Simulador de neumática
En casi todas las máquinas hay cilindros neumáticos, y en FP se aprenden con programas de pago que solo funcionan en el ordenador del aula. Aquí puedes mover un cilindro de doble efecto con su electroválvula 5/2, ver qué cámara tiene aire, cuánta fuerza hace y qué frena cada regulador de caudal, y montar la secuencia clásica A+ B+ A− B− con dos cilindros, sus sensores y su GRAFCET. Todo en el navegador, también en el móvil.
GRAFCET: la etapa activa, en verde
Busca la avería
En la secuencia A+ B+ A− B− se pone una avería al azar, sin decirte cuál. Pulsa Marcha y encuéntrala mirando la etapa activa, las bobinas y los sensores.
Prueba esto
Cómo se usa
- Un cilindro y su válvula: Y1 (e Y2, si la válvula es biestable) son las bobinas; valen mientras las mantienes pulsadas. Puedes cambiar la presión, la carga que levanta el cilindro y la apertura de los dos reguladores de caudal.
- Secuencia A+ B+ A− B−: un pequeño programa, como el de un PLC, mueve los dos cilindros. Marcha arranca un ciclo; con ciclo continuo, repite hasta que pulses Paro.
- Esquema: en azul, las tuberías y cámaras con aire a presión. La válvula se dibuja como en los esquemas reales: el cuadro que está conectado a las tuberías es el que manda en cada momento.
El cilindro de doble efecto
Tiene dos cámaras separadas por el émbolo. Si entra aire por la cámara trasera y sale por la delantera, el vástago sale; al revés, entra. Por eso necesita una válvula que dé aire a una cámara y, a la vez, deje escapar la otra: la 5/2, con cinco vías (1 alimentación, 2 y 4 salidas, 3 y 5 escapes) y dos posiciones. En reposo une 1 con 2 y 4 con 5; al activar la bobina del lado 14, une 1 con 4 y 2 con 3.
La fuerza es la presión por el área: F = P × A. Con 6 bar (0,6 N/mm²) y un émbolo de 32 mm (804 mm²), el cilindro empuja unos 480 N al salir. Al entrar empuja algo menos, porque el vástago ocupa parte del área: con un vástago de 12 mm quedan 691 mm² y unos 415 N. En la práctica se cuenta con perder un 10 % por rozamiento, y se elige un cilindro que dé bastante más fuerza de la necesaria para que se mueva con soltura.
Monoestable o biestable
La válvula monoestable tiene una bobina y un muelle: mientras la bobina tiene tensión, el cilindro sale; al quitarla, vuelve. Si se va la luz o se para el PLC, el cilindro vuelve a su posición de reposo, y por eso se elige cuando esa posición es la segura.
La biestable tiene dos bobinas y se queda en la última posición que se le mandó: tiene memoria. Basta un impulso para moverla, y si se va la luz el cilindro no se mueve. Es útil para pinzas que no deben soltar la pieza, pero hay que tenerlo en cuenta en el programa y en la seguridad: al volver la tensión, el cilindro sigue donde estaba. Si las dos bobinas reciben orden a la vez, la válvula no cambia, y en un programa bien hecho eso no debe pasar nunca.
Regular la velocidad: el aire que sale
La velocidad de un cilindro se regula con reguladores de caudal unidireccionales: una estrangulación regulable en paralelo con una antirretorno. El aire entra libre por la antirretorno y, al salir, tiene que pasar por la estrangulación. Así se regula el aire de escape de la cámara que se vacía, y el cilindro se mueve de forma más estable, porque tiene presión por los dos lados y la carga no lo puede arrastrar.
La consecuencia práctica, que confunde a muchos: el regulador que frena la salida del vástago es el de la línea delantera, que es por donde escapa el aire al salir. Compruébalo en el simulador cerrando cada uno.
Secuencias y el diagrama espacio-fase
Una máquina rara vez tiene un solo cilindro. La secuencia A+ B+ A− B− significa: sale A, sale B, entra A, entra B. Un ejemplo es un alimentador que empuja una pieza (A+), la sujeta y la marca (B+), retira el empujador (A−) y suelta (B−). Cada movimiento empieza cuando un sensor confirma que el anterior ha terminado: a1 da paso a B+, b1 a A−, a0 a B− y b0 cierra el ciclo. Los sensores son magnéticos: detectan un imán que lleva el émbolo a través de la camisa del cilindro.
Para dibujarlo se usa el diagrama espacio-fase: una fila por cilindro, con su posición (atrás o fuera) en cada fase. El simulador dibuja su versión en tiempo real, el diagrama espacio-tiempo, donde se ve también cuánto tarda cada movimiento. Y la lógica se escribe con un GRAFCET: una etapa por movimiento, y cada transición, el sensor que hay que esperar. Con válvulas biestables, como aquí, cada etapa da un impulso a la bobina que toca.
Errores típicos
- Regular el aire de entrada en lugar del de salida: el cilindro va a tirones.
- Confundir qué regulador frena qué movimiento.
- Elegir un cilindro con la fuerza justa, sin margen para el rozamiento ni para una caída de presión.
- Usar una biestable donde la posición segura depende de que vuelva sola, o una monoestable donde no debe soltar al irse la luz.
- Dar paso a la etapa siguiente por tiempo en lugar de por sensor: si el cilindro va lento, la secuencia se adelanta y choca.
- Sensores mal colocados en la camisa: el cilindro llega, pero el programa no se entera.
¿Das clase? Hay una ficha de práctica para imprimir con este simulador, con ejercicios y soluciones. Más material en la página para profesores.
Para entender el tema a fondo: Componentes: aparamenta, sensores y neumática, con teoría y test.
¿Te ha servido? Compártelo con tu clase o tu equipo: WhatsApp · Telegram · LinkedIn · Correo