Este ejercicio apareció en la prueba práctica de oposiciones para profesorado de Tecnología en Aragón 2018
Dado el siguiente croquis de posición y diagrama espacio-fase:
Diseñar el accionamiento neumático que cumpla las siguientes condiciones:
- Dos piezas han de quedar unidas con un remache, en una prensa parcialmente automatizada. Las piezas y el remache se colocarán a mano, retirándose la pieza acabada también a mano después del proceso de remachado.
- La parte automatizada del ciclo consiste en el agarre y sujeción de las piezas (cilindro de doble efecto A), así como el remachado (cilindro de doble efecto B).
- Para iniciar el ciclo (siempre que los dos cilindros estén en posición 0), el operario deberá de pulsar simultáneamente dos pulsadores.
- Se podrá regular la velocidad de avance del cilindro A y la velocidad de retroceso del cilindro B.
- Cada uno de los cilindros dispondrá de 2 válvulas 3/2 con accionamiento por rodillo no escamoteable, para informar de las posiciones extremas de los cilindros.
- Se podrán utilizar todos los componentes neumáticos que se consideren necesarios.
En el mundo de la manufactura, la eficiencia y la seguridad no son negociables. Hoy vamos a desglosar un caso práctico clásico: la automatización parcial de una prensa de remachado.
Imagina que tienes dos piezas que deben unirse. El operario las coloca a mano, pero el proceso de sujeción y remachado debe ser preciso, repetible y, sobre todo, seguro. ¿Cómo pasamos de un croquis a un sistema neumático funcional? ¡Vamos a ello!
1. La «Partitura» del Movimiento: El Diagrama Espacio-Fase
Antes de conectar una sola manguera, debemos entender qué queremos que haga la máquina. Nuestra secuencia es A+ B+ B- A-:
- Cilindro A (Sujeción): Sale para fijar las piezas.
- Cilindro B (Remachado): Sale para realizar la unión.
- Cilindro B: Regresa a su posición inicial.
- Cilindro A: Regresa para liberar la pieza acabada.
2. La Seguridad es lo Primero: El Mando Bimanual
En una prensa, las manos del operario son la prioridad. Para evitar accidentes, hemos implementado una válvula de simultaneidad (AND). El ciclo solo comienza si el operario pulsa dos botones al mismo tiempo. Si suelta uno, el proceso no inicia. Es una lógica simple, pero que salva dedos.
3. El Método «Paso a Paso»: Lógica sin Errores
Para este diseño, optamos por el método paso a paso. ¿Por qué? Porque es modular. Cada movimiento tiene su propia «memoria», lo que facilita enormemente la detección de fallos. Si el cilindro B no baja, sabes exactamente qué módulo de la cadena está fallando.
Dato técnico: A diferencia del aire, que es compresible y a veces caprichoso, la lógica de pasos nos asegura que ninguna señal de aire se «pise» con otra, evitando bloqueos en el sistema.
4. Control de Velocidad: Suavidad en el Remachado
No queremos que la prensa golpee las piezas como un martillo descontrolado. Por eso, hemos instalado reguladores de flujo unidireccionales:
- En el avance de A: Para una sujeción firme pero delicada.
- En el retroceso de B: Para un retorno suave que minimice las vibraciones en la estructura.
Regla de oro: Siempre regulamos el aire de escape. Esto crea un colchón de contrapresión que hace que el movimiento sea fluido y constante.
5. ¿Qué necesitamos para armarlo? (BOM)
Si quieres replicar este proyecto en tu taller o laboratorio, esta es tu lista de la compra:
- 2 Cilindros de doble efecto (Los músculos).
- 2 Válvulas 5/2 biestables (El cerebro de potencia).
- 4 Finales de carrera de rodillo (Los ojos del sistema).
- 1 Válvula AND y 2 pulsadores (El seguro de vida).
- 4 Módulos de paso (La memoria lógica).
Conclusión
Automatizar no es solo hacer que las cosas se muevan, es hacer que se muevan con sentido, seguridad y precisión. Este ejercicio de remachado es la base de sistemas mucho más complejos en la industria 4.0.
