Alimentador de piezas

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ÍNDICE

� Introducción.

� Funcionamiento.

� Elementos empleados.

� Esquemas.

� Problemas solventados.

Introducción

El dispensador de piezas abastece piezas de dos tamaños diferentes a la cinta transportadora. Las piezas están hechas de un listón de sección cuadrada de madera maciza. Dentro de los dos tipos de cajas encontramos dos subtipos dependiendo si son negras o blancas. Por lo que podemos decir que el dispensador contiene cuatro tipos de cajas diferentes.

Su objetivo es alimentar la cinta transportadora con piezas de dos tamaños distintos aleatoriamente para que esta posteriormente las clasifique según el color y el tamaño.

El dispensador nos permite almacenar un gran número de cajas sin necesidad de ir abasteciéndolas manualmente una a una a la cinta transportadora situada a continuación.

El dispensador está anclado a una plataforma de madera mediante dos piezas verticales en forma de “L” invertidas situando el dispensador exactamente encima del avance del vástago. Esto nos permite que la caja central del dispensador quede suspendida sobre la plataforma del cilindro.

Funcionamiento:

El funcionamiento del dispensador es muy simple. Antes de poner en marcha el cilindro tenemos que introducir por el orificio de arriba del dispensador las piezas (cajas de madera) correctamente quedando en contacto las unas con las otras a modo de torre por la acción de la gravedad.

Para que el cilindro expulse correctamente las cajas hemos diseñado una pieza de madera con el objetivo de aumentar la superficie para expulsar correctamente las cajas.

Además de aumentar la superficie esta pieza tiene otro objetivo muy importante. El objetivo principal es que al expulsar la caja inferior (efectuar el avance del vástago) las otras queden retenidas (sobre la pieza acoplada al vástago) en su posición original.

Los movimientos de avance y retroceso estarán controlados ya sea por un pulsador manual o programado electrónicamente desde un ordenador.

La caja, posteriormente cae a la cinta transportadora en la que avanza por la acción de un motor eléctrico.

Finalmente el cilindro efectúa el retroceso permitiendo la caída de la siguiente caja.

Elementos empleados

Cilindro doble efecto: Al decir doble efecto nos referimos a que tanto el movimiento de salida como el de entrada son debidos al aire comprimido, es decir, el aire comprimido ejerce su acción en las dos cámaras del cilindro, de esta forma puede realizar trabajo en los dos sentidos del movimiento.

El campo de aplicación de los cilindros de doble efecto es mucho más extenso que el de los cilindros de simple efecto; incluso si no es necesario ejercer una fuerza en los dos sentidos, el cilindro de doble efecto es preferible al cilindro de simple efecto con muelle de retorno incorporado.

El cilindro de doble efecto se construye siempre en forma de cilindro de émbolo y posee dos tomas para el aire comprimido situadas a ambos lados del émbolo. Al aplicar aire a presión en la cámara posterior y comunicar la cámara anterior con la atmósfera a través de una válvula, el cilindro realiza carrera de avance.

La carrera de retroceso se efectúa introduciendo aire a presión en cámara anterior y comunicando la cámara posterior con la atmósfera, igualmente a través de una válvula para la evacuación del aire contenido en esa cámara de cilindro.

Para una presión determinada en el circuito, el movimiento de retroceso en un cilindro de doble efecto desarrolla menos fuerza que el movimiento de avance, ya que la superficie del émbolo se ve ahora reducido por la sección transversal del vástago. Normalmente, en la práctica no requieren fuerzas iguales en los dos movimientos opuestos.

El cilindro utilizado presenta las siguientes proporciones:

- Diámetro del embolo = 10mm

- Diámetro del vástago = 4mm

- Carrera (e) = 107mm

- Presión de trabajo = 6 atm

Por lo que su fuerza real de avance es de 4,24 kp y su fuerza real de retroceso es de 3,563 kp.

También podemos hallar con estos datos el volumen del interior del cilindro. Volumen de la cámara de avance = 8,4cm3 y volumen cámara retroceso = 7,06 cm3

Válvula 5/2 neumá-resorte:se emplean principalmente para el accionamiento de cilindros de doble efecto. Suelen estar pilotadas por electricidad (suelen funcionar a 12v), por un muelle o neumaticamente por una válvula 3/2 ya sea por un final de carrera, un pulsador manual…

Válvula 3/2 electr-resorte:son válvulas utilizadas para el control del funcionamiento de cilindros de simple efecto y para realizar señales (pilotajes) neumáticos en otras válvulas. Al tener tres vías, permiten dos direcciones del fuljo de aire, lo que les ayuda a realizar la alimentación (posición abierta) y el escape (posición cerrada) de la cámara del émbolo en un cilindro.

Reguladora de caudal: Las válvulas reguladoras de caudal permiten controlar la velocidad de avance o retroceso de un cilindro.Cada reguladora de caudal sólo regula la velocidad en un sentido.

El aire puede circular por la estrangulación o por el antirretorno, cuando el antirretorno le deje paso libre circulará a la misma velocidad que en el resto del circuito, sin

embargo, cuando el antirretorno le corte el paso el único camino que le quedará será la estrangulación y por lo tanto disminuirá su velocidad.

Esquemas

El aire, entra a presión pasando primeramente por una unidad de mantenimiento que regula dicha presión. Después va directamente a las válvulas 3/2 y 5/2.

La válvula 3/2 es pilotada por un circuito eléctrico a 12V. Al ser accionada deja pasar el aire hasta el pilotaje neumático de la siguiente válvula 5/2 con retroceso por muelle (como la válvula 3/2). Ésta, al estar sin accionar permite el retroceso del vástago y al accionarse permite el avance del mismo regulando la velocidad de salida con la reguladora de caudal al 50% aproximadamente.

2

1 3

A+

4 2

51

3

v=0

50%

0V

+24V

A+

1

2

1 3

A+

4 2

51

3

v=0

50%

0V

+24V

A+

1

Relé

Hemos utilizado un relé para poder utilizar dos voltajes distintos (para las válvulas neumáticas de 12V y para la placa Picaxe de 5V a7V), esa es su gran ventaja, es la completa separación eléctrica entre la corriente de accionamiento, la que circula por la bobina del electroimán, y los circuitos controlados por los contactos, lo que hace que se puedan manejar altos voltajes o elevadas potencias con pequeñas tensiones de control. Con modernos sistemas los relés también pueden actuar de forma programada e independiente lo que supone grandes ventajas en su aplicación aumentando su uso en aplicaciones sin necesidad de utilizar controles. Se puede encender por ejemplo una bombilla o motor y al encenderlo se apaga el otro motor o bombilla.

Problemas solventados

1- Dispensar dos tamaños distintos de piezas:tenemos dos tipos diferente de cajas, una grande (4cm x 4cm x 6cm) y otra pequeña (4cm x 3cm x 5cm)

Estas piezas son introducidas en el dispensador en un orden aleatorio ya que el diseño de este y del taco de madera acoplado a la punta del vástago permite su alimentación a la cinta transportadora sin ningún problema.

La altura desde la plataforma hasta el final del dispensador es de 6’5cm para que las piezas grandes pasen sin tocar y si caen dos piezas pequeñas a la vez solo dispense una. En esto también interviene el final del vástago, la pieza de madera acoplada ya que mide un poco menos que la pieza pequeña, con lo cual, solo es capaz de empujar una sola pieza.

2- Los “enganches” de las piezas: estos enganches eran provocados, mayormente por el interior del dispensador, ya que hicimos una reducción del espacio interior para que las piezas cayeran lo más rectas posibles sobre la plataforma. Este problema lo solventamos reduciendo la superficie de contacto entre las piezas y las paredes del depósito dispensador.

También influyó la rugosidad de las piezas, por lo tanto, al desplazarse por encima de la pieza acoplada al vástago en su avance, estando sin lijar las dos superficies, no deslizaba bien y la arrastraba llevándose con ella, toda la columna del depósito. Lijar todas las superficies fue la mejor solución.

3- Sistema de sujeción del cilindro:hemos acoplado el cilindro a la base de la plataforma, elevándolo unos milímetros para evitar el roce con la superficie. Hemos hecho seis taladros (tres a cada lado) para sujetarlo mediante bridas finas, ya que con dos o con una, el cilindro se balancearía lateralmente y podría chocar con las barreras que guían la pieza, destrozando esta plataforma por completo o desplazando el cilindro hacia atrás rompiendo la sujeción de este.