Transmisión de datos perfecta incluso con vibraciones

Las fuerzas y los pares que actúan sobre las máquinas y los sistemas, especialmente en los ejes, se deben monitorizar constantemente. Es la única forma de garantizar un funcionamiento seguro y preciso. Una metodología probada para obtener resultados confiables son las galgas extensométricas. Sin embargo, como los sensores son muy pequeños, la tecnología de conexión también tiene que minimizarse adecuadamente. Al mismo tiempo, la transmisión de datos debe permanecer estable incluso cuando hay vibraciones. Por ese motivo, ME-Meßsysteme GmbH, de Henningsdorf en Brandemburgo (Alemania), confía en los compactos y robustos conectores Fischer MiniMax™ Series para sus sensores.

Son imprescindibles unos datos de medición fiables para garantizar que los sistemas y las máquinas de robótica, de tecnología médica o de la industria del automóvil funcionen de forma segura y eficiente. Son especialmente importantes los datos que muestran las fuerzas y los pares que actúan sobre los ejes. Con ese fin, los sensores K6D de ME-Meßsysteme se basan en una combinación de seis sensores de galgas extensométricas independientes. Están equipados con galgas extensométricas en configuración de puente completo. A partir de las señales de los seis sensores, se calculan con precisión las fuerzas en los tres ejes del espacio, así como los tres momentos alrededor de estos ejes, según una regla de cálculo. En los últimos años, han aumentado continuamente los requisitos de precisión en las mediciones y de los tiempos de reacción de los sensores. Como las tecnologías analógicas ofrecen una enorme ventaja de velocidad en la conversión de señales, se suele confiar en ellas en la práctica. Además de su gran precisión, también pueden conseguir tiempos de respuesta muy cortos. Esto es crucial, especialmente para procesos rápidos en máquina y robots.

Los sensores de fuerza de 6 ejes utilizan los potentes y robustos conectores MP11 de la Fischer MiniMax™ Series.

 

Los sensores tienen que transmitir cada vez más rápido las pequeñas y sensibles señales analógicas del proceso al ordenador de control. Esto supone un gran reto, especialmente para los sensores con proporciones mecánicas pequeñas y varias dimensiones integradas, en particular, para el conector entre la unidad de sensores y la transmisión. La parte más crítica de todo el sistema es la unión entre el conector y el sensor. La vibración o el movimiento de la máquina en los puntos de soldadura pueden provocar que los conectores pierdan la conexión. Las consecuencias son errores en las mediciones y tiempo de inactividad de la máquina para arreglarlos, por lo cual es mejor evitarlos. La situación de la conexión es especialmente crítica en el caso de los sensores de fuerza-par como los sensores K6D de ME-Meßsysteme. Para conectar las galgas extensométricas se necesita un total de 24 contactos (6x4). Debido a la creciente miniaturización, los conectores deben ser muy pequeños, pero a la vez muy potentes. Hasta ahora, solo ha sido posible la transmisión confiable de señales de galgas extensométricas utilizando un conector por cada galga extensométrica. Por tanto, el reto para los sensores de fuerza-par era integrar los 24 contactos en un único conector. Al mismo tiempo, el peso de los conectores tenía que reducirse para garantizar la fiabilidad máxima del contacto, incluso con grandes aceleraciones y vibraciones. Por regla general, los conectores convencionales no satisfacen los requisitos de la aplicación. Son propensos a las vibraciones, no son estancos al agua, son demasiado pesados o su montaje es complejo. Los conectores Fischer MiniMax™ Series solucionan este problema.

 

RETOS Y OPORTUNIDADES

Conector pequeño, gran impacto

Los potentísimos y robustos conectores MP11 de la Fischer MiniMax™ Series se utilizan en los sensores de fuerza de 6 ejes. Lo que los hace especiales es que, durante el ensamblaje de cables, los hilos individuales se encapsulan varias veces y la cubierta de los cables se sobremoldea utilizando tecnologías de moldeo especiales para impedir que se produzcan cambios de resistencia durante las vibraciones y los movimientos de los cables. El cable que va del sensor al amplificador debe tener un comportamiento de resistencia estable bajo estrés térmico y mecánico, lo que suele conseguirse con un diseño de cable especial compatible con la cadena de arrastre y está respaldado por el proceso de moldeado del conector. La combinación ofrece una resistencia muy alta a las vibraciones.

Con este sistema de conectividad, la conexión y desconexión del cableado resulta seguro y robusto. Los técnicos de servicio ahorran así un tiempo considerable a la hora de ensamblar, instalar, mantener o calibrar el sistema. Además, los conectores MiniMax ofrecen otros factores atractivos, como su reducido peso, unas dimensiones muy compactas, y resistencia hasta IP68 a los líquidos.

Puesto que ME-Meßsysteme también tiene en su catálogo sensores múltiples todavía más pequeños, como el sensor de fuerza-par de 3 ejes K3R y el sensor de fuerza de 3 ejes K3D, la empresa buscaba también una solución con los mismos requisitos en estos casos. Los sensores K3R y K3D miden fuerzas en los ejes X, Y y Z. Para ello, se necesitan 12 conexiones, a saber, cuatro por cada galga extensométrica. Puesto que esta aplicación es incluso más pequeña que los sensores K6D, también se necesitaba una solución especial. De nuevo, Fischer Connectors pudo ser de utilidad con sus conectores MiniMax. Para unas aplicaciones tan pequeñas y especiales, el MiniMax de talla 06 con el bloque de contactos reducido y sus 12 contactos disponibles aportan las mismas ventajas que en la familia K6D para los tres canales de medición. Incluso los conectores más pequeños de la Fischer MiniMax™ Series ofrecen una transmisión de señal extremadamente robusta. Ni las resistencias de transmisión ni la estabilidad de la señal resultante se ven afectadas por las vibraciones de las máquinas.

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“Ya habíamos probado conectores de diferentes fabricantes en el pasado, pero siempre acabábamos teniendo los mismos problemas: O eran propensos a las vibraciones, o no eran estancos al agua, o eran demasiado pesados o resultaban complejos de montar. En resumen, no cumplían ni nuestros requisitos ni los de la aplicación. Cuando descubrimos los conectores Fischer MiniMax™ Series, encontramos nuestra solución. Los conectores MiniMax resultan atractivos, sobre todo por su reducido peso, sus dimensiones muy compactas y su resistencia hasta IP68 a los líquidos”.

Dr. Holger Kabelitz, Director General de ME-Meßsysteme GmbH

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EL PROYECTO EN RESUMEN

Descripción del proyecto

Para garantizar que las máquinas y los sistemas funcionan de forma segura y precisa, se deben monitorizar constantemente las fuerzas y los pares, sobre todo en los ejes. Una metodología probada para obtener resultados fiables son las galgas extensométricas. Sin embargo, como los sensores son muy pequeños, la tecnología de conexión también tiene que minimizarse adecuadamente. Al mismo tiempo, la transmisión de datos debe permanecer estable incluso cuando hay vibraciones. Con ese fin, los sensores K6D de ME-Meßsysteme se basan en una combinación de seis sensores de galgas extensométricas independientes. Están equipados con galgas extensométricas en configuración de puente completo. A partir de las señales de los seis sensores, se calculan con precisión las fuerzas en los tres ejes del espacio, así como los tres momentos alrededor de estos ejes, según una regla de cálculo. En los últimos años, han aumentado continuamente los requisitos de precisión en las mediciones y de los tiempos de reacción de los sensores.

Los conectores Fischer MiniMax™ Series están hechos para este campo de aplicación. Gracias a su diseño compacto, son lo suficientemente pequeños para integrarlos con facilidad en los sensores teniendo todos los contactos necesarios, ofrecen una resistencia de hasta IP68 a los líquidos, y proporcionan una transmisión de datos fiable incluso en presencia de vibraciones.

Retos clave

  • Varios contactos en los espacios más reducidos
  • Resistencia a los líquidos
  • Transmisión de datos fiable incluso con vibraciones

Requisitos técnicos principales

Robustez, fiabilidad, durabilidad y diseño compacto

 

LA SOLUCIÓN

Solución de conectividad seleccionada

Fischer MiniMax™ Series

Beneficios para el cliente

  • Robustez
  • Durabilidad
  • Fiabilidad
  • Ahorro de espacio