Con una plegadora neumática, han de doblarse piezas de chapa. La sujeción de la pieza lo realiza el cilindro de simple efecto A. El primer doblado el cilindro de doble efecto B y el segundo doblado el cilindro de doble efecto C. El ciclo se inicia accionando un pulsador de marcha.
Solución: Método Paso a Paso Para empezar con el método paso a paso primero se realiza el Diagrama de Movimientos el cual será:
Fig. 1 Diagrama de movimiento del primer ejercicio Donde en forma algebraica se tiene: A+ B+ B- C+ C- AEntonces se tiene el diagrama de trabajo:
Tabla 1 Cuadro de trabajo del Primer ejercicio Grupo Fase Señal 1 A+ A0 2 B+ A1 3 BB1 4 C+ B0 5 CC1 6 AC0
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Simulando y resolviendo en FluidSIM Pneumatics V 4.2, por el método Paso a Paso tenemos:
Fig. 2 Sistema automatizado con el cilindro de simple efecto A DAYAN J. LOPEZ M.
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Si el primer cilindro lo realiza un cilindro de doble efecto tenemos: Solución: Método Paso a Paso Para empezar con el método paso a paso primero se realiza el Diagrama de Movimientos el cual será:
Fig. 3 Diagrama de movimiento Donde en forma algebraica se tiene: A+ B+ B- C+ C- AEntonces se tiene el diagrama de trabajo:
Tabla 2 Cuadro de trabajo Grupo
Fase
Señal
1
A+
A0
2
B+
A1
3
B-
B1
4
C+
B0
5
C-
C1
6
A-
C0
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Simulando y resolviendo en FluidSIM Pneumatics V 4.2, por el método Paso a Paso tenemos:
Fig. 4 Sistema automatizado con el cilindro de simple efecto A Como se puede ver en la Figura 2 y Figura 4 Toda la automatización es la misma solo cambian los componentes del cilindro A y de igual manera este sistema describe iguales el mismo diagrama de movimiento planteado o en su forma algebraica A+ B+ B- C+ C- ADAYAN J. LOPEZ M.
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¿Porque se utiliza un cilindro de simple efecto? Para determinar porque se utiliza un cilindro de simple efecto en el cilindro, primero analizaremos los componentes que conforman los dos sistemas y luego analizaremos su comportamiento en la automatización para su posterior selección. ANÁLISIS DE LOS COMPONENTES Tabla 3 Variación de componentes en la automatización Automatización con el Automatización con el cilindro de doble cilindro de simple efecto A efecto A Elementos de trabajo
Cilindro de simple efecto
Cilindro de doble efecto
Elementos de regulación de velocidad
1 válvula reguladora de caudal
2 válvulas reguladoras de caudal
Elementos de potencia
Válvula 3/2 biestable
Válvula 5/2 biestable
Para analizar Cada componente debemos de conocer cuál es el Caudal de trabajo como también la presión de trabajo con la cual obtendremos la fuerza con la que saldrá el vástago para plegar las piezas de chapa. Como no tenemos los datos del tipo de chapa ni las dimensiones de pliegue que se usaran, entonces acudiremos a los datos que por defecto nos genera el FluidSIM Pneumatics V 4.2, de los cuales tenemos: Para el cilindro de simple efecto, de las propiedades tenemos:
Fig. 5 Parámetros del cilindro de simple efecto
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Donde la descripción del componente es:
Fig. 6 Descripción de cilindro de simple efecto Para la válvula estranguladora, de las propiedades tenemos:
Fig. 7 Parámetros de la válvula estranguladora Donde la descripción del componente es:
Fig. 8 Descripción de la válvula estranguladora DAYAN J. LOPEZ M.
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Para la válvula 3/2 biestable, de las propiedades tenemos:
Fig. 9 Parámetros de la válvula 3/2 con accionamiento neumático Donde la descripción del componente es:
Fig. 10 Descripción de la válvula 3/2 con accionamiento neumático De la misma manera tenemos para los otros componentes
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Para el cilindro de doble efecto, de las propiedades tenemos:
Fig. 11 Parámetros del cilindro de simple efecto Donde la descripción del componente es:
Fig. 12 Descripción de cilindro de simple efecto DAYAN J. LOPEZ M.
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Para la válvula 5/2 biestable, de las propiedades tenemos:
Fig. 13 Parámetros de la válvula 3/2 con accionamiento neumático Donde la descripción del componente es:
Fig. 14 Descripción de la válvula 3/2 con accionamiento neumático
Por tanto buscando en cálatelo SMC de precios tenemos para estos componentes:
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Cilindros Cilindros neumáticos, serie C85
Cilindro estándar ISO, accionamiento simple efecto Medio: aire comprimido Se suministra con contratuerca de vástago y tuerca de montaje Accionamiento de alta velocidad con vida útil de servicio prolongada La junta del vástago con forma proporciona alta resistencia a la entrada de polvo Cubiertas de extremo de aleación de aluminio anodizado Presión de funcionamiento: 10 bar máx. Cumple con las normativas ISO6432 y CETOP RP52P
Código RS
3D
Descripción
Precio
2638815
CD85N10-25-B, diámetro 10 mm, carrera 25 mm
20,37 €
2638821
CD85N10-50-B, diámetro 10 mm, carrera 50 mm
20,60 €
2638843
CD85N10-100-B, diámetro 10 mm, carrera 100 mm
21,11 €
2638871
CD85N16-25-B, diámetro 16 mm, carrera 25 mm
24,23 €
2638988
CD85N16-50-B, diámetro 16 mm, carrera 50 mm
24,92 €
2638893
CD85N16-80-B, diámetro 16 mm, carrera 80 mm
25,67 €
2638900
CD85N16-100-B, diámetro 16 mm, carrera 100 mm
26,23 €
2638944
CD85N20-50-B, diámetro 20 mm, carrera 50 mm
28,69 €
2638966
CD85N20-100-B, diámetro 20 mm, carrera 100 mm
30,27 €
2645093
CD85N25-50-B, diámetro 25 mm, carrera 50 mm
34,18 €
2645116
CD85N25-100-B, diámetro 25 mm, carrera 100 mm
36,22 €
Cilindros neumáticos, serie CG1
Cilindro neumático de accionamiento doble efecto con interruptor automático Rendimiento de alta velocidad Roscas de terminación Rc1/8 (Rc1/4 en cilindros de 50 y 63 mm) Sensor de interruptor de láminas y banda de montaje disponibles por separado Otros diámetros de los cilindros CG1 disponibles en rsonline.es
Código RS
3D
Descripción
Precio
232099
CDG1BN32-25(KIT), diámetro 20 mm, carrera 50 mm
33,62 €
232106
CDG1BN32-50(KIT), diámetro 32 mm, carrera 50 mm
35,15 €
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Reguladores de caudal, serie AS NUEVO
Racores de conexión instantánea Material del cuerpo: PBT Reduce el tiempo de instalación y el coste Acepta tubos de nylon y poliuretano Gran variedad de tamaños Velocidad controlada con precisión incluso a velocidades bajas El valor de velocidad constante se define fácilmente Función de retención que evita la pérdida del tornillo
Código RS
3D
477801
Descripción
Precio
AS2051F-06, modelo en línea, 1/4 x 6 mm
11,25 €
1975270
AS3001F-10, modelo en línea, 3/8 x 10 mm
14,23 €
1975286
AS4001F-12, modelo en línea, 1/2 x 12 mm
20,04 €
7213512
AS1211F-M5-04, modelo acodado, M5 x 4 mm
4,28 €
7213515
AS1211F-M5-06, modelo acodado, M5 x 6 mm
4,28 €
7213519
AS2201F-01-04S, modelo acodado, 1/8 x 4 mm
5,67 €
7213528
AS2201F-01-06S, modelo acodado, 1/8 x 6 mm
5,67 €
7213521
AS2201F-01-08S, modelo acodado, 1/8 x 8 mm
5,67 €
7213525
AS2201F-02-06S, modelo acodado, 1/4 x 6 mm
6,42 €
7213534
AS2201F-02-08S, modelo acodado, 1/4 x 8 mm
6,42 €
Válvulas, serie SYJ700/7000
Código RS
3D
Descripción
Precio
3886784
SYJ712-5LOU-01F-Q, G1/8, 3/2 NC, 24 Vdc
53,94 €
3886835
SYJ7120-5LOU-01F-Q, G1/8 5/2, 24 Vdc
55,99 €
3809018
SYJ7120-4DZ-01F-Q, G1/8 5/2, 220 Vac
57,34 €
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Entonces tenemos: Tabla 4 Precio de componentes en la automatización Automatización Automatización con el Precio con el cilindro de cilindro de [€ ] simple efecto A doble efecto A Elementos de Cilindro de simple 28.69 Cilindro de doble efecto trabajo efecto Elementos de 1 válvula reguladora 2 válvulas reguladoras regulación de 11.25 de caudal de caudal velocidad Elementos de Válvula 3/2 53.94 Válvula 5/2 potencia Total
93.88
Precio [€ ] 33.62 22.50 55.99 112.11
Como se puede ver en la automatización con el cilindro de simple efecto se ahorra 18.23 [€ ] que con un cilindro de doble efecto. ANÁLISIS DE FUNCIONAMIENTO DE LOS COMPONENTES Para ver como la variación de componentes afecta a la automatización, entonces veremos la comparación de entre los diagramas de estado de los dos sistemas de automatización. Considerando que al lado izquierdo están los diagramas de la automatización con el cilindro de simple efecto y al lado derecho los diagramas de estado de la automatización con el cilindro de doble efecto; entonces tenemos:
Fig. 15 Diagrama de estado respecto al desplazamiento
Fig. 16 Diagrama de estado respecto a la aceleración DAYAN J. LOPEZ M.
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Fig. 17 Diagrama de estado respecto a la velocidad
Fig. 18 Diagrama de estado respecto a la fuerza Como se ve puede observar en la figura 15 el diagrama de estado que describen los dos sistemas con respecto al desplazamiento son iguales al diagrama de movimiento planteado o en su forma algebraica A+ B+ B- C+ C- A-. También se puede notar que el vástago del cilindro de simple efecto sale rápidamente en milésimas de segundo hasta llegar al final de carrera A1 que activa el siguiente movimiento, mientras que en comparación con un cilindro de doble efecto este se demora casi el doble de milésimas, pero cuando el vástago debe retornar el cilindro de doble efecto retorna más rápido que el de simple efecto, esto se puede ver en la figura 17. Luego en las figuras 16 y 18 se puede observar el diagrama de estado respecto a la aceleración y respecto a la fuerza y como se puede notar en la figura 8 la fuerza es contante desde el inicio hasta el fin de la automatización. CONCLUSION Entonces de acuerdo a la necesidad de funcionamiento del cilindro A, se utilizara el cilindro de simple efecto debido que este cumple con el Diagrama de secuencia necesario, cuando el vástago sale lo hace más rápido que el cilindro de doble efecto y asegura que este sujete la chapa para luego plegarla. Además de cumplir con la necesidad de uso este nos asegura menor costo que cuando se utiliza un cilindro de doble efecto, ahorrando casi un 20% de dinero ósea, 18.23 [€ ] ó 18.23 Euros.
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