Encoder lineal para una medición de posicionamiento de futuro en cilindros hidráulicos

12-mar-2018

La demanda de sensores lineales para la automatización móvil en general y de máquinas de construcción de accionamiento hidráulico en particular está creciendo. El aspecto cuantitativo es solamente una cara de la moneda; para cada vez más fabricantes de vehículos, integradores y responsables de servicios tiene que ver con las innovaciones cualitativas. Se exige un valor añadido, como ya es habitual, desde hace tiempo, en la automatización industrial: la recogida de información de estado y de proceso por parte de los encoders. En el futuro, la medición de posición precisa y de alto rendimiento debe complementarse con la posibilidad de realizar análisis detallados con ayuda de la información de los sensores para apoyar los sistemas de asistencia o, por ejemplo, para evitar fallos repentinos en las máquinas, optimizar las rutinas de mantenimiento y, en general, aumentar la disponibilidad de las máquinas. En la tecnología hidráulica para la automatización móvil, los encoder lineales de la gama de productos MAX son, en la actualidad, los únicos equipos de su tipo que pueden ofrecer este valor añadido. Aprovechan el robusto principio de la magnetostricción, proporcionan, como primeros sensores de su tipo, amplias funciones de diagnosis y ofrecen también un valor añadido de futuro para las máquinas de construcción móviles.

 

Der eigens für die Mobile Automation entwickelte Linear-Encoder MAX ermöglicht berührungslos eine vollständige, integrierte, absolute Positionsmessung in Hydraulikzylindern und wird vor allem unter den extremen Umgebungs- und Betriebsbedingungen in Applikationen an mobilen Arbeitsmaschinen eingesetzt.1) El encoder lineal MAX diseñado para la automatización móvil, permite medir la posición sin contacto y de forma totalmente integrada en los cilindros hidráulicos, empleándose, sobre todo, en máquinas de construcción móviles cuando operan en condiciones ambientales y de trabajo extremas.


Bei Erdarbeiten vermeidet eine über die Positionsmessung möglich Tiefenkontrolle der Baggerschaufel die Beschädigung von Leitungen, Rohren oder Fundamenten.2) Durante los trabajos de excavación, un control de profundidad de la cuchara de la excavadora, disponible mediante la medición de la posición, evita daños en las tuberías, tubos o cimientos.

 

Innovación con magnetostricción

Una de las características decisivas de los nuevos encoder lineales de SICK es que con ellos se garantizaba una compatibilidad mecánica integral con las construcciones de los cilindros existentes que estaban preparadas para integrar un sistema de medición de recorrido. De esta manera se garantiza una integración sencilla y rápida en el cilindro hidráulico.

Una mirada en el interior del encoder lineal muestra una serie de diferencias tecnológicas y de innovaciones en comparación con los estándares comerciales. SICK STEGMANN ha desarrollado un nuevo concepto fundamental de sensor. Se basa principalmente en el uso de la magnetostricción, en la optimización de la densidad de potencia mediante la minimización de las zonas muertas de medición y la integración de funcionalidades de diagnóstico y predicción que pueden utilizarse para evitar tiempos de parada de las máquinas y optimizar los planes de operación y las rutinas de mantenimiento de parques de vehículos completos.

La tecnología de magnetostricción ofrece una serie de ventajas para el uso de encoders lineales en máquinas de construcción hidráulicas. La medición de la posición es absoluta: nada más conectar la tensión de a bordo al arrancar la máquina, puede conocerse la posición exacta del émbolo, por lo que no es necesario realizar ningún desplazamiento de referencia como en el caso de los sensores incrementales. Durante el funcionamiento, la magnetostricción no sólo resulta ser extremadamente fiable y libre de desgaste, sino que también es especialmente robusta frente a la carga mecánica, así como a las influencias eléctricas extremas, por ejemplo, de las interferencias radiadas o acopladas en el sistema eléctrico del vehículo. La alta seguridad operacional de los encoder lineales MAX, como componente en vehículos de motor sujetos a homologación, está certificada por la marca de homologación E1 de la Autoridad Federal alemana de Transportes por Carretera (Kraftfahrtbundesamt).

 

Die MAX Linear-Encoder eröffnen die Möglichkeit, die Arbeitsprozesse mobiler Maschinen zu automatisieren und zu überwachen.3) Los encoder lineales MAX abren la posibilidad de automatizar y de vigilar los procesos de trabajo de las máquinas móviles.


Beim Abziehen von Autobahnwällen können die Bagger vollautomatisch und gradzahlgenau arbeiten.4) Durante los desmontes de taludes de autopistas, las excavadoras pueden trabajar de forma completamente automática y con precisión de grados.

 

MAX ofrece un valor añadido técnico

Con la gama de productos MAX, SICK STEGMANN está abriendo nuevos caminos de numerosas maneras. Entre otras de las características técnicas del producto que merecen mencionar está la resolución del valor de medición de 0,1 mm con campos de medición de hasta 2,5 m con el MAX48 y de 1,5 m con el MAX30. Otra característica especial de los encoder lineales es la zona muerta significativamente reducida, que resulta de la reducción a 30 mm de las zonas cero y de amortiguación. Los campos de medición resultan ser en consecuencia mayores que los de los sensores de posición comercialmente disponibles, lo que, a su vez, permite un mejor aprovechamiento de la carrera del pistón en el reducido espacio de montaje del cilindro. Finalmente, los sensores MAX están especificados para un rango ampliado de temperaturas de fluido de -30 °C hasta +95 °C.

 

Linear-Encoder erfassen berührungslos lineare Bewegungen als absoluten Positionswert.

 

Funciones de diagnosis integradas de los encoder lineales MAX para los cilindros hidráulicos

¿A qué desgaste están sometidos los cilindros de dirección y los sistemas de suspensión? ¿Cuándo es el momento adecuado para realizar el mantenimiento de los mecanismos de elevación y prensado de los camiones de basura? ¿Cuál es la causa del fallo de un cilindro hidráulico para la limitación del momento de carga en las grúas de camiones? ¿Cuántas horas de servicio presentan los cilindros de elevación, giro e inclinación en las grúas telescópicas? Los encoder lineales MAX son los primeros sensores de su tipo que ofrecen una respuesta válida para esta pregunta. La supervisión y el recuento de las carreras de los pistones, el registro de las horas de funcionamiento y las cargas máximas o el control de las temperaturas máximas permitidas del aceite permiten hacer declaraciones sobre el estado actual de una máquina, su funcionamiento optimizado en cuanto a costes y las posibles variables de perturbación externas.

Además, los encoder lineales MAX abren también la posibilidad de automatizar y de vigilar los procesos de trabajo de las máquinas móviles. Durante los trabajos de excavación, un control de profundidad de la cuchara de la excavadora, disponible mediante la medición de la posición, evita daños en las tuberías, tubos o cimientos; en los desmontes de taludes de autopistas, las excavadoras pueden trabajar de forma completamente automática y con precisión de grados. La medición de la posición del émbolo en las prensas de los camiones de basura proporciona información sobre la carga actual. Un vehículo que finaliza su ruta aún medio vacío se le puede reprogramar para que cargue contenedores en otros puntos de recogida, pudiéndose así evitar viajes poco rentables de los vehículos sin llenar de vuelta a la planta de residuos.

La lista de posibles ventajas puede extenderse casi indefinidamente a otras aplicaciones en la automatización móvil, pero no sólo eso. Las posibilidades de utilización de los encoder lineales inteligentes y con visión de futuro basados en la magnetostricción también aumenta en el entorno industrial, por ejemplo en la industria de la madera, en la transformación de la goma y el plástico, en la energía eólica, en la técnica de embalaje o en la construcción de maquinaria.

 

 

Heiko Krebs

Vice President Product Management Motion Control Sensors

Desde 2018, Heiko Krebs es responsable de Gestión de productos dentro de la unidad comercial Motion Control Sensors de SICK. Una tarea realmente diversa, ya que los sistemas de realimentación del motor, los sensores de inclinación o los encoders se utilizan siempre que se requiere una medición precisa del posicionamiento, de las revoluciones por minuto o de la velocidad en la automatización industrial. Previamente, ya había sido Jefe de Gestión de productos del área Encoders durante diez años.

Consuelo Roldán

Es Ingeniero Técnico Industrial por la UPC de Barcelona y desde su incorporación en SICK España en 1999, ha realizado tareas comerciales y ha sido responsable del desarrollo de negocio en el área de la Identificación automática y la medición láser durante diecinueve años. Actualmente trabaja como Market Product Manager en el área de la sensórica, encoders y fluídos para España y Portugal.

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