Qué son los finales de carrera y cómo funcionan
Figura 1: Sensor de fin de carrera
Un final de carrera es un dispositivo electromecánico utilizado para detectar la presencia o ausencia de un objeto mediante un toque físico. A continuación, el interruptor lo comunica mediante una señal eléctrica. Suelen utilizarse para detectar el recorrido final de un objeto y garantizar que las operaciones se mantienen dentro de unos límites predefinidos, de ahí el nombre de final de carrera. Los finales de carrera son conocidos por su fiabilidad, sencillez y durabilidad en todas las industrias y aplicaciones residenciales. En este artículo se describen el principio de funcionamiento, la construcción y las principales aplicaciones de los finales de carrera.
Índice de contenidos
- ¿Qué es un final de carrera?
- Cómo funciona un final de carrera
- Aplicaciones
- Diagrama de final de carrera
- Materiales
- Microinterruptores de fin de carrera
- Ventajas e inconvenientes
- Preguntas frecuentes
Vea nuestra selección en línea de finales de carrera.
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¿Qué es un final de carrera?
Un final de carrera es un dispositivo electromecánico para detectar la presencia o ausencia de un objeto, o para controlar e indicar si se han superado los límites de movimiento de dicho objeto. Estos interruptores se utilizan en aplicaciones de control industrial para controlar maquinaria y procesos, a menudo por motivos de seguridad. La robusta carcasa exterior protege los componentes internos del conmutador de impactos externos, humedad, aceite, polvo y suciedad, lo que permite su uso en entornos difíciles.
Si desea obtener más información sobre los interruptores de límite, lea nuestros artículos sobre tipos de interruptores de límite, mantenimiento del interruptor de límite, e instalación del interruptor de límite.
Cómo funciona un final de carrera
Los componentes básicos de un final de carrera incluyen un actuador unido mecánicamente a un conjunto de contactos. Cuando un objeto entra en contacto con el actuador, el dispositivo acciona los contactos para establecer o interrumpir una conexión eléctrica.
- Contacto físico: Un objeto o una pieza de la máquina entra en contacto con un actuador del final de carrera.
- Activación del interruptor: Este contacto acciona mecánicamente un interruptor eléctrico.
- Señal eléctrica: Según su configuración, el interruptor abre o cierra un circuito eléctrico.
- Control o indicación: Esta señal controla la maquinaria, proporciona enclavamientos de seguridad o cuenta objetos.
Para un funcionamiento frecuente, es esencial que la precisión de los interruptores eléctricos sea fiable y su tiempo de reacción, rápido. Además, la capacidad eléctrica de un final de carrera debe ser compatible con las cargas mecánicas del sistema que gestionará para evitar el mal funcionamiento del dispositivo.
Figura 2: Símbolo de fin de carrera
Aplicaciones
Figura 2: Final de carrera electrónico
Los finales de carrera son sencillos, eficaces y baratos, y se presentan en diversas formas en función de su aplicación, con diferentes mecanismos de accionamiento como émbolos, palancas de rodillo y varillas. Suelen utilizarse en aplicaciones como sistemas transportadores, ascensores y otras máquinas en las que es crucial detectar la posición o el movimiento de piezas con fines de control.
Por ejemplo:
- Al abrir la puerta del frigorífico, la luz sale del interior. Un final de carrera detecta si la puerta está cerrada o abierta.
- En un sistema transportador, se coloca un final de carrera al final del recorrido para indicar cuándo un producto ha llegado a su destino, deteniendo la cinta transportadora para evitar que el producto se caiga por el extremo.
- En una máquina herramienta, un final de carrera puede detectar la posición extrema de un componente móvil, asegurando que no se mueve más allá de un cierto punto y, posiblemente, causar daños a la máquina o a la pieza de trabajo.
Figura 3: Final de carrera en un sistema neumático
Diagrama de final de carrera
Figura 4: Esquema de conexión de los finales de carrera: final de carrera (A), borne normalmente cerrado (B), borne normalmente abierto (C) y borne común (D).
La figura 4 muestra el esquema eléctrico de un final de carrera. La resistencia se conecta en serie con el borne positivo de la batería y el borne común del final de carrera. El terminal positivo del LED de color verde se conecta al terminal normalmente abierto (NO) del final de carrera (Figura 4 etiquetada A). El terminal positivo del LED de color rojo está conectado al terminal NC del interruptor.
Cuando el interruptor está en OFF, el terminal normalmente cerrado (NC) se conecta al terminal común, mientras que el terminal NO está desconectado del terminal común. En consecuencia, el LED de color rojo recibe alimentación y se ilumina, mientras que el LED de color verde se apaga.
A la inversa, cuando el interruptor está en la posición ON, el borne NO se conecta al borne común, mientras que el borne NC está desconectado del borne común. Como resultado, el LED de color verde recibe alimentación y se ilumina, mientras que el LED de color rojo se apaga.
Materiales
El material de construcción de un final de carrera varía en función de su uso previsto. Por ejemplo, los finales de carrera de los ascensores suelen ser de acero inoxidable para evitar que se oxiden cuando están expuestos a la humedad del aire en espacios reducidos, como los huecos de los ascensores o los espacios entre plantas. En entornos industriales en los que es posible la exposición a sustancias químicas peligrosas, los finales de carrera también pueden fabricarse en acero inoxidable, pero con contactos de cobre en lugar de plata, ya que el cobre es más resistente a la corrosión que la plata cuando entra en contacto con dichas sustancias químicas.
Microinterruptores de fin de carrera
El microinterruptor de fin de carrera, también conocido como microinterruptor, es una versión más pequeña de un interruptor de fin de carrera estándar que se utiliza en circuitos de control. Su tamaño compacto lo hace adecuado para espacios estrechos o reducidos en los que no cabrían interruptores más grandes. Los microinterruptores suelen tener un pequeño émbolo de accionamiento que sólo necesita moverse una pequeña distancia para iniciar la acción de conmutación. Este émbolo suele estar situado en la parte superior del interruptor y debe presionarse hasta un punto determinado para activarlo. Estos interruptores pueden equiparse con varios brazos actuadores y suelen tener una capacidad eléctrica de unos 250 voltios de corriente alterna y de 10 a 15 amperios.
Ventajas e inconvenientes
Ventajas
- Diseño robusto apto para entornos industriales
- Bajo consumo de energía
- Fácil de instalar
- Suelen disponer de contactos eléctricos robustos que les permiten conmutar directamente corrientes más altas sin necesidad de emplear un relé adicional para el control.
Desventajas
Los finales de carrera tienen ciertas limitaciones que los hacen inadecuados para algunos usos:
- Dado que su funcionamiento es mecánico, suelen elegirse para maquinaria que funciona a bajas velocidades.
- Como sensores de contacto, requieren una interacción directa con el objeto para funcionar.
- Los aspectos mecánicos de su construcción son propensos al desgaste o la fatiga con el paso del tiempo, lo que obliga a sustituirlos con el tiempo.
Preguntas frecuentes
¿Para qué sirve un final de carrera?
La finalidad de un final de carrera es regular la maquinaria, actuando como mecanismo de seguridad al controlar un circuito eléctrico cuando se alcanza un límite establecido.
¿Cuál es la diferencia entre un final de carrera y un sensor de proximidad?
Un sensor de proximidad detecta la presencia de un objeto mediante campos electromagnéticos, luz o sonido, mientras que un final de carrera es un dispositivo mecánico que requiere contacto físico con un objeto para funcionar.