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CO2 Logger

What Is a CO2 Logger?

A CO2 logger is a sophisticated device designed to monitor and log carbon dioxide (CO2) levels in various environments over time. Equipped with a display mechanism, it records CO2 concentration changes alongside other environmental parameters like temperature and humidity, making it essential for analyzing air quality and ensuring environmental sustainability.

Uses of CO2 Loggers

CO2 loggers play a crucial role in managing air quality in enclosed spaces such as offices, classrooms, and public venues, helping to optimize ventilation systems. They are also vital in agricultural settings, such as greenhouses, where precise CO2 control can enhance plant growth. Furthermore, these devices support academic and practical research in fields like hydroponics by providing accurate environmental data.

Principle of CO2 Loggers

The core technology behind CO2 loggers is the non-dispersive infrared absorption (NDIR) method. This technique relies on the characteristic absorption of infrared light by CO2 molecules at specific wavelengths, providing a reliable measure of gas concentration based on the intensity of light that passes through a sample.

1. Overview of NDIR Method

In NDIR systems, CO2 is illuminated with infrared light, typically at a wavelength of 4.26 μm. The amount of light that reaches the sensor after passing through the gas sample directly correlates with the CO2 gas concentration level, following the principles outlined by Lambert-Beer’s law.

2. Lambert-Beer’s Law

This law establishes that the absorbance (A) of light through a medium is directly proportional to the path length (l) of the medium and the concentration (c) of the absorbing species, with A = log (I0/I) = ε・c・l. This relationship allows for precise quantification of CO2 concentration.

3. Interference and Calibration

Although N2 and O2 do not interfere with CO2 detection due to their lack of infrared absorption, substances like CO and H2O may cause measurement inaccuracies. CO2 loggers typically incorporate calibration mechanisms to adjust for these potential interferences, ensuring accurate and reliable operation over time.

Types of CO2 Loggers

CO2 loggers vary in specifications, including measurement range, frequency, and data management capabilities. While traditional models store data on internal memory or removable media, modern versions offer remote monitoring via Bluetooth or Wi-Fi, catering to a wide range of applications and user preferences.

Selecting the appropriate CO2 logger depends on specific needs such as the desired measurement accuracy, interval, and data accessibility, underscoring the importance of aligning device capabilities with application requirements.

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IPD

What Is an IPD?

An IPD (Intelligent Power Device) is a power IC that contains a power switch, various protection circuits against overheating and overcurrent, and control circuits on a single chip.

Sometimes called an IPS (Intelligent Power Switch) or Smart Switch, an IPD is a high-performance semiconductor power switch capable of absorbing back energy due to inductive loads.

An IPD is available in two types: high-side switches, which are placed on the current side with respect to the external load, and low-side switches, which are placed on the GND side.

Uses of IPDs

IPDs are used as switches to drive inductive loads such as motors, solenoids, heaters, and lamps that may generate back energy.

Uses of IPDs are particularly prevalent in the automotive field, where they are used in a variety of safety-critical automotive components such as ECUs (engine control units), ADAS (advanced driver assistance systems), transmission control units, hydraulic suspension control units, power distribution modules, etc. They are also used in motor drives, solenoids, and other automotive components with strict safety requirements.

It is also used in industrial equipment with motor and solenoid drives and in home appliances such as air conditioners, ventilation fans, and ceiling fans.

Principle of IPDs

IPDs consist of a power device for driving, a current sensor, an overcurrent protection circuit, a temperature sensor, and an overheat protection circuit.

When an inductive load such as a motor or solenoid is driven, a magnetic field is generated around the inductive load. When the drive current is turned off, the current supply ceases and the magnetic field collapses. The electromagnetic induction caused by the change in the magnetic field induces a current in the reverse direction, generating a back EMF. The back EMF generated at this time is proportional to the speed of the current change and can be a high voltage spike far exceeding the supply voltage.

When such a back EMF is generated, IPDs detect the overcurrent by the current sensor and turn off the MOSFET of the overcurrent protection circuit to shut off the current. When it detects that the overcurrent has dissipated, it turns on the MOSFET of the protection circuit again to restore it. The same protection system also works against overheating.

There are two types of IPDs: high-side switches and low-side switches.

High-side switches are inserted between an external load and the power supply and are suitable for circuits with multiple loads connected to a single power supply. Since the battery is fixed and the car body is grounded, high-side switches are often used in automobiles, where the on-board devices are at GND potential when the switch is in the off state.

Low-side switches are inserted between an external load and GND and are suitable for circuits with loads connected to multiple power sources.

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MEMS Contactless Thermal Sensor

What Is a MEMS Contactless Thermal Sensor?

MEMS (Micro Electro Mechanical System) is an ultra-compact system that incorporates mechanical components, sensors, actuators, and electronic circuits on a single substrate and is manufactured by applying semiconductor microfabrication technology.

While LSI integrates electronic circuits on a flat surface, MEMS integrates mechanical mechanisms in addition to electronic circuits on a wafer to form a three-dimensional shape or movable structure of a wafer.

The MEMS contactless thermal sensor is a temperature sensor based on this MEMS technology. The thermopile element receives radiant heat energy from the object to be measured, and the surface temperature of the object can be measured in a non-contact manner.

Uses of MEMS Contactless Thermal Sensors

Since MEMS contactless thermal sensors can measure surface temperatures without touching the object, they are used for monitoring abnormal temperatures in transformers and distribution boards, detecting temperatures in energy-saving home appliances, security equipment such as motion sensors, and screening for persons generating heat during room entry control.

In addition, the MEMS contactless thermal sensors take advantage of the features of MEMS to achieve miniaturization and low power consumption and can be used in various fields such as HEMS (Home Energy Management System), BEMS (Building Energy Management System), and FEMS (Factory Energy Management System) for energy reduction and optimal control of facilities.

Principle of MEMS Contactless Thermal Sensors

Typical MEMS contactless thermal sensors consist of a silicon lens, thermopile element, and IC for signal conversion mounted on a small substrate.

Far-infrared rays emitted from the object are focused onto the thermopile element by the silicon lens, and the thermopile element generates a thermoelectromotive force proportional to the incident energy of the far-infrared rays using the Seebeck effect.

The Seebeck effect is an effect in which an electromotive force is generated between two ends of a material when a temperature difference is applied to both ends.

Heating one side of the substance produces carriers (electrons or holes), while the cooler side produces few carriers. This causes an imbalance in carrier density and carriers flow from the hot junction side to the cold junction side, but the carrier migration eventually converges.

After the carriers flow on the hot junction side, they have an opposite charge on the cold junction side, resulting in a potential difference between the hot and cold junction. This potential difference is proportional to the temperature difference between the hot and cold junction, which is proportional to the incident energy of far-infrared radiation.

Some MEMS contactless thermal sensors output the potential difference generated by the thermopile element as a bit value by A/D conversion, while others output the bit value as temperature data by further complementary calculation.

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RAM

What Is RAM?

RAM

RAM (Random Access Memory) is a type of semiconductor memory that can read and write.

There are two main types of RAM: SRAM (static RAM) and DRAM (dynamic RAM).

SRAM stores data based on the logic value of a flip-flop circuit, while DRAM stores data based on the presence or absence of charge in a capacitor. However, both are volatile memories whose stored contents disappear when the power is turned off.

Recently, with the development of mobile devices and the IoT, the demand for non-volatile RAM is also increasing. Nonvolatile RAM such as ferroelectric RAM (FeRAM), magnetoresistive RAM (MRAM), phase change memory, and resistive RAM are expected to become the next generation RAMs.

ROM (Read Only Memory), which is often confused with RAM, refers to read-only memory.

Uses of RAM

RAM is used in a wide variety of digital devices such as PCs, smartphones, digital cameras, and game consoles, and is an essential component that allows the CPU (central processing unit) to process programs and data in a fast and efficient manner.

1. Main Memory and Cache Memory in Personal Computers

RAM is used for a wide variety of purposes. The most common use is to run the operating system (OS) and application programs. It loads programs and data, allowing the CPU to quickly access the information it needs.

The larger the size of RAM, the more it can run multiple programs simultaneously and handle large amounts of data. It is also used as cache memory in servers to provide fast and efficient data access.

2. Graphics Cards

RAM is also used for graphics and video processing. Graphics cards are equipped with RAM to enable fast image processing and video playback.

3. Gaming Devices

RAM is also an essential component of gaming. Games are rendered by fast processing power and faster processing of graphics cards; the larger the RAM, the more precise and complex graphics processing can be performed.

Recently, the demand for RAM has increased rapidly, especially in the areas of gaming and virtual reality (VR). These applications require fast, high-capacity RAM.

It is expected that higher performance RAM will continue to be developed in the future, increasing computer processing speed and graphics expressiveness.

Principles of RAM

1. SRAM

SRAM generally uses a flip-flop circuit calibrated with six transistors as the basic memory cell, and one bit of data is recorded in each flip-flop circuit. When writing data, the flip-flop circuit is enabled by setting the word line potential High, and the data (H or L) from the bit line is given to the circuit. When the word line is set Low, the written data is stored and can be retained as long as the supply voltage is applied.

When reading data, after the bit lines and inverted bit lines are precharged, the word line is set High to enable the flip-flop circuit, and the potential corresponding to the stored data is transmitted to the bit lines and inverted bit lines. A sense amplifier installed at the end of the bit line and inverted bit line monitors the potential difference and outputs the determined data.

2.DRAM

A DRAM generally consists of one transistor and one capacitor as the basic memory cell, and one bit of data is recorded in each capacitor.

When data is written, the capacitor is charged when the word line potential is High and the transistor is turned ON and the bit line is High. The DRAM data is determined as 1 when the capacitor is charged and 0 when there is no charge.

After a write operation, when the word line is low, the transistor is turned off and the charge in the capacitor is retained.

When reading data, the word line is set High and the transistor is turned ON. The potential of the bit line changes according to the presence or absence of charge in the capacitor, and the sense amplifier installed at the end of the bit line senses the minute potential difference and reads the data.

DRAM is characterized by the fact that the charge stored in the capacitor leaks and decreases with the passage of time. Therefore, a refresh operation is required to read data and rewrite it at regular intervals.

How to Select RAM

SRAM (Static RAM) and DRAM (Dynamic RAM) are semiconductor memory technologies used to temporarily hold data. Since these technologies have different characteristics, it is important to make the appropriate choice depending on the application and requirements.

Choose SRAM or DRAM based on the following aspects:

1. Speed

SRAM is faster than DRAM; it is used in applications where high speed is important, such as CPU cache. DRAM, on the other hand, is relatively slow, but is suitable for general main memory applications.

2. Power Consumption

SRAM consumes less power than DRAM. SRAM is suitable for applications where low power consumption is important (e.g., embedded systems and IoT devices). 

3. Capacity

DRAM offers higher capacity and lower cost than SRAM. Choose DRAM when you need to handle large amounts of data (e.g., PCs and servers). 

4.Data Retention

SRAM can retain data as long as the power is on, but DRAM needs to be refreshed at regular intervals. If data retention stability is important, SRAM is suitable.

5. Reliability

SRAM is more reliable than DRAM and is more resistant to environmental conditions and manufacturing process variations. SRAM is suitable for applications where reliability is critical (e.g., military, space, and industrial applications).

6. Price

DRAM is more common than SRAM and costs less due to its higher production volume. Choose DRAM when budgets are constrained or when large amounts of memory are needed.

SRAM is often chosen for applications where high speed, low power consumption, data retention stability, and reliability are important. DRAM, on the other hand, is suitable when large-capacity and inexpensive memory is required.

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Agitadores

¿Qué es un Agitador?

Los agitadores son máquinas diseñadas para mezclar o agitar una muestra contenida en un recipiente, como tubos de ensayo, matraces o embudos de alícuotas.

Son ampliamente utilizados en diversas aplicaciones, como la separación de muestras, la elución, la disolución y el cultivo de microorganismos aeróbicos que requieren un tiempo prolongado.

Existen varios tipos de agitadores disponibles en el mercado, como los de vaivén, los giratorios y los de movimiento en forma de 8. Además, los agitadores pueden tener direcciones de agitación tanto horizontal como vertical, dependiendo del modelo. Algunos modelos incluso están equipados con funciones de calefacción y refrigeración, lo que los hace adecuados para agitar cultivos en condiciones específicas.

También se encuentran disponibles agitadores de tamiz, que son utilizados para tamizar polvos y líquidos, proporcionando una mezcla homogénea.

Usos de las Máquinas Agitadoras

Los agitadores encuentran un amplio uso en experimentos de ciencias de la vida y química, especialmente cuando se requiere una agitación constante durante períodos prolongados. En el campo de los ensayos, se utilizan principalmente en pruebas de lixiviación, disolución de muestras y cultivo de microorganismos aeróbicos.

En el ámbito de las pruebas de lixiviación, se utilizan agitadores para cumplir con las normas ambientales establecidas por el Ministerio de Medio Ambiente, que requieren la extracción de metales pesados presentes en el suelo bajo condiciones específicas.

En el cultivo de microorganismos aeróbicos, las condiciones de agitación y oxigenación son cruciales y deben ser ajustadas según las necesidades específicas de cada microorganismo. Esto implica calcular la velocidad y amplitud de agitación adecuadas, así como asegurar una transferencia de oxígeno óptima.

Otras aplicaciones incluyen pruebas de detección de pesticidas residuales en productos alimentarios, como la extracción con hexano de dioxinas y pesticidas residuales en vegetales, así como el análisis de los componentes extraídos de residuos industriales.

Principio de la Máquina de Agitación

La unidad de potencia de un péndulo se encuentra integrada en la base del soporte inferior. Esta unidad transmite la energía del motor a través de una correa a las poleas, convirtiendo la rotación del motor en un movimiento alternativo de la mesa de agitación.

Algunos modelos de péndulo están equipados con funciones de control de temperatura que incluyen un calentador o sistema de refrigeración en la base. En algunos casos, el baño termostático y la máquina de agitación se integran en una sola unidad.

El tamaño de la base del péndulo puede variar según la aplicación específica de la máquina de agitación. Algunos modelos ofrecen la opción de agregar una placa diseñada para adaptarse a recipientes específicos en la parte superior de la base, facilitando la adaptación de la agitadora al recipiente correspondiente.

Por otro lado, las tamizadoras de polvo utilizan imanes electromagnéticos para generar vibraciones verticales en el oscilador. La amplitud del oscilador se regula mediante un resorte, permitiendo un movimiento vertical oscilante.

Tipos de Agitadores

Existen diferentes tamaños de agitadores: pequeños, medianos y grandes. La elección debe hacerse en función de la aplicación y del tamaño y la forma del recipiente. Por ejemplo, los agitadores grandes se utilizan en el análisis de suelos para pruebas de lixiviación.

Los agitadores más pequeños son apropiados para ensayos in vitro con volúmenes de muestra pequeños. En particular, debe utilizarse un agitador pequeño para aplicaciones microbiológicas y de cultivo celular en incubadoras. Este tipo de agitador está diseñado para temperaturas ambiente de aproximadamente 0-50 °C y una humedad ambiente de hasta aproximadamente el 95 % HR.

La mayoría de los agitadores de sobremesa pequeños tienen unas dimensiones aproximadas de 200-300 mm (anchura) x 180-250 mm (profundidad) x 100-170 mm (altura). El peso máximo de carga admisible es de unos 2 kg en la mayoría de los modelos. Los tipos de oscilación incluyen vaivén, giro, balancín, excéntrica horizontal y figura 8, con direcciones horizontal y vertical. Algunos modelos incorporan más de un método de oscilación, que puede conmutarse manualmente.

La velocidad de agitación puede variar entre 20 y 200 rpm aproximadamente. El tipo escalonado o no escalonado varía de un producto a otro, y muchos modelos incorporan un temporizador.

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Zigbee Module

What Is a ZigBee Module?

A ZigBee module is a module with a built-in IC that supports ZigBee, an international communication standard.

The ZigBee communication standard is one of the standards for short-distance wireless communication. Although the transmission distance is short and the transmission speed is relatively slow, it features inexpensive circuitry with low power consumption. For this reason, ZigBee is used in relatively large numbers for implementation in compact and mobile devices.

The name “ZigBee” comes from the fact that Bee, a honeybee, flies around in a zigzag pattern.

Uses of Zigbee Modules

Zigbee modules are used for remote control of home appliances, sensor communication for home equipment, and power visualization, which can take advantage of their low power consumption for short-distance communication applications.

In recent years, the relative advantage of Bluetooth has been diminishing due to its improved power-saving performance, and Bluetooth is increasingly used in a relatively wide variety of electronic devices and scenes.

One of the unique features of ZigBee is its advantage in the maximum number of simultaneous connections, making it suitable for collecting information from a large number of sensors at once.

Principle of Zigbee Modules

Zigbee modules are communication modules equipped with an IC to utilize ZigBee, a standardized alliance for the purpose of connecting battery-powered communication devices such as sensors with as low power consumption as possible. In particular, the electrical specifications are standardized in IEEE 802.15.4.

One of the greatest features of ZigBee is its extremely low standby power consumption during sleep mode.

The system also has an extremely fast response time from standby to communication. This makes ZigBee suitable for applications such as remote control of home appliances and housing equipment, where data is not exchanged constantly, but is transmitted instantaneously when necessary, and then goes into standby sleep mode again.

On the other hand, the low transmission speed of up to 250kbps in the 2.4GHz band is not suitable for applications that require large-volume data transmission such as voice and video. In addition, since Wi-Fi and Bluetooth also use the 2.4GHz band, it is necessary to pay close attention to radio interference, and depending on the environment, shielded devices may be required.

Other Information on Zigbee Modules

1. Compatibility With the Internet

The ZigBee protocol stack is not TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol), and in general, it is not highly compatible with the Internet. Therefore, if you want to connect to the Internet environment, you need to set up a separate gateway relay station.

2. Comparison With Bluetooth

ZigBee is often compared to Bluetooth, another wireless standard used for embedded devices, which also uses the same 2.4GHz frequency band as ZigBee and has the same features of short-distance communication, low-speed communication, and low power consumption.

In general, ZigBee is more power-efficient, but due to the difference in features between Bluetooth and ZigBee, it is necessary to distinguish between Bluetooth and ZigBee depending on the situation in which it is used.

ZigBee is suitable for communications in which data communication is performed after a certain interval of time because of its low power consumption in sleep mode and small recovery time. Note that if the data communication interval cannot be sufficiently long, the power-saving effect will be low.

In contrast, Bluetooth takes time to connect and disconnect, so it is better to turn off the module power supply itself instead of putting it to sleep when using Bluetooth to save power.

ZigBee also allows multiple simultaneous connections, which can be beneficial when building a system that collects multiple sensor information.

3. Simultaneous Connection Method

ZigBee offers various methods for multiple simultaneous connections. It can support tree and mesh connection methods, as well as bucket relay data transfer through routers. This is one of the features of ZigBee.

To give an example, if a communication network is built using ZigBee, up to 65,536 terminals (using addresses up to 0xFFFF) can be connected according to the standard.

Therefore, the ZigBee modules are suitable for applications that require low power consumption and simultaneous communication to a large number of sensors using various methods.

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Robots Cartesianos

¿Qué es un Robot Cartesiano?

Un robot cartesiano, también conocido como robot de pórtico, es un tipo de robot que se mueve a lo largo de dos o tres ejes ortogonales.

También se denominan robots de pórtico. Debido a su sencilla estructura, los robots industriales suelen utilizarse como primer paso en la automatización de tareas en muchas industrias diferentes.

Al tener como máximo tres coordenadas cartesianas, pueden fabricarse por sí mismos y modificarse fácilmente. Otra ventaja es que el programa de ejecución del trabajo puede modificarse fácilmente.

Por tanto, si el trabajo no requiere movimientos complejos y es monótono, puede mecanizarse con relativa facilidad mediante Robots cartesianos.

Usos de los Robots Cartesianos

Los robots cartesianos son ampliamente utilizados en la industria manufacturera, especialmente en aplicaciones que requieren movimientos lineales y tareas sencillas. Estos robots se introducen con frecuencia en el ensamblaje y transporte de componentes, ya que sus movimientos lineales son suficientes para ejecutar estas tareas.

En la industria manufacturera, se identifica la línea de flujo de las piezas y se descompone el proceso de trabajo desde el montaje hasta el transporte. Luego, los robots cartesianos reemplazan estas tareas utilizando cámaras u otros medios de detección. La introducción de estos robots ayuda a estabilizar la productividad y mejorar la eficiencia en la producción.

Los robots cartesianos encuentran aplicación en diversos sectores, como máquinas de precisión, automóviles, electrónica, medicina y farmacia. En el sector alimentario, por ejemplo, se utilizan para manipular alimentos delicados como el tofu, que requiere un agarre y manipulación precisos.

Una ventaja de los robots cartesianos es su funcionamiento simple y sencillo en comparación con otros tipos de robots, como los que operan en seis ejes. Además, su costo es favorable en comparación con sistemas más complejos. Estos robots también pueden operar de manera estable en condiciones difíciles, como entornos húmedos o en plantas de semiconductores donde se utilizan gases corrosivos.

Principios de los Robots Cartesianos

El funcionamiento básico de un robot cartesianos consiste en deslizar el brazo de trabajo a lo largo de una guía lineal para realizar tareas como el ensamblaje, el transporte y el posicionamiento.

Varias unidades que se mueven sobre un mismo eje se combinan para realizar tareas en un sistema de coordenadas cartesianas. En este caso, cada eje del robot puede moverse simultáneamente, por lo que muchas operaciones pueden realizarse de forma eficaz superponiendo movimientos lineales.

Características de los Robots Cartesianos

1. Alto Grado de Libertad de Combinación

Los robots cartesianos pueden combinarse y enlazarse con otros robots para realizar diversas tareas, como movimientos complejos y procesos de corte de material. Esta capacidad de combinación les brinda un alto grado de versatilidad y adaptabilidad a diferentes especificaciones requeridas. Como sus movimientos son más sencillos que los de otros robots, son más fáciles de controlar y se pueden combinar varios robots cartesianos.

Al combinarse y enlazarse con otros robots, es posible realizar muchas tareas, como realizar movimientos de cierta complejidad o incluir un proceso de corte de material.

2. Alta Precisión

Los robots cartesianos sólo pueden realizar movimientos lineales sencillos, pero esto los hace más precisos. En particular, las guías lineales con husillos de bolas y codificadores lineales permiten un posicionamiento de alta precisión.

3. Alta Rigidez

Los robots cartesianos tienen menos componentes, lo que los hace más rígidos. Esto se traduce en menos holguras y deformaciones, menos desenfoque del movimiento y un trabajo más estable. Además, su sencilla estructura permite reducir el tiempo de ciclo aumentando la velocidad.

4. Bajo Costo

Los robots cartesianos, que pueden fabricarse con una estructura sencilla y un número reducido de piezas, son menos costosos que los robots articulados.

Más Información sobre Robots Cartesianos

1. Desventajas de los Robots Cartesianos

Los robots cartesianos tienen desventajas y ventajas:

Las tareas complejas son imposibles
Las tareas complejas que no sean combinaciones de movimientos lineales son difíciles.

Gran superficie de instalación
Los robots cartesianos tienen la desventaja de que su área de instalación tiende a ser grande, tanto porque sólo pueden moverse en línea recta como porque no tienen articulaciones y no pueden plegarse.

Tamaño difícil de aumentar
Es difícil aumentar el tamaño de los robots cartesianos manteniendo su precisión y resistencia, debido a consideraciones de coste.

2. Ejemplos de Robots Cartesianos

Ahorro de mano de obra en las operaciones de transporte
El transporte del cambio tras el embalaje se automatizó con un robot articulado, pero surgieron problemas de durabilidad. Se empleó un robots cartesianos para mejorarlo con resultados positivos. Se ha reducido el riesgo de averías y la productividad laboral se ha multiplicado por 1,4.

Automatización del proceso de producción de cepillos de uñas
Los cepillos de uñas se fabricaban mayoritariamente a mano debido a la complejidad del proceso de producción. Para reducir el envejecimiento de los trabajadores y los costes, se introdujeron seis robots cartesianos que podían realizar procesos como el corte, la fijación temporal y el encolado. Como resultado, seis trabajadores se han reducido a dos y la productividad laboral es 30 veces mayor que antes de la introducción de los robots.

Reducción de la carga de trabajo peligrosa y mejora de la eficiencia
En un fabricante de paneles, se utilizó un robot cartesianos para sustituir tareas pesadas y potencialmente peligrosas que podían ser realizadas por humanos. El resultado es que se eliminan los peligros, aumenta la eficiencia y la productividad laboral es 1,4 veces mayor que antes.

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Colectores de Niebla

¿Qué es un Colector de Niebla?

Los colectores de niebla son dispositivos que se utilizan para aspirar y separar la neblina de aceite generada durante las operaciones de corte en máquinas herramienta.

La neblina de aceite es un subproducto que se forma cuando el aceite utilizado en el proceso de corte se convierte en humo y se dispersa en el aire. Esta neblina puede contener sustancias tóxicas y es importante eliminarla de manera eficiente para evitar efectos negativos en la salud humana y el rendimiento de otras máquinas.

Los colectores de niebla emplean diferentes métodos, como filtros, electrificación o fuerza centrífuga, para separar y recolectar la neblina de aceite. Estos dispositivos son esenciales para mantener un entorno de trabajo seguro y limpio al eliminar eficazmente la neblina de aceite y proteger la salud de los trabajadores y el buen funcionamiento de los equipos.

Usos de los Colectores de Niebla

Los colectores de niebla se utilizan para recoger la niebla de aceite que se produce al utilizar tornos NC, taladradoras y centros de mecanizado.

La neblina de aceite es especialmente frecuente en las operaciones de corte, sobre todo en las operaciones de engrase a alta presión, rectificado y corte a alta velocidad, en las que el aceite de corte está sometido a un elevado cizallamiento. Los colectores de niebla se utilizan junto con este tipo de máquinas herramienta.

Principio de los Colectores de Niebla

Existen tres tipos principales de colectores de niebla: filtro, precipitador electrostático y centrifugadora. En esta sección se explica el principio de cada uno de ellos.

1. Tipo de Filtro

Los colectores de niebla con filtro eliminan la niebla de aceite por filtración mediante un filtro. Este es el tipo más común de colectores de niebla y los filtros suelen utilizarse por capas.

Las ventajas de los colectores de niebla con filtro son su sencillez de construcción, su bajo coste de instalación, su fácil manejo in situ y su seguridad. Las desventajas incluyen la necesidad de un mantenimiento regular, como la sustitución de los filtros, un mayor consumo de energía del motor eléctrico debido a la resistencia a la ventilación de los filtros, y el hecho de que los filtros deben ser eliminados como residuos industriales después de su sustitución.

2. Precipitador Electrostático

Los precipitadores electrostáticos son colectores de neblina de aceite que utilizan un mecanismo basado en la carga eléctrica para separar y recolectar las partículas de aceite. Esto se logra aplicando un alto voltaje mediante descarga de corona, lo que ioniza el gas y genera un campo eléctrico que atrae las partículas cargadas hacia los electrodos negativos, conocidos como placas colectoras.

Una de las ventajas principales de los precipitadores electrostáticos es su capacidad para recolectar partículas muy finas de neblina de aceite, incluso de tamaño inferior a 1 µm. Además, no requieren el uso de filtros, lo que elimina la necesidad de reemplazarlos o desecharlos, y los electrodos pueden limpiarse y reutilizarse.

Sin embargo, es importante tener en cuenta algunas desventajas de los precipitadores electrostáticos. La instalación de estos dispositivos puede ser costosa, y se debe tener precaución en el manejo de las altas tensiones involucradas. Además, el mantenimiento y la limpieza de los electrodos pueden requerir tiempo y costos adicionales.

3. Tipo de Separación Centrífuga

Los sistemas de separación centrífuga son colectores de neblina que utilizan la fuerza centrífuga para descomponer el aire que contiene la neblina de aceite recogida en aire y neblina de aceite. La ventaja del sistema de separación centrífuga es que es más fácil de mantener e instalar que otros sistemas. Sin embargo, no son adecuados para recoger partículas de neblina de aceite inferiores a 1 µm.

Más Información sobre los Colectores de Niebla

1. Instalación de los Colectores de Niebla

Los colectores de niebla deben instalarse con cuidado, dependiendo de la máquina en la que se instalen. Si la neblina de aceite no se recoge correctamente, pueden producirse riesgos para la salud del operario y averías en el aire acondicionado y otros equipos. Los colectores de niebla pueden instalarse de tres formas distintas, y es importante elegir la que mejor se adapte a la máquina herramienta y al entorno de la fábrica.

Método de Aspiración Directa
En máquinas herramienta con zonas de mecanizado divididas, como centros de mecanizado y tornos NC, la aspiración directa se realiza en una zona sellada. La neblina de aceite se puede recoger de la forma más eficaz.

Método de Aspiración Localizada
En las máquinas herramienta en las que la zona de mecanizado es un espacio abierto, como los tornos de uso general y las rectificadoras, la neblina de aceite se recoge mediante el método de aspiración localizada. Se coloca una campana o manguera cerca de la parte de la máquina herramienta donde se genera la neblina de aceite y se aspira la neblina de aceite.

Método de Aspiración de área Amplia
El sistema de aspiración de área amplia aspira aire de toda la planta. Este método de aspiración se utiliza en combinación con el método de aspiración directa y el método de aspiración local.

2. Diferencia entre Colectores de Niebla y Colectores de Polvo

Un dispositivo similar a un colector de niebla es un colector de polvo. Los colectores de polvo son dispositivos utilizados para recoger el polvo y otros individuos procedentes de operaciones de corte. Mientras que los colectores de niebla se utilizan en procesos de corte que utilizan fluido de corte, los colectores de polvo se utilizan en procesos en seco que no utilizan fluido de corte.

Hay que tener en cuenta que el polvo se refiere generalmente a todas las partículas sólidas finas suspendidas en el aire. Por el contrario, las partículas finas de polvo, especialmente las pequeñas, se denominan PM2,5. Las PM2,5 son partículas finas que pueden penetrar en los pulmones y afectar a los sistemas respiratorio y circulatorio.

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Cajas de Paso

¿Qué son las Cajas de Paso?

Las cajas de paso son dispositivos instalados entre dos salas de diferentes niveles de limpieza, como las salas limpias. Su propósito principal es permitir la transferencia de mercancías y equipos entre estas dos áreas sin introducir partículas, bacterias u otras sustancias que puedan contaminar la sala limpia y afectar la calidad del producto o del proceso.

Estas cajas facilitan y agilizan el flujo de materiales sin requerir que las personas ingresen y salgan constantemente de ambas salas. Esto ayuda a reducir la posibilidad de contaminación y evita los costos asociados con los cambios de ropa y los protocolos de ingreso y salida en las salas limpias.

Las cajas de paso son consideradas parte del equipamiento necesario en la construcción o ampliación de instalaciones que requieren áreas de diferentes niveles de limpieza. Se instalan durante el proceso de construcción para garantizar una transferencia eficiente y segura de productos y equipos entre las áreas de limpieza diferenciada.

Usos de las Cajas de Paso

Las cajas de paso se utilizan en diversos entornos, como plantas de fabricación e institutos de investigación, donde existen salas de diferentes niveles de limpieza. Estas cajas son especialmente relevantes en campos como la fabricación de semiconductores, producción de pantallas de cristal líquido, componentes electrónicos, impresión e instrumentos de precisión. También son comunes en plantas farmacéuticas, salas de tratamiento estéril y lugares donde se requiere evitar la contaminación microbiana, como en cultivos.

En el mercado, se pueden encontrar diferentes tipos de cajas de paso, incluyendo las estándar, las de tipo ducha y las de cinta transportadora. La elección adecuada de acuerdo con la aplicación y el entorno de uso contribuirá a mejorar la eficiencia operativa en dichas instalaciones.

Cajas de Paso Principio

Existen distintos tipos de cajas de paso, como las estándar con sólo dos puertas, las de ducha con ducha de aire interna y las automáticas con cinta transportadora.

Las cajas de paso también tienen una función de bloqueo de aire para proteger la sala blanca de la contaminación.

Más información sobre Cajas de Paso

1. Tipo de Cajas de Paso

Tipo Estándar
Las cajas de paso de tipo estándar tienen una estructura sencilla con dos puertas a cada lado. Muchas tienen una función de enclavamiento para impedir que la otra puerta se abra cuando un lado está abierto. Al liberar las puertas de ambos lados, se evita que la contaminación entre directamente desde una sala con un nivel de limpieza bajo.

Cajas de Paso Tipo Ducha
En las cajas de paso tipo ducha, una ducha de aire sopla chorros de aire desde el área circundante cuando se colocan objetos dentro de la caja. De este modo, se eliminan las partículas superficiales y las bacterias y se evita que se desplacen cuando aún están adheridas.

El aire se suministra purificado por un filtro HEPA. Sin embargo, las duchas de aire sólo pueden soplar aire sobre las superficies, por lo que son ineficaces y no son polivalentes para zonas en las que los objetos se superponen.

Cajas de Paso Automáticas
Las carretillas elevadoras se utilizan habitualmente para transportar mercancías en las fábricas. Cajas de paso de tipo transportador se instalan en salas blancas para equipos de precisión, productos farmacéuticos, etc., donde la zona de producción es una sala blanca, donde se pueden transportar palés. Las cajas de paso de tipo transportador también están equipadas con duchas de aire y están diseñadas para evitar la introducción de partículas del exterior.

Cajas de Paso de Tipo Circulatorio
Otros tipos de cajas de paso existentes en el mercado son las cajas de paso circulantes, que hacen circular aire normal a través de la caja de paso para evitar la contaminación dentro del almacén y mantener limpias las mercancías y los materiales que se van a entregar.

2. Formas de Utilizar las Cajas de Paso

En la fabricación de productos de calidad, las personas y los objetos pueden ser una fuente de polvo y contaminación bacteriana. El uso de cajas de paso elimina el efecto de las partículas al ponerse y quitarse la ropa, de modo que no pueden adherirse partículas ni hongos. También reduce el movimiento de personas por la zona de limpieza y sólo permite introducir objetos. De este modo, se mantiene un entorno limpio en la sala blanca.

Las instrucciones específicas de uso son las siguientes:

Abra la puerta del lado opuesto de la sala limpia y limpie el interior de las cajas de paso con etanol o similar. El método de limpieza varía en función de la aplicación, pero si los objetos que se van a mover también se pueden limpiar, se limpian y se colocan en las cajas de paso.

Si las cajas de paso están equipadas con una función de irradiación UV, la lámpara UV se enciende automáticamente durante un período de tiempo determinado después de cerrar la puerta para realizar la esterilización UV. En las cajas de paso con ducha de aire, después de cerrar la puerta se sopla aire a chorro para eliminar el polvo adherido a la superficie exterior.

Una vez transcurrido un tiempo determinado después de que el chorro de aire haya terminado de soplar y el polvo soplado se haya desprendido, se abre la otra puerta y la mercancía se introduce en la sala blanca.

3. Guantes con Cajas de Paso

Las cajas de guantes se utilizan cuando se manipulan sustancias o gérmenes cuya manipulación directa es peligrosa, como cuando se manipulan sustancias sensibles al aire o cuando se trabaja en condiciones químicamente inertes.

Algunas circulan mediante una bomba externa, mientras que otras pueden conectarse a una bomba de vacío. Algunas cajas de guantes están equipadas con una caja de paso. Las cajas de paso pueden utilizarse para minimizar el transporte de aire exterior a la guantera.

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Cambiadores de Herramientas

¿Qué es un Cambiador de Herramientas?

Los cambiadores de herramientas son mecanismos y sistemas de cambio que se utilizan para añadir funciones de cambio de herramientas/útiles a robots industriales y máquinas herramienta (por ejemplo, centros de mecanizado).

Los cambiadores de herramientas son de accionamiento neumático y pueden cambiar automáticamente las herramientas accionando una válvula neumática.

Algunos cambiadores de herramientas están equipados con una función de soplado de aire para eliminar el polvo de la zona de sujeción de herramientas, además de la carga y descarga de herramientas. Otros cambiadores de herramientas pueden suministrar aire comprimido, agua o señales eléctricas a la herramienta.

Usos de los Cambiadores de Herramientas

Tradicionalmente, la mayoría de los cambiadores de herramientas se han utilizado para cambiar herramientas en máquinas herramienta, pero con la creciente introducción de robots industriales, los cambiadores de herramientas para robots industriales son cada vez más comunes.

Los cambiadores de herramientas se utilizan en máquinas herramienta para realizar diversas operaciones de mecanizado de forma automática, sin necesidad de cambiar las herramientas manualmente. El cambiador de herramientas cambia automáticamente las herramientas, mide la altura de la herramienta y la excentricidad automáticamente.

Esto reduce la necesidad de que los operarios humanos cambien las herramientas, comprueben la altura de la herramienta y la excentricidad tras el cambio de herramienta y, además, al automatizar la carga y descarga de piezas, es posible automatizar completamente el mecanizado de piezas.

En los robots industriales, este sistema se utiliza generalmente para cambiar la mano en el extremo del robot. Las manos de los robots tienen varias funciones, como el agarre con un mandril neumático, la rotación con un motor, la aspiración al vacío, etc.

Por ello, para los robots industriales existen herramientas que pueden alimentarse con aire comprimido, agua, vacío o señales eléctricas. Los cambiadores de herramientas permiten realizar varios tipos de tareas con un solo robot, aumentando así la eficacia del uso de los robots industriales.

Principio de los Cambiadores de Herramientas

Existen muchos tipos diferentes de métodos de fijación y extracción de herramientas, cada empresa tiene el suyo propio, pero la mayoría utiliza aire comprimido para sujetar o tirar de la herramienta en su lugar.

En las máquinas herramienta, la presión neumática se utiliza principalmente para fijar la herramienta tirando hacia arriba del pomo del montaje de la herramienta. Muchos soportes de herramientas son cónicos, y el contacto con el cono se utiliza para mantener la repetibilidad de la posición de la herramienta.

El porta-herramientas también se denomina ATC (cambiador automático de herramientas) en las máquinas herramienta y se trata como un sistema único. Existen varios tipos de almacén.

En el caso de los robots industriales, cada empresa tiene su propio mecanismo de sujeción accionado por aire comprimido, que a menudo utiliza levas.

Los fabricantes de máquinas automáticas diseñan las manos de los robots para adaptarlas a la aplicación, y los almacenadores se fabrican en consecuencia, por lo que pocos se venden como productos estándar.

Tipos de Cambiadores de Herramientas

Existen muchos tipos diferentes de cambiadores de herramientas. A continuación se describen algunos de los tipos más comunes.

1. Cambiadores de Herramientas Manuales

Este es el tipo más básico de cambiadores de herramientas, donde el operario cambia las herramientas manualmente. En este caso, el operario debe acceder a la máquina, retirar la herramienta e instalar la nueva.

2. Cambiadores Automáticos

Este cambiador de herramientas tiene la capacidad de cambiar las herramientas automáticamente. La máquina cambia las herramientas según un procedimiento preprogramado.

3. Cambiadores de Herramientas con Brazo Robotizado

Este tipo de cambiador de herramientas utiliza un brazo robótico para cambiar las herramientas. El brazo robótico puede retirar herramientas e instalar otras nuevas según un procedimiento predefinido.

4. Cambiador de Herramientas Multihusillo

Los cambiadores de herramientas se utilizan en máquinas con múltiples husillos (ejes rotativos). Esto permite cambiar varias herramientas al mismo tiempo.

5. Cambiadores de Herramientas Guiados por Sensores de Visión

Este tipo de cambiadores de herramientas utiliza sensores o sistemas de visión para detectar la posición exacta y el estado de la herramienta y seleccionar la herramienta adecuada.

Esto permite un alto grado de automatización y una selección precisa de la herramienta. Estos son algunos ejemplos de los cambiadores de herramientas comunes, pero pueden existir muchas variaciones dependiendo del uso real y de la industria.