Desentrañando los símbolos de los circuitos neumáticos

Conocer los pequeños detalles en los símbolos de los componentes de potencia de fluidos puede marcar una gran diferencia en cómo funciona o no una aplicación, ahorra mucho tiempo en la resolución de problemas y hace que los diseños sean más eficientes.

Por ejemplo, eche un vistazo al siguiente esquema. Muestra un circuito básico de recogida y colocación por vacío. Un eyector venturi crea un vacío y una válvula de dos vías aplica o cierra el vacío a la almohadilla.¿Ves algún problema?¿Hay alguna razón por la cual la válvula solenoide no funciona?

Hay un detalle en los símbolos de las válvulas que los ingenieros pueden pasar por alto fácilmente (ya veces pasar por alto), especialmente si no están familiarizados con los símbolos neumáticos. Este tipo tiene un piloto de aire interno y, para abrir la válvula, el puerto de entrada (puerto 1) requiere presión de aire comprimido. Los orificios internos dirigen parte del suministro de aire al pistón interno u otro mecanismo que mueve el carrete.

El manual de instrucciones de este tipo de válvulas especifica la presión mínima de trabajo para la posición de conmutación de la válvula. Esta es la presión que actúa sobre el pistón interno/otro mecanismo, moviendo el carrete, permitiendo que el aire fluya hacia la salida (abriendo la válvula).

Si se aplica presión de vacío en el puerto 1, no se puede alcanzar la presión mínima de trabajo y la válvula permanece cerrada. No todos los fabricantes agregan líneas de puntos a sus símbolos para identificar el suministro de aire interno del piloto para que sea obvio.

Cuando se utiliza esta configuración para aplicaciones de vacío, una mejor opción de válvula es un solenoide de acción directa, como el solenoide de acción directa que se muestra en el siguiente ejemplo. Estas válvulas no requieren una presión mínima de trabajo de alimentación. El solenoide tira de la armadura interna para abrir la válvula o mover el carrete para permitir el flujo. Este tipo de válvula operará bajo presión de vacío.

Los lectores astutos notarán que la configuración anterior no es la forma más eficiente de proporcionar una aspiradora para aplicaciones de recoger y colocar. En este caso, el eyector consume aire para crear vacío aunque no se requiera presión de vacío, como cuando se ha colocado una pieza de trabajo y el cabezal del robot se está moviendo para recoger la siguiente pieza de trabajo. Cuando no se requiere vacío, cerrar el suministro de aire al eyector puede ahorrar mucha energía. El siguiente esquema muestra cómo hacer esto con una válvula de 3 vías antes del inyector.

Cuando se energiza el solenoide, la válvula se abre, lo que permite que la presión actúe en el puerto de suministro del inyector (ya que se trata de presión de aire positiva, la válvula piloto interna también funciona). El solenoide se puede desactivar cuando se deja el objeto recogido. El puerto 3 de la válvula expulsa el aire del eyector, cortando la presión de vacío y liberando la pieza de trabajo.

Todavía puede ser más eficiente. Si se requieren tiempos de ciclo rápidos, considere usar aire positivo para liberar la pieza de trabajo de la ventosa de manera más rápida y limpia (a veces, la pieza de trabajo se pegará a la ventosa de vacío). Utilice dos válvulas de 2 vías, una para suministrar aire al eyector, cuando llegue el momento de liberar, corte el suministro de aire al eyector y la otra para presurizar la placa trasera para liberar la pieza de trabajo limpiamente. Al hacer esto, es mejor usar un controlador de velocidad en la línea de aire de liberación, ya que demasiado flujo puede hacer que la pieza de trabajo ligera se desplace lejos de donde debería aterrizar.

¿Podría ser más eficiente?Si el presupuesto lo permite, el PLC permitirá agregar un interruptor de presión. Esto permite que el interruptor de presión de vacío nos diga cuándo se alcanzó la presión de vacío necesaria para levantar el objeto y sabemos que la almohadilla ha agarrado el objeto. Si no podemos agregar PLC e interruptores, las selecciones incorrectas pueden pasar desapercibidas, lo que puede provocar el bloqueo de las líneas de producción cuando los clientes se quedan sin pedidos o la interrupción de las secuencias de empaquetado.

Otra ventaja de un interruptor de presión es que se puede resaltar cuando se requiere mantenimiento. Cuando las almohadillas están desgastadas o dañadas, la aplicación tendrá fugas. Si el interruptor de presión tarda más en detectar la presión de vacío requerida, o no la detecta en absoluto, alerta al técnico para que revise las almohadillas, las tuberías, los accesorios y otros componentes en busca de fugas. El mantenimiento regular y el funcionamiento adecuado de la máquina reducirán los costes de funcionamiento de la aplicación (las fugas hacen que la máquina consuma más aire, lo que a su vez consume más energía).

Si una empresa tiene la intención de comprar todos estos componentes por separado, puede valer la pena considerar un eyector de una pieza, que incluye válvulas de suministro y alivio, un filtro, un controlador de velocidad para liberar aire y un interruptor de presión de vacío. Hay varios en el mercado. Algunos incluyen una opción de ahorro de energía que corta el suministro de aire comprimido al eyector una vez que la ventosa recoge un objeto.

Una vez que se recoge el objeto, el interruptor de presión detecta que se ha alcanzado la presión de vacío requerida y la válvula de suministro corta el aire comprimido al eyector. Una válvula de retención interna mantiene la presión de vacío y mantiene los objetos recogidos sin que el eyector cree más vacío. El interruptor detecta cualquier fuga y solo permite que el aire comprimido suministre el eyector cuando se requiere más vacío.

Cuando es necesario liberar el objeto, la válvula de suministro dirige el aire comprimido para liberar el objeto (solo para liberaciones de ráfaga muy cortas). El costo inicial de un eyector todo en uno puede parecer alto, pero cuando se usa correctamente, los ahorros que genera definitivamente valen la inversión inicial a largo plazo.

Wayne Wilding brinda soporte técnico de ventas en SMC Corp.

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