Convertidores de señales para transmisores de posición 548621 1 Sensor electrónico de presión, 0 10 bar 548622 1 Presostato, 0-1 bar 548624 1 Sensor de caudal, -1 1 l/min, analógico 548625 1 Sensor de caudal, 0,5 10 l/min, analógico 548626 1 Generador de vacío 548628 1 Tope ajustable 548630 1 Cilindro perfilado de doble efecto 549832 1 Transmisor de posiciones, 0 50 mm, analógico 560124 1 Conjunto de aspiración, diámetro de 10 mm 560158 1 Válvula de estrangulación y antirretorno 560159 1 XIV Festo Didactic GmbH & Co. KG 566912
Símbolos de los componentes Componente Símbolo gráfico Componente Símbolo gráfico Válvula reguladora con manómetro ISO 1219-1 2 Sensor electrónico de presión, 0 10 bar EN 60617-7 p1 p2 1 3 4 2 1 3 ISO 1219-1 p1 p2 p 2 Generador de vacío ISO 1219-1 1 2 3 Presostato, 0-1 bar EN 60617-7 p 1 4 Cilindro perfilado de doble efecto ISO 1219-1 ISO 1219-1 3 p Conjunto de aspiración, diámetro de 10 mm Válvula de estrangulación y antirretorno ISO 1219-1 ISO 1219-1 2 Sensor de caudal, -1 1 l/min, analógico EN 60617-7 q ISO 1219-1 1 U 3 4 2 5 2 q 1 Convertidores de señales para transmisores de posición EN 60617-7 1 U S 3 4 2 Sensor de caudal, 0,5 10 l/min, analógico EN 60617-7 q 1 U 3 4 2 5 Transmisor de posiciones, 0 50 mm, analógico EN 60617-7 1 G U 4 2 I ISO 1219-1 q 2 3 Festo Didactic GmbH & Co. KG 566912 XV
Atribución de componentes y tareas Importante El ejercicio 1 supone la solución de una tarea teórica, por lo que no es necesario utilizar componentes. Equipo didáctico TP 240 Componente Ejercicio 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Válvula reguladora con manómetro 1 1 1 1 1 Convertidores de señales para transmisores de posición 1 Sensor electrónico de presión, 0 10 bar 1 1 1 Presostato, 0-1 bar 1 Sensor de caudal, -1 1 l/min, analógico 1 Sensor de caudal, 0,5 10 l/min, analógico 1 Generador de vacío 1 1 Tope ajustable 1 1 Cilindro perfilado de doble efecto 1 1 1 1 1 Transmisor de posiciones, 0 50 mm, analógico 1 1 Conjunto de aspiración, diámetro de 10 mm 1 1 Válvula de estrangulación y antirretorno 1 1 Equipo didáctico TP 201 Componentes Ejercicios 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Válvula de estrangulación y antirretorno 2 2 2 1 1 1 Detector de proximidad electrónico 2 1 Electroválvula de 5/2 vías con LED 1 1 1 1 Sensor de presión con indicador 1 1 Unidad de entrada de señales eléctricas 1 1 1 1 1 Relé triple 1 1 3 1 1 1 Bloque distribuidor 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 XVI Festo Didactic GmbH & Co. KG 566912
Componentes opcionales Ejercicios 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Componentes Multímetro digital 1 1 1 Regla 1 Fuente d alimentación de 24 V DC 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Informaciones para el instructor Objetivos didácticos El objetivo didáctico general del manual de trabajo es el de enseñar el funcionamiento de sensores utilizados en sistemas neumáticos y, además, el montaje de los sistemas correspondientes en el panel perfilado. La interacción directa entre la teoría y la práctica asegura 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 ejercicio específico. Duración aproximada El tiempo necesario para desarrollar los ejercicios depende de los conocimientos previos de los alumnos. Con aprendices del sector de mecánica o electricidad, la duración es de aproximadamente dos semanas. Con operarios con nivel de capacitación de oficiales, debe preverse más o menos una semana. Componentes del equipo didáctico El manual de trabajo, la colección de ejercicios y los componentes se corresponden. Para solucionar cada uno de los diez ejercicios se necesitan los componentes incluidos en el equipo didáctico TP 240. Adicionalmente se necesitan algunos componentes del equipo didáctico TP 201. Las tareas de todos los ejercicios pueden solucionarse montando los componentes en una placa perfilada de mínimo 350 mm de ancho. Las normas En el presente manual de trabajo se aplican las siguientes normas: DIN ISO 1219-1: Técnica de fluidos; símbolos gráficos y esquemas de distribución EN 60617-7: Símbolos gráficos utilizados en esquemas de distribución EN 61346-2: Sistemas industriales, equipos y productos industriales; principios aplicados para la estructuración e identificación de referencias Identificaciones utilizadas en el manual de trabajo Los textos con las soluciones y las informaciones complementarias en las representaciones gráficas aparecen en color rojo. Festo Didactic GmbH & Co. KG 566912 XVII
Identificaciones utilizadas en la colección de ejercicios Las partes que deben completarse en los textos aparecen marcados con líneas o con celdas sombreadas en las tablas. Las gráficas que deben completarse están identificadas mediante un fondo matricial. Sugerencias para las clases Aquí se ofrecen informaciones adicionales sobre cada detector. 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 atribuyen las especialidades (tal como son usuales en centros de formación profesional) al tema didáctico "Sensores para la detección de piezas". Las especialidades que constan en la tabla no pretenden ser exhaustivas. Profesión Electrónico especializado en técnicas de automatización Tema Analizar y adaptar sistemas de control Analizar equipos y comprobar su seguridad Programar y crear sistemas de control de equipos industriales Seleccionar e integrar sistemas de accionamiento Poner en funcionamiento sistemas de automatización y entregarlos al cliente Efectuar el mantenimiento y la reparación de sistemas de automatización y optimizarlos Mecatrónico Crear sistemas parciales de mecatrónica Poner en funcionamiento, localizar de fallos y realizar reparaciones Mecánico industrial Instalar y poner en funcionamiento sistemas de control XVIII Festo Didactic GmbH & Co. KG 566912
Estructura de los ejercicios La estructura metódica es la misma para todos los 10 ejercicios. Los ejercicios están estructurados de la siguiente manera: Título Objetivos didácticos Descripción de la tarea a resolver Esquema de situación Finalidad del proyecto Medios auxiliares Hojas de ejercicios El manual de trabajo contiene las soluciones de las 10 tareas incluidas en el colección de ejercicios. Denominación de los componentes Los componentes incluidos en los esquemas de distribución están denominados de acuerdo con la norma DIN-ISO 1219-2. Todos los componentes incluidos en un circuito llevan el mismo número principal de identificación. Dependiendo del componente específico, se agregan letras de identificación. Si un circuito incluye varios componentes iguales, éstos están numerados correlativamente. Los ramales sometidos a presión están identificados con la letra P y se numeran por separado. Cilindros: 1A1, 2A1, 2A2,... Válvulas: 1V1, 1V2, 1V3, 2V1, 2V2, 3V1,... Sensores: 1B1, 1B2,... Señales de entrada: 1S1, 1S2,... Accesorios: 0Z1, 0Z2, 1Z1,... Festo Didactic GmbH & Co. KG 566912 XIX
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 del presente equipo didáctico incluye material didáctico complementario. Estructura del contenido del CD-ROM: Instrucciones de utilización Imágenes Hojas de datos Presentaciones Descripción de los productos 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. 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. Descripción de los productos Se ofrecen informaciones del correspondiente fabricante sobre cada uno de los componentes seleccionados. Esta forma de explicar estos componentes tiene la finalidad de demostrar cómo se presentan los componentes en un catálogo industrial. Además, estas páginas incluyen informaciones complementarias sobre los componentes. XX Festo Didactic GmbH & Co. KG 566912
Ejercicio 1: 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 566912 1
Ejercicio 1: Automatización de una estación de separación de piezas Finalidad del proyecto 1. Describa el funcionamiento del detector de proximidad magnético. 2. Seleccione un detector de proximidad para captar la posición final de un cilindro. 3. 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 2 Festo Didactic GmbH & Co. KG 566912
Ejercicio 1: 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). Los contactos Reed son detectores de proximidad de accionamiento magnético. Estos detectores tienen dos lengüetas de contacto que se encuentran en un tubo de vidrio lleno de gas inerte. Por efecto de un imán se cierra el contacto entre las dos lengüetas, de modo que puede fluir corriente eléctrica. Tratándose de contactos Reed normalmente cerrados, las lengüetas están pretensadas mediante un pequeño imán. Esta precarga se supera mediante un imán mucho más potente. Los contactos Reed tienen una gran duración y su tiempo de respuesta es muy corto (aprox. 0,2 ms). Además, no precisan de mantenimiento, aunque no deben utilizarse en zonas expuestas a campos magnéticos fuertes (por ejemplo en las cercanías de máquinas de soldadura por resistencia). 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 Un detector de proximidad neumático emite una señal de salida neumática que no puede procesarse con el sistema de control electrónico. Los detectores de proximidad funcionan sin contacto y sin accionamiento mecánico. Los detectores de proximidad son insensibles al polvo. Con un detector de proximidad con contacto Reed es posible detectar el campo magnético de un imán permanente montado en el émbolo de un cilindro neumático. Considerando que el vástago o la leva son de metal, es posible utilizar detectores inductivos. Festo Didactic GmbH & Co. KG 566912 3
Ejercicio 1: 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) Un sensor es considerado NO (normalmente abierto), si en su estado normal (sin detección de una pieza) emite la señal de salida 0 (ausencia de tensión). Sólo cuando detecta un objeto, transmite la señal de salida 1 al sistema de control. Por lo tanto, considerando su comportamiento de conmutación, este sensor es equivalente a un contacto normalmente abierto. NC: Normally closed (normalmente cerrado) Un sensor es considerado NC (normalmente cerrado), si en su estado normal (sin detección de una pieza) emite la señal de salida 1. Cuando detecta un objeto, transmite una señal de salida 0 al sistema de control. Por lo tanto, considerando su comportamiento de conmutación, este sensor es equivalente a un contacto 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 10 30 V PNP Contacto normalmente abierto 200 ma Sí Inductivo En todas las conexiones eléctricas LED amarillo 0,5 ms 1.000 Hz 6 W 1,8 V ± 0,1 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. El detector de proximidad magnético tiene una salida PNP y la función de salida es «normalmente abierta». 4 Festo Didactic GmbH & Co. KG 566912
Ejercicio 1: 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 3/2 vías, normalmente cerrada Eléctrico 500 l/min 200 800 kpa Válvula de corredera Muelle neumático Sin estrangulación Enclavamiento Servopilotaje Interna 20 ms 24 V DC, 1,5 W Aire comprimido seco, lubricado o sin lubricar QS-6 Hoja de datos: Electroválvula de 3/2 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 24 V DC. La bobina consume 1,5 W. Se invierte la ecuación P = U I. Cálculo de la intensidad I = P U 1,5 W = = 0,0625 A = 62,5 ma 24 V 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: 62,5 ma 200 ma 6 W Festo Didactic GmbH & Co. KG 566912 5
Ejercicio 1: 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? Sí, es posible utilizar el detector magnético de proximidad para conmutar la electroválvula de 3/2 vías. Deberá comprobarse si el detector de proximidad sin circuito de seguridad puede conmutar la carga inductiva de modo fiable y duradero. 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) En el caso de los detectores de proximidad, no conmutan contactos móviles. En vez de ello, la salida se conecta electrónicamente a la tensión de alimentación o a masa (= tensión de salida 0 V). Ejemplos: Detectores de proximidad magnéticos (inductivos magnéticos, magnetorresistivos), detectores de proximidad inductivos, detectores de proximidad capacitivos, detectores de proximidad ópticos Detectores de posición (detección con contacto) En el caso de los detectores de posición con detección por contacto, se cierra un contacto al acercarse, por ejemplo, un imán. De esta manera puede fluir corriente y la salida del detector está conectada a la tensión de alimentación o a masa (= tensión de salida 0 V). Ejemplo: Contacto Reed Qué ventaja tienen los detectores de proximidad (sin contacto) en comparación con los detectores de posición (con contacto)? Ventajas de los detectores de proximidad (sin contacto) Los contactos no ocasionan problemas (por ejemplo, conmutación fiable y sin rebotes y, por lo tanto, sin dobles puntos de conmutación) Sin desgaste de contactos metálicos y, por lo tanto, mayor duración Insensibilidad frente a la suciedad y a las vibraciones 6 Festo Didactic GmbH & Co. KG 566912