21 Sep Finales de carrera: Qué son y características principales

Los finales de carrera, también conocidos como interruptores de límite o switches de límite, desempeñan un papel crucial en el mundo de la automatización industrial y la ingeniería mecánica. Estos dispositivos electromecánicos actúan como ojos y oídos en sistemas automatizados, permitiendo la detección precisa de posiciones y límites de movimiento en una variedad de aplicaciones industriales. Su funcionamiento se basa en una combinación de componentes mecánicos y eléctricos que, cuando se activan, desencadenan respuestas específicas en el sistema.

¿Qué es un final de carrera?

Dentro de la automatización industrial, existen multitud de dispositivos electrónicos que facilitan los procesos de producción. En este caso, vamos a adentrarnos en los finales de carrera que, hoy en día, son imprescindibles en muchos de los mecanismos empleados en cualquier tipo de industria.

Pero… ¿Qué es un final de carrera?  Vamos a ello, un final de carrera o interruptor de posición, es un sensor que detecta la posición de un elemento móvil mediante accionamiento mecánico. Así pues, además de ser los sensores más instalados en el mundo, no dejan de ser sensores de contacto que necesitan estar en contacto con el objeto para detectar la llegada de un elemento móvil a una determinada posición.

La salida de los finales de carrera es binaria y la única información que nos da, es si el objeto está en una posición determinada o no. Hablando en términos tecnológicos, los finales de carrera son sensores electromecánicos y por lo tanto, disponen de partes mecánicas enlazadas a partes eléctricas.

¿Cómo funciona un final de carrera?

Un final de carrera, también conocido como interruptor de límite o switch de límite, funciona mediante una combinación de componentes mecánicos y eléctricos para detectar la posición o el límite de movimiento de un objeto en una aplicación industrial. Aquí te explico cómo funciona de manera general:

1. Componentes mecánicos: Un final de carrera consta de una carcasa o caja que protege sus componentes internos. En el interior, hay un mecanismo de activación que puede variar según el tipo de final de carrera. Los tipos más comunes incluyen el final de carrera de palanca, el de rodillo y el de émbolo. Estos mecanismos están diseñados para interactuar con el objeto en movimiento que se está monitoreando.
2. Contactos eléctricos: Dentro de la carcasa del final de carrera, hay contactos eléctricos que pueden estar en una posición normalmente abierta (NA), normalmente cerrada (NC) o ambas (NA/NC). Cuando el mecanismo de activación se mueve debido al movimiento del objeto, cambia la posición de estos contactos eléctricos.
3. Circuito eléctrico: El final de carrera está conectado a un circuito eléctrico más amplio, que puede ser parte de un controlador o sistema automatizado. Dependiendo de cómo se configure el final de carrera, el cambio en la posición de los contactos puede abrir o cerrar un circuito eléctrico, lo que a su vez puede activar o desactivar otros dispositivos o funciones dentro del sistema.
4. Detección de posición: Cuando el objeto en movimiento alcanza el punto específico en el que el final de carrera está ubicado, el mecanismo de activación se activa, cambiando la posición de los contactos eléctricos. Esto puede ocurrir cuando un objeto presiona una palanca, hace girar un rodillo o presiona un émbolo, según el tipo de final de carrera.
5. Acciones posteriores: Dependiendo de cómo se configure el circuito eléctrico y la posición de los contactos, la activación del final de carrera puede desencadenar una serie de acciones, como detener o iniciar una máquina, cambiar la dirección de un motor, activar una alarma o realizar cualquier otra acción necesaria en el proceso industrial.

Partes de los finales de carrera

Los finales de carrera tienen cuatro partes muy bien diferenciadas de las que vamos a comentar la misión de cada una:

Cabezal: Es la parte que transforma el movimiento del accionador en movimiento de contacto. Cuando el accionador se mueve correctamente, el mecanismo da contacto eléctrico al final de carrera.

Cuerpo del interruptor: el cuerpo del interruptor aloja el bloque de contactos.

Bloque de contactos: Aquí es donde se encuentran los contactos eléctricos del final de carrera.

Base: La base contiene el modo de conexión de los bloques terminales.

Características de un final de carrera

Tipos de contactos

Contacto de ruptura lenta: Se caracteriza por tener los puntos de activación y de desactivación iguales.

Contacto de ruptura brusca: En este caso, los puntos de activación y de descativación son distintos.

Características mecánicas

Es importante que nos fijemos bien en las características mecánicas en el momento de elegir un sensor ya que, será crucial para la durabilidad y fiabilidad del mismo.

Estas, nos indican las direcciones de contacto con el sensor del objeto a detectar y nos indican las características mecánicas del contacto como son la velocidad, dirección, fuerza y par del momento del contacto.

Así pues, en el momento de elegir un final de carrera tenemos fijarnos básicamente en seis factores: Número de contactos, tipo de accionamiento, tipo de conector, cuerpo, número de maniobras y por último pero no menos importante que se ajuste a los recorridos y las características de la aplicación. 

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Tipos de finales de carrera

Existen varios tipos de finales de carrera (interruptores de límite) diseñados para adaptarse a diversas aplicaciones y entornos industriales. Los tipos más comunes incluyen:

1. Final de carrera de palanca: Este es el tipo más básico de interruptor de límite. Tiene una palanca que, al ser activada por un objeto en movimiento, cambia la posición de los contactos eléctricos. Puede ser unipolar (un contacto) o bipolar (dos contactos) y suele utilizarse en aplicaciones donde se requiere un punto de cambio preciso.
2. Final de carrera de rodillo: En lugar de una palanca, este tipo de interruptor de límite tiene un rodillo en el extremo de la palanca. Es ideal para superficies curvas o cilíndricas, ya que el rodillo permite que el interruptor detecte el movimiento a lo largo de la superficie de manera suave.
3. Final de carrera de émbolo: Este interruptor utiliza un émbolo que se presiona o libera cuando un objeto llega a un punto específico. Es adecuado para aplicaciones donde se necesita un contacto preciso y directo con el objeto en movimiento.
4. Final de carrera magnético: En lugar de componentes mecánicos, este tipo de interruptor de límite utiliza campos magnéticos para detectar la posición. Un imán en el objeto en movimiento activa el interruptor cuando se acerca lo suficiente. Son ideales en aplicaciones donde se deben evitar contactos eléctricos directos o donde se necesita una operación sin contacto.
5. Final de carrera sin contacto (óptico o capacitivo): Estos interruptores de límite no requieren contacto físico con el objeto en movimiento. Los sensores ópticos utilizan luz infrarroja o láser para detectar objetos, mientras que los sensores capacitivos utilizan cambios en el campo eléctrico. Son adecuados para aplicaciones donde se necesita una detección precisa y donde el contacto mecánico puede ser problemático.
6. Final de carrera de seguridad: Estos interruptores de límite están diseñados para aplicaciones de seguridad críticas. Cumplen con estándares específicos de seguridad y a menudo se utilizan en sistemas que requieren paradas de emergencia o detección de obstáculos para proteger a los trabajadores y equipos.

La elección del tipo de final de carrera depende de la aplicación específica y de los requisitos de precisión, resistencia al entorno y seguridad. Cada tipo tiene sus ventajas y desventajas, por lo que es importante seleccionar el adecuado para la tarea en cuestión.

Conclusión

La elección del tipo de final de carrera adecuado depende de factores como la aplicación específica, los requisitos de precisión, la resistencia al entorno y la seguridad. Cada tipo tiene sus ventajas y desventajas, lo que permite adaptarlos a una amplia gama de situaciones industriales.

En última instancia, los finales de carrera desempeñan un papel fundamental en la mejora de la eficiencia y la seguridad en entornos industriales al garantizar un control preciso y confiable de los sistemas automatizados. Su uso adecuado y la adherencia a las normativas pertinentes contribuyen significativamente a la operación segura y eficiente de la maquinaria y los equipos industriales.