¿Cuáles son los tipos de sensores?
La gama de sensores es muy amplia y puede diferenciarse según la magnitud detectada (por ejemplo, mecánica, eléctrica, térmica o química) o el principio de funcionamiento (inductivo, magnético, capacitivo, ultrasónico, láser, radar, fotoeléctrico, etc.), así como la magnitud de salida.
Si quisiéramos hacer una clasificación de los tipos más utilizados en sistemas de producción inteligente especializados, destacan los sensores para la detección, medición de distancia y seguridad, sensores con tecnología LiDAR (Light Detection and Ranging) y radar, sensores para visión artificial industrial y para identificación, sensores de control de movimiento y aquellos para el monitoreo de los parámetros de proceso, más relevantes en el campo industrial.
Entre las principales características de un sensor se deben considerar: el rango de medición, la sensibilidad, la precisión y la repetibilidad, las dimensiones, la velocidad y la relación costo-eficacia.
Los sensores de detección, basados en principios de funcionamiento óptico, magnético, inductivo o capacitivo, aseguran la detección precisa de diversos objetos. Desde la detección de presencia y posición, pasando por el monitoreo continuo de estado hasta la detección de colores y contrastes, los sensores de detección realizan muchas operaciones y utilizan tecnologías como ASIC (Circuito Integrado de Aplicación Específica) y LED, ofreciendo una gran flexibilidad.
En esta categoría se incluyen, por ejemplo, las barreras fotoeléctricas para la automatización, los sensores fotoeléctricos de última generación (como los modelos W4 y W12 de próxima generación, que permiten una detección precisa de objetos muy pequeños a mayores distancias, hasta 1.200 mm), y los sensores de proximidad inductivos y capacitivos.
A estos se suman también los sensores de Condition Monitoring (Multi Physics Box), que permiten un monitoreo inteligente del estado de las máquinas. Estos sensores miden vibraciones, impactos y temperatura, proporcionando indicadores para la detección temprana de posibles anomalías y fallas en las máquinas, así como para la programación de mantenimientos basados en el estado de la máquina. Esto permite ahorrar costos al reducir los tiempos de inactividad inesperados.
Uno de los trabajos más importantes en la producción industrial es la medición de distancias. Sin embargo, las aplicaciones industriales son tan variadas que ningún sensor puede ser utilizado de manera universal para todas las tareas. Los sensores de distancia proporcionan información precisa para numerosas aplicaciones, cubriendo todas las distancias y funcionando en diversos entornos.
Aprovechan las características de las ondas sonoras para detectar con precisión objetos y distancias con una excelente supresión de fondo e insensibilidad frente a condiciones ambientales como polvo o niebla. La aplicación determina la salida según las necesidades: digital, analógica o una combinación de ambas.
Los sensores de distancia láser utilizan un láser y un receptor para medir desplazamientos, distancias y posiciones sin necesidad de contacto con el objetivo de medición. Estos sensores basados en láser se utilizan, por ejemplo, en la logística, en procesos de transporte, para la detección de flujos de tráfico en carreteras o en la automatización de procesos de carga y descarga en tanques en puertos.
Los sensores de seguridad garantizan una configuración más segura y productiva en la interacción entre humanos y máquinas. En la cooperación entre humanos y robots, estos sensores permiten detectar la presencia de personas u obstáculos que los robots encuentran en su trayectoria, permitiéndoles navegar de manera segura alrededor de ellos, con la posibilidad de detener las actividades para evitar accidentes si los obstáculos están demasiado cerca.
Para la detección ambiental, las soluciones basadas en sensores de seguridad, como barreras fotoeléctricas y escáneres láser de seguridad, garantizan una lectura de datos confiable incluso en condiciones ambientales difíciles. Encoders y sensores 2D y 3D aseguran seguridad funcional, mecánica, eléctrica y en movimiento, permitiendo la protección de zonas, accesos y puntos peligrosos. Estos dispositivos ayudan a evitar colisiones potenciales entre objetos y operadores, o entre sistemas de manejo automático.
Para la navegación en el entorno laboral, los sensores de seguridad sirven de soporte a aplicaciones móviles, como plataformas AGV y AMR, en la localización y prevención de colisiones, que representan uno de los desafíos más grandes para los AMR y pueden generar costos adicionales debido a fallos y tiempos de inactividad. Estos sensores permiten a los vehículos adaptarse a las condiciones de la ruta, como curvas, desviación de obstáculos, lluvia o nieve, y evitar colisiones. Para detectar de manera confiable objetos y personas, estos sensores de seguridad deben ser muy resistentes a la luz solar o ambiental, así como al polvo y la suciedad.
Los sensores de seguridad son indispensables para la reducción de riesgos, permitiendo alcanzar los Niveles de Rendimiento Requeridos (PLr) en movimiento, velocidad y rotación, cumpliendo con las normativas vigentes para aplicaciones de robótica móvil. Los Niveles de Rendimiento (Performance Levels) van desde PLa (bajo) hasta PLe (alto) y están definidos por la norma ISO 13849-1.
La gama de soluciones de sensores de seguridad para AGV y AMR es muy amplia, escalable y modular: desde aplicaciones simples hasta las más avanzadas, basadas en LiDAR, encoders, sensores de visión, dispositivos de lectura y escritura RFID o ultrasonidos. Cada solución se personaliza según las necesidades específicas de cada cliente para asegurar que la localización, el posicionamiento o el manejo de cargas se realicen de manera confiable.
Los sensores LiDAR (Light Detection and Ranging) y radar (Radio Detection and Ranging) detectan las dimensiones y la forma de los objetos en el entorno, tanto en interiores como en exteriores, y los localizan.
Los sensores radar pueden detectar cualquier objeto, ya sea parado o en movimiento, dentro de su campo de detección, incluso en condiciones ambientales extremas. Su enfoque principal es la robustez. Gracias a su amplia distancia de trabajo y campo de detección, junto con la capacidad de medir la velocidad y algoritmos de alto rendimiento, los sensores radar pueden detectar colisiones inminentes de maquinaria móvil en entornos extensos y emitir señales correspondientes.
Por ello, son ideales para funciones de prevención de colisiones y sistemas de asistencia al conductor en exteriores o en ambientes extremadamente duros, así como para una amplia gama de aplicaciones, desde el funcionamiento de carretillas elevadoras y grúas hasta aplicaciones industriales con cargas pesadas como maquinaria agrícola, trabajos forestales y de extracción.
Los sensores LiDAR detectan, localizan y rastrean objetos mediante la medición del tiempo de propagación de la luz. De esta manera, los sensores LiDAR pueden generar una imagen 3D o 2D con datos sobre el espacio y la profundidad para la detección, medición y trazabilidad de objetos. Los sensores LiDAR 2D y 3D se utilizan en diversas aplicaciones en entornos interiores y exteriores, incluso en condiciones atmosféricas extremas.
En los entornos industriales como fábricas y almacenes, se utilizan sensores LiDAR con un ángulo de detección en tiempo real de hasta 360° para la detección de obstáculos. En los vehículos de transporte, estos sistemas, por ejemplo, detectan distancias y evitan colisiones con personas, objetos u otros vehículos. Los sensores LiDAR instalados en brazos de robots o carretillas elevadoras aseguran mayor eficiencia, precisión en la medición y seguridad, simplificando y optimizando la gestión, transporte, carga y descarga, así como el almacenamiento de materiales. Son esenciales para la navegación de vehículos automatizados, la determinación exacta de la posición y una función de prevención de colisiones confiable, como en centros logísticos, fábricas y puertos.
Como escáneres láser de precisión, automatizan procesos como la paletización y la despaletización, y son útiles durante la navegación de carretillas elevadoras, grúas y maquinaria agrícola pesada, así como en instalaciones de silvicultura y minería. También se utilizan en aplicaciones de seguridad en edificios y aeropuertos para detectar accesos no autorizados o incluso contar el número de personas que entran o salen de una zona.
La gama completa de sensores de visión 2D y 3D, lectores de códigos con cámara, escáneres fijos para la lectura de códigos de barras, lectores de códigos móviles y dispositivos de lectura y escritura RFID ofrece la solución adecuada para numerosas aplicaciones. En el campo de la visión artificial industrial y la identificación, estos sensores realizan operaciones de control y medición, leen todo tipo de códigos convencionales en superficies diversas e identifican etiquetas RFID, incluso a grandes distancias operativas.
Los sensores de control de movimiento miden la velocidad, posición y ángulo, permitiendo un control preciso del movimiento. Incluyen codificadores (encoders), sistemas de retroalimentación de motores, sensores de movimiento sin contacto y sensores inerciales. Estos sensores utilizan diferentes tecnologías e interfaces de comunicación, y pueden emplearse en numerosas aplicaciones y sectores. Gracias a su amplia gama de variantes, ofrecen soluciones personalizadas.
El monitoreo de parámetros de procesos relevantes en el ámbito industrial asegura una mayor eficiencia, ahorrando recursos valiosos. Para el control de presión, temperatura, nivel y flujo, existe una amplia gama de soluciones dedicadas al control de procesos, almacenamiento y monitoreo de líquidos, gases y materiales a granel. Estos sensores son robustos, capaces de detectar los datos de manera independiente de las condiciones ambientales.
