Actualización del ingeniero sobre tecnologías de codificador, sensor y retroalimentación

Por Miles Budimir | 21 de marzo de 2023

Recientemente, varios expertos de la industria de codificadores, sensores y retroalimentación respondieron varias preguntas sobre las tendencias que están viendo con estos componentes y la industria en general. Esto es lo que tenían que decir.

CONOZCA A LOS EXPERTOS Bill Paczkowski | Gerente sénior de productos para PACEdge • Emerson Robert Cachro | Gerente de programa – crecimiento e innovación • Dynapar Samuel Orozco | Gerente de marketing de productos: actuadores eléctricos • Emerson Stuart Graham | Especialista en desarrollo empresarial • HEIDENHAIN

¿Podría describir qué tendencias de sensores, codificadores y retroalimentación observa y cuáles considera más significativas?

Cachorro: Debido a una fuerza laboral que envejece, la disponibilidad limitada de mano de obra calificada y las crecientes demandas de producción para funcionar casi a la máxima capacidad, los usuarios finales demandan soluciones de codificador más confiables que maximicen el tiempo de actividad y proporcionen datos de diagnóstico para reducir la duración de la resolución de problemas. Al mismo tiempo, los fabricantes de máquinas están aumentando el soporte posventa con técnicos de campo o soporte remoto de múltiples niveles para ayudar cuando los clientes experimentan problemas con los equipos OEM. Como resultado, vemos la necesidad de componentes que ofrezcan capacidades de autodiagnóstico que resuelvan estos puntos débiles y proporcionen datos inmediatos en el área del problema para ayudar a los usuarios a saber qué corregir en lugar de adivinar. Con esto en mente, nuestras soluciones de codificador, como el codificador HS35iQ, ofrecen indicación visual de condiciones de falla específicas y salida avanzada de datos de falla, lo que permite a los usuarios finales solucionar problemas sin conjeturas y permite una solución de problemas remota más eficiente para los OEM.

Los codificadores como el Dynapar HS35iQ ofrecen una indicación visual de condiciones de falla específicas para reducir el tiempo de resolución de problemas.

¿Podría detallar algún ejemplo reciente de miniaturización o integración de dispositivos de retroalimentación en diseños compactos?

graham: En el espacio de los codificadores, vemos cada vez más sistemas que desean reducir el tamaño y el costo general mediante la consolidación de múltiples componentes en una solución. Los protocolos de vanguardia, como EnDat 3, permiten la retroalimentación del codificador en cadena en una cadena de cable, en lugar de que cada codificador ejecute su propio cable de regreso a un controlador. Esto es especialmente beneficioso en robótica. La retroalimentación de conexión en cadena reduce el peso y el cableado y, en última instancia, proporciona un mayor ahorro de costos. Los robots pueden tener hasta 12 o más dispositivos codificadores en las diferentes articulaciones robóticas, efectores finales y base. Con menos cables, los diseñadores pueden reducir el peso y el espacio total de su robot.

EnDat 3 también es compatible con una arquitectura de bus o concentrador, en la que diferentes sensores se pueden conectar directamente y volver a alimentar al controlador con un cable que conecta el bus y el control. Esto permite el monitoreo con marca de tiempo de múltiples aspectos de una máquina al mismo tiempo. Los datos se pueden modelar para determinar una línea de base durante la operación típica y ayudar a solucionar problemas de comportamiento no deseado.

Los diseñadores también pueden reducir aún más el tamaño y el costo de las juntas robóticas mediante el uso de lo que se denomina un codificador 2 en 1. Las juntas robóticas típicas requieren un codificador tanto en el motor como en el otro lado de una caja de engranajes. El KCI 120 Dplus permite a los diseñadores reducir la cantidad de codificadores por articulación de 2 a 1, lo que resulta en una huella más pequeña y menores costos del sistema.

Hay una capacidad adicional para reemplazar un sensor de torque a través de las características únicas del KCI 120 Dplus y cómo se monta en el motor. Al combinar varias funciones en menos productos, los diseñadores de sistemas pueden reducir los costos y el espacio necesario para sus diseños.

Orozco: La miniaturización es un gran beneficio porque puede reducir el peso y el espacio. Por ejemplo, la miniaturización de tecnologías precisas de tornillo rotativo a lineal puede reducir el consumo de energía en actuadores eléctricos y abrir nuevas oportunidades para aplicaciones de semiconductores y equipos de automatización médica. Los dispositivos de retroalimentación, como los codificadores, han mejorado con el tiempo. Los servomotores han prosperado al poder tener codificadores que brindan información sobre la posición. Los motores paso a paso mejorados están cerrando la brecha con los sistemas de circuito cerrado que permiten que los codificadores también proporcionen retroalimentación posicional. Los usuarios finales de movimiento lineal se benefician de las tecnologías de retroalimentación mejoradas que los motores y codificadores proporcionan a los actuadores. Los usuarios finales pueden verificar la velocidad y la posición del motor y ayudar a identificar o detectar la parada del motor.

Los codificadores rotatorios KCI 120 Dplus de HEIDENHAIN cuentan con escaneo inductivo, lo que los hace resistentes a la contaminación y los campos magnéticos. Su diseño rígido permite altas cargas de vibración de hasta 400 m/seg2 en el estator y 600 m/seg2 en el rotor.

¿De qué manera el aumento de las capacidades del codificador estimula la demanda de opciones de conectividad y redes de mayor rendimiento?

Cachorro: Un cambio a soluciones de codificador confiables, que brindan datos de diagnóstico para reducir el tiempo de inactividad y solucionar problemas de manera efectiva, requerirá en última instancia opciones adicionales de conectividad y redes de mayor rendimiento. Nuestras últimas soluciones de codificador permiten a los clientes recopilar información valiosa a partir de interfaces simples, como indicadores visuales y salidas digitales, sin necesidad de actualizar los sistemas heredados existentes que a menudo no pueden admitir flujos de datos adicionales. Sin embargo, la proliferación de datos de sensores "inteligentes" impulsará en última instancia la adopción de sistemas más nuevos capaces de manejar este mayor rendimiento de datos.

¿Proporciona algún dispositivo de borde para permitir el uso de retroalimentación o control distribuido?

Paczkowski: El hardware en el borde puede incluir sensores básicos, instrumentos inteligentes, dispositivos de campo (como solenoides inteligentes y VFD), puertas de enlace, controladores PLC/PAC, controladores de borde, PC industriales, HMI y más. Debido a que cada uno de estos dispositivos es diferente, se relacionan entre sí y, a veces, incluso se superponen en funcionalidad. No existe un único dispositivo que aborde todas las necesidades de transformación digital.

Emerson ha desarrollado una amplia cartera de tecnología que abarca todos estos tipos de dispositivos, todos coordinados con software y probados para compatibilidad. Al utilizar los dispositivos informáticos de PACSystems con la plataforma de habilitación PACEdge IoT, los usuarios tienen una gama completa de opciones para conectarse, transportar, almacenar, analizar y visualizar datos localmente y en la nube. Los usuarios pueden concentrarse en las necesidades de sus aplicaciones, con la seguridad de que están trabajando con una plataforma que les permite crear rápidamente sistemas construibles y compatibles, que pueden escalar desde pequeños proyectos piloto hasta soluciones de integración de datos completas, mientras cumplen con los requisitos de TI y ciberseguridad.

¿Qué puede decir acerca de las ofertas modulares y con formato de usuario?

Cachorro: Con una mayor complejidad de la máquina, la necesidad de reducir los costos de inventario y las presiones de la cadena de suministro, los clientes buscan consolidar el inventario sin exponer la producción a riesgos innecesarios debido a la falta de existencias de componentes. Como resultado, vemos una tendencia hacia opciones de codificador más programables y personalizables para consolidar varios números de pieza en un conjunto optimizado de codificadores flexibles. Más allá de la resolución del codificador, la capacidad de establecer las características de la señal del codificador, como la ubicación o la fase del pulso de índice, brinda a los usuarios finales posibilidades adicionales para lograr sus objetivos de inventario.