Circuítos pneumáticos

Circuítos pneumáticos Aula 3, 4 e 5 Prof. Dr. Emílio Carlos Nelli Silva Prof. Dr. Rafael Traldi Moura

Curcuitos Pneumáticos Circuito Real Representação Simbólica de Circuitos Circuito Simbólico Ar é compressível Circuitos pneumáticos são equivalentes a circuitos eletrônicos digitais (posições 0 ou 1). PMR2481 Circuitos Pneumáticos 2

Curcuitos Pneumáticos Alternativa ao circuito: Programador com esteiras porta-cames Motor de passo PMR2481 Circuitos Pneumáticos 3

Curcuitos Pneumáticos Numeração dos elementos pneumáticos no circuito Elementos de trabalho: cilindros e motores pneumáticos Elementos de comando e de sinais: válvulas direcionais 4/2 vias, 3/2 vias, etc. Elementos de alimentação: unidade de tratamento, válvulas de fechamento e de segurança PMR2481 Circuitos Pneumáticos 4

Numeração no circuito pneumático Elementos de trabalho: 1.0, 2.0, etc.. Válvulas: número esquerda é o elemento que acionam. se aciona diretamente o pistão, o número da direita do ponto é 1. responsável pelo avanço, número par. responsável pelo retorno, impar maior que 1. Elementos de regulagem (válvulas de fluxo): número a direita é "0" se afeta o avanço, o 0 é seguido de um par (maior do que 1) se afeta o retorno, o 0 é seguido de um impar (maior do que 0) Elementos de alimentação: o primeiro número é "0" e o número depois do ponto corresponde à seqüência com que eles aparecem. PMR2481 Circuitos Pneumáticos 5

Circuitos Pneumáticos PMR2481 Circuitos Pneumáticos 6

Circuitos Pneumáticos PMR2481 Circuitos Pneumáticos 7

Circuitos Pneumáticos Seqüência de Movimento dos Pistões A A+B+C+C-D+D-B-A- Diagrama trajeto tempo Diagrama trajeto passo B C D Diagrama de Comando PMR2481 Circuitos Pneumáticos 8

Circuitos Pneumáticos O circuito é projetado mediante a seqüência de acionamento dos pistões A+B+C+C-D+D-B-A- Métodos de Projeto de Circuitos Método Intuitivo Método Passo-a-Passo Método de Cascata PMR2481 Circuitos Pneumáticos 9

Exemplos de Aplicação Dispositivo para Montagem de Rolamentos Anel do Rolamento Cilindro 2.0 (B) Cilindro de fixação 1.0 (A) Rolamentos de Esfera Engraxadeira Diagrama de acionamento: Cilindro 1.0 (A) Cilindro 2.0 (B) PMR2481 Circuitos Pneumáticos 10

Exemplos de Aplicação Circuito Pneumático da Máquina PMR2481 Circuitos Pneumáticos 11

Exemplos de Aplicação Dispositivo de Dobra e Estampagem Cilindro 2 (dobra) Cilindro 1 (fixa) Chapa de metal Cilindro 3 (dobra) Cilindro 4 (fura) Cilindro 1 Diagrama de acionamento: Cilindro 2 Cilindro 3 Cilindro 4 PMR2481 Circuitos Pneumáticos 12

Exemplos de Aplicação Circuito Pneumático de Máquina PMR2481 Circuitos Pneumáticos 13

Exemplos de Aplicação Diagrama de acionamento: PMR2481 Circuitos Pneumáticos 14

Exemplos de Aplicação Dispositivo de injeção para decoração de bolos Diagrama de acionamento: PMR2481 Circuitos Pneumáticos 16

Sequência direta ou indireta Circuito pneumático estados inicial e final são iguais. Sequência direta ordem dos elementos acionados é a mesma. Se a sequência não é direta, é chamada indireta. A + B + A B A + B + TA B A + B + B A A + C + B A C B + A + B + C + A D + B D C A + A TB + B Sequência direta Sequência direta Sequência indireta Sequência direta Sequência indireta Seqûencia indireta A + B (B + A ) = A + B (A B +) Sequência direta A + B + (A C +) B C = A + B + (C + A ) B C Sequência direta PMR2481 Circuitos Pneumáticos 18

Método Intuitivo Sequências diretas sem sobreposição de sinais A + B + A B Válvulas de comando principal e elementos de sinal (válvulas piloto) devem receber alimentação de ar comprimido diretamente da rede de distribuição PMR2481 Circuitos Pneumáticos 19

Método Intuitivo 1º Fase Desenhar os elementos de trabalho Sequência : A + B + A B 1.0 2.0 A B Sequência : A + C + B A C B + 1.0 2.0 3.0 A B C PMR2481 Circuitos Pneumáticos 20

Método Intuitivo 2º Fase Desenhar as válvulas de comando principal Sequência : A + B + A B 1.0 2.0 A B 1.1 2.1 PMR2481 Circuitos Pneumáticos 21

Método Intuitivo 3º Fase Desenhar as válvulas de comando principal Sequência : A + B + A B 1.0 A 2.0 B 1.1 2.1 1.2 A 1.3 A 2.2 A 2.3 A P R P R P R P R PMR2481 Circuitos Pneumáticos 22

Método Intuitivo 4º Fase Desenhar todas as linhas de trabalho, pilotagem, alimentação de ar e exaustão Sequência: A+ B+ A- B- PMR2481 Circuitos Pneumáticos 23

Método Intuitivo 5º Fase De acordo com os passos da sequência de movimentos, desenhar os acionadores dos elementos de sinal e representar a posição de cada uma das válvulas piloto entre os cilindros. 1º passo: acionando um botão de partida, deverá ocorrer o acionamento do cilindro A, que é o primeiro passo da sequência de movimentos. Sequência: A+ B+ A- B- PMR2481 Circuitos Pneumáticos 24

Método Intuitivo 2º passo: Quando o cilindro A alcançar o final do curso de avanço, acionará o rolete de outro elemento de sinal cuja função é pilotar o avanço do cilindro B, que é o segundo passo da sequência de movimentos PMR2481 Circuitos Pneumáticos 25

Método Intuitivo 3º passo: Quando o cilindro B alcançar o final do curso de avanço, acionará o rolete de outro elemento de sinal cuja função é pilotar o retorno do cilindro A, que é o terceiro passo da sequência de movimentos PMR2481 Circuitos Pneumáticos 26

Método Intuitivo 4 passo: Quando o cilindro A alcançar o final do curso de retorno, acionará o rolete de outro elemento de sinal cuja função é pilotar o retorno do cilindro B, que é o último passo da sequência de movimentos PMR2481 Circuitos Pneumáticos 27

Método Intuitivo Fim do ciclo: Esquema final para A + B + A B PMR2481 Circuitos Pneumáticos 28

Método Intuitivo Fim do ciclo: Esquema final para A + B + A B PMR2481 Circuitos Pneumáticos 29

Método Intuitivo Esquema final para A + C + B A C B + PMR2481 Circuitos Pneumáticos 30

Método Intuitivo Sequência Indireta A + B + B A PMR2481 Circuitos Pneumáticos 31

Método Intuitivo Sequência Indireta A + B + B A PMR2481 Circuitos Pneumáticos 32

Método Intuitivo rolete Sequência indireta Sobreposição de sinais rolete escamoteável PMR2481 Circuitos Pneumáticos 33

Método Intuitivo Sequência indireta Sobreposição de sinais rolete escamoteável A + B + B A PMR2481 Circuitos Pneumáticos 34

Método Intuitivo Esquema final para A + B + B A PMR2481 Circuitos Pneumáticos 35

Método Intuitivo Conjunto Temporizador Esquema de comando final para sequência A + B + B A PMR2481 Circuitos Pneumáticos 36

Método Intuitivo Conjunto Temporizador Esquema de comando final para sequência A + B + B A PMR2481 Circuitos Pneumáticos 37

Método Passo a Passo O método passo a passo consiste em dividir a sequência, direta ou indireta, em passos. Estes passos são representados por linhas, que podem ficar com pressão (linha ativa) ou sem pressão (linha desativada). Cada linha é responsável por ativar um único atuador. Desta forma, duas linhas não podem ficar ativas ao mesmo tempo. Com base nesse raciocínio, podemos determinar as seguintes regras: 1. Uma linha só pode ser ativiada se a anterior estiver ativada; 2. Uma linha sópode ser ativada quando o evento referente a linha anterior terminar (pistão aciona sensor de fim de curso); 3. Quando uma linha é ativada, esta é responsável por desativar a linha anterior. PMR2481 Circuitos Pneumáticos 38

Método Passo a Passo Considere uma sequência com 4 passos. Teríamos 4 linhas e as válvulas responsáveis por ativá-las: PMR2481 Circuitos Pneumáticos 39

Método Passo a Passo Considere uma sequência com 4 passos. Teríamos 4 linhas e as válvulas responsáveis por ativá-las: A primeira regra diz: Uma linha só pode ser ativiada se a anterior estiver ativada. PMR2481 Circuitos Pneumáticos 40

Método Passo a Passo Considere uma sequência com 4 passos. Teríamos 4 linhas e as válvulas responsáveis por ativá-las: A segunda regra diz: Uma linha sópode ser ativada quando o evento referente a linha anterior terminar (pistão aciona sensor de fim de curso). PMR2481 Circuitos Pneumáticos 41

Método Passo a Passo Considere uma sequência com 4 passos. Teríamos 4 linhas e as válvulas responsáveis por ativá-las: A terceira regra diz: Quando uma linha é ativada, esta é responsável por desativar a linha anterior. PMR2481 Circuitos Pneumáticos 42

Método Passo a Passo Considere uma sequência com 4 passos. Teríamos 4 linhas e as válvulas responsáveis por ativá-las: Com todas as regras, temos: PMR2481 Circuitos Pneumáticos 43

Método Passo a Passo Testando: PMR2481 Circuitos Pneumáticos 44

Método Passo a Passo PMR2481 Circuitos Pneumáticos 45

Método Passo a Passo Se considerarmos a sequência abaixo, basta ligarmos corretamente nas válvulas de comando principais... PMR2481 Circuitos Pneumáticos 46

Método Passo a Passo... e nos sensores. PMR2481 Circuitos Pneumáticos 47

Método Passo a Passo... e nos sensores. PMR2481 Circuitos Pneumáticos 48

Método Passo a Passo Primeira etapa: Dividir a sequência em grupos lembrando que cada movimento (passo) da sequência corresponde a um grupo A+ B+ B- A- I II III IV A+ A- B+ B- I II III IV A+ B- B+ A- B- B+ I II III IV V VI PMR2481 Circuitos Pneumáticos 49

Método Passo a Passo Segunda etapa: Desenhar os elementosde trabalho do circuito ligados às suas respectivas válculas de comando de duplo piloto. PMR2481 Circuitos Pneumáticos 50

Método Passo a Passo Terceira etapa: Desenhar o comando passo a passo com tantos grupos de alimentação de ar quanto forem encontrados na divisão da sequência (segunda etapa). O número de válvulas necessárias para controlar as linhas de alimentação de ar é igual ao número de grupos encontrados na divisão da sequência. Para quatro grupos de alimentação de ar: Para seis grupos de alimentação de ar: PMR2481 Circuitos Pneumáticos 51

Método Passo a Passo Quarta etapa: Ligar os pilotos das válvulas de comando dos cilindros às linhas de alimentação de ar de acordo com os grupos determinados na divisão da sequência de movimentos do circuito. A+ B+ B- A- I II III IV A+ A- B+ B- I II III IV Ligar: Piloto de avanço do cilindro A na linha I; Piloto de avanço do cilindro B na linha II; Piloto de retorno do cilindro B na linha III; Piloto de retorno do cilindro A na linha IV. Ligar: Piloto de avanço do cilindro A na linha I; Piloto de retorno do cilindro A na linha II; Piloto de avanço do cilindro B na linha III; Piloto de retorno do cilindro B na linha IV. A+ B- B+ A- B- B+ I II III IV V VI Ligar: Piloto de avanço do cilindro A na linha I; Piloto de retorno do cilindro B na saída de uma válvula alternadora e suas entradas nas linhas II e V; Piloto de avanço do cilindro B na saída de uma válvula alternadora e suas entradas nas linhas III e VI; Piloto de retorno do cilindro A na linha IV. PMR2481 Circuitos Pneumáticos 52

Método Passo a Passo Quinta etapa, primeiro passo: mudança da alimentação de ar do grupo IV para o grupo I para que o cilindro A avance (partida). A+ B+ B- A- I II III IV PMR2481 Circuitos Pneumáticos 53

Método Passo a Passo Quinta etapa, segundo passo: mudança da alimentação de ar do grupo I para o grupo II para que o cilindro B avance. A+ B+ B- A- I II III IV PMR2481 Circuitos Pneumáticos 54

Método Passo a Passo Quinta etapa, terceiro passo: mudança da alimentação de ar do grupo II para o grupo III para que o cilindro B retorne A+ B+ B- A- I II III IV PMR2481 Circuitos Pneumáticos 55

Método Passo a Passo Quinta etapa, quarto passo: mudança da alimentação de ar do grupo III para o grupo IV para que o cilindro A retorne A+ B+ B- A- I II III IV PMR2481 Circuitos Pneumáticos 56

Método Passo a Passo Fim do ciclo A+ B+ B- A- I II III IV PMR2481 Circuitos Pneumáticos 57

Método Passo a Passo Sexta etapa: eliminar as extremidades das linhas de alimentação de ar comprimido referentes a todos os grupos do comando passo a passo Esquema Final: A + B + B A - (Método passo a passo) PMR2481 Circuitos Pneumáticos 58

Método Passo a Passo Seqüência: A + B + B- A- A + B+ B - A - I II III IV PMR2481 Circuitos Pneumáticos 59

Método Passo a Passo Seqüência: A + A- B+ B- A + A - B + B - I II III IV PMR2481 Circuitos Pneumáticos 60

Método Passo a Passo Seqüência: A + B- B+ A- B- B+ A + B - B + A - B - B + I II III IV V VI PMR2481 Circuitos Pneumáticos 61

Método Cascata O comando CASCATA resume-se em dividir, criteriosamente, uma seqüência complexa em varias seqüências mais simples, nas quais cada uma dessas divisões recebe o nome de GRUPO DE COMANDO. Não existe número máximo de grupos, mas sim, um número mínimo, 2 (dois) grupos. Roteiro 1- Dividir a seqüência em grupos de movimentos, sem que ocorra a repetição de movimento de qualquer atuador em um mesmo grupo; 2 - Cada grupo de movimentos deve ser relacionado com uma linha de pressão. Para tanto deve ser utilizado o arranjo de válvulas inversoras que permite estabelecer o número de linhas de pressão; 3 - Interligar, apropriadamente, às linhas de pressão os elementos de sinal que realizam a comutação de posição das válvulas de comando dos diversos atuadores e das válvulas inversoras das linhas de pressão. PMR2481 Circuitos Pneumáticos 62

Método Cascata - Aplicação 1- Tomando a seqüência do início, efetuar a divisão toda vez que for notado em um mesmo grupo uma mesma letra com sinais opostos, ou seja, o mesmo cilindro não pode fazer movimentos diferentes em um mesmo grupo de comando, ou ainda, Letras iguais com sinal algébrico oposto não podem ficar numa mesma linha (grupo). 1 2 A + B + B - A - Exemplo A + B + / B - A - / A + B + Grupo de comando 1 B - A - Grupo de comando 2 PMR2481 Circuitos Pneumáticos 63

Método Cascata - Aplicação 1 2 A + B + B - A - Exemplo A + B + / B - A - / A + B + Grupo de comando 1 B - A - Grupo de comando 2 Após a divisão da seqüência deve ser esquematizado o conjunto de válvulas memória que serão as responsáveis pelo fornecimento de ar aos grupos de comando (linhas). Para se determinar o número de válvulas que serão utilizadas no conjunto de válvulas memória, deve-se levar em consideração o número de grupos de comandos (linhas), ou seja: Numero de válvulas memória = número de grupos - 1 N m = N G 1 O conjunto de válvulas memória será composto geralmente por válvulas de quatro ou cinco vias com duas posição e acionamento por duplo piloto positivo. PMR2481 Circuitos Pneumáticos 64

Método Cascata - Aplicação 2- Verificar ao final do ciclo, que linha permanece pressurizada. Isto irá depender da seqüência considerada e da divisão escolhida. Quando o último grupo é composto por movimentos que se unidos ao primeiro grupo não desobedece à regra da primeira etapa, ou seja, Letras iguais com sinais algébricos opostos não podem ficar numa mesma linha, pode-se unir o último grupo ao primeiro reduzindo assim o número de linhas e o número de memórias. 1 2 1 A+ B+ A- B- C+ C- 1 2 3 A+ B+ D- A- B- C+ D+ C- PMR2481 Circuitos Pneumáticos 65

Método Cascata - Aplicação 3- Construir o sistema cascata, identificando os elementos segundo os passos anteriores. Observações Importantes: As linhas (grupos) de cascata sempre serão alimentadas através de válvulas memória. O método cascata possui limitações em relação ao número de linhas (+/- 10 linhas) devido ao problema da queda de pressão em cada válvula que se amplia em função da dimensão da rede de distribuição. PMR2481 Circuitos Pneumáticos 66

Método Cascata Grupos de comando Para os grupos de comando, queremos: 1. A pressurização da primeira linha deve passar por todas as valvulas de memória; 2. Um grupo de comando somente é ativado quando o ultimo evento referente ao grupo anterior terminar; 3. Quando um grupo de comando é ativado, este é responsável por desativar o grupo de comando anterior. 1 2 4 3 1 2 PMR2481 Circuitos Pneumáticos 67

Método Cascata Grupos de comando PMR2481 Circuitos Pneumáticos 68

Método Cascata Grupos de comando PMR2481 Circuitos Pneumáticos 69

Método Cascata Exemplo 1- Dividir em grupos. 1 2 A + B + B - A - Exemplo A + B + / B - A - / A + B + Grupo de comando 1 B - A - Grupo de comando 2 2- Colocar grupos de comando, válvulas de memória, valvula E e start. PMR2481 Circuitos Pneumáticos 70

Método Cascata Exemplo 3- Colocar atuadores e válvulas de comando principais. PMR2481 Circuitos Pneumáticos 71

Método Cascata Exemplo 4a- Colocar sensores para troca de ação DENTRO do grupo de comando. PMR2481 Circuitos Pneumáticos 72

Método Cascata Exemplo 4b- Colocar sensores para troca de ação ENTRE do grupos de comando. PMR2481 Circuitos Pneumáticos 73

Método Cascata Exemplo 5- Testando. PMR2481 Circuitos Pneumáticos 74

Método Cascata Exemplo 5- Testando. PMR2481 Circuitos Pneumáticos 75

Fazendo E com menos válvulas PMR2481 Circuitos Pneumáticos 76

Fazendo E com menos válvulas PMR2481 Circuitos Pneumáticos 77

Ciclo único / ciclo automático Problema PMR2481 Circuitos Pneumáticos 78

Ciclo único / ciclo automático Bloqueio enquanto não houver peça Acionamento simultâneo PMR2481 Circuitos Pneumáticos 79

Botão de Emergência PMR2481 Circuitos Pneumáticos 80

Botão de Emergência PMR2481 Circuitos Pneumáticos 81

Método passo a passo Exemplo 1 Parada de Emergência: A- B- C+ A + B + T B C B + T B A C+ I II III IV V VI VII 1.2 2.2 2.3 3.3 2.4 2.5 1.3 3.2 PMR2481 Circuitos Pneumáticos 82

Método passo a passo Exemplo 2 A + B + B T B + B A I II III IV V 1.2 2.2 2.3 2.4 2.5 1.3 1.4 e1.6 PMR2481 Circuitos Pneumáticos 83

Método passo a passo Exemplo 3 A + B + T B C B+ B - C + A I II III IV V VI 1.2 2.2 2.3 2.4 3.3 2.5 3.4 e1.3 PMR2481 Circuitos Pneumáticos 84

Exercício Fazer o circuito para a sequência: A+ B+ B- T(A- B+) B- Com botão de emergência (que faz ambos pistões avançarem), bloqueio enquanto não houver peça, ciclo único e automático, 1) através do método passo a passo; 2) através do método cascata. PMR2481 Circuitos Pneumáticos 85