Sensor de herramienta de máquina CNC

Tipos de sensores de herramientas de máquinas NC

Como se mencionó anteriormente, un sensor de herramienta de máquina NC es un nombre genérico que se refiere a muchos tipos de dispositivos o aparatos de detección utilizados en herramientas o máquinas de mecanizado controladas numéricamente. Estos dispositivos generalmente sirven para cumplir algunas funciones como indicar, detectar o medir varios factores, condiciones o parámetros relacionados con la operación, el estado o la condición de una máquina NC o del material en el que está trabajando. También se pueden utilizar para el control de retroalimentación en el caso de que la máquina NC sea una que tenga un sistema de control de circuito cerrado. Esto significa que el sensor tiene que medir algo y enviar esa información de regreso al sistema de control para permitirle realizar un ajuste. Existen muchos tipos de sensores de máquinas, algunos de los cuales son típicos de las máquinas NC, y la tabla a continuación los resume junto con una breve descripción de cada uno de ellos.

• Sensores de par: Miden y controlan la cantidad de par que aplica una herramienta rotatoria, p. ej., una herramienta de corte en una operación de mecanizado. Su función es garantizar que los niveles de par adecuados se mantengan durante las diversas operaciones de mecanizado.
• Sensores de proximidad: Son sensores que se utilizan para detectar la presencia o ausencia de un objeto y también para determinar la posición de un objeto. Normalmente se utilizan para detectar la ubicación de la pieza de trabajo y la presencia de la herramienta, así como para la detección de colisiones.
• Sensores de contacto: Estos se utilizan normalmente para detectar el contacto físico entre una herramienta diseñada y la pieza de trabajo. Normalmente se utilizan para el control de retroalimentación en operaciones de facetado o grabado.
• Sensores de temperatura: Los sensores de temperatura de la máquina detectan cambios de temperatura en o de la máquina. Aseguran que se mantenga un enfriamiento o lubricación adecuados durante las operaciones de mecanizado, principalmente cuando se utilizan altas velocidades y avances de corte.
• Sensores de fuerza: Al igual que los sensores de par, estos sensores miden las fuerzas de corte que aplica una herramienta durante las operaciones de mecanizado. También se utilizan para controlar el desgaste de la herramienta, la deformación de la pieza de trabajo y el control de retroalimentación.
• Sensores ópticos: Se utilizan para detectar eventos específicos como la rotura de la herramienta, la finalización de la pieza de trabajo y también para contar el número de piezas producidas durante una operación de mecanizado NC.
• Sensores de presión: Miden la presión de gases y fluidos en las máquinas NC. Se utilizan en máquinas con sistemas de control que controlan y regulan la presión para optimizar el rendimiento del mecanizado y garantizar la calidad de la pieza.
• Codificadores: Son dispositivos que convierten la información relacionada con la posición, la velocidad y la aceleración de las partes móviles de la máquina en señales eléctricas. Esta información se envía de vuelta al sistema de control y lo utiliza para controlar el movimiento de la máquina y también para garantizar la precisión en el proceso de mecanizado.
• Sensores de corriente: Controlan y miden la corriente eléctrica que consume o utiliza la máquina herramienta. Generalmente se utilizan para la monitorización de herramientas y el diagnóstico del estado de la máquina.

Especificación y mantenimiento de los sensores de herramientas de máquinas NC

Las especificaciones de los sensores de herramientas de máquinas NC varían según los tipos, los modelos y las funciones. Las siguientes son especificaciones para algunos tipos de sensores de máquinas NC.

• Sensores inductivos

  Estos sensores tienen una fuente de alimentación de 10-30V CC y una frecuencia de funcionamiento de 1-2kHz. Una distancia de funcionamiento de los objetos de 1-5mm es típica y la construcción es de plástico cilíndrico o acero inoxidable. Los sensores son a prueba de golpes y su grado de protección contra el polvo y el agua es IP67.

• Sensores ópticos

  Los sensores ópticos utilizan una fuente de alimentación de 5-24V CC. Tienen un rango de detección de 2-8m y una frecuencia de respuesta de 1.5m/s. La construcción de un sensor óptico es de plástico cilíndrico o acero inoxidable. La tasa típica a prueba de golpes es de 1g, y el grado de protección contra el polvo y el agua es IP68.

• Sensores magnéticos

  Estos sensores tienen una fuente de alimentación de 10-30V CC con una frecuencia de funcionamiento de 1-2 kHz. Los sensores tienen una distancia de medición típica de 2-10mm entre el imán y el sensor. La construcción es una carcasa de plástico rectangular y son a prueba de golpes. Los sensores tienen un grado de protección contra el polvo y el agua de IP65.

• Sensores capacitivos

  Los sensores capacitivos tienen una fuente de alimentación de 10-30V CC y una frecuencia de funcionamiento de 1-2kHz. Los sensores tienen una distancia de detección de 2-10mm de un objeto. Los sensores capacitivos vienen en varios tipos y su carcasa es de plástico o latón. La tasa típica a prueba de golpes es de 10g, con un grado de protección contra el polvo y el agua de IP67.

Mantenimiento

El mantenimiento de los sensores de máquinas NC es crucial porque ayuda a detectar signos tempranos de daños o averías, evitando averías innecesarias. Cumplir con las prácticas de mantenimiento recomendadas prolonga la vida útil de las máquinas herramienta y garantiza operaciones impecables y eficientes. Estas son algunas prácticas de mantenimiento de sensores de herramientas de máquinas NC:

• Limpieza: Esta es la práctica de mantenimiento más básica. Elimina la suciedad, los residuos de aceite y el polvo que se acumulan en las máquinas herramienta NC, incluidos los sensores. La limpieza evita la contaminación que afecta la calidad del mecanizado y el mantenimiento del sensor de la herramienta. Use cepillos suaves y paños sin pelusa para limpiar la herramienta. Se deben evitar los solventes fuertes y los materiales abrasivos, ya que pueden dañar el dispositivo.
• Verificación regular: Se debe realizar una verificación regular para garantizar una condición de funcionamiento óptima del sensor de la herramienta de la máquina NC. Verifique conexiones sueltas, daños en los cables y signos de contaminantes. Si se encuentra algún problema durante la verificación, se soluciona inmediatamente, se mantiene el rendimiento de la herramienta.
• Calibración: Esta es una parte esencial del mantenimiento del sensor de la herramienta de la máquina NC. Se debe realizar periódicamente para garantizar que los sensores brinden una retroalimentación precisa a las máquinas. Al realizar la calibración, siga las instrucciones del fabricante y utilice el equipo recomendado.
• Control ambiental: Mantenga las condiciones ambientales recomendadas por el fabricante. Las condiciones incluyen temperatura y humedad. Las condiciones recomendadas evitan que el polvo y los contaminantes dañen los sensores.

Aplicaciones de los sensores de herramientas de máquinas NC

Cinco industrias principales que utilizan constantemente máquinas NC y sus sensores son la aeroespacial, la automotriz, la electrónica, la médica y la defensa. Esta es una descripción de cómo cada industria aplica estos trabajos.

• Industria aeroespacial: En el sector aeroespacial, un sensor de herramienta de máquina NC juega un papel fundamental en la creación de componentes ligeros pero robustos. El mecanizado NC logra tolerancias precisas en componentes aeroespaciales como álabes de turbinas, trenes de aterrizaje, carcasas y partes estructurales. Las máquinas NC también pueden crear recortes e diseños intrincados que reducen el peso de tales componentes sin comprometer la integridad estructural. Ejemplos notables son el uso de máquinas NC en la industria aeroespacial para fabricar lo siguiente: paneles complejos, piezas de carcasa y componentes del motor.
• Industria automotriz: La industria automotriz pone las máquinas NC y sus sensores a trabajar creando varias piezas para automóviles, autobuses, camiones y otros vehículos. Los fabricantes de automóviles y los fabricantes de autopartes utilizan máquinas NC para cortar, fresar y taladrar de manera fácil y precisa metales, plásticos y materiales compuestos utilizados en la fabricación de piezas de vehículos.
• Industria electrónica: Los teléfonos inteligentes, los televisores y las computadoras portátiles requieren piezas precisas para ensamblarse para lograr un dispositivo electrónico que funcione. Por lo tanto, la industria electrónica utiliza ampliamente las máquinas NC para crear placas de circuito, conectores, carcasas y otros recintos y componentes electrónicos altamente precisos.
• Industria médica: Las máquinas NC están diseñadas para producir varios dispositivos e implantes médicos, como prótesis, dispositivos ortopédicos, instrumentos quirúrgicos y equipos de diagnóstico, con extrema precisión y confiabilidad.
• Industria de la defensa: La industria de la defensa necesita mecanizado de precisión para producir armas y equipos de grado militar que se calculan hasta el último detalle con altas tolerancias. Las máquinas NC se utilizan para moldear, cortar y taladrar materiales utilizados en la creación de armas militares. Estas armas pueden incluir las que se utilizan en armas de fuego, sistemas de misiles y vehículos blindados.

Cómo elegir sensores de herramientas de máquinas NC

Al comprar sensores de herramientas de máquinas NC, uno debe comenzar por observar la compatibilidad entre las herramientas y las máquinas. En este caso, los compradores deben asegurarse de que el mecanismo del sensor coincida con los requisitos de la máquina CNC en términos de tamaño, forma y roscado.

Además, los compradores deben evaluar los protocolos de comunicación utilizados por la máquina herramienta y el sensor. Deben asegurarse de que están optando por un sensor que utilice el mismo protocolo de comunicación que el utilizado en la máquina CNC. Los operadores deben considerar el tipo de herramienta de máquina NC disponible. Los diferentes tipos de máquinas pueden requerir diferentes tipos de sensores. Por ejemplo, un sensor de señal puede no funcionar en un escenario de detección de impactos o sobrecargas.

La detección del desgaste de la herramienta también es importante al elegir una herramienta de máquina NC. Algunos sensores son más efectivos para detectar el desgaste de la herramienta que otros. Los compradores deben considerar su precisión de detección y elegir el que mejor se adapte a sus necesidades. Los compradores también deben tomarse el tiempo para evaluar diferentes sensores y sus especificaciones. Elija un sensor cuyas especificaciones de rendimiento estén bien documentadas. Al evaluar especificaciones de rendimiento como precisión, resolución y confiabilidad, opte por un sensor que sea conocido por mejorar el rendimiento de la máquina.

El material de construcción de un sensor de herramienta de máquina NC es importante. Determina la longevidad del sensor y su rendimiento. Elija un material que sea compatible con las condiciones ambientales de la máquina CNC. Tenga en cuenta el proceso de instalación y los requisitos. Algunos sensores son fáciles de instalar, mientras que otros pueden requerir ayuda de expertos. Elija un sensor cuyos requisitos de instalación estén dentro de las limitaciones presupuestarias.

Los compradores deben asegurarse de que están optando por un sensor que sea fácil de mantener. Además, busque uno que venga con un manual de usuario completo. Más importante aún, identifique un fabricante o proveedor de sensores de máquinas NC de buena reputación. Asegúrese de que cumplan con los estándares de calidad y certificaciones necesarios. Si es posible, consulte a un experto antes de comprar los sensores. Ofrecerán información valiosa que ayudará a tomar una decisión informada.

P&R

P1. ¿Qué hace un sensor de herramienta de máquina NC?

Un sensor de herramienta de máquina NC realiza varias funciones, como detectar y controlar las condiciones ambientales como la humedad y la temperatura. También puede detectar la presencia de materiales como piezas de trabajo o herramientas. Además, incluye mecanismos de retroalimentación para la medición y la precisión para transmitir información sobre el estado operativo de la máquina al sistema de control para permitir ajustes automatizados.

P2. ¿Cómo contribuye un sensor de herramienta de máquina NC a la automatización en el mecanizado?

El sensor de herramienta de máquina NC juega un papel crucial en la facilitación de la automatización en el mecanizado. Al proporcionar retroalimentación en tiempo real y controlar el estado de la máquina, permite un control preciso, mecanizado adaptativo y monitorización remota e integración con otros sistemas automatizados.

P3. ¿Cuáles son los beneficios de utilizar sensores de herramientas de máquinas NC en el mecanizado industrial?

El uso del sensor de herramienta de máquina NC en el mecanizado industrial ofrece muchas ventajas, incluida una mejor monitorización y control, una mayor automatización, una mayor eficiencia y productividad, un mejor control de calidad, un mantenimiento preventivo, la recopilación y el análisis de datos, así como el acceso remoto y la integración.