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Atuadores e Sistemas Pneumáticos

Prof. Dr. Emílio Carlos Nelli Silva

Prof. Dr. Emilio C. Nelli Silva

Prof. Dr. Emílio Carlos Nelli Silva

Método de CascataEscola Politécnica da USP

Departamento de Engenharia Mecatrônica e Sistemas

Mecânicos

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O comando CASCATA resume-se em dividir

criteriosamente uma seqüência complexa em varias seqüências

Circuitos Pneumáticos

Método de Cascata

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criteriosamente uma seqüência complexa em varias seqüências

mais simples, onde 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 .

3Circuitos Pneumáticos

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

Roteiro para Aplicação do Método Cascata

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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.

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1a Etapa: 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

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Aplicação do Método

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linha (grupo).

Exemplo 1: A + B + / B - A - /

A + B + ⇒ Grupo de comando 1

B - A - ⇒ Grupo de comando 2

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Exemplo 2: A + B + / B - A - / B+ / B- /

Exemplo 3: A + B + C + / C – B – A -

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Exemplo 4: A + B + / B - C + / C- A - /

Exemplo 5: A + B + / A - / A + B -/ A - / A+ C + / C- A - /

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• 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:

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número de grupos de comandos (linhas), ou seja:

Numero de válvulas memória = número de grupos - 1

Nm = NG - 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.

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2a Etapa: Verificar ao final do ciclo, que linha permanece

pressurizada. Isto irá depender da seqüência considerada e da

divisão escolhida.

Exemplo 6:

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No exemplo vemos que a seqüência dá origem a um sistema

cascata com três linhas e com a última linha (linha 3) pressurizada

ao final do ciclo.

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No método cascata, quando o último grupo é composto por

movimentos que se unidos ao primeiro grupo não desobedece à

regra da segunda 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.

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No exemplo 6, temos:

Nesta divisão teremos o ar pressurizando a linha “1” no final do

ciclo. Este artifício só pode ser realizado com o último e o primeiro

grupo, caso não haja choque com a regra da 1a Etapa.

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3a Etapa: Construir o sistema cascata, identificando os elementos

segundo a critério:

Elementos de Trabalho: A , B , B , C , D , ...

Elementos de Sinal Traseiros: ao , bo , co , do , ...

Elementos de Sinal Dianteiros: a1 , b1 , c1 , d1 , ...

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Elementos de Sinal Dianteiros: a1 , b1 , c1 , d1 , ...

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.

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Caso 1 – Sistema com Duas Linhas: A primeira válvula do conjunto

alimenta o primeiro e o segundo grupo de comando.

4a Etapa: Construção do sistema e verificação da seqüência de

comutação.

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Observação: Se houver dois grupos haverá apenas uma válvula

memória

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Sistema com Duas Linhas

12 1210 10

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• Aplicando-se pressão no orifício de comando "10" teremos o

grupo 2 pressurizado.

• Caso o comando seja dado no orifício "12" o grupo de comando

pressurizado será o grupo 1.

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Aplicação do Método para casos de três grupos de comando

• A válvula de comando inferior é ligada ao orifício de pressão

da superior pela sua utilização 2 .

• A utilização 4 da válvula inferior deverá estar ligada ao orifício

"12" da válvula superior e ao grupo consecutivo.

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Aplicação do Método para casos de três grupos de comando

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Seqüência de Comutação

S – linha 4 para linha 1

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S1 – linha 4 para linha 1

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S – linha 1 para linha 2

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Seqüência de Comutação

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S2 – linha 1 para linha 2

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S – linha 2 para linha 3

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Seqüência de Comutação

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S3 – linha 2 para linha 3

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S – linha 3 para linha 4

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Seqüência de Comutação

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S4 – linha 3 para linha 4

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Aplicação do método para casos de quatro grupos de comando ou mais

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19Exemplos de Aplicação

Dispositivo de Dobra e Estampagem

Cilindro 1 (fixa)

Chapa de metal

Cilindro 4 (fura)

Cilindro 2 (dobra)

Cilindro 3 (dobra)

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Cilindro 4 (fura)

Cilindro 1

Cilindro 2

Cilindro 3

Cilindro 4

Diagrama de

acionamento:

20Exemplos de Aplicação

Circuito Pneumático de Máquina

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21Exemplos de Aplicação

Rebitador

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Diagrama de

acionamento:

22Exemplos de Aplicação

Circuito Pneumático de Máquina

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23Exemplos de Aplicação

Dispositivo de injeção para decoração de bolos

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Diagrama de

acionamento:

24Exemplos de Aplicação

Circuito Pneumático de Máquina

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• Hasebrink, J.P, "Manual de Pneumática - Fundamentos", Vol.1

Parte 1, Rexroth - Divisão Pneumática, Diadema, SP, Brasil, 1990.

• Meixner, H. e Kobler, R., "Introdução à Pneumática", Livro

Didático, FESTO Didactic, São Paulo, SP, Brasil, 1977.

Referências

Prof. Dr. Emilio C. Nelli Silva

Didático, FESTO Didactic, São Paulo, SP, Brasil, 1977.

• "Manutenção de Instalações e Equipamentos Pneumáticos", Livro

Didático, FESTO Didactic, São Paulo, SP, Brasil, 1977.

• Moreira, I. S., "Técnicas de Comando Pneumático", SENAI-SP,

São Paulo, SP, Brasil, 1991.