Descripción funcional de los sistemas

El diagrama funcional es una representación orientada al proceso del diseño y desarrollo de la automatización del sistema oleoneumático, independientemente de su implementación y montaje, p. ej. de los utillajes empleados, del tendido de líneas o del lugar de situación. Se podría decir que la misión del diagrama funcional es sustituir o complementar la descripción verbal del problema de mando, pero esto sería quedarse corto. El diagrama funcional también muestra de forma sinóptica y estándar un problema de automatización oleoneumática con sus características esenciales (estructura ordinaria) y con los detalles precisos para el caso respectivo de aplicación (estructura pormenorizada). Por tanto, para el entendimiento y análisis objetivo de un sistema oleoneumático industrial y para el diseño de su sistema de mando, será necesaria una descripción funcional clara y precisa.

13 _{VDI/VDE 3684 "Manufacturer-independent configuration of drive systems - Description of event-driven}

motion processes with functional diagrams”

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A continuación, se expondrán las posibilidades de representación más usadas y estandarizadas en el diseño de los sistemas oleoneumáticos.

Estas son:

 Descripción en texto  Diagramas funcionales  Diagramas secuenciales

Todas estas representaciones funcionales se conjugan normalmente con los clásicos circuitos o esquemas hidráulicos y neumáticos que, como es sabido, muestran el montaje, la operatividad e interrelación de los distintos componentes. El diagrama funcional no debe ser un recurso específico del diseñador porque será usado también por el personal de montaje y mantenimiento, lo que le facilitará y agilizará su labor. Por ello, existe la necesidad de establecer una consonancia en la terminología e identificaciones empleada en la representación funcional con estos circuitos y esquemas.

Para ilustrar y entender los distintos métodos de representación se ejemplarizará sobre el caso práctico de una plegadora industrial. Se trata de un sistema electroneumático para conformar chapa de aluminio que funciona con cinco cilindros que actúan de forma secuencial. En las siguientes figuras se muestran croquis de la máquina en distintos estados de funcionamiento.

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Esta máquina ha sido diseñada para realizar un proceso de producción continua y para ello se ha diseñado un subsistema de alimentación y expulsión de piezas en conjunción con el proceso de conformado de chapa. Dispone de un cargador en el que se ubican las chapas, y de donde son sustraídas por un empujador accionado por un cilindro de doble efecto sin vástago. Una vez situada la chapa sobre el subsistema de conformado se inicia el proceso para el doblado de una pieza en forma de C a través de tres cilindros neumáticos. Terminado este proceso se realiza la expulsión de la misma a través de otro cilindro. A continuación, se detalla la secuencia del proceso paso a paso.

Etapa 1 y 2: Alimentación de la pieza

Figura 3.3.2.1.2. - Plegadora industrial: croquis 2.

En el dibujo se aprecia el subsistema de alimentación y expulsión de chapas que consta de un cilindro sin vástago que desplaza un carro, denominado “empujador de alimentación”, sobre un carril guía y de un cilindro de doble efecto “E”. El empujador de alimentación dispone de un gancho escamoteable que permite substraer las chapas del cargador y situarlas debajo del subsistema de conformado. El gancho sólo tiene que sobresalir unos pocos milímetros y en caso de chapas muy anchas se pueden emplear varios. Se emplean sensores magnéticos, de tipo “reed”, situados sobre el cilindro sin vástago para detectar las posiciones extremas del carro. Una vez situada la plancha y antes de que se inicie el proceso de conformado, se retrae el carro para cargar otra pieza para el ciclo siguiente. Por otro lado, este subsistema dispone de un cilindro de doble

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efecto “E” que retira la pieza conformada cuando se finalice el proceso. Es interesante indicar que el subsistema de alimentación y expulsión que se ha diseñado es versátil y podría ser montado posteriormente a la máquina y ser empleado o reutilizado en otros procesos.

Etapa 3 a la Etapa 6: Conformado de pieza.

Para conformar piezas no necesariamente tiene que recurrirse a unidades excéntricas o prensas hidráulicas. Para ello basta utilizar estructuras de venta en el comercio especializado y ejecutar los movimientos mediante componentes neumáticos. En la figura 3.4.3.1.3 se muestra la secuencia para una propuesta con 3 cilindros de doble efecto.

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Una vez situada la pieza y detectada su presencia mediante un sensor, se inicia el avance del cilindro B en cuya cabeza lleva la matriz que dará forma a la chapa y se inicia el predoblado de la chapa en forma de U. Una vez que concluye el movimiento vertical del cilindro B empiezan a actuar las mordazas laterales accionadas por los cilindros C y D que acaban el doblado de la pieza. Luego se retiran las mordazas, y finalmente asciende el cilindro B, para que se le retire la pieza conformada en forma de C. Todo ello implica que las distintas fases son controladas mediante señales emitidas por los detectores magnéticos, tipo reed, montados sobre las camisas de los cilindros de doble efecto que se emplean.

Etapa 7 y 8: Expulsión de pieza conformada

Figura 3.3.2.1.4. - Plegadora industrial: croquis 3.

Una vez concluida la operación de conformado de chapa, la pieza es retirada mediante el cilindro “E” de doble efecto perteneciente al subsistema de alimentación y expulsión. El sistema estará en disposición de iniciar un nuevo ciclo una vez que se retire la pieza y se recoja el cilindro. Se ha estudiado la posibilidad de cargar la chapa y retirar la pieza del subsistema de conformado simultáneamente para volúmenes de producción muy elevada y continuada. Las modificaciones necesarias sólo afectarán al programa de control, aportando flexibilidad y adaptabilidad del sistema a las necesidades de producción.

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