Sensores para la detección de piezas · detección de objetos en equipos automatizados....
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Manual de trabajo TP 1311 Con CD-ROM Festo Didactic 566921 es Sensores para la detección de piezas 24 V 0V 1 3 4 24 V 0V Q1 B P 10 -30 30 20 -20 10 40 30 20 mm 40 50 mm -40 -50 S
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Manual de trabajoTP 1311
Con CD-ROM
Festo Didactic
566921 es
Sensores para la detección de piezas
24 V
0 V
1
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24 V
0 V
Q1
B
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10
-30
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10 403020 mm
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50
mm
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-50
S
Nº de artículo: 566921
Actualización: 09/2009
Autores: Frank Ebel, Markus Pany
Gráficos: Doris Schwarzenberger
Layout: 12/2009, Frank Ebel
© Festo Didactic GmbH & Co. KG, 73770 Denkendorf, Alemania, 2013
Internet: www.festo-didactic.com
E-mail: [email protected]
El comprador adquiere un derecho de utilización limitado sencillo, no excluyente, sin limitación en el
tiempo, aunque limitado geográficamente a la utilización en su lugar / su sede.
El comprador tiene el derecho de utilizar el contenido de la obra con fines de capacitación de los empleados
de su empresa, así como el derecho de copiar partes del contenido con el propósito de crear material
didáctico propio a utilizar durante los cursos de capacitación de sus empleados localmente en su propia
empresa, aunque siempre indicando la fuente. En el caso de escuelas / universidades y centros de
formación profesional, el derecho de utilización aquí definido también se aplica a los escolares,
participantes en cursos y estudiantes de la institución receptora.
En todos los casos se excluye el derecho de publicación, así como la inclusión y utilización en Intranet e
Internet o en plataformas LMS y bases de datos (por ejemplo, Moodle), que permitirían el acceso a una
cantidad no definida de usuarios que no pertenecen al lugar del comprador.
Los derechos de entrega a terceros, multicopiado, procesamiento, traducción, microfilmación, traslado,
inclusión en otros documentos y procesamiento por medios electrónicos requieren de la autorización previa
y explícita de Festo Didactic GmbH & Co. KG.
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 566921 III
Contenido
Utilización debida ________________________________________________________________________ IV
Prólogo ______________________________________________________________________________ V
Introducción ____________________________________________________________________________ VII
Indicaciones de seguridad y utilización _____________________________________________________ VIII
Equipo didáctico: sensores para la detección de piezas (TP 1311) ________________________________ IX
Objetivos didácticos ________________________________________________________________________X
Atribución de ejercicios en función de objetivos didácticos _______________________________________ XI
Equipo didáctico _________________________________________________________________________ XIII
Atribución de componentes y tareas _________________________________________________________ XV
Informaciones para el instructor ____________________________________________________________ XVI
Estructura de los ejercicios _______________________________________________________________ XVII
Denominación de los componentes ________________________________________________________ XVIII
Contenido del CD-ROM __________________________________________________________________ XVIII
Tareas y soluciones
Ejercicio 1: Detección de la velocidad de giro de una rueda dentada _________________________________ 1
Ejercicio 2: Detección de la posición de una corredera de válvula ___________________________________ 9
Ejercicio 3: Control de latas de conserva _____________________________________________________ 19
Ejercicio 4: Clasificación de arandelas _______________________________________________________ 25
Ejercicio 5: Medición del grosor de discos de acero ____________________________________________ 30
Ejercicio 6: Clasificación de juntas planas ____________________________________________________ 38
Ejercicio 7: Regulación de la tensión de la cinta en un sistema de tracción __________________________ 45
Ejercicio 8: Control de un portón accionado eléctricamente ______________________________________ 55
Ejercicio 9: Alimentación de tapas de botellas _________________________________________________ 63
Ejercicio 10: Clasificación de piezas _________________________________________________________ 72
Ejercicio 11: Comprobación de peldaños _____________________________________________________ 80
Ejercicio 12: Control de niveles de llenado ____________________________________________________ 88
Ejercicio 13: Detección de cajas de transporte de diversos colores ________________________________ 97
Ejercicio 14: Control de pernos roscados ____________________________________________________ 102
Ejercicio 15: Control de la alimentación de piezas a una prensa __________________________________ 106
IV © Festo Didactic GmbH & Co. KG 566921
Utilización debida
El equipo didáctico «Sensores para la detección de piezas» deberá utilizarse únicamente cumpliendo las
siguientes condiciones:
Utilización apropiada y convenida en cursos de formación y perfeccionamiento profesional
Utilización en perfecto estado técnico
Los componentes del equipo didáctico cuentan con la tecnología más avanzada actualmente disponible y
cumplen las normas de seguridad. A pesar de ello, si se utilizan indebidamente, es posible que surjan
peligros que pueden afectar al usuario o a terceros o, también, provocar daños en el sistema.
El sistema para la enseñanza de Festo Didactic ha sido concebido exclusivamente para la formación y el
perfeccionamiento profesional en materia de sistemas y técnicas de automatización industrial. La empresa
u organismo encargados de impartir las clases y/o los instructores deben velar por que los
estudiantes/aprendices respeten las indicaciones de seguridad que se describen en el presente manual.
Festo Didactic excluye cualquier responsabilidad por lesiones sufridas por el instructor, por la empresa u
organismo que ofrece los cursos y/o por terceros, si la utilización del presente conjunto de aparatos se
realiza con propósitos que no son de instrucción, a menos que Festo Didactic haya ocasionado dichos daños
premeditadamente o de manera culposa.
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 566921 V
Prólogo
El sistema de enseñanza en materia de sistemas y técnica de automatización industrial de Festo se rige por
diversos planes de estudios y exigencias que plantean las profesiones correspondientes. En consecuencia,
los equipos didácticos están clasificados según los siguientes criterios:
Conjuntos didácticos de orientación tecnológica
Mecatrónica y automatización de procesos de fabricación
Automatización de procesos continuos y técnica de regulación
Robotino® – Estudiar e investigar con robots móviles
Equipos didácticos híbridos
Los equipos didácticos técnicos abordan los siguientes temas: neumática, electroneumática, hidráulica,
electrohidráulica, hidráulica proporcional, controles lógicos programables, sensores, electrotecnia y
actuadores eléctricos.
Los equipos didácticos tienen una estructura modular, por lo que es posible dedicarse a aplicaciones que
rebasan lo previsto por cada uno de los equipos didácticos individuales. Por ejemplo, es posible trabajar
con controles lógicos programables para actuadores neumáticos, hidráulicos y eléctricos.
VI © Festo Didactic GmbH & Co. KG 566921
Todos los equipos didácticos tienen la misma estructura:
Hardware (equipos técnicos)
Teachware (material didáctico para la enseñanza)
Software
Seminarios
El hardware incluye componentes y equipos industriales que han sido adaptados para fines didácticos.
La concepción didáctica y metodológica del «teachware» considera el hardware didáctico ofrecido.
El «teachware» incluye lo siguiente:
Manuales de estudio (con ejercicios y ejemplos)
Manuales de trabajo (con ejercicios prácticos, informaciones complementarias y soluciones)
Colecciones de ejercicios (con ejercicios prácticos e informaciones complementarias)
Transparencias para proyección y vídeos (para crear un entorno de estudio activo)
Los medios de estudio y enseñanza se ofrecen en varios idiomas. Fueron concebidos para la utilización en
clase, aunque también son apropiados para el estudio autodidacta.
El software incluye software didáctico, de simulación, de visualización, de diseño de proyectos, de
construcción y de programación.
Los contenidos que se abordan mediante los equipos didácticos se completan mediante una amplia oferta
de seminarios para la formación y el perfeccionamiento profesional.
¿Tiene alguna sugerencia o desea expresar una crítica en relación con el presente manual?
Envíe un e-mail a: [email protected]
Los autores y Festo Didactic están interesados en conocer su opinión.
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 566921 VII
Introducción
El presente manual de trabajo forma parte del sistema para la enseñanza en materia de sistemas y técnica
de automatización industrial de Festo Didactic GmbH & Co. KG. El sistema constituye una sólida base para la
formación y el perfeccionamiento profesional de carácter práctico. El equipo didáctico TP 1311 abarca el
tema de sensores y detección de piezas.
Especialmente para explicar la construcción, el funcionamiento, la utilización y la selección de sensores en
función de las exigencias que plantean diversas aplicaciones.
Para efectuar el montaje, debe disponerse de un puesto de trabajo fijo, equipado con un panel de prácticas
perfilado de Festo Didactic, una unidad de conexión a la red eléctrica resistente a cortocircuitos y de una
fuente de tensión de 24 V DC.
Para solucionar las tareas de los 15 ejercicios se necesitan los componentes incluidos en el conjunto
TP 1311. La teoría necesaria para entender los ejercicios consta en el manual titulado
Sensores de proximidad, nº de artículo 094342
Además, se ofrecen hojas de datos correspondientes a todos los componentes (sensores, aparatos de
medición).
Material didáctico
El material didáctico para aprendices y estudiantes correspondiente al presente manual consiste de una
colección de ejercicios
Sensores para la detección de piezas, nº de artículo 566925
La colección de ejercicios puede pedirse independientemente del manual de trabajo. De esta manera, cada
estudiante puede disponer de su propio manual de ejercicios.
VIII © Festo Didactic GmbH & Co. KG 566921
Indicaciones de seguridad y utilización
Informaciones generales
Los estudiantes únicamente podrán trabajar con los equipos en presencia de un instructor.
Lea detenidamente las hojas de datos correspondientes a cada uno de los componentes y respete
especialmente las respectivas indicaciones de seguridad.
Los fallos que podrían mermar la seguridad no deberán ocasionarse durante las clases y deberán
eliminarse de inmediato.
Parte mecánica
Monte todos los componentes fijamente sobre la placa perfilada.
Respete las indicaciones sobre el posicionamiento de los componentes.
Parte eléctrica
Únicamente deberá utilizarse baja tensión (de máximo 24 V DC).
Las conexiones eléctricas únicamente deberán conectarse y desconectarse sin tensión.
Utilizar únicamente cables provistos de conectores de seguridad.
Al desconectar los cables, tire únicamente de los conectores de seguridad, nunca de los cables.
Técnicas de fijación
Las placas de montaje de los equipos están dotadas con las variantes de fijación A, B o C:
Variante A: sistema de fijación por enclavado
Para componentes ligeros, no sometidos a cargas (por ejemplo, válvulas de vías). Los componentes se
montan insertándolos simplemente en las ranuras de panel perfilado. Para desmontar los componentes
debe accionarse la leva azul.
Variante B: sistema de fijación por giro
Componentes medianamente pesados sometidos a cargas bajas (por ejemplo, cilindros neumáticos).
Estos componentes se sujetan al panel perfilado mediante tornillos con cabeza de martillo. Para sujetar
o soltar los componentes se utilizan las tuercas moleteadas de color azul.
Variante C: sistema de fijación por atornillamiento
Para componentes que soportan cargas altas o componentes que no se retiran con frecuencia del panel
perfilado (por ejemplo, válvula de cierre con unidad de filtro y regulador). Estos componentes se fijan
mediante tornillos de cabeza cilíndrica y tuercas en T.
Accesorios recomendados
Para comprobar los circuitos y conexiones, se necesita una regla y un multímetro digital.
Con la regla se comprueban las dimensiones del montaje y el alcance de detección.
Con el multímetro digital se miden las tensiones de funcionamiento e iniciales, así como la corriente de
salida.
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 566921 IX
Equipo didáctico: sensores para la detección de piezas (TP 1311)
El equipo didáctico tecnológico TP 1311 incluye una gran cantidad de material didáctico. El presente equipo
didáctico incluye exclusivamente sensores para la detección de piezas. Los componentes individuales del
equipo didáctico TP 1311 también pueden formar parte del contenido de otros equipos didácticos.
Componentes principales del TP 1311
Mesa de trabajo fija con panel perfilado de Festo Didactic
Conjuntos de equipos didácticos y componentes individuales (por ejemplo, sensores, elementos de
indicación, juego de objetos prueba, carro deslizante)
Instalaciones de laboratorio completas
Fluidos
El material didáctico del equipo didáctico TP 1311 incluye un manual de estudio, un manual de trabajo y una
colección de ejercicios. En el manual de estudio se ofrecen informaciones básicas de física y tecnología
relacionadas con los sensores utilizados para la detección de piezas. El manual de trabajo incluye las
soluciones correspondientes a cada una de las 15 tareas, las hojas de trabajo de la colección de ejercicios y
un CD-ROM. La colección de ejercicios incluye un juego de hojas de ejercicio y de trabajo para cada uno de
los ejercicios.
El equipo didáctico se entrega con hojas de datos correspondientes a los componentes del hardware.
Además, las hojas de datos también constan en el CD-ROM.
Fluidos
Manual de estudio Sensores de proximidad
Manual de trabajo Sensores para la detección de piezas
Colección de ejercicios Sensores para la detección de piezas
Colección de transparencias Detectores
Programa de estudio digital WBT Sensores 2: sensores para la detección de piezas
Cuadro general de los medios correspondientes al equipo didáctico TP 1311
Para el equipo didáctico TP 1311 se ofrece el programa de estudio digital (WBT) «Sensores 2: sensores para
la detección de piezas». Este programa trata de manera detallada el tema de los sensores utilizados para la
detección de objetos en equipos automatizados. Recurriendo a un ejemplo complejo correspondiente a la
realidad industrial, el estudiante adquiere conocimientos básicos de la tecnología de los sensores y es
capaz de seleccionar los sensores apropiados en cada caso.
Los materiales didácticos disponibles constan en los catálogos y en Internet. Los equipos didácticos de la
tecnología de la automatización industrial se actualizan y amplían constantemente. Los juegos de
transparencias, las películas, los CD-ROM y DVD, los programas y otros medios didácticos se ofrecen en
diversos idiomas.
X © Festo Didactic GmbH & Co. KG 566921
Objetivos didácticos
Detectores magnéticos de posición
El estudiante conocrá la construcción y el funcionamiento de detectores de posición magnetorresistivos.
El estudiante conocerá el funcionamiento de detectores de posición magnetorresistivos.
El estudiante sabrá la influencia que tienen la posición y la orientación de un imán en el comportamiento del
detector.
El estudiante contará con conocimientos básicos sobre las conexiones y los circuitos.
Detectores de posición inductivos
El estudiante conocerá la construcción y el funcionamiento de detectores de posición inductivos.
El estudiante conocerá los términos técnicos que explican el funcionamiento de detectores de posición
inductivos.
El estudiante conocerá diversas formas y materiales de piezas y su influencia en el comportamiento de los
detectores.
El estudiante sabrá que la distancia de conmutación de los detectores inductivos depende del tipo de metal
de la pieza.
El estudiante conocerá la construcción y los enlaces lógicos de detectores de posición.
El estudiante sabrá elegir el sensor apropiado, considerando las condiciones generales de su utilización.
Detectores de posición ópticos
El estudiante conocerá los términos técnicos que explican el funcionamiento de detectores de posición
ópticos.
El estudiante sabrá cómo reacciona una barrera de luz unidireccional.
El estudiante es capaz de determinar qué materiales pueden detectarse.
El estudiante sabrá cómo reacciona y cuándo utilizar un sensor de reflexión directa.
El estudiante conocerá la construcción y el funcionamiento de un sensor de reflexión directa.
El estudiante sabrá cuándo utilizar un sensor de reflexión directa con cabezal conductor de luz y conoce su
alcance.
El estudiante conocerá las aplicaciones posibles de detectores ópticos con fibra óptica.
El estudiante sabrá elegir el sensor apropiado, considerando las condiciones generales de su utilización.
Detectores de posición capacitivos
El estudiante conocerá la construcción y el funcionamiento de detectores de posición capacitivos.
El estudiante conocerá la influencia que el tipo de material tiene en la distancia de conmutación de un
detector de posición capacitivo.
El estudiante conocerá la construcción y los enlaces lógicos de detectores de posición.
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 566921 XI
Atribución de ejercicios en función de objetivos didácticos
Ejercicio 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Objetivo didáctico
El estudiante conocerá la construcción y el
funcionamiento de detectores de posición
magnetorresistivos.
•
El estudiante conocerá el funcionamiento de
detectores de posición magnetorresistivos. •
El estudiante conocerá la técnica de las conexiones
y los circuitos de detectores de posición. • •
El estudiante conocerá la construcción y el
funcionamiento de detectores de posición
inductivos.
•
El estudiante conocerá los términos técnicos que
explican el funcionamiento de detectores de
posición inductivos.
•
El estudiante sabrá que la distancia de conmutación
de los detectores inductivos depende del tipo de
metal de la pieza.
•
El estudiante conocerá la influencia que tiene el
tamaño de las piezas en la distancia de
conmutación de un detector de posición inductivo.
•
El estudiante sabrá cómo reacciona un detector
inductivo con salida analógica. •
El estudiante sabrá cómo determinar la línea
característica de un sensor inductivo con salida
analógica.
•
El estudiante sabrá cómo determinar la sensibilidad
de un sensor inductivo con salida analógica. •
El estudiante podrá evaluar la precisión de
repetición, la linealidad y el error por histéresis de
las mediciones.
•
El estudiante conocerá la dependencia que tiene la
corriente de salida del material y de la distancia
hasta la pieza que es objeto de la medición.
•
El estudiante conocerá la dependencia que tiene la
corriente de salida del tamaño de la superficies
transversal y de la distancia hasta la pieza que es
objeto de la medición.
•
XII © Festo Didactic GmbH & Co. KG 566921
Ejercicio 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Objetivo didáctico
El estudiante conocerá la construcción y el
funcionamiento de una barrera de luz
unidireccional.
•
El estudiante sabrá cómo reacciona una barrera de
luz unidireccional. •
El estudiante conocerá los materiales que pueden
detectarse con una barrera de luz unidireccional. •
El estudiante conocerá la construcción y el
funcionamiento de un sensor de reflexión directa. •
El estudiante sabrá cómo reacciona un sensor de
reflexión directa. •
El estudiante sabrá cuándo es posible utilizar un
sensor de reflexión directa. •
El estudiante conocerá la construcción y el
funcionamiento de un sensor de reflexión directa. •
El estudiante conocerá la influencia que tiene la
superficie de las piezas en el alcance de detección
de un sensor de reflexión directa.
•
El estudiante conocerá la construcción y
funcionamiento de conductores de fibra óptica. •
El estudiante conocerá los campos de aplicación de
conductores de fibra óptica. •
El estudiante conocerá la construcción y el
funcionamiento de detectores de posición
capacitivos.
•
El estudiante conocerá el funcionamiento de
detectores de posición capacitivos. •
El estudiante conocerá las posibles aplicaciones de
detectores de posición capacitivos. •
El estudiante es capaz de determinar el nivel de
llenado utilizando detectores capacitivos y ópticos. •
El estudiante sabrá cómo utilizar detectores de
posición para comprobar la presencia de piezas. •
El estudiante podrá seleccionar los detectores de
posición más apropiados en cada caso. •
El estudiante conocerá las posibles aplicaciones de
detectores de posición ópticos. •
El estudiante conocerá la técnica de las conexiones
y los circuitos de detectores de posición. • • •
El estudiante sabrá cómo establecer enlaces lógicos
utilizando detectores de posición. •
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 566921 XIII
Equipo didáctico
El presente equipo didáctico permite adquirir conocimientos sobre los principios básicos de funcionamiento
y sobre la utilización de detectores de posición magnetorresistivos, inductivos, capacitivos y ópticos. El
equipo contiene todos los componentes necesarios para alcanzar los objetivos didácticos definidos, y
puede ampliarse indistintamente mediante componentes de otros equipos didácticos. Para que los circuitos
funcionen, se necesita adicionalmente el panel perfilado, una unidad de alimentación eléctrica y un
multímetro digital.
Equipo didáctico: Sensores para la detección de piezas, nº de artículo 566918
Componente Nº de
artículo
Cantidad
Unidad de indicación y distribución eléctrica 162244 1
Detector de posición, inductivo, M12 548643 1
Detector de posición inductivo con salida analógica, M12 548644 1
Detector de posición, inductivo, M18 548645 1
Barrera de luz unidireccional, receptor 548647 1
Barrera de luz unidireccional, emisor 548648 1
Sensor de retro-reflexión 548649 1
Reflector (espejo triple), 20 mm 548650 1
Detector de posición, capacitivo, M12 548651 1
Unidad de fibra óptica 548655 1
Sensor de reflexión con supresión de fondo 548656 1
Conductor de fibra óptica 548659 1
Juego de objetos prueba 549830 1
Corredera de posicionado 549842 1
Detector de posición, magnetorresistivo 566199 1
XIV © Festo Didactic GmbH & Co. KG 566921
Símbolos de los componentes
Componente Símbolo gráfico Componente Símbolo gráfico
Unidad de indicación y
distribución eléctrica
Sensor de retro-reflexión 1
3
4
Detector de posición,
inductivo, M12 1
3
4
Detector de posición,
capacitivo, M12 1
3
4
Detector de posición inductivo
con salida analógica, M12 U
I
1
3
4
2
Unidad de fibra óptica 1
3
4
2
Detector de posición,
inductivo, M18 1
3
4
Sensor de reflexión con
supresión de fondo 1
3
4
2
Barrera de luz unidireccional,
receptor 1
3
4
Detector de posición,
magnetorresistivo 1
3
4
Barrera de luz unidireccional,
emisor 1
3
2
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 566921 XV
Atribución de componentes y tareas
Ejercicio 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Componente
Unidad de indicación y distribución eléctrica 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Detector de posición, inductivo, M12 1 1
Detector de posición inductivo con salida
analógica, M12
1 1
Detector de posición, inductivo, M18 1 1 1
Barrera de luz unidireccional, receptor 1 1
Barrera de luz unidireccional, emisor 1 1
Sensor de retro-reflexión 1
Reflector (espejo triple), 20 mm 1
Detector de posición, capacitivo, M12 1 1 1
Unidad de fibra óptica 1
Sensor de reflexión con supresión de fondo 1 1
Conductor de fibra óptica 1 1
Juego de objetos prueba 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Corredera de posicionado 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Detector de posición, magnetorresistivo 1
Regla 1 1 1 1
Multímetro digital 1 1 1
Unidad de alimentación de corriente
eléctrica, 24 V DC
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
XVI © Festo Didactic GmbH & Co. KG 566921
Informaciones para el instructor
Objetivos didácticos
El objetivo didáctico general del manual de trabajo es el de enseñar el funcionamiento de los detectores
utilizados para la comprobación de la presencia de piezas y, además, el montaje del sistema en el panel
perfilado. La interacción directa entre la teoría y la práctica segura un rápido y sostenible progreso de los
estudios. Los objetivos detallados constan en la lista anterior correspondiente. Los objetivos didácticos
concretos e individuales están relacionados con cada ejercicios específico.
Duración aproximada
El tiempo necesario para desarrollar los ejercicios depende de los conocimientos previos de los alumnos.
Con aprendices del sector de mecánica o electricidad, la duración es de aproximadamente dos semanas.
Con operarios con nivel de capacitación de oficiales, debe preverse más o menos una semana.
Componentes del equipo didáctico
El manual de trabajo, la colección de ejercicios y los componentes se corresponden. Para resolver los 15
ejercicios, únicamente se necesitan los componentes del equipo didáctico TP 1311.
Cada ejercicio puede llevarse a cabo montando los componentes en una placa de montaje ranurada o en
una placa perfilada de mínimo 350 mm de ancho.
Las normas
En el presente manual de trabajo se aplican las siguientes normas:
EN 60617-7: Símbolos gráficos utilizados en esquemas de circuitos eléctricos
EN 60947-5-2: Aparatos de conmutación de baja tensión – Unidades de control y elementos
de conmutación – Detectores de posición
EN 61346-2: Sistemas industriales, equipos y productos industriales;
Principios aplicados para la estructuración e identificación de referencias
Identificaciones utilizadas en el manual de trabajo
Los textos con las soluciones y las informaciones complementarias en las representaciones gráficas
aparecen en color rojo.
Identificaciones utilizadas en la colección de ejercicios
Las partes que deben completarse en los textos aparecen marcados con líneas o con celdas sombreadas en
las tablas.
Las gráficas que deben completarse están identificadas mediante un fondo matricial.
Sugerencias para las clases
Aquí se ofrecen informaciones adicionales sobre cada detector. Estas informaciones no aparecen en la
colección de ejercicios.
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 566921 XVII
Soluciones
Las soluciones que se ofrecen en el presente manual de trabajo se obtuvieron llevando a cabo mediciones
de prueba. Por lo tanto, los resultados obtenidos por el instructor pueden ser diferentes.
Estas diferencias se producen especialmente en el caso de detectores que permiten efectuar ajustes. En el
caso de los detectores ópticos, los resultados también pueden variar en función de las características de las
superficies de las piezas detectadas. El canto de corte de la fibra óptica y el paso entre el emisor/receptor y
la fibra óptica puede incidir en los resultados de las mediciones.
Especialidades de estudio
A continuación se atribuyen las especialidades (tal como son usuales en centros de formación profesional)
al tema didáctico "Sensores para la detección de piezas". Las especialidades que constan en la tabla no
pretenden ser exhaustivas.
Profesión Tema
Electrónico especializado en
técnicas de automatización
Analizar y adaptar sistemas de control
Analizar equipos y comprobar su seguridad
Programar y crear sistemas de control de equipos industriales
Seleccionar e integrar sistemas de accionamiento
Poner en funcionamiento sistemas de automatización y entregarlos al cliente
Efectuar el mantenimiento y la reparación de sistemas de automatización y
optimizarlos
Mecatrónico Crear sistemas parciales de mecatrónica
Poner en funcionamiento, localizar de fallos y realizar reparaciones
Mecánico industrial Instalar y poner en funcionamiento sistemas de control
Estructura de los ejercicios
La estructura metódica es la misma para todos los 15 ejercicios. Los ejercicios están estructurados de la
siguiente manera:
Título
Objetivos didácticos
Descripción de la tarea a resolver
Esquema de situación
Finalidad del proyecto
Medios auxiliares
Hojas de ejercicios
El manual de trabajo contiene las soluciones de las tareas incluidas en la colección de ejercicios.
XVIII © Festo Didactic GmbH & Co. KG 566921
Denominación de los componentes
La denominación de los componentes que constan en los esquemas se rige por la norma DIN EN 61346-2.
Dependiendo del tipo de componente, su identificación incluye letras. Si un circuito incluye varios
componentes iguales, éstos están numerados correlativamente.
Sensores: B, B1, B2, ...
Equipos emisores de señales: P, P1, P2, ...
Contenido del CD-ROM
El manual de trabajo está incluido en el CD-ROM adjunto en forma de archivo de formato pdf. El CD-ROM del
presente equipo didáctico incluye material didáctico complementario.
Estructura del contenido del CD-ROM:
Instrucciones de utilización
Imágenes
Hojas de datos
Presentaciones
Descripción de los productos
Instrucciones de utilización
Instrucciones para la utilización apropiada de los diversos componentes incluidos en el equipo didáctico.
Estas instrucciones son útiles al efectuar el montaje y poner en funcionamiento los componentes
respectivos.
Imágenes
Mediante fotografías y representaciones gráficas se muestran aplicaciones industriales reales. Estas
imágenes pueden aprovecharse para entender mejor la tarea a resolver en cada ejercicio. Además, pueden
utilizarse para ampliar y completar la presentación de proyectos.
Hojas de datos
Las hojas de datos de los componentes constan en archivos de formato PDF.
Presentaciones
En esta carpeta se incluyen presentaciones resumidas de los componentes incluidos en el equipo didáctico.
Pueden utilizarse, por ejemplo, para incluirlas en las presentaciones sobre proyectos.
Descripción de los productos
Se ofrecen informaciones del correspondiente fabricante sobre cada uno de los componentes
seleccionados. Esta forma de explicar estos componentes tiene la finalidad de demostrar cómo se presentan
los componentes en un catálogo industrial. Además, estas páginas incluyen informaciones complementarias
sobre los componentes.
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 566921 1
Ejercicio 1:
Detección de la velocidad de giro de una rueda dentada
Objetivos didácticos
Una vez realizado este ejercicio, habrá alcanzado las siguientes metas didácticas:
Conocerá la construcción y el funcionamiento de detectores de posición magnetorresistivos.
Conocerá el funcionamiento de detectores de posición magnetorresistivos.
Conocerá la técnica de las conexiones y los circuitos de detectores de posición.
Descripción de la tarea a resolver
Para determinar los giros que ejecuta una rueda dentada no metálica, se prevé la utilización de un detector
sin contacto. Con ese fin, se monta un imán en uno de los dientes de la rueda. Deberá preverse una
conmutación segura del detector. Deberá determinarse la curva de conmutación del detector de posición.
Además, deberá analizarse la influencia la orientación del eje entre los polos del imán.
Esquema de situación
Detector magnético para captar giros
Ejercicio 1: Detección de la velocidad de giro de una rueda dentada
2 © Festo Didactic GmbH & Co. KG 566921
Finalidad del proyecto
1. Describir la construcción y funcionamiento de un detector magnetorresistivo.
2. Analizar el funcionamiento de detectores de posición magnetorresistivos.
3. Analizar la influencia que tiene la orientación del eje entre los polos del imán.
Medios auxiliares
Hojas de datos
Manual de estudio: Detectores de posición
Importante
Conectar la alimentación de tensión únicamente si se han establecido todas las conexiones y si se ha
comprobado que están en buen estado. Al terminar el ejercicio, deberá desconectarse nuevamente la
alimentación de tensión. Sólo después deberán desmontarse los componentes.
Ejercicio 1: Detección de la velocidad de giro de una rueda dentada
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 566921 3
Descripción del funcionamiento
– Describa el funcionamiento del detector de posición magnetorresistivo.
El detector magnetorresistivo capta el campo magnético mediante resistencias que reaccionan a
campos magnéticos. La conexión de puente de las resistencias genera una tensión cuando se acerca
un imán. La señal de esta tensión se procesa en la electrónica incorporada, y se transforma en una
señal de salida.
En el caso del detector utilizado, la superficie sensible a campos magnéticos está identificada con un
punto azul.
– Complete el símbolo del detector magnetorresistivo.
Criterios:
• El detector de posición funciona sin establecer contacto con la pieza,
• ya que reacciona al acercamiento de un imán.
• A modo de salida utiliza un contacto normalmente abierto.
1
3
4
– Rellene la tabla siguiente. Consulte los datos necesarios en la hoja de datos del detector
magnetorresistivo.
Parámetros Valor
Tensión de funcionamiento (DC) 10 – 30 V DC
Corriente de conmutación Máximo 200 mA
Frecuencia de conmutación Máximo 500 Hz
Salida conmutada PNP, normalmente abierto
Indicación de estado de conmutación LED amarillo
Reproducibilidad del valor de conmutación ± 0,1 mm
Clase de protección IP 67
Ejercicio 1: Detección de la velocidad de giro de una rueda dentada
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Determinación del funcionamiento
– Efectúe el montaje de la unidad de indicación, de la corredera de posicionado y del detector
magnetorresistivo en la placa perfilada.
– Monte el detector magnetorresistivo una ranura más allá de la ranura utilizada para el montaje de la
corredera de posicionado.
0V
0 10 20 30 40 50
24
VQ
1Q
2Q
3
Construcción
– Conecte la tensión de alimentación de 24 V y el detector magnetorresistivo a la unidad de indicación.
Complete el esquema de distribución.
24 V
0 V
1
3
4
24 V
0 V
Q1
B
P
Esquema de distribución eléctrico
Ejercicio 1: Detección de la velocidad de giro de una rueda dentada
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– Actualice la lista de componentes. Incluya los componentes que son necesarios para analizar el
comportamiento de la operación de conmutación.
Cantidad Componente
1 Detector de posición, magnetorresistivo
1 Corredera de posicionado
1 Unidad de indicación y distribución eléctrica
1 Unidad de alimentación de corriente eléctrica, 24 V DC
N° Piezas individuales
1 Elemento de fijación de piezas
2 Imán 1, sobre placa de soporte
3 Imán 2, sobre placa de soporte
Piezas incluidas en el juego de objetos prueba
Experimento 1
– Coloque el elemento de fijación de piezas en el punto de recepción de piezas de la corredera de
posicionado.
– Seleccione el imán 1 e introdúzcalo en el elemento de fijación de piezas.
– Desplace el elemento de fijación de piezas de la corredera de posicionado hasta el tope (escala “0
mm”). Posicione el detector y el carro de tal manera que la distancia entre el imán y el detector sea la
más pequeña posible.
– Mueva el imán a lo largo del eje longitudinal del detector. En el diagrama marque los puntos en los que
el detector reacciona al imán. La reacción se puede apreciar en la medida en que se enciende el diodo
luminoso del detector. También se enciende el diodo luminoso de la unidad de indicación.
– La distancia entre el imán y el detector debe aumentarse en pasos de 2 mm. La cinta de soporte del
imán debe moverse cada vez 50 mm, tomando como referencia la superficie activa del detector (punto
azul). El recorrido debe completarse en cada operación de medición.
Ejercicio 1: Detección de la velocidad de giro de una rueda dentada
6 © Festo Didactic GmbH & Co. KG 566921
Importante
Al efectuar las mediciones, tenga en cuenta que en el detector no coinciden los puntos de conexión y
desconexión. Acerque el imán al detector no activado, por ejemplo desde la izquierda, hasta que el
detector cambia su estado de conmutación. Así se obtiene el punto de conexión. Aleje el imán
desplazándolo hacia la izquierda, hasta que el detector pasa de estado activado a estado desactivado.
De esta manera se obtiene el punto de reacción. La diferencia de recorrido entre estos dos puntos se
llama histéresis.
S
10
-30
30
20
-20
10 403020 mm
40
50
mm
-40
-50
Curva de conmutación, imán 1
Ejercicio 1: Detección de la velocidad de giro de una rueda dentada
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Experimento 2
– A continuación, seleccione el imán 2 y repita el experimento antes descrito.
– En el diagrama marque los puntos en los que el detector reacciona a este imán.
10
-30
30
20
-20
10 403020 mm
40
50
mm
-40
-50
S
Curva de conmutación, imán 2
Ejercicio 1: Detección de la velocidad de giro de una rueda dentada
8 © Festo Didactic GmbH & Co. KG 566921
Influencia de la orientación del eje entre polos
– Describa la influencia que tiene la orientación del eje entre los polos del imán.
Tal como se puede apreciar en las curvas de conmutación, existen dos o, respectivamente, tres
márgenes de conmutación, dependiendo de la orientación del eje entre los polos magnéticos. Uno de
los tres márgenes puede identificarse claramente como el margen principal. Puede evitar la
ambigüedad de las señales de salida, montando el imán con orientación correcta del eje entre sus
polos y, además, una vez definida la fuerza del campo magnético, seleccionando la distancia correcta.
Tratándose de combinaciones de detector de posición e imán adquiridos por separado, siempre
deberá comprobarse primero el comportamiento de conmutación. Únicamente así se tiene la
seguridad de utilizar correctamente el detector de posición.
Resuelva las siguientes tareas:
– Nombre dos posibilidades adicionales para detectar un campo magnético. Explique brevemente el
funcionamiento de esos detectores de posición.
Las lengüetas de conexión de material ferrítico de los contactos Reed están fundidos en un émbolo de
vidrio. Las lengüetas se magnetizan por acción de un campo magnético. Los contactos se atraen, por
lo que se cierra el circuito.
Detectores magnéticos inductivos: se evalúa el estado de un circuito de resonancia. La bobina del
circuito de resonancia está provista de un núcleo anular. El material del núcleo se satura debido al
campo magnético, por lo que cambia la corriente del circuito de resonancia. Ese cambio se mide y
evalúa.
– Explique el concepto «magnetorresistivo»
Bajo magnetorresistivo se entiende el cambio de una resistencia de materiales ferromagnético bajo la
influencia de un campo magnético. Las resistencias pueden ser, por ejemplo, de níquel-hierro. Las
resistencias se conectan mediante puentes de Wheatstone. La tensión de puente cambia bajo la
influencia del campo magnético exterior. Ese cambio se mide y evalúa.
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 566925 1
Ejercicio 1:
Detección de la velocidad de giro de una rueda dentada
Objetivos didácticos Una vez realizado este ejercicio, habrá alcanzado las siguientes metas didácticas:
• Conocerá la construcción y el funcionamiento de detectores de posición magnetorresistivos.
• Conocerá el funcionamiento de detectores de posición magnetorresistivos.
• Conocerá la técnica de las conexiones y los circuitos de detectores de posición.
Descripción de la tarea a resolver Para determinar los giros que ejecuta una rueda dentada no metálica, se prevé la utilización de un detector
sin contacto. Con ese fin, se monta un imán en uno de los dientes de la rueda. Deberá preverse una
conmutación segura del detector. Deberá determinarse la curva de conmutación del detector de posición.
Además, deberá analizarse la influencia la orientación del eje entre los polos del imán.
Esquema de situación
Detector magnético para captar giros
Ejercicio 1: Detección de la velocidad de giro de una rueda dentada
2 Nombre: __________________________________ Fecha: ____________ © Festo Didactic GmbH & Co. KG 566925
Finalidad del proyecto 1. Describir la construcción y funcionamiento de un detector magnetorresistivo.
2. Analizar el funcionamiento de detectores de posición magnetorresistivos.
3. Analizar la influencia que tiene la orientación del eje entre los polos del imán.
Medios auxiliares • Hojas de datos
• Manual de estudio: Detectores de posición
Importante
Conectar la alimentación de tensión únicamente si se han establecido todas las conexiones y si se ha
comprobado que están en buen estado. Al terminar el ejercicio, deberá desconectarse nuevamente la
alimentación de tensión. Sólo después deberán desmontarse los componentes.
Ejercicio 1: Detección de la velocidad de giro de una rueda dentada
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 566925 Nombre: __________________________________ Fecha: ____________ 3
Descripción del funcionamiento
– Describa el funcionamiento del detector de posición magnetorresistivo.
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
– Complete el símbolo del detector magnetorresistivo.
Criterios: • El detector de posición funciona sin establecer contacto con la pieza,
• ya que reacciona al acercamiento de un imán.
• A modo de salida utiliza un contacto normalmente abierto.
1
3
4
– Rellene la tabla siguiente. Consulte los datos necesarios en la hoja de datos del detector
magnetorresistivo.
Parámetros Valor
Tensión de funcionamiento (DC)
Corriente de conmutación
Frecuencia de conmutación
Salida conmutada
Indicación de estado de conmutación
Reproducibilidad del valor de conmutación
Clase de protección
Ejercicio 1: Detección de la velocidad de giro de una rueda dentada
4 Nombre: __________________________________ Fecha: ____________ © Festo Didactic GmbH & Co. KG 566925
Determinación del funcionamiento
– Efectúe el montaje de la unidad de indicación, de la corredera de posicionado y del detector
magnetorresistivo en la placa perfilada.
– Monte el detector magnetorresistivo una ranura más allá de la ranura utilizada para el montaje de la
corredera de posicionado.
0V
0 10 20 30 40 50
24
VQ
1Q
2Q
3
Construcción
– Conecte la tensión de alimentación de 24 V y el detector magnetorresistivo a la unidad de indicación.
Complete el esquema de distribución.
24 V
1
3
4
24 V
0 V
Q1B
Esquema de distribución eléctrico
Ejercicio 1: Detección de la velocidad de giro de una rueda dentada
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– Actualice la lista de componentes. Incluya los componentes que son necesarios para analizar el
comportamiento de la operación de conmutación.
Cantidad Componente
1
1
1
1 Unidad de alimentación de corriente eléctrica, 24 V DC
N° Piezas individuales
1 Elemento de fijación de piezas
2 Imán 1, sobre placa de soporte
3 Imán 2, sobre placa de soporte
Piezas incluidas en el juego de objetos prueba
Experimento 1 – Coloque el elemento de fijación de piezas en el punto de recepción de piezas de la corredera de
posicionado.
– Seleccione el imán 1 e introdúzcalo en el elemento de fijación de piezas.
– Desplace el elemento de fijación de piezas de la corredera de posicionado hasta el tope (escala “0
mm”). Posicione el detector y el carro de tal manera que la distancia entre el imán y el detector sea la
más pequeña posible.
– Mueva el imán a lo largo del eje longitudinal del detector. En el diagrama marque los puntos en los que
el detector reacciona al imán. La reacción se puede apreciar en la medida en que se enciende el diodo
luminoso del detector. También se enciende el diodo luminoso de la unidad de indicación.
– La distancia entre el imán y el detector debe aumentarse en pasos de 2 mm. La cinta de soporte del
imán debe moverse cada vez 50 mm, tomando como referencia la superficie activa del detector (punto
azul). El recorrido debe completarse en cada operación de medición.
Ejercicio 1: Detección de la velocidad de giro de una rueda dentada
6 Nombre: __________________________________ Fecha: ____________ © Festo Didactic GmbH & Co. KG 566925
Importante
Al efectuar las mediciones, tenga en cuenta que en el detector no coinciden los puntos de conexión y
desconexión. Acerque el imán al detector no activado, por ejemplo desde la izquierda, hasta que el
detector cambia su estado de conmutación. Así se obtiene el punto de conexión. Aleje el imán
desplazándolo hacia la izquierda, hasta que el detector pasa de estado activado a estado desactivado.
De esta manera se obtiene el punto de reacción. La diferencia de recorrido entre estos dos puntos se
llama histéresis.
10
-30
30
20
-20
10 403020 mm
40
50mm
-40
-50
Curva de conmutación, imán 1
Ejercicio 1: Detección de la velocidad de giro de una rueda dentada
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Experimento 2 – A continuación, seleccione el imán 2 y repita el experimento antes descrito.
– En el diagrama marque los puntos en los que el detector reacciona a este imán.
10
-30
30
20
-20
10 403020 mm
40
50mm
-40
-50
Curva de conmutación, imán 2
Ejercicio 1: Detección de la velocidad de giro de una rueda dentada
8 Nombre: __________________________________ Fecha: ____________ © Festo Didactic GmbH & Co. KG 566925
Influencia de la orientación del eje entre polos
– Describa la influencia que tiene la orientación del eje entre los polos del imán.
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_________________________________________________________________________________________
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Resuelva las siguientes tareas:
– Nombre dos posibilidades adicionales para detectar un campo magnético. Explique brevemente el
funcionamiento de esos detectores de posición.
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– Explique el concepto «magnetorresistivo»
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