¿Qué es un Final de Carrera?
Son interruptores que se activan por el movimiento de piezas de la máquina o la presencia de objetos. Se utilizan como parte de un sistema de control para detectar enclavamientos de seguridad u objetos que pasan por una posición específica, para arrancar o parar automáticamente la máquina, para limitar el rango de movimiento de la máquina o para detectar su posición.
Los finales de carrera constan de un microinterruptor en una caja metálica o de plástico con una carcasa cerrada para protegerlo de fuerzas externas, agua, aceite, gases y polvo en el entorno de funcionamiento, y el contacto se activa y desactiva cuando se mueve el actuador (pieza mecánica de detección).
Los actuadores son de tipo émbolo (acción directa), palancas giratorias, palancas de bloqueo de horquilla y varillas flexibles, y están disponibles en diversas formas para adaptarse a la aplicación y al entorno de funcionamiento.
Usos de los Finales de Carrera
El uso previsto de los finales de carrera es conectar y desconectar circuitos eléctricos como resultado de la detección de la posición de un objeto.
En los sistemas de automatización para el control automático, como las líneas de producción de las fábricas, los finales de carrera se utilizan para detectar el movimiento y la posición de las máquinas. Por ejemplo, los finales de carrera se instalan en la posición de detección y se encienden en la posición de funcionamiento anormal, activando una alarma y deteniendo el funcionamiento de la máquina.
Otro ejemplo conocido es la jaula del ascensor (una cinta transportadora que sube y baja personas y equipajes). Cuando la jaula llega a una posición predeterminada en el piso de parada, el final de carrera actúa para detener el motor y la jaula se detiene.
Así pues, los finales de carrera se utilizan en diversas aplicaciones de los sistemas de control automático.
Principios de los Finales de Carrera
Un final de carrera básico consta de un cuerpo, un cabezal, un microinterruptor, un émbolo, un eje giratorio (sólo palanca giratoria y barra de bloqueo de horquilla) y un actuador.
A continuación se explica el principio de los finales de carrera para un actuador de tipo palanca rotativa.
1) El objeto a detectar se mueve y se desplaza hacia la posición a detectar.
2) El actuador es empujado por el objeto a detectar y gira.
3) El eje giratorio fijado al actuador gira.
4) La leva del eje giratorio empuja el émbolo.
5) El contacto móvil fijado al extremo del émbolo se mueve.
6) El contacto móvil hace contacto con el contacto fijo y conecta el circuito eléctrico.
Finales de Carrera
Existen muchos tipos y especificaciones de finales de carrera y a continuación se explican los puntos básicos de selección.
1) Selección en Función del Entorno de Funcionamiento
- Tipo General
Este tipo es para uso en interiores o exteriores en entornos generales. El rango de temperatura ambiente es de -10 a 80°C. - Tipo Resistente al Entorno
Este tipo es para uso en entornos especiales como los que se describen a continuación.
Temperaturas altas o bajas en el entorno donde se utiliza el interruptor.
Finales de carrera expuestos a productos químicos, aceite, gotas de agua o polvo. - Tipo Resistente a Salpicaduras
Exposición a salpicaduras de soldadura. - Tipo de Larga Duración
El uso requiere una gran durabilidad. - Tipo a Prueba de Explosiones
Necesidad de uso a prueba de explosiones en zonas peligrosas donde se utiliza.
2) Selección por Tipo de Actuador
Seleccione el tipo de actuador adecuado para el uso previsto. Los siguientes son ejemplos típicos, varios otros tipos de actuadores también están disponibles.
- Tipo émbolo (tipo de acción directa)
- Palanca giratoria
- Palanca de bloqueo de horquilla
- Varilla flexible
3) Selección por Características
- Movimiento Hasta el Accionamiento (PT)
El “movimiento” indica aquí el ángulo o la distancia hasta la conexión o desconexión del contacto.
En el caso de las palancas giratorias y las palancas de bloqueo de horquilla, la posición de montaje del final de carrera y el ángulo del actuador deben ajustarse de modo que el ángulo con el que el objeto detectado hace girar el actuador sea mayor que el movimiento (ángulo) hasta el accionamiento.
En el caso de actuadores de émbolo y de varilla flexible, la posición de montaje del final de carrera y la posición del actuador deben ajustarse de forma que la distancia a la que el objeto detectado empuja el actuador sea mayor que el movimiento (distancia) hasta el accionamiento.
El movimiento del objeto a detectar debe mantenerse dentro de la posición límite de funcionamiento (TTP) del actuador.
- Capacidades
Los valores nominales se especifican para cada tipo de finales de carrera y se pueden encontrar en el catálogo y en las instrucciones de funcionamiento. Es necesario seleccionar un final de carrera con un valor nominal compatible con la fuente de alimentación utilizada en el circuito eléctrico.
Finales de Carrera y Medidas Correctivas
Las averías de los finales de carrera pueden deberse a un deterioro relacionado con la edad debido a la vida útil de la máquina o al desgaste, pero se dice que la mayoría se deben a la forma en que se utilizan. Por ejemplo, una mala colocación del perro o del actuador y unas juntas deficientes.
Por ejemplo, la instalación defectuosa de los finales de carrera es otra causa de avería. Un interruptor instalado para limitar el rango de movimiento de una máquina puede desplazarse gradualmente de su posición tras múltiples accionamientos, provocando que el interruptor quede inoperativo debido a un empuje insuficiente. Como contramedida, algunos interruptores están equipados con un indicador de posición de ajuste en el propio interruptor. Si el interruptor está programado para ser presionado hasta una posición preestablecida, funcionará correctamente aunque el interruptor esté ligeramente fuera de posición.
También debe tenerse cuidado en el diseño del objeto de detección utilizado para accionar los finales de carrera. El ángulo de corte del objeto a detectar debe ser de 45° o inferior; si supera los 45°, la fuerza aplicada al eje de la palanca puede ser excesiva, dependiendo de la velocidad de movimiento del objeto a detectar, y esto puede provocar un fallo. Si la velocidad de movimiento es alta, también es eficaz hacer que la palanca sea paralela a la superficie de corte del objeto a detectar.
Un escalón empinado en el perro también puede causar un fuerte choque cuando el interruptor vuelve a la posición de referencia. El interruptor debe estar diseñado para encenderse y apagarse de la forma más suave posible.
Hay dos tipos de interruptores de émbolo: los que tienen la parte del émbolo sellada por una junta tórica o un diafragma de goma, y los que tienen la parte del émbolo cubierta por una tapa de goma.
En el primer tipo, la goma de sellado no está expuesta al exterior, por lo que es resistente a objetos extraños calientes como virutas de máquinas herramienta, pero tiene la desventaja de que partículas finas como arena, virutas y polvo pueden enredarse en la superficie deslizante del émbolo.
Este último tiene un excelente rendimiento de sellado porque la arena, las virutas y otras partículas y el polvo no quedan atrapados, pero los objetos extraños calientes, como las virutas de las máquinas herramienta, pueden fundir o rasgar la tapa de goma, por lo que debe utilizarse en función del coste, la aplicación y el lugar de uso.
Cuando los finales de carrera funcionan, el aire es comprimido y aspirado por el movimiento del émbolo. Por lo tanto, si el émbolo se deja presionado durante mucho tiempo, la presión interna en el final de carrera se convierte en la misma que la presión atmosférica y el émbolo puede volver lentamente debido a la resistencia de la presión atmosférica cuando el émbolo vuelve.
Además, la acumulación de aceite o polvo en las piezas de sellado del émbolo o del eje giratorio puede impedir el funcionamiento, dando lugar a un movimiento deficiente del final de carrera.