Cómo funcionan los cilindros neumáticos multiposición

¿Qué es un cilindro neumático multiposición?

Cilindro multiposición Festo

Figura 1: Cilindro multiposición Festo

Un cilindro neumático multiposición puede moverse a varias posiciones predefinidas, en lugar de simplemente extenderse y retraerse completamente como un cilindro estándar. Esto se logra conectando dos o más cilindros estándar con el mismo diámetro de pistón en una disposición específica. La extensión y retracción de cada cilindro se puede controlar para lograr múltiples posiciones. Por ejemplo, al conectar dos cilindros con diferentes longitudes de carrera, se puede configurar el sistema para lograr tres o cuatro posiciones distintas. Los cilindros multiposición son económicos en comparación con el control electrónico complejo. Además, los fabricantes ofrecen kits multiposición que simplifican el proceso de ensamblaje, facilitando la creación de estos actuadores personalizados.

Tabla de contenidos

Cómo funcionan los cilindros neumáticos multiposición

Los cilindros neumáticos multiposición funcionan combinando dos o más cilindros neumáticos estándar en una disposición específica para lograr múltiples posiciones discretas. Aquí hay una breve descripción de su funcionamiento:

  1. Configuración: Dos o más cilindros con el mismo diámetro de pistón pero diferentes longitudes de carrera se conectan en serie. Esto permite que el sistema logre varias posiciones controlando la extensión y retracción de cada cilindro.
  2. Mecanismo de control: El movimiento de los cilindros se controla mediante una secuencia de señales neumáticas que extienden o retraen los pistones. Al activar selectivamente cada cilindro, el sistema puede moverse a posiciones predefinidas.
  3. Posicionamiento:
    1. Tres posiciones: Se logra utilizando dos cilindros con la misma longitud de carrera. Las posiciones son completamente extendido, parcialmente extendido y completamente retraído.
    2. Cuatro posiciones: Se logra utilizando dos cilindros con diferentes longitudes de carrera. Las posiciones incluyen completamente extendido, una posición intermedia, parcialmente extendido y completamente retraído.
  4. Movimiento: Cuando un extremo de la varilla del pistón está estacionario, el barril del cilindro se mueve. Esto requiere conexiones de tubería flexibles para acomodar el movimiento.
  5. Kits de ensamblaje: Los fabricantes como Festo ofrecen kits de ensamblaje multiposición que simplifican el proceso de configuración de cilindros estándar en sistemas multiposición. Estos kits aseguran compatibilidad y facilidad de ensamblaje.

Por ejemplo, el cilindro multiposición Festo ADNM conecta de 2 a 5 cilindros en serie con el mismo diámetro de pistón y diferentes longitudes de carrera y puede lograr hasta cinco posiciones. Son modulares, lo que significa que se pueden configurar y ensamblar según los requisitos específicos.

Las diversas posiciones en un cilindro multiposición (Z1 a Z5).

Figura 2: Las diversas posiciones en un cilindro multiposición (Z1 a Z5).

Aplicaciones de cilindros multiposición

Los cilindros neumáticos multiposición se utilizan en diversas aplicaciones industriales donde se requiere una posición precisa. Algunas aplicaciones comunes incluyen:

  • Manejo de materiales: Para posicionar materiales en diferentes etapas de un proceso.
  • Líneas de ensamblaje: Para mover piezas a diferentes posiciones para operaciones de ensamblaje.
  • Empaque: Para posicionar productos en diferentes etapas del proceso de empaque.
  • Sistemas de automatización: Donde se necesitan múltiples posiciones discretas para tareas como clasificación, apilamiento o alineación de componentes.

Selección de tipos de cilindros estándar Festo para aplicaciones multiposición

Hay tres tipos de cilindros neumáticos estándar Festo para aplicaciones multiposición:

  • ADVU/AEVU: Ideal para aplicaciones compactas que requieren posicionamiento preciso y movimiento no rotativo.
  • DSBC: Adecuado para aplicaciones de servicio pesado con carreras largas y fuerzas altas.
  • ADN/AEN: Adecuado para aplicaciones compactas, ofreciendo opciones de doble efecto y simple efecto.

Considere los siguientes factores al seleccionar un cilindro neumático para aplicaciones multiposición:

  • Diámetro del pistón: Todos los cilindros en el diseño multiposición deben tener el mismo diámetro de pistón. Elija un tipo que ofrezca el rango de diámetros deseado para el diseño.
  • Número de posiciones deseadas y longitudes de carrera: Para un mayor número de posiciones (más de 3), elija cilindros con un rango más amplio de longitudes de carrera disponibles (por ejemplo, DSBC ofrece carreras de hasta 2800 mm). ADVU/AEVU y ADN/AEN suelen tener carreras más cortas (hasta 500 mm).
  • Restricciones de espacio: Para diseños multiposición compactos, priorice tipos de cilindros compactos (ADVU/AEVU o ADN/AEN). Los cilindros DSBC son generalmente más voluminosos debido a su diseño robusto para aplicaciones de servicio pesado.
  • Condiciones ambientales:
    • Para temperaturas extremas (altas o bajas), elija cilindros con sellos resistentes al calor o de baja temperatura (disponibles en DSBC y ADN/AEN). ADVU/AEVU suelen ofrecer sellos estándar adecuados para entornos moderados.
    • Para entornos de alta corrosión, elija cilindros con características de alta resistencia a la corrosión (disponibles en DSBC y ADN/AEN). ADVU/AEVU ofrecen resistencia moderada a la corrosión.

Kits de ensamblaje multiposición Festo: DPNA, DPNC, DPVU

Figura 3: Kit de ensamblaje multiposición Festo DPNA

Figura 3: Kit de ensamblaje multiposición Festo DPNA

Los kits de ensamblaje multiposición están diseñados para conectar dos cilindros neumáticos espalda con espalda, permitiendo múltiples posiciones discretas dentro de un solo ensamblaje. Al elegir una pieza de conexión para el cilindro neumático, asegúrese de que sea compatible con el diámetro del pistón, la longitud y la distancia de montaje del cilindro. Cada kit permite una longitud total de carrera máxima de hasta 1000 mm, dependiendo del tamaño del cilindro.

Kit multiposición DPNA para cilindros ADN/AEN

Diseñado para su uso con cilindros compactos ADN (doble efecto) y AEN (simple efecto).

Kit multiposición DPVU para cilindros ADVU/AEVU

Diseñado para su uso con cilindros compactos ADVU (doble efecto) y AEVU (simple efecto).

Kit multiposición DPNC para cilindros DSBC

Diseñado para su uso con cilindros estándar DSBC conformes a ISO 15552.

Ejemplo

El kit multiposición DPNC se utiliza para conectar cilindros DSBC y crear un cilindro de tres o cuatro posiciones. Asegúrese de que los cilindros estén alineados y tengan direcciones de carrera opuestas. Cada kit DPNC incluye:

  • Brida
  • Tuercas hexagonales (8x)
  • Pines roscados (8x)
  • Adhesivo (Loctite 243)

Sin embargo, el kit no incluye los cilindros, y estos deben pedirse por separado.

Considere usar el kit DPNC con tres cilindros con diferentes longitudes de carrera. Asegúrese de que estos cilindros sean del mismo tipo y diámetro de pistón.

  1. Limpiar y alinear: Limpie las superficies de unión de cada cilindro y alinee las conexiones de aire de los cilindros.
  2. Aplicar adhesivo e insertar los pines roscados: Aplique el adhesivo (Loctite 243) a los extremos de los pines roscados. Atornille los pines roscados en los agujeros roscados del primer cilindro, dejando un poco de proyección según lo especificado en la Tabla 1. La proyección 't' se refiere a la longitud especificada por la cual los pines roscados deben sobresalir de los agujeros roscados del cilindro neumático para asegurar un ensamblaje y alineación adecuados.
Aplicando adhesivo: pines roscados (A), adhesivo (B), agujeros roscados (C) y cilindro neumático (D)

Figura 4: Aplicando adhesivo: pines roscados (A), adhesivo (B), agujeros roscados (C) y cilindro neumático (D)

Tabla 1: Valores de proyección del kit de ensamblaje DPNC para diferentes diámetros de pistón

DPNC 32 mm 40 mm 50 mm 63 mm 80 mm 100 mm 125 mm
Proyección t (mm) 10.5 10.5 14 13 18 18 20
  1. Colocar la brida: Coloque la brida en los pines roscados del primer cilindro.
Colocando la brida: adhesivo (A), brida de conexión (B), cilindro neumático (C) y pines roscados en sus agujeros (D)

Figura 5: Colocando la brida: adhesivo (A), brida de conexión (B), cilindro neumático (C) y pines roscados en sus agujeros (D)

  1. Apretar las tuercas hexagonales: Asegure las tuercas hexagonales en los pines roscados, apretándolas en orden alterno.
apretando tuercas hexagonales (A) en los pines roscados

Figura 6: apretando tuercas hexagonales (A) en los pines roscados

  1. Repetir para cilindros adicionales:
    1. Aplique adhesivo a los extremos de los pines roscados del segundo cilindro.
    2. Atornille los pines roscados en los agujeros roscados del segundo cilindro, manteniendo la proyección.
    3. Coloque la brida en los pines roscados del segundo cilindro.
    4. Aprete las tuercas hexagonales en orden alterno.
    5. Repita los mismos pasos para el tercer cilindro.
  2. Verificación final: Asegúrese de que todas las conexiones estén seguras y que los cilindros estén correctamente alineados.