autoa06, Notas de estudo de Automação

Baixe autoa06 e outras Notas de estudo em PDF para Automação, somente na Docsity! 6 A U L A 6 A U L A injetora de plásticos de uma fábrica quebrou. Desesperado, o supervisor de produção procura pelo novo mecânico de manutenção de plantão: você. - Precisamos dessa máquina. A produção já está atrasada quase uma semana. Tenho aqui o diagrama hidráulico da máquina. Por favor, estude-o e veja se consegue resolver o problema. Para não demonstrar ignorância, você sorri, faz que sim com a cabeça e arrisca: - Deixa comigo! Ao olhar o diagrama, no entanto, você se arrepende de tanta autoconfiança. Aquele monte de símbolos parece grego. Coisa de louco! Se você não quer passar por uma situação assim, estude esta aula. Ela vai lhe dar algumas noções sobre como interpretar diagramas pneumáticos e hidráulicos, que poderão ser-lhe úteis no futuro. Conceito Quando unimos várias válvulas e pistões por meio de tubulações, a fim de realizar determinada tarefa, damos ao conjunto o nome de circuito – circuito pneumático ou circuito hidráulico, conforme o caso. O desenho do circuito é chamado diagrama ou esquema. É um desenho simplificado, feito com a utilização de símbolos. Cada componente do circuito é representado por um símbolo. Examinando o diagrama, é possível compreender como funciona um circuito. Um dos símbolos mais importantes é aquele usado para representar válvulas. Uma válvula pode assumir várias posições, dependendo do estado em que se encontra: não acionada, acionada para a direita, acionada para a esquerda etc. Um problema Circuitos pneumáticos e hidráulicos 6 A U L AAssim, precisamos de símbolos capazes de representar esses vários estados da válvula. Vamos estudar esses símbolos. Cada posição ou estado da válvula é representado por um quadrado. No interior do quadrado, representam-se as passagens que estão abertas, permitindo o fluxo de fluido, e as que estão fechadas. Na figura está representado um orifício da válvula fechado: é o orifício R (de Retorno de ar comprimido) fechado. Quando um orifício da válvula se comunica com outro, permitindo a passagem de fluido, essa passagem é representada por uma seta. Essa passagem denomina-se via. O orifício P (de Pressão, entrada de ar comprimido) comunica-se com o orifício C (que será ligado a um Cilindro pneumático), permitindo, devido à diferença de pressão, que o ar escoe de P para C. Além disso, é preciso representar como a válvula che- gou a esse estado, ou seja, se foi acio- nada e como foi acionada. Os vários tipos de acionamen- to são representados pelos símbolos ao lado. símbolos representativos dos acionamentos das válvulas 6 A U L A Assim, podemos dividir a operação do sistema em 4 fases: 1. ligar a esteira e levar a caixa até a posição (sob o pistão); 2. desligar a esteira; 3. descer o pistão; 4. subir o pistão. Concluída a fase 4, voltamos à fase 1, repetindo o ciclo. Como você já viu em aulas anteriores, uma máquina automática possui atuadores e sensores. Os atuadores são os componentes da máquina responsáveis pelo trabalho mecânico. Podemos dizer que os atuadores são os “braços” da máquina. Por outro lado, os sensores são os componentes que indicam em que situação a máquina se encontra num determinado momento. Podemos dizer que os sensores são os “olhos” da máquina. No nosso sistema, temos dois atuadores: o pistão pneumático que carimba as caixas de papelão e o motor elétrico que faz a esteira se movimentar. Como sensores, vamos usar três chaves fim-de-curso. Cada chave (CH1, CH2 ou CH3) indica a seguinte situação: CH1: caixa embaixo do pistão; CH2: pistão na posição superior; CH3: pistão na posição inferior. Uma chave fim-de-curso é um interruptor elétrico, como aquele que você usa em sua casa para acender ou apagar a luz. Só que ele é acionado não pelo dedo, mas por meio de uma peça qualquer da máquina que entra em contato com a haste de acionamento da chave fim-de-curso. Uma chave fim-de-curso pode estar na posição aberta (impede a passagem de corrente elétrica) ou fechada (permite a passagem de corrente elétrica). Verificando essa posição, é possível saber o que ocorre na máquina que estamos automatizando. Assim saberemos se a caixa está na posição correta, se o pistão está na posição superior e assim por diante. Dependendo do estado da máquina, teremos de ligar ou desligar a esteira, subir ou descer o pistão pneumático etc. Quem vai tomar essas decisões é o controlador. O controlador geralmente é um circuito elétrico ou eletrônico construído segundo uma determinada lógica de funcionamento. É no controlador que são ligados os fios das chaves fim-de-curso. Além disso, ele também é capaz de enviar sinais elétricos para as válvulas solenóide e para os motores elétricos. Podemos dizer, de maneira simples, que no controlador está a “inteligência” da máquina. No entanto, não vamos nos preocupar agora com o controlador, uma vez que nosso objetivo principal é estudar o circuito pneumático. Assim, vamos analisar como o sistema funciona, examinando o circuito. 6 A U L A Quando a caixa que está sendo transportada encontra a chave CH1, o motor da esteira é desligado e a caixa pára sob o pistão. Em seguida, o solenóide S1 é acionado. A válvula passa para a posição da esquerda. O ar comprimido flui de P para C2 e chega à câmara superior do cilindro. Ao mesmo tempo, o orifício C1 comunica-se com o R e o ar da câmara inferior do cilindro escoa para a atmosfera. O pistão desce. Quando o pistão desce, a chave CH2 que indica o fim-de-curso superior é desacionada. O pistão continua descendo até atingir sua posição inferior, quando, então, a chave CH3 é acionada e a caixa é carimbada. O pistão pode permanecer um determinado tempo (definido pelo controlador) nesta posição. O solenóide S1 é desacionado e se aciona então o solenóide S2. A válvula passa para a posição da direita. O ar comprimido flui de P para C1 e chega à câmara inferior do cilindro. Ao mesmo tempo, a via C2 comunica-se com R e o ar da câmara superior do cilindro escoa para a atmosfera. O pistão sobe. Quando se chega à posição superior e se aciona a chave CH2, o motor da esteira é novamente ligado, até que uma nova caixa seja posicionada sob o pistão, repetindo o ciclo. Caso de automação nº 2 Agora, vamos estudar outro exemplo. Uma fresadora CNC pode trabalhar com várias ferramentas. Cada ferramenta é presa a um suporte porta-ferramentas. O porta-ferramentas, por sua vez, circuito pneumático usado no caso de automação nº 1 6 A U L A é fixado a um mecanismo responsável pela troca automática de uma ferra- menta por outra. Esse mecanismo é chamado de torre porta-ferramentas. Vamos ver como é possível automatizar os movimentos da torre porta- ferramentas por meio de um circuito hidráulico. Quando o controlador (Comando Numérico) da fresadora manda trocar uma ferramenta por outra, deve ser realizada a seguinte seqüência de tarefas: 1. Destravar o porta-ferramentas que está sendo utilizado. 2. O carrossel, com todas as ferramentas da torre, desloca-se para a esquerda, fazendo com que as hastes dos suportes porta-ferramentas abandonem seus alojamentos na torre. Essa etapa é chamada de destravamento da torre. 3. O carrossel gira e a nova ferramenta é colocada na posição de usinagem. Essa etapa é chamada de giro da torre. 4. O carrossel desloca-se agora para a direita, fazendo com que as hastes de todos os suportes porta-ferramentas novamente se encaixem em seus alojamentos. Essa etapa é chamada de travamento da torre. 5. Trava-se o novo porta-ferramentas, para que possa suportar as forças de usinagem. Vamos precisar dos seguintes atuadores: CF: cilindro hidráulico para travamento ou destravamento do suporte porta-ferramentas; CT: cilindro hidráulico para travamento ou destravamento da torre; MT: motor hidráulico para girar a torre. torre porta-ferramentas de uma fresadora CNC