Circuitos Neumáticos Método de Tabla de Estados

I. LIMPIEZA DE PIEZAS DE FUNDICION POR CHORRO DE ARENA. PLANTEAMIENTO: Las patas de una pieza de fundición deben limpiarse por chorro de arena. La pieza se coloca manualmente en el dispositivo de fijación y el cilindro de doble efecto A la aprisiona. A continuación el cilindro de doble efecto B la válvula para la boquilla de la arena, por un tiempo predeterminado y después cierra la válvula. El cilindro de doble efecto C mueve el dispositivo hacia la segunda pata y se repite el proceso de chorro de arena, después del cual el cilindro de doble efecto C regresa a su posición inicial. Por ultimo el cilindro de doble efecto A suelta la pieza y esta puede extraerse. La figura 1 muestra el plano de la máquina descrita para comprender mejor la situación presentada.

Figura X1. Plano de la situación de la máquina para la limpieza de piezas de fundición.

Comprendiendo la situación así como el plano para un mejor entendimiento se pueden determinar las siguientes consideraciones para realizar la ecuación de movimiento y el circuito neumático correspondiente. 1) 2) 3) 4)

El primer movimiento del cilindro A es de salida. El primer movimiento del cilindro B y C es de entrada. El sistema funciona en ciclo único. Es necesario emplear válvulas estranguladoras para que el movimiento de los cilindros no sea demasiado brusco y no dañen las piezas o tubos con las que se trabajen.

Ecuación de movimiento:

Graficando el movimiento de cada cilindro e identificando las combinaciones de estos:

A B C A0 B1 C1

A1 B1 C1

A1 B0 C1

A1 B1 C1

A1 B1 C0

A1 B0 C0

A1 B1 C0

A1 B1 C1

Identificando las combinaciones que se repiten: A1, B1, C1 Y A1, B1, C0

Reduciendo las condiciones a través de un mapa k: A/BC 0 1

00 d x

A1, B1, C1

A1, B1, C1

A1, B1, C0

B1, C0

A0, B1, C1

A0, B1

A1, B0, C1

B0, C1

A1, B0, C0

B0, C0

01 d x

11 x x

10 d x

A0 B1 C1

Generando una tabla de estados:

A0, B1 R1

1

A1, B1, C1

B0, C1

B1, C0

B0, C0

A+

A-

B+

B-

C+

√ Y1

2

√ 3

S1 R2

√

4 Y1Y2R3

√ Y3 S2

5

√ S3

Y3 Y1Y2

A+

C-

6

√

7

8

√ √

A0, B1

A-

Y1,Y2, A1, B1, C1

B+

B0, C1

B-

Y1 , A1, B1, C1

+

B0, C0 +

C+

Y3, B1, C0

C-

Y1,Y2, A1, B1, C1

R1

A0, B1

S1

B0, C1

R2

B0, C1

S2

Y3, B1, C0

R3

Y1,Y2, A1, B1, C1

S3

B0, C0

Y3, B1, C0

Con las ecuaciones de estados ya echas, se prosiguió con realizar la construcción y simulación del circuito neumático que siguiera la secuencia de movimientos en los cilindros que describe la ecuación mediante el software FluidSim, el diagrama del circuito puede observarse en la figura 2.

4

5

2

4

3

5

1

50%

C1

50%

C0

50%

B1

50%

B0

50%

A1

50%

A0

2

4

3

5

2

3

1

1

4

2

2

1

1

2 12

5

3

4

1 2

4

2

5

3

2 50%

3 5

1

2

1

1

1

3 1

2 1

1

A1 1

3

2 2 1 1

1

2 1

1

1

3

2

2

A0

2

B1 1

2 1

3

2

C1 1

3

2

B0 1

3

C0 1

3

Figura 2. Diagrama del circuito limpiador de piezas construido en FluidSim.

1

3

Abocardador de tubos PLANTEAMINETO: Este circuito se realiza un abocardado de un tubo por medio de tres pistones A, B y C, los cuales tienen una secuencia de movimiento: El pistón A sostiene el tubo contra una pared, el cilindro B permite el movimiento de bajar o subir la herramienta de corte, el cilindro C realiza el cambio de herramienta. Se comienza con una herramienta de corte pequeña y después se cambia por una de grosor mayor. La posición inicial de cada uno de los tres pistones es adentro, como lo muestra el esquema de la figura 4. B

A

C

Figura 4. Esquema del sistema abocardador de tubos.

Interpretando la información, se llegó a las siguientes conclusiones para la elaboración de este circuito con el método de tabla de estados: 1) Es posible apreciar que todos los cilindros comienzan y terminan dentro. 2) El cilindro A es el primero en salir y el último en regresar, el cilindro B sale y entra más de una vez. 3) Solo es necesario un botón pulsador para activar el circuito en un ciclo único a la vez.

Ecuación de movimiento:

Graficando el movimiento de cada cilindro e identificando las combinaciones de estos:

A B C A0 B0 C0

A1 B0 C0

A1 B1 C0

A1 B0 C0

A1 B0 C1

A1 B1 C1

A1 B0 C1

A1 B0 C0

Identificando las combinaciones que se repiten: A1, B0, C0 Y A1, B0, C1

Reduciendo las condiciones a través de un mapa k: A/BC 0 1

00 x x

A0, B0, C0

A0

A1, B0, C0

A1B0, C0

A1, B1, C0

B1, C0

A1, B1, C1

B1, C1

A1, B0, C1

B0, C1

01 d x

11 d x

10 d x

A0 B0 C0

Generando una tabla de estados : A0 R1

1

A1, B0, C0

B1, C0

B0, C1

B1, C1

A+

A-

B+

B-

C+

C-

√ Y1

2

√ S1 R2

3

√

4 Y1Y2R3

√ Y3 S2

5

√ S3

Y3 Y1Y2

6

√

7

8

√ √

A partir de la tabla de estados, generar las ecuaciones de movimiento, incluyendo los set (S) y reset (R) de los flip - flop: A+

Arranque ∙ A0

A-

Y1Y2 A1 B0 C0

B+

Y3B0C1

+

B-

B1C1

B1C0

C+

Y1Y2 A1 B0 C0

+

Y1A1B0 C0

C-

Y3B0C1

R1

A0

S1

B1C0

R2

B1C0

S2

Y3B0 C1

R3

Y1Y2 A1 B0 C0

S3

B1C1

Con las ecuaciones de estados ya echas, se prosiguió con realizar la construcción y simulación del circuito neumático que siguiera la secuencia de movimientos en los cilindros que describe la ecuación mediante el software FluidSim, el diagrama del circuito puede observarse en la figura 5.

4

5

2

4

3

5

1

50%

C1

50%

C0

50%

B1

50%

B0

50%

A1

50%

A0

2

4

3

5

2

3

1

1

4

2

2 1

5

3

4

1 2

5 2

2 1

1

4

3

2

5

1

1

3 2

1 1

2 1

1

1

A1 1

3

2

2

2 1 1

1

3

2

2

A0

2

B0 1

1

1

3

2

C0 1

3

2

B1 1

3

C1 1

3

1

Figura 5. Diagrama del circuito abocardador de tubos construido en FluidSim.

3