Proyecto-Embotelladora .Grupo C [PDF]

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Zitiervorschau

AUTOMATIZACIÓN DE CINTAS TRANSPORTADORAS DE ACUMULACIÓN Y RECHAZADOR DE BOTELLAS

DOCENTE: ING. LUIS JAIME HUALLPARA.

INTEGRANTES DEL GRUPO :    

EDDY ROBERT VARGAS. LUIS FERNANDO VARGAS C. JUAN PABLO JUNCO. ANA ISABEL RIVERA E.

DIAGRAMA DE FUNCION

OBJETIVOS El objetivo principal de este proyecto es diseñar una simulación mediante los softwares de fluidsim, cade_simu, flexsim, ecostruxture de una embotelladora de cerveza :



El proceso que debe generar es (lavado, llenado, clasificado, tapado, pasteurizado, etiquetado y empacado)



Reducir el tiempo de trabajo personal, optimizando los recursos humanos



Crear un control y seguimiento en línea de los procesos



Diseñar una cinta transportadora



Controlar los movimientos del diseño de la fabricación



Realizar los planos específicos del proceso de fabricación



Integrar información de los componentes electrónicos



Realizar los respectivos cálculos del movimiento



Hacer una supervisión de los trabajadores que están integrados en la fabrica



Realizar la instalación eléctrica y la instalación electrónica

MARCO TEORICO Este proyecto está constituido por un conjunto de mecanismos que depende unos de otros para su funcionamiento se coloca el objeto sobre la banda transportadora y al ir pasando dicho objeto por la banda transportadora el sensor que se encuentra afectado por un haz de luz producido por un láser cuando el haz de luz es interrumpido por un objeto de gran tamaño el sensor se activa y hace que la banda NO se mueva puesto que no cumple con los requisitos requeridos, solo funcionará cuando se retire el objeto o pase la caja que si cumpla sus requisitos en este caso una caja pequeña.

COMPONENTES. Jetson Nano Developer Kit Motor DC de 12 voltios Venesta de 60 x60 x 0,5 Cámara Web Pantalla con puerto HDMI, mouse, teclado, cable HDMI Tubo PVC y palitos de madera Cajas de cartón Arduino Genuino Uno Madera de 2 x3x 30cm Ventilador de 4x4x4 cm Cajas de cartón 1 sensor IR de detección de movimiento Cilindro neumático.

CARACTERISTICAS. Jetson Nano Developer Kit. NVIDIA® Jetson Nano ™ Developer Kit es una computadora pequeña y potentehat le permite ejecutar múltiples redes neuronales en paralelo para aplicaciones como clasificación de imágenes, detección de objetos, segmentación y procesamiento de voz. Todo en una plataforma fácil de usar that funciona en tan solo 5 vatios.

4

Motor DC de 12 voltios. El motor de corriente continua, denominado también motor de corriente directa, motor CC o motor DC (por las iniciales en inglés direct current), es una máquina que convierte energía eléctrica en mecánica, provocando un movimiento rotatorio, gracias a la acción de un campo magnético. Cámara Web .  cámara de red es una pequeña cámara digital conectada a una computadora la cual puede capturar imágenes y transmitirlas a través de Internet, ya sea a una página web u otras computadoras de forma privada. Pantalla con puerto HDMI, cable HDMI. HDMI son las siglas de «High-Definition Multimedia Interface«, que significa «Interfaz Multimedia de Alta Definición». Por lo tanto, se trata de una interfaz multimedia, de la que luego hay variantes, conectores, cables, tipos y etc., pero la esencia es esa: HDMI es una interfaz multimedia. Tubo PVC. El policloruro de vinilo (PVC) es un termoplástico versátil, especialmente conocido como un material de tuberías y conexiones utilizado para aplicaciones residenciales y comerciales de plomería (fontanería). Arduino Genuino Uno. El Arduino Uno es una placa de microcontrolador de código abierto basado en el microchip ATmega328P y desarrollado por Arduino.cc. La placa está equipada con conjuntos de pines de E/S digitales y analógicas que pueden conectarse a varias placas de expansión y otros circuitos 1 sensor IR de detección de movimiento. Un sensor de presencia o sensor de movimiento es un dispositivo electrónico que pone en funcionamiento un sistema (encendido o apagado) cuando detecta movimiento en el área o ambiente en el que está instalado. ... Estos sensores por infrarrojos son los más utilizados.

Cilindro neumático. Los cilindros neumáticos transforman la energía potencial del aire comprimido en energía cinética o en fuerza prensora. Posee un émbolo o pistón que al introducirse el aire comprimido se desliza dentro de la camisa en forma lineal.

5

MATERIALES. Cilindro neumático CDE 1pza Electro válvula 220v

1pza

Conectares de e. Rápido 4pza Relee 5 vdd.

1pza

Manguera neumática 6mm 3 Mt Reguladores de flujo.

2 paz

EMBOTELLADORA Una línea de embotellado es un sistema completo que manipula un contenedor vacío desde un pallet o desde la máquina donde se produce (por ejemplo, la máquina de moldeado por soplado para botellas PET) directamente hasta el producto acabado listo para el consumidor final El Envasado de cerveza es un proceso de gran importancia en la producción y venta de esta bebida, y que se puede afrontar con diferentes soluciones. Todos sabemos que la cerveza puede envasarse en botellas, latas o barriles; cada una de estas soluciones tiene sus ventajas y desventajas. El embotellado de cerveza puede realizarse en botellas de vidrio o de PET. En lo que se refiere al envasado de cerveza, es muy poco habitual elegir las botellas de PET, ya que una larga serie de razones hacen recomendables las de vidrio. Elegirá botellas de vidrio para el envasado si desea comunicar una alta calidad de la cerveza, ya que este es el material tradicionalmente utilizado para el embotellado de cerveza. El vidrio es higiénico, agradable desde el punto de vista estético y natural. Su uso es casi obligado si posee una micro cervecería y desea transmitir la imagen de un artesano que respeta una larga tradición de embotellado de cerveza; en este caso, es mejor que venda las cervezas fuera de la cervecería en botellas. Las desventajas del envasado de cerveza en botella incluyen el peso del vidrio, el coste del mismo y la creciente dificultad en el transporte de las botellas, ya que se necesita más espacio para el almacenamiento que con otros contenedores.

6

LAVADO DE BOTELLA La función primaria del lavado de botellas debe ser el asegurar que las botellas retornables puedan ser llenadas en perfectas condiciones higiénicas. El objetivo del lavado de botellas es eliminar todos los residuos de las superficies interiores y exteriores de las botellas. Más específicamente, esto incluye la eliminación de residuos del producto contenido, la etiqueta (s) y el adhesivo, el polvo, la suciedad, los anillos de óxido (de tapas de metal), hongos, huevos de insectos y larvas, y otros que pueden estar presentes. La lavadora de botellas es una máquina que permite tener una alta producción continua de botellas retornables y sus velocidades pueden alcanzar hasta las 90 000 botellas por hora, por este motivo es un equipo crítico por lo cual se realiza el análisis del proceso de lavado de botellas en esta planta Tipos de lavadora de botellas 

Lavadora de un solo extremo



Lavadora de doble extremo

Defectos en las botellas de vidrio comunes 

Vidrio dañado



Rosca rajada



Laterales rayados



Líquido residual o cáustico



Base astillada



Acabado irregular



Objetos extraños



Arrastre de etiquetas



Desgaste de la botella

7

Siendo el arrastre de etiquetas de mayor porcentaje de rechazo En los envases de bebidas retornables en botellas de vidrio son seleccionadas y sometidas a un proceso de lavado y desinfectado lavado a altas temperaturas garantizando un efecto germicida, y que son enjuagados con agua potable ya que el producto se envasa ya pasteurizado cuando existe pasteurización flash.

INSPECCION DE BOTELLAS VACIAS Cada vez son más los embotelladores que preocupados por los riesgos en seguridad alimentaria, instalan sistemas para la verificación de los envases vacíos antes del llenado para consolidar su presencia e imagen en los mercados. 

Elimine los envases con defectos en la superficie, el tapón o la rosca.



Deseche los envases con arañazos, abolladuras o grietas en la superficie de sellado, roscas deformes y tapones incorrectos.



Detecte contaminantes y paredes laterales finas.



Elimine los envases problemáticos antes de rellenarlos. Rechace de forma fiable los envases deformes o contaminados para evitar las costosas devoluciones de productos.



Garantice que cuenta con las etiquetas y los datos impresos correctos.



Deshágase de todos los productos con etiquetas dañadas, etiquetas en molde defectuosas, impresiones de baja calidad y códigos de barras con poco contraste o con información errónea.

PROCESO DE LLENADO DE BOTELLAS DE CERVEZA El sensor de calidad de llenado, en caso de fallo de llenado activará el accionador para sacar a la botella de la cinta de alimentación. En este caso, no hará falta un reanálisis y solo habrá que activar el accionador durante 2 segundos. 

Trabaja de forma eficaz en cuanto al consumo de energía: Servoaccionamientos con tamaños de motores ajustados individualmente mantienen el balance energético en un nivel bajo.



Brilla con un diseño higiénico: Las llenadoras tienen superficies reducidas, constan de acero fino y ofrecen una buena accesibilidad para trabajos de limpieza.

8



Está preparada para reequipamientos: Los sistemas pueden ser ampliados también con posterioridad con una enjuagadora o varias taponadoras o ser vinculados en un bloque con otras máquinas.



Ofrece versatilidad: El sistema modular comprende una amplia gama de diversos sistemas de llenado.

PROCESO DE PASTEURIZACION DE CERVEZA La mejor manera de lograr una calidad estable y mejor sabor es por medio de pasteurización o pasteurización flash. La inactivación térmica de microorganismos ayuda al cervecero a definir las propiedades microbiológicas de su cerveza. Sin embargo, como todo método utilizado para reducir microorganismos, la eficacia de este depende del número inicial de organismos existentes en el producto no tratado. Una medida que muestra cómo el tratamiento con calor afecta al organismo es el número aplicado de unidades de pasteurización (UP).

En el sistema de pasteurización flash, la cerveza es tratada cuidadosamente en un proceso continuo inmediatamente antes del envasado. Microorganismos que pudiesen estropear la cerveza son eliminados sin dañar el producto. Esta etapa del proceso permite que las cerveceras ofrezcan un producto de calidad constante Uno de los efectos positivos de la pasteurización flash es la inactivación de las proteinasas producidas por la levadura que afectan negativamente la formación de espuma. Si se agregan enzimas al proceso, el tratamiento de calor es indispensable para impedir una reacción enzimática descontrolada en el producto envasado

PROCESO DE ETIQUETADO Las etiquetas son parte fundamental del producto. Permite identificar, describir, diferenciar el producto para dar una excelente información al cliente y cumplir con los reglamentos, regulaciones o normativas establecidas por cada industria. La etiqueta es uno de los primeros aspectos del producto con el que entra en contacto en cliente. El etiquetado debe ser homogéneo y preservar su calidad para evitar que el cliente se lleve una mala impresión del producto a consumir

9

El proceso de etiquetado consiste en colocar goma blanca a una etiqueta tipo cromo y colocarla sobre la botella. El proceso es continuo y necesita de al menos tres operarios: uno para el ingreso manual de las botellas a la banda transportadora, otro para colocar la goma blanca y las etiquetas, y un tercero para evitar que las botellas se aglomeren al final de la banda transportadora. Una vez pasteurizadas cada una de las botellas serán etiquetadas. Dependiendo de su tamaño, del cliente y de su destino; las botellas recibirán las etiquetas en el cuerpo, en el cuello, etc. De esta manera, el producto es perfectamente identificado.

PROCESO DE ENCAJONADO Las cajas viajarán por el transportador de rodillos hasta llegar a la máquina encajonadora. Dicha máquina contará en la entrada de botellas y de cajas de un sensor y actuador que controle el avance y parada. Las botellas de cerveza son colocadas en sus respectivas cajas, ya sean de plástico o de cartón, según el cliente y su punto de destino. En forma automática y controlando que nunca falte ni una sola botella en sus respectivas cajas, la máquina encajonadora opera ininterrumpidamente

PROCESO DE PALETIZADO Las cajas llenas de botellas con contenido llegan a la de paletizadora, esta cuenta con dos cabezales, por lo tanto es posible armar dos paletas al mismo tiempo, esta máquina ordena las cajas en las paletas haciendo siete camas de 12 cajas (en formatos de 620 ml, 630 ml, 650 ml) y cinco camas de nueve cajas (en formatos de 1000 ml y de 1100 ml), una vez terminado el proceso de paletizado las pilas armadas en la paleta son movidas por los transportadores para luego ser llevadas al área de APT para su almacenamiento y futura distribución.

10

ANEXOS

DIAGRAMA DE CINTA TRANSPORTADORA DE BOTELLAS. (CADESIMU)

11

Codigo arduino : const int pinRELE = 7; int contador=0; void setup() { Serial.begin(9600); pinMode(pinRELE, OUTPUT);

}

void loop() { if (Serial.available()){ char numero =Serial.read(); if(numero == '0') { contador++; if(contador == 1) { digitalWrite(pinRELE, HIGH); delay(5000); digitalWrite(pinRELE, LOW); delay(100); Serial.println("INDICADOR"); contador=0 ; } } } }

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Codigo Python : import cv2 import numpy as np import serial ser=serial.Serial("/dev/ttyACM0",9600) cap = cv2.VideoCapture(1) camaraClassif = cv2.CascadeClassifier("/home/luis/Desktop/ensayo/Archivos/cascade.xml") while True: ret,img = cap.read() gray = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2GRAY) toy2 = camaraClassif.detectMultiScale(gray, scaleFactor = 1.1, minNeighbors = 3, minSize=(180,200)) for (x,y,w,h) in toy2: cv2.rectangle(img, (x,y),(x+w,y+h),(255,0,255),2) cv2.putText(img,'S.E',(x,y-10),2,0.7,(255,0,255),2,cv2.LINE_AA) ser.write(str.encode('0')) cv2.imshow('frame',img) if cv2.waitKey(1) & 0xFF == ord('q'): break if cv2.waitKey(1) == 27: break cap.release() cv2.destroyAllWindows() Codigo python para capturar muestras negativas y positivas : mport cv2 import numpy as np

13

import imutils import os Datos = 'p' if not os.path.exists(Datos): print('Carpeta creada: ',Datos) os.makedirs(Datos) cap = cv2.VideoCapture(1) x1, y1 = 190, 80 x2, y2 = 450, 398 count = 0 while True: ret, frame = cap.read() if ret == False: break imAux = frame.copy() cv2.rectangle(frame,(x1,y1),(x2,y2),(255,0,0),2) objeto = imAux[y1:y2,x1:x2] objeto = imutils.resize(objeto,width=150) #print(objeto.shape) k = cv2.waitKey(1) if k == ord('s'): cv2.imwrite(Datos+'/objeto_{}.jpg'.format(count),objeto) print('Imagen guardada:'+'/objeto_{}.jpg'.format(count)) count = count +1 if k == 27: break cv2.imshow('frame',frame) cv2.imshow('objeto',objeto) cap.release() cv2.destroyAllWindows()

14

15

Round cylinders DSNU/DSNUP/DSN/ESNU/ESN

16

Round cylinders DSNU/DSNUP/DSN/ESNU/ESN Key features At a glance DSNU-8 … 63 Stainless steel piston rod

An extensive range of accessories makes it possible to install the cylinder virtually anywhere

DSNU-8 … 25

Corresponds to standard design in accordance with ISO 6432. Variants are based

ISO 6432

on these standards

Good running performanc e and long service Piston rod with external and internal thread Wide choice of variants DSNU/ESNU- DSNUP-… DSNU/ESNU-…-MA … Piston  8 … Piston  16 … 25 Piston  8 … 63 63 Cylinder barrel made of wrought Cylinder barrel made of stainless steel Cylinder aluminium alloy Bearing cap with flange thread barrel Short end cap with axial supply port Bearing and end caps made of made of polyamide stainless

DSNU-…-MQ Piston  8 … 63 Cylinder barrel made of stainless steel Bearing cap with flange thread Short end cap with lateral supply port

Cost optimised

steel Bearing and end caps made of wrought aluminium alloy

DSNU-…-MH

DSNU-…-KP

Piston  8 … 63 Piston  8 … 63 Cylinder barrel made of Cylinder barrel made of stainless steel Direct mounting on bearing cap

stainless steel

DSNU-…-Q

DSN/ESN-…

Piston  12 … 63 Cylinder barrel made of stainless steel

With clamping unit

With square piston rod

Cushioning P

Cushioning PPS

Short end cap with lateral supply port

Cushioning types

17

Cushioning PPV

Mode of operation

Application

The drive is fitted with flexible polymer end position cushioning

The drive is fitted with self-adjusting end position cushioning

Small loads

Small to medium loads Medium to large loads

Low speeds

Low to medium speeds High speeds

Low impact energy

Medium impact energy High impact energy

No adjustment required

No adjustment required

Time-saving

Time-saving

Advantages

The drive is fitted with adjustable end position cushioning

Very powerful

Powerful

Round cylinders DSNU/DSNUP/DSN/ESNU/ESN Key features

Longer service life with bellows kit DADB

fuel

Round cylinders DSNU/DSNUP

The bellows kit is a leak-free system. To prevent unwanted media from being drawn in, the supply 1 and exhaust air of the kit must be ducted via a pressure compensation hole in the connection section 1. The kit protects the piston rod, seal and bearing against a wide variety of media, for example: dust chippings oil grease

18

19

Version

Version

Piston

Stroke

Variable stroke1)

Piston rod Through Extende Male thread d

Female thread

Extended Shortened Special thread [mm]

[mm]

[mm]

S2

K8

K2

K6

K5

K3

Doubleacting DSNU-… – Cylinder barrel made of stainless steel 8, 10 12, 16 20 25

32, 40, 50, 63

10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 50, 60, 70, 80, 100, 125, 150, 160, 200, 250, 300, 320, 400, 500

1 … 100 1 … 200 1 … 320 1 … 500

25, 40, 50, 80, 1 … 500 100, 125, 160, 200, 250, 320

above

above

 25

 20





DSNUP-… – Cylinder barrel made of aluminium 16

25, 50, 100

2)

20









25

DSNU-Q… – Protected against rotation 12, 16



5 … 160

20



5 … 200

25



5 … 250

32



5 … 300

40, 50



5 … 400

above

above

63



5 … 500

 25

 20

DSNU-MQ… – Lateral air connection 8, 10



1 … 100

12, 16



1 … 200

20



1 … 320

25



1 … 500

32, 40, 50, 63



1 … 500

8, 10



1 … 100

12, 16



1 … 200

20



1 … 320

25



1 … 500

32, 40, 50 63



1 … 500

8, 10



1 … 100

12, 16



1 … 200

20



1 … 320

25



1 … 500

32, 40, 50



1 … 500



DSNU-MA… – Axial air connection



DSNU-MH… – Direct mounting

20

Product range overview

1)

2)

Cylinders with position sensing require a minimum stroke of 10 mm to ensure reliable sensing Variable stroke on request

21

Round cylinders DSNU/DSNUP Product range overview Piston rod

Cushioning

Position Clamping Heatresistant Slow Low Corrosion Dust Metal sensing unit seal speed friction protection protectio wiper n (wiper seal (constant seal) motion operation )

Fixed

Adjustabl Selfadjustin e g

P

PPV3)

PPS

A

KP

S6

S10

S11

R3

R8

Page/ Internet

A6

DSNU-… – Cylinder barrel made of stainless steel 8 … 63

12

above

above

above

above

above

above

above

 16

 16

 12

 12

 12

 32

 32

DSNUP-… –Cylinder barrel made of aluminium 16 … 25

46 –

















DSNU-Q… – Protected against rotation 12 … 63

50  12 –

and







above

above

above

above

 32

 16

 32

 16



DSNU-MQ… – Lateral air connection 8 … 63

12 –



above

above

above

above

 16

 16

 32

 32

DSNU-MA… – Axial air connection

22

8 … 63

12











above  32

DSNU-MH… – Direct mounting 8 … 63

12













above  32

3)In the modular product system from  12 mm

Round cylinders DSN/ESNU/ESN Product range overview Function

Version

Piston

[mm]

Stroke

Variable stroke1)

[mm]

[mm]

10, 25, 40, 50, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 300, 320, 400, 500

1 … 100

Piston rod Through Extende d

Male thread Extended Shortened Special thread

Female thread

S2

K2

K3

K8

K6

K5

Doubleactin DSN-… – without position sensing g 8, 10 12, 16 20 25

1 … 200 1 … 320





1 … 500

23









Round cylinders DSN/ESNU/ESN Product range overview Piston

Cushioning

Position sensing

Fixed

Adjustable Selfadjustin g

P

PPV2)

PPS

A

Clamping Heatresistant Slow Low unit seal speed friction (constant motion operation ) KP S6 S10 S11

Corrosion Dust protection protectio n (wiper seal)

R3

Page/ Internet

R8

DSN-… – without position sensing 8 … 25

70 –















above  16 Piston

Piston rod

Page/ Internet

Extended

Male thread

K8

Extended K2

Female thread Shortened K6

Special thread K5

K3

ESNU-… – with position sensing 8 … 63

58

24

ESNU-MA-… – Axial air connection 8 … 63

58

ESN-… – without position sensing 8 … 25

76 –









2)In the modular product system from  12 mm

Round cylinders DSNU/DSNUP/DSN/ESNU/ESN Peripherals overview

Variants DSNU-MQ

DSNU-MA

DSNU-MH

25

Round cylinders DSNU/DSNUP/DSN/ESNU/ESN Peripherals overview Mounting attachments and accessories Piston

1 2 3 4 5 6

Rod eye SGS/CRSGS Coupling piece KSG/KSZ Rod clevis SG/CRSG Self-aligning rod coupler FK/CRFK Flange mounting FBN/CRFBN/CRFV Foot mounting HBN/CRHBN/CRH

7

Swivel mounting1) WBN

8

Swivel mounting1) SBN Clevis foot LBN/CRLBN

9 aJ

One-way flow control valve2) GRLA/GRLZ/CRGRLA

aA

Push-in fitting2) QS Mounting kit SMBR/CRSMBR

aB

DSNU/ ESNU

DSNUP

DSNU/ ESNU MA

DSNU MQ

DSNU-Q DSN/ES N MH

KP 86, 87

8 … 63

86

12 … 63

86, 87

8 … 63

86, 87

8 … 63 8 … 63



8 … 63



8 … 63



20 … 63



8 … 63

82, 83 80, 81 84 84

– –



85



97

8 … 63

quick star

8 … 63 8 … 63

Page/ Internet





26

94

aC aD aE aF aG aH aI bJ bA bB bC

-H-

Proximity sensor SMEO/SMTO/CRSMEO-4 Mounting kit SMBR-8 Proximity sensor SME/SMT-8 Mounting kit SMBR-10 Proximity sensor SME/SMT-10 Right-angle clevis foot LQG Rod clevis SGA Clevis foot LBG Bellows kit3) DADB Guide unit FEN Hex nut MSK Note

1) Cannot be used on the bearing cap in combination with bellows kit DADB.

8 … 63





12 … 63



8 … 63



12 … 63





8 … 63





32 … 63





32 … 63





32 … 63





12 … 63









8 … 25









16 … 25



2)

95 95 96 96 85 86 85 88 87 86

3) Only push-in fittings or oneway flow control valves with cylindrical connecting thread (M or G thread) may be used for the compressed air ports in conjunction with the DSNUP.



94

It can only be used in combination with an extended piston rod (K8). The bellows kit protects the cylinder (piston rod, seal and bearings) against a wide range of media and thus prevents premature wear.

Round cylinders DSNU/DSNUP/DSN/ESNU/ESN Type codes u

27

Modular product system Individually configurable DSNU 28 ESNU 66 Q – Square piston rod (protection against rotation) S – Through piston rod (piston rod type) 2 K – Extended male piston rod thread 2 K – Male piston rod thread, shortened at one end 6 K – Female piston rod thread (female thread) 3 K – Special piston rod thread (special thread) 5 K – Extended piston rod at front 8 K – Clamping unit on the piston rod P S – Heat-resistant seals for temperatures up to 120 °C (temperature 6 resistance) S10 – Slow speed (constant motion at low piston rod speeds) S11 – Low friction EX4 – ATEX certification II 2GD R3 – All external cylinder surfaces conform to corrosion resistance class CRC 3 (corrosion protection) R8 – Dust protection (wiper seal) 32 … 63 mm A6 – Metal wiper seal 32 … 63 mm

Standard cylinders DSNU/DSNUP/DSN/ESNU/ESN Type codes DSNUP



20



50

Type Double-acting DSNUP Round cylinder Piston [mm] Stroke [mm] Cushioning P

Flexible cushioning rings/pads at both ends

Position sensing A

Via proximity sensor

28



P



A