Hoja de ejercicio FESTO DIDACTIC

EJERCICIO

TEMA: SENSORES PARA FUERZA Y PRESIÓN

TITULO: Medición de la fuerza de un cilindro neumático utilizando un sensor de fuerza industrial.

Contenido didáctico. Detección de la fuerza del vástago y de las fuerzas de rozamiento de un cilindro neumático utilizando un sensor de fuerza.

Objetivos didácticos. Visualizar con la ayuda de un PLC, el valor de la fuerza que ejerce un cilindro neumático, dada en unidades de Kgf y la presión de trabajo, dada en PSI

Conocimientos técnicos. La fuerza que desarrolla un cilindro neumático puede calcularse partiendo de la presión de aire y de la superficie del émbolo. La fuerza que transmite el vástago se ve reducida por las fuerzas de rozamiento.Para determinar las fuerzas del vástago y de rozamiento de un cilindro neumático, se utiliza una disposición en la que, dentro de un perfil hueco, el vástago del cilindro presiona directamente sobre un sensor de fuerza. Estas fuerzas deben determinarse por medio del sensor de fuerza.

Fig. Medición de la fuerza utilizando un cilindro neumático.

Las unidades de fuerza se expresan en Newton, o en Kgf. Las unidades de presión de expresan en bar o en PSI.

Hoja de ejercicio FESTO DIDACTIC

9.8 N = 1Kgf 1bar = 14.7 PSI

Ejercicio. a) Conectar la unidad de sensor A.ER-KS-FP1130 al cilindro de

doble efecto D.AS-DSN-PPV como sigue:- Neumáticamente a la unidad de mantenimiento D.ER-FRC-1/8-S- Eléctricamente al puente amplificador D.ER-BV-FP1130- Utilizar el sensor de presión analógico D.ER-SDE-10-10V/20mA

junto con un multímetro digital y el controlador programable FPC-101AF.

b) Calcular la fuerza teórica del cilindro para el movimiento de avance a valores de presión de 1 bar, 2 bar, 3 bar y 4 bar.

c) Medir la fuerza real del vástago a los valores de presión utilizados.

d) Calcular la fuerza de rozamiento para cada punto de medida.

Fig. Conexión neumática.

Hoja de ejercicio FESTO DIDACTIC

fig. Conexión Eléctrica

Comp.

Cant. Descripción Designación

1 1 Sensor de fuerza D.ER-KS-FP1130

2 1 Puente amplificador de medida

D.ER-BV-FP1130

3 1 Sensor analógico de presión D.ER-SDE-10-10V/20mA

4 1 Controlador programable PLC

E.FPC-101-AF-LED

Hoja de ejercicio FESTO DIDACTIC

5 1 Multímetro digital ----------

Tabla. Lista de componentes

Ajuste a cero. Una vez construido el circuito eléctrico, el sensor permanece sin carga. La tensión de salida del amplificador se establece girando el potenciómetro de ajuste a cero voltios.Debido a la sensibilidad de los extensómetros y al puente amplificador, para la puesta a cero es suficiente una precisión de 10 milivoltios en la salida del amplificador.

La fuerza teórica (Fteor) se calcula partiendo de la superficie del émbolo..

Fteor = p.A

Fteor = Fuerza teórica en NewtonP = Presión en N/mm2

A = Superficie = /4 . d2 en mm 2

El diámetro del émbolo d del cilindro es de 25mm1 bar = 0.1 N/mm 2 Realizar el cálculo de acuerdo a la fórmula citada, introducir los

valores en la tabla

Presión(bar) Fteor(N) Tensión (v) Freal (N) Ff(N)1.02.03.04.05.0

Establecer la presión de suministro en la unidad de mantenimiento para punto a medir.

Introducir la tensión de la señal para cada punto medido. Calcular las fuerzas de rozamiento para cada punto medido. La

fuerza de rozamiento (Ff) es la diferencia entre la fuerza teórica (Fteor) y al fuerza real del cilindro (Fact).

Ff = Fteor – Fact

Hoja de ejercicio FESTO DIDACTIC

Conexión con el PLC. Realice las siguientes conexiones al PLC

Rango del extensometro:0 a 200N 0v a 2.5v

Notas: