El interruptor límite juega un papel clave en los equipos de automatización. En pocas palabras, le dice al sistema de control si un cierto componente mecánico está en su lugar a través del contacto o la inducción. Con el nivel creciente de automatización de fábrica, es particularmente importante elegir el modelo adecuado. Por ejemplo, el equipo de repente se atasca, la línea de ensamblaje se detiene y, en casos graves, incluso puede causar accidentes industriales. Estas situaciones a menudo están relacionadas con una selección inadecuada.
Nuestro artículo es principalmente para resolver un conjunto de estándares de referencia para los ingenieros al seleccionar modelos. Específicamente, nos centraremos en varios factores clave, como si el equipo es lineal o rotativo, si hay factores de interferencia como el aceite, el polvo, etc. en el taller y cuán alta se requiere la precisión de detección. Estos aspectos afectarán el tipo de interruptor de límite final a seleccionar. En particular, también implicaremos el problema de cómo funciona el sistema de control del equipo con el interruptor y qué se deben cumplir las regulaciones de seguridad, que a menudo se encuentran en las operaciones reales.
Seleccione los interruptores de límite de acuerdo con el tipo de movimiento mecánico
Para los equipos que necesitan hacer movimiento circular (como husos de máquina herramienta, tablas rotativas, etc.), los tipos de uso común incluyen interruptores de posición de leva, interruptores de inducción sin contacto, codificadores de ángulo, etc. Factores a considerar al elegir incluir el ángulo de rotación (como la rotación del círculo completo o la rotación parcial), la velocidad (especialmente la rotación rápida requiere consideración de si el interruptor puede responder en el tiempo) y el tamaño de la carga mecánica (un tipo más fuerte de rotación), la velocidad rápida requiere la consideración de la consideración de si el interruptor puede responder en el tiempo) y un tamaño de carga mecánica (se requiere un tipo de carga más fuerte para una alta fuerza). Por ejemplo, en el escenario de posicionamiento del huso de las máquinas herramientas CNC, los dispositivos de codificación de alta precisión pueden lograr un control de posición muy fino, que puede ser tan preciso como el uno por ciento de un cabello.
Cuando el equipo se mueve en línea recta (por ejemplo, la cinta transportadora en una línea de ensamblaje automatizada), los tipos opcionales incluyen interruptores de viaje de contacto mecánico, interruptores de inducción fotoeléctrica o dispositivos de activación magnética. En este momento, es necesario centrarse en la longitud de la distancia de mudanza (cortos unos pocos milímetros y largos pueden ser decenas de metros), requisitos de precisión de posicionamiento (algunas ocasiones de ensamblaje de precisión deben controlar el error dentro de 0. 01 mm), y si el entorno de trabajo tiene muchos factores de interferencia como el aceite, la suciedad y el polvo. Por ejemplo, en la línea de ensamblaje de las piezas del automóvil, los interruptores fotoeléctricos no necesitan contactar directamente al objeto medido, lo que puede evitar el problema de la pérdida de piezas causado por la fricción repetida.
Además, algunas condiciones de trabajo especiales requieren un tratamiento especial: para equipos con vibraciones particularmente fuertes (como trituradoras y máquinas de estampado), es necesario elegir modelos con estructuras de absorción de choques, de lo contrario, las piezas internas son fáciles de aflojar y fallar; Para los mecanismos que se mueven de un lado a otro repetidamente (como el brazo de presión de la empacadora), se debe prestar especial atención a la vida útil del interruptor. Los tipos de contacto mecánico pueden tener mal contacto después de decenas de miles de usos. Aquí hay un ejemplo típico. Al seleccionar un dispositivo límite para equipos como estampado de máquinas herramientas, no solo debe poder soportar cientos de impactos por minuto, sino que también tiene un diseño protector especial contra el aceite y el polvo.
Considere los factores de entorno de trabajo mecánico
En primer lugar, debemos prestar especial atención al factor de influencia de la temperatura. Por ejemplo, en condiciones de alta temperatura, es decir, cuando la temperatura ambiente excede los 80 grados centígrados, se deben utilizar materiales resistentes a alta temperatura, como materiales cerámicos o algunos plásticos especiales. Dichos materiales deben poder resistir las fluctuaciones de temperatura de menos 40 grados a 150 grados. Por ejemplo, al encontrar un entorno de baja temperatura, se debe prestar atención especial a si el material se volverá frágil y el problema de la congelación lubricante. En este momento, se puede requerir un sistema de lubricación especialmente diseñado para entornos de baja temperatura.
Luego hay consideraciones de humedad. La situación más temida en un entorno de alta humedad es que se debe seleccionar el cortocircuito del circuito o la oxidación de las piezas. En este momento, se debe seleccionar un diseño estructural impermeable y a prueba de humedad, como productos que cumplan con el estándar de protección de IP67. Por ejemplo, el equipo utilizado en la línea de ensamblaje de procesamiento de alimentos no solo debe usar materiales de acero inoxidable que no se oxiden, sino que también sellaran las juntas.
El principal problema causado por el entorno polvoriento es que es fácil causar un atasco de equipos o un desgaste excesivo. En este momento, debe elegir interruptores límite con un mejor sellado y productos con una mejor habilidad a prueba de polvo. Por ejemplo, los equipos mecánicos utilizados en las minas deben prestar especial atención al diseño a prueba de polvo, y generalmente se selecciona un interruptor especial a prueba de polvo de servicio pesado para lidiar con esta situación.
Otros problemas que necesitan atención incluyen la corrosión química. En este momento, los materiales deben ser resistentes a la corrosión, como los fluoroplásticos o el acero inoxidable 316, de lo contrario, se dañan fácilmente por la corrosión. Por ejemplo, en situaciones en las que la interferencia electromagnética es relativamente fuerte, puede ser necesario agregar una capa de blindaje al circuito o usar directamente una solución de diseño de circuito con una fuerte capacidad anti-interferencia.
Determine los parámetros del interruptor de límite de acuerdo con los requisitos de accidente cerebrovascular y precisión de movimiento mecánico
- Al determinar el rango de accidente cerebrovascular, se debe prestar especial atención para retener el margen. En términos generales, se puede entender que agregó alrededor del 10% al 20% de la redundancia sobre la base del accidente cerebrovascular requerido real. Esta parte del margen se usa principalmente para compensar las desviaciones que pueden ocurrir en la operación de la máquina, como la expansión del metal causado por los cambios de temperatura. Por ejemplo, los equipos como las prensas de impresión deben tener en cuenta las posibles fluctuaciones en el grosor del papel y el desplazamiento de posición causado por el desgaste de piezas mecánicas después del uso a largo plazo.
- La selección del parámetro de precisión de contacto debe ajustarse de acuerdo con el escenario de aplicación específico. Para entornos de uso con requisitos más altos, como ocasiones como el equipo de fabricación de chips semiconductores que requieren precisión extremadamente alta, se requieren componentes de precisión como micro interruptores, y su precisión puede alcanzar aproximadamente más o menos 0. 005 mm. En las aplicaciones reales, se encuentra que si involucra requisitos de posicionamiento a nivel nano, se pueden requerir dispositivos de detección sin contacto para cumplir con los requisitos.
- Cuando se trata del problema de la precisión de posicionamiento repetido, este parámetro puede entenderse como la estabilidad del interruptor después del uso repetido. En este momento, se necesita una prueba de vida para verificar su atenuación. Por ejemplo, después de que el interruptor se opera continuamente durante 100, 000 veces, su desviación de posicionamiento se prueba para ver si excede el rango permitido. Según la experiencia, se recomienda elegir modelos que se hayan verificado a través de pruebas a largo plazo, especialmente productos con un tiempo medio nominal entre fallas de más de 100, 000 veces, que son más confiables. Este indicador es particularmente importante en el escenario de aplicación de los robots de soldadura en las líneas de producción de automóviles.
Evaluar la compatibilidad de los interruptores de límite con los sistemas de control mecánico
Coincidencia de interfaz eléctrica
Por ejemplo, es necesario asegurarse de que los parámetros de voltaje (como el CC de 24 V de 220V común o los valores de corriente) y los valores de corriente sean consistentes con el sistema de control del equipo. Aquí, se debe prestar atención a la selección del tipo de salida de señal, como NPN o PNP. Por ejemplo, en un sistema de control del PLC, es posible que deba elegir un modelo que cumpla con la interfaz estándar de la Comisión Electrotecnical Internacional.
Adaptación del protocolo de comunicación
Dar prioridad a aquellos tipos que respaldan los protocolos comunes industriales, lo que puede reducir los problemas de la integración del sistema. Por ejemplo, en el escenario de fábrica de Internet de las cosas, es posible que deba usar un dispositivo límite inteligente que pueda conectarse al marco de comunicación OPC UA. Una cosa que debe tenerse en cuenta aquí es que puede haber problemas de conversión de protocolo entre dispositivos de diferentes marcas.
Coordinación a nivel de software
Preste especial atención a si el producto Switch proporciona un módulo de controlador que coincide con el sistema existente u abre un canal de acoplamiento API. Por ejemplo, en un sistema de monitoreo como SCADA, es posible que deba elegir productos que sean compatibles con las especificaciones de comunicación OPC DA\/UA. La experiencia aquí es que la compatibilidad de la versión del software a menudo se pasa por alto fácilmente, pero tiene un gran impacto real.
Seleccione los interruptores de límite de acuerdo con los requisitos de seguridad mecánica y los requisitos de confiabilidad
Durante el proceso de configuración de seguridad mecánica, la selección de interruptores de límite debe centrarse en dos dimensiones: nivel de seguridad y índice de confiabilidad. Al tomar decisiones específicas, debe consultar las regulaciones relevantes sobre seguridad mecánica, como estándares internacionales como ISO 13849 o EN 954-1. En resumen, debe elegir modelos que hayan aprobado certificaciones de nivel de seguridad como PLE o SIL3. Tomando robots industriales comunes como ejemplo, generalmente están equipados con interruptores de límite con estructuras de doble canal. Este diseño es principalmente para lograr el efecto de protección del doble seguro.
La evaluación de confiabilidad depende principalmente de tres factores: calificación de marca, datos de prueba y adaptabilidad ambiental. En términos generales, debe elegir marcas que hayan aprobado certificaciones comunes como TüV y UL, y solicitar al proveedor que proporcione un informe completo de prueba de MTBF. Por ejemplo, en el equipo de las centrales nucleares, generalmente se especifica para usar interruptores de límite con un valor MTBF de más de 500, 000 veces.
El cumplimiento de la certificación debe prestar atención a dos niveles: certificación de acceso internacional y regulaciones ambientales. Es necesario verificar si el producto ha sufrido certificaciones básicas como CE y UL, y al mismo tiempo confirma si cumple con los requisitos de protección del medio ambiente como ROHS. Por ejemplo, los equipos mecánicos exportados al mercado europeo deben estar equipados con componentes de interruptor de límite con marcas de CE de acuerdo con las regulaciones locales.
Conclusión
En el proceso de selección específico, las dimensiones en las que deben centrarse realmente implican la relación sinérgica entre los parámetros del sistema múltiples. Por ejemplo, es necesario considerar las características básicas de la trayectoria de movimiento del equipo en sí, como si es lineal o giratorio, ya sea que haya situaciones comunes como la acumulación de polvo o la erosión del aceite en el entorno laboral, y si el rango permitido de error de detección está dentro del rango numérico específico de ± 1 mm. Además, existe el grado de coincidencia del tipo de señal del sistema de control y si cumple con los requisitos de las especificaciones de la industria, como GB\/T 14048. Al evaluar sistemáticamente cada índice de parámetros de esta manera, se puede mejorar el factor de estabilidad y seguridad de la operación del equipo.
Desde la perspectiva de las tendencias de desarrollo, con el avance de la industria 4. 0 y la fabricación inteligente, tales productos pueden volverse más inteligentes y más conectados en la red. Por ejemplo, los interruptores de límite con funciones IoT ahora pueden ver de forma remota el estado y descubrir fallas potenciales por adelantado. Para los usuarios, puede prestar más atención a los nuevos productos que combinan módulos de transmisión inalámbrica con funciones de auto-verificación de fallas, al igual que podemos instalar una aplicación en nuestros teléfonos móviles para ver la cámara en casa, lo que ayudará significativamente a reducir el tiempo de inactividad inesperado del equipo.
