Lo que necesitas saber para evitar cometer errores con los microinterruptores.

Existen interruptores de límite y microinterruptores que son económicos y fáciles de conseguir.
Pero ten cuidado si los seleccionas basándote únicamente en el precio.

• "El microinterruptor falló porque su precisión no era suficiente..."
• "La instalación dejó de funcionar debido a un fallo en un microinterruptor, lo que provocó quejas..."
• "Solo existen opciones para microinterruptores y finales de carrera..."

En los últimos años, las máquinas se han vuelto más pequeñas y precisas , y el número de diseñadores y usuarios de dispositivos que tienen este problema está aumentando.
En segundo plano, no es raro que la gente desconozca las características de los microinterruptores al utilizarlos.

En este artículo, explicaremos los conocimientos básicos sobre microinterruptores, así como sus ventajas y desventajas para cada aplicación.

También explicaremos los "interruptores táctiles de posicionamiento de precisión" de METROL desde la perspectiva de un "tercer interruptor" que no es ni un microinterruptor ni un interruptor de límite.

●Qué puedes aprender de este artículo
• Conocimientos básicos sobre microinterruptores e interruptores de límite.
• Tres riesgos que suelen pasarse por alto al seleccionar interruptores
• Diferencias entre los microinterruptores y los interruptores de posicionamiento de precisión de Metrol
• Una recopilación de casos de uso de interruptores de posicionamiento de precisión

Publicamos la [colección de casos prácticos de introducción a interruptores táctiles] que nos gustaría mostrar a quienes participan en el diseño , la tecnología de producción , las compras y el mantenimiento que trabajan con interruptores.

¿Cuáles son las funciones de los microinterruptores y los interruptores de límite?

¿Qué es un interruptor?

Como su nombre indica, un interruptor es algo que "cambia".
A continuación se muestran tres tipos típicos de interruptores de contacto:

• Microinterruptor
• Interruptor de límite
• Interruptor táctil de posicionamiento de Precisión

Un interruptor abre y cierra un circuito eléctrico (ENCENDIDO/APAGADO).
Por lo tanto, los interruptores se incorporan a los productos eléctricos que nos rodean, a los robots, a las instalaciones de producción, etc., para realizar funciones de control.
En primer lugar, explicaremos las características de los microinterruptores y los interruptores de límite.

¿Cuál es la diferencia entre microinterruptores e interruptores de límite?

¿Qué es un microinterruptor?

Un microinterruptor es un pequeño interruptor encapsulado en plástico con un mecanismo de acción rápida y contactos. (Véase la figura 1)
Cuando una pieza llamada actuador se mueve hacia arriba y hacia abajo, el contacto interno se abre y se cierra, encendiendo y apagando la alimentación.

¿Qué es un interruptor de límite?

Un interruptor de límite es un interruptor recubierto con una cubierta de plástico o metal para hacerlo impermeable y a prueba de polvo.
Su función es detectar la presencia o ausencia, como un microinterruptor, pero se utiliza en entornos hostiles con agua, aceite, polvo, etc.
Durante su funcionamiento, una pieza denominada "perno"* se acopla a la instalación y se utiliza para accionar el actuador del interruptor de límite. (Véase la figura 2).

¿Cuál es la función de un microinterruptor, la "detección de presencia/ausencia"?

Tanto los microinterruptores como los interruptores de límite cumplen la función de "detección de presencia/ausencia o detección de existencia", ya que notifican la existencia del objeto detectado cuando este entra en contacto con el actuador.

¿Qué es la “detección de presencia/ausencia”?

• Para confirmar si se ha detectado algún objeto o no.
• Ya sea que (la tapa esté) cerrada o abierta.
• Ya sea que haya sido aprobado o no

y así sucesivamente. (Véase la figura 3)

Aplicaciones de los microinterruptores (interruptores de límite)

Los microinterruptores se utilizan en una gran variedad de lugares para la detección de presencia/ausencia, desde electrodomésticos hasta instalaciones de producción industrial.

Por ejemplo

Electrodomésticos:

• Puerta del refrigerador
• Vacío
• Auto
• Interruptor de la puerta del microondas
• parte del clic del ratón
• Disparador de herramienta eléctrica

Productos e instalaciones industriales:

• Posicionamiento del Origen de la etapa XY
• Apertura y cierre de las puertas de las instalaciones
• Confirmación del paso de la pieza
• Confirmación de la posición de las plantillas y los cilindros.

Todos estos mecanismos de detección de presencia/ausencia incorporan microinterruptores.

Especificaciones generales de los microinterruptores

Algunas especificaciones comunes incluyen:

• La vida útil mecánica* es de aproximadamente 500.000 a 1.000.000 de veces.
• La vida útil Eléctrico * es de 200.000 veces.
• Clase de protección IP40 o superior (sin especificaciones de impermeabilidad o resistencia al goteo).
• Sin garantía de exactitud
• Precio Unidad (entre 100 y 500 yenes aproximadamente)

De lo anterior se puede decir que el microinterruptor es un interruptor de bajo costo útil en un entorno limpio donde no se requiere precisión.

¿Cuáles son los 3 RIESGOS ocultos en la selección de un switch?

El precio de un microinterruptor resulta atractivo en términos de diseño, pero el costo del interruptor en sí (costo inicial) es solo la punta del iceberg del costo total. Tenga en cuenta que un uso inadecuado puede generar costos adicionales.

Los riesgos que conllevan un aumento de los costes a largo plazo pueden dividirse, a grandes rasgos, en tres categorías.

• Riesgo 1: Costo de mantenimiento debido a la reparación
• Riesgo 2: Aumento de los costos de fabricación
• Riesgo 3: Coste de la disminución de la reputación de la marca

Riesgo 1: Aumento de los costes de mantenimiento

Costes de reparación debido a fallos en el conmutador (mano de obra, desplazamientos, costes de servicio)
Las interrupciones en las instalaciones generan costos por el envío urgente de personal de mantenimiento al lugar para solucionar el problema. Esta es la fuente de posibles aumentos de costos.
Es necesaria una gestión de costes adecuada, basada en la compra de piezas de repuesto para los sensores y en el historial de reparaciones pagadas.

Riesgo 2: Aumento de los costes de montaje

Este es el costo asociado con la instalación del mecanismo intermedio necesario para el funcionamiento del interruptor.
La instalación de un actuador o un dispositivo de control para accionar un microinterruptor puede generar costos adicionales, como mayor espacio y más piezas, mayor tamaño de las instalaciones y mayor tiempo de montaje.
Ejemplos: Actuadores intermedios, costos de diseño/fabricación y tiempo de ensamblaje de los perros, posibles pérdidas de costos debido a los requisitos de espacio.

Riesgo 3: Costo de la disminución de la reputación de la marca

Aunque el rendimiento de la máquina en su conjunto sea excelente, los fallos o mal funcionamiento frecuentes en funciones individuales (por ejemplo, apertura/cierre de puertas, carga/descarga) y las paradas breves pueden provocar la insatisfacción del cliente y dañar la imagen de la marca.

Esto conduce a
• Disminución de la utilización/disponibilidad de las instalaciones *1
• Pérdida de oportunidades debido a máquinas inactivas
y así sucesivamente, lo que también supone una pérdida para el usuario.

Debe evitarse la situación en la que una instalación costosa deje de funcionar debido a un fallo en un interruptor, ya que reparar una imagen de marca dañada resulta más caro.
En conclusión, es necesario prestar atención a la pérdida de oportunidades futuras (cambio a otras empresas, etc.) debido al deterioro de la imagen de marca.

3 casos de fallos en la adopción de microinterruptores

Existen bastantes casos en los que la falta de especificaciones se descubre posteriormente, a raíz de problemas causados ​​por microinterruptores defectuosos o dañados.

Los problemas causados ​​por los microinterruptores se desencadenan cuando la falta de especificaciones se hace evidente posteriormente. A continuación se presentan tres casos.

Carcasa 1: Uso de microinterruptores para entornos hostiles

Muchos microinterruptores tienen una clasificación IP40 (no son resistentes al agua ni al polvo), por lo que la humedad, el agua, el aceite y los chips pueden causar problemas como corrosión y deterioro.
Parta de la base de que el sitio web del usuario es un entorno que genera problemas, incluso si esto no se asume en la fase de diseño.

Carcasa 2: Adopción de microinterruptores cuando se requiere “precisión”

Si se utiliza un microinterruptor para la detección de presencia/ausencia en tareas de posicionamiento o retorno al origen que requieren precisión, existe riesgo de inestabilidad.

• [ Ejemplo NG 1] Al regresar al origen con un microinterruptor en la mesa XY de una impresora 3D, la precisión no era lo suficientemente alta, lo que provocó el problema de productos defectuosos.
  
• [ Ejemplo NG 2] Al usarlo como interruptor de asentamiento de piezas en una máquina herramienta, la pieza "flotaba" y no se podía ver un asentamiento preciso.

Carcasa 3: Adopción de microinterruptores en situaciones donde la carga es grande

Si se supera el límite de vida útil eléctrica, o si el interruptor se utiliza en una aplicación donde se le aplica un fuerte impacto, la falla se producirá prematuramente.
Evite utilizar el interruptor como tope cuando lo use para limitar el rango de movimiento de la máquina.
Si la carga es grande, la carcasa de plástico puede agrietarse o deformarse, o la posición de montaje puede desplazarse.

Comentario: ¿Por qué los microinterruptores (interruptores de límite) son imprecisos?

Es mejor pensar que el concepto de "repetibilidad" no existe en principio en los microinterruptores para la detección de presencia/ausencia.
La razón es que existe un mecanismo llamado "mecanismo de acción rápida*".

El mecanismo de "acción rápida" es un mecanismo que establece y libera rápidamente el contacto mediante un chasquido a través de un resorte de lámina al encender y apagar un dispositivo. Un microinterruptor se define como un interruptor con este mecanismo. (Ver el video)

Este mecanismo de acción rápida genera histéresis*, y la reproducibilidad de la temporización de la operación del interruptor no es estable, lo que significa que la repetibilidad es baja. Por lo tanto, la acción rápida en sí misma es efectiva para prolongar la vida útil del contacto, pero reduce la precisión.

*El origen del "mecanismo de acción rápida"... En el pasado, la alimentación principal era de 100 V CA y circulaba una corriente de alto voltaje a través de los contactos, por lo que se creó una estructura llamada "acción rápida" para evitar la soldadura o la corrosión galvánica de los contactos mediante su contacto y liberación rápidos. *¿Qué es la histéresis? Es la distancia entre el punto en el que el actuador se mueve por primera vez desde la posición libre cuando se empuja y el punto en el que se mueve por primera vez al regresar a su posición original.

4 puntos para la selección del interruptor

Desde la fase de diseño, es importante estimar rigurosamente las condiciones de uso del conmutador.
Evitar problemas antes de que ocurran conlleva una reducción de los costes de mantenimiento y servicio posventa futuros, así como una mayor satisfacción del cliente.

A continuación se presentan cuatro aspectos a considerar al seleccionar:

• ¿Qué grado de precisión se requiere?
  Compruebe si la precisión de la detección de presencia/ausencia es suficiente o si se requiere una reproducibilidad estricta.
  
• ¿Son adecuados la durabilidad y la fiabilidad?
  ¿ Con qué frecuencia se enciende y se apaga?
  ¿ El interruptor estará sometido a vibraciones o fuertes impactos?
  ¿ Acaso el propio interruptor no actúa como tope?
  Dependiendo de la frecuencia de uso del dispositivo y de la cantidad de veces que se accione el interruptor, el interruptor que se debe seleccionar puede variar.
  
• ¿Se prevén entornos que puedan provocar fallos en los interruptores, como agua, aceite y polvo?
  Tenga en cuenta la ubicación donde se instalará el dispositivo y el entorno en el que se utilizará el interruptor. Si existen factores ambientales específicos como humedad, aceite, polvo, altas o bajas temperaturas, etc., es necesario seleccionar un interruptor resistente al agua y a las inclemencias del tiempo.

• ¿Cuál sería el alcance del impacto en el improbable caso de que el interruptor falle?
  Tenga en cuenta la vida útil prevista del dispositivo, la frecuencia del mantenimiento y los requisitos de seguridad del mismo.
  

Entonces, ¿qué otras opciones existen además de los microinterruptores?
Explicaremos los "interruptores táctiles de posicionamiento de precisión" de METROL, que son diferentes de los microinterruptores.

¿Cuáles son las 5 razones para elegir interruptores táctiles de posicionamiento de precisión?

Los "interruptores táctiles de posicionamiento de precisión" de METROL se desarrollaron a partir del concepto de diseño de un interruptor de contacto de alta durabilidad, versátil y apto para su uso en diversas instalaciones, que permite una detección de alta precisión incluso en entornos difíciles.
Sus usos son similares a los de los microinterruptores y los interruptores de límite, pero el concepto de desarrollo es significativamente diferente al de la "detección de presencia/ausencia".

Explicaremos las cinco razones por las que se eligen los interruptores táctiles de posicionamiento.

Razón 1: Es posible un posicionamiento preciso en lugar de la detección de presencia/ausencia.

Los interruptores táctiles de posicionamiento de Precisión ofrecen una alta repetibilidad de ±0,5 μm a ±10 μm.
Al no existir histéresis, el posicionamiento es posible con mayor repetibilidad que la detección de presencia/ausencia.

A diferencia de los microinterruptores, una de las razones de su alta precisión es que no tiene un mecanismo de acción rápida.
Su combinación con las coordenadas de la máquina de las instalaciones y los dispositivos permite un posicionamiento y una medición de altísima precisión, del orden de las micras.

Razón 2: Larga vida

Para confirmar la precisión, se realizan pruebas de resistencia a largo plazo utilizando equipos de prueba específicos para interruptores táctiles. (Ver el vídeo)
Dependiendo de la serie, garantizamos una vida útil de precisión de 1.000.000 de veces para las series cortas y de 10.000.000 de veces para las series largas.

Razón 3: Alta durabilidad

Es tan resistente al agua y al polvo que se utiliza en el interior de máquinas herramienta que emplean aceite de corte.
A diferencia de los interruptores de plástico, la mayoría están recubiertos con una carcasa metálica y cuentan con especificaciones IP67 (resistencia al agua, aceite, polvo, etc.).
Para los conmutadores con IP67 o superior, se realiza una prueba de impermeabilidad antes del envío.

Razón 4: No se requiere perro para su funcionamiento.

No requiere un mecanismo de seguridad como un interruptor de límite, lo que hace que la máquina sea más pequeña y reduce las horas de trabajo de montaje.

Razón 5: Producción 100% nacional, fácil personalización.

Todas las series se planifican, diseñan y fabrican en nuestra fábrica de Tokio, y muchos interruptores se pueden personalizar y fabricar bajo pedido según estándares como la forma, el material, la fuerza de contacto y la longitud del cable.

Interruptores táctiles de posicionamiento de Precisión [Casos de introducción]

Se han introducido numerosos interruptores táctiles de posicionamiento de precisión en aplicaciones como:

• Interruptores de retorno al origen de Alta precisión para mesas y plataformas XY (fresadoras, impresoras 3D, máquinas de montaje de chips, etc.).
• Posicionamiento donde se requiere precisión
• Posicionamiento de Origen para boquillas de dispensador
• Posicionamiento del Origen para herramientas de pequeño diámetro
• Confirmación de la adhesión de plantillas y moldes
• Compensación por desplazamiento térmico de las instalaciones
• Mecanismo de paralelización para robots quirúrgicos médicos

Antecedentes de la creación del interruptor táctil de posicionamiento de precisión

El desarrollo del "interruptor de posicionamiento de precisión" fue impulsado por la creciente necesidad de plantillas para equipos automáticos y sensores de alta precisión que determinan el origen de las etapas.

Cuando los equipos automáticos y las máquinas herramienta de control numérico comenzaron a extenderse rápidamente, existían pocos sensores adecuados para la detección con precisión micrométrica, por lo que se utilizaron microinterruptores y sensores de proximidad económicos en su lugar.

Dado que los microinterruptores están destinados principalmente a la "detección de presencia/ausencia", las aplicaciones de precisión micrométrica requieren un criterio cuidadoso.
Como resultado, se produjeron problemas de detección errónea y de durabilidad, y así nació el "interruptor de posicionamiento de precisión" como producto para satisfacer estas necesidades.

Interruptor táctil de posicionamiento de Precisión : Presentación de la serie 6

Disponemos de una amplia gama de interruptores táctiles de posicionamiento de precisión, pero nos gustaría presentarles la serie seis, nuestra más vendida.

[Serie PT] Evaluación de usuarios que lo adoptaron 👤“Con una amplia variedad de tamaños, estamos satisfechos con el tiempo de entrega y el precio.” 👤"Para asientos. Permite una detección precisa y fiable. Ideal para espacios pequeños y reducidos.” 👤"Lo usamos para medir el empuje de nuestra maquinaria. Adoptamos este producto ultracompacto para usarlo en espacios estrechos.” Haga clic aquí para ver las reseñas de los compradores

[Serie MT] Evaluación de usuarios que lo adoptaron 👤"Se había producido un problema de detención de la línea debido a un mal funcionamiento, por lo que lo instalamos para reducir los errores de medición." 👤"Anteriormente, medíamos la longitud de una pieza con un sensor de longitud lateral y distinguíamos diferentes tipos. Este producto es de tipo ON/OFF, pero se puede manejar combinando varios elementos, lo que reduce los costos. Además, funciona de manera estable en entornos adversos." Haga clic aquí para ver las reseñas de los compradores

[Serie BP] Evaluación de usuarios que lo adoptaron : 👤"Es práctico porque se puede accionar desde cualquier dirección." 👤"Se utiliza para confirmar el retorno del núcleo deslizante del molde. El émbolo de bola y el interruptor de límite se instalaban por separado, pero este es suficiente y no hay que preocuparse por la posición del interruptor de límite en la abertura estrecha." 👤"Con los interruptores de límite, hay que tener cuidado con la dirección de entrada, pero esta estructura fue útil porque los interruptores convencionales se romperían si entraran desde múltiples direcciones." 👤"Lo usamos como eliminador de holgura para rodamientos de productos. Creemos que es un producto ideal que tiene tanto un émbolo de bola como una función de interruptor en un cuerpo compacto." Haga clic aquí para ver las reseñas de los compradores

[Serie CS] Evaluación de usuarios que lo adoptaron : 👤"Alta resolución y fiabilidad" 👤"Se utiliza para la detección del punto final móvil del dispositivo. El punto final se encuentra en un entorno que cambia ligeramente debido al entorno externo, pero el sensor táctil puede detectar de forma fiable el contacto con la pieza de trabajo. Además, es económico." 👤"Incluso en áreas donde nos preocupa la mínima desalineación posicional de la pieza de trabajo, la resolución y la repetibilidad son altas y excelentes. Parece ser fiable para un uso prolongado de 10 millones de veces." Haga clic aquí para ver las reseñas de los compradores

Resumen de la serie de interruptores de posicionamiento de precisión

La serie presentada hasta ahora es solo una parte, y existen muchas otras variantes.
Si las especificaciones y las condiciones de uso son fijas, puede realizar la búsqueda filtrando los resultados con el botón que aparece a continuación.

Ventajas de los microinterruptores y los interruptores de límite

Las ventajas de los microinterruptores son, sobre todo, su facilidad de uso, su disponibilidad y su bajo coste.
No todos los productos requieren una precisión a nivel micrométrico y una gran durabilidad.

No es necesario utilizar interruptores táctiles de precisión excesivamente complejos para la detección de presencia/ausencia de ratones y electrodomésticos.
Si el coste total aumenta, no se puede decir que el diseño del producto satisfaga las necesidades del usuario.
Es necesario seleccionar el interruptor óptimo con el componente adecuado en el lugar adecuado, ya sea que la prioridad sea el precio o la precisión y la facilidad de uso.

Resumen: Puntos a tener en cuenta al seleccionar un interruptor

Como puede verse en los tres riesgos que a menudo se pasan por alto,
• Cuando el interruptor de la puerta del electrodoméstico está roto
• Cuando se rompe una puerta con un dispositivo de seguridad de una planta de producción que cuesta decenas de millones de yenes.
El alcance del impacto y la urgencia son incomparables.

Si la planta deja de funcionar, las actividades de producción se detendrán.
Es importante determinar si se trata de un caso aceptable para bienes de consumo en general, o si es un producto industrial que requiere fiabilidad profesional.

En la fase de diseño, tras considerar cuáles son los factores que influyen en el coste a largo plazo de los interruptores que se van a adoptar, es importante seleccionar entre las opciones adecuadas sin dejarse confundir por el coste inicial.

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Puedes comprarlo aquí

Sitio de compras en línea Metrol Direct [interruptor táctil]

misumi.com

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Nuestros ingenieros responderán a cualquier pregunta relacionada con los métodos de uso del producto o a las solicitudes de personalización de los mismos.
Podemos ofrecerle la mejor asistencia si nos facilita detalles sobre la aplicación, el entorno de uso y el tipo de piezas que se detectarán.

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