Cables de señal de silicona para sensores | Cable flexible de movimiento para equipos de robótica y automatización

Cables de señal de silicona para sensores | Cable flexible de movimiento para equipos de robótica y automatización

Referencia de campo: cableado de sensores y señales para equipos de automatización en movimiento

Los tres síntomas que suelen indicar un problema en el cable de señal

Antes de especificar un nuevo cable de sensor, conviene identificar el tipo de fallo que se pretende evitar. En robots y equipos de automatización en movimiento, los problemas con la señal de los sensores suelen manifestarse en forma de uno de estos tres síntomas, y los tres suelen diagnosticarse erróneamente como fallos del sensor o del controlador antes de que nadie compruebe el propio cable:

1. Pérdida intermitente de señal relacionada con el movimiento, no por el tiempo: la lectura del sensor solo parpadea cuando el brazo pasa por una posición concreta y, a continuación, vuelve a la normalidad en reposo. Esto suele indicar una grieta por fatiga en el conductor que solo abre el circuito cuando se produce una flexión, y no un fallo del sensor.
2. Falsas activaciones relacionadas con la actividad motora cercana — Un sensor de proximidad o un codificador detecta picos de ruido precisamente cuando un servomotor adyacente aumenta gradualmente su velocidad. Se trata de un problema de blindaje o de conexión a tierra, no de calibración del sensor.
3. Degradación de la señal en tramos de cable largos — El suavizado de los flancos de los impulsos del codificador o la aparición de errores de recuento solo se producen en máquinas más largas. Se trata tanto de un problema de capacitancia o impedancia del cable como de un problema de deterioro del mismo.

Esto cable de señal de silicona para sensores Esta línea está diseñada para abordar directamente los dos primeros aspectos (resistencia a la fatiga bajo flexión repetida y blindaje contra las interferencias electromagnéticas (EMI) adyacentes al motor); el tercero depende, en parte, de las propiedades del cable y, en parte, del diseño del sistema, y se aborda más adelante.

Dónde va este cable

Utilice este cable cuando:

• el cableado de un sensor o de una señal pasa por una articulación del brazo de un robot, un eje móvil o cualquier punto que se flexione repetidamente durante el funcionamiento normal
• Las líneas de señal discurren cerca de servoconvertidores, variadores de frecuencia u otros circuitos de motores, y necesitan blindaje para protegerse del ruido inducido.
• El entorno de instalación se calienta tanto que el límite práctico de vida útil de los cables de señal de PVC estándar se convierte en una verdadera limitación (cerca de las carcasas de los motores, dentro de armarios calefactados).

No utilices este cable por defecto cuando:

• la señal es un protocolo de impedancia definida (Ethernet industrial, ciertas variantes de bus de campo de alta velocidad); en estos casos se necesita un cable fabricado según unas especificaciones de impedancia concretas, y no un cable de señal apantallado de uso general, ni siquiera uno de buena calidad
• El tramo está totalmente fijo y inmóvil dentro de una cabina refrigerada; es probable que un cable apantallado estándar más económico ofrezca un rendimiento idéntico a un coste menor.
• Los tramos extremadamente largos (decenas de metros) transportan señales de encoder de alta frecuencia; en esos casos, la integridad de la señal suele resolverse mejor mediante una estrategia basada en controladores/receptores o repetidores que solo con la selección del cable.

Determinar qué propiedad es realmente importante para tu aplicación

En lugar de enumerar todas las especificaciones desde el principio, resulta más útil partir de lo que realmente falla o está en riesgo:

Si la preocupación es la fatiga por flexión: El número de hilos del conductor y el patrón de trenzado son más importantes que el material de la cubierta por sí solo. Un cable con la clasificación de temperatura adecuada, pero con un trenzado grueso, seguirá agrietándose en los puntos de flexión más rápidamente que uno con una construcción de hilos finos clasificado para uso dinámico. Cuando la vida útil en flexión sea la prioridad, comprueba la clase del conductor según la norma IEC 60228, y no solo los valores de tensión y temperatura.

Si la preocupación son las falsas activaciones provocadas por interferencias electromagnéticas (EMI): La cobertura del apantallamiento y el método de terminación son más importantes que la mera presencia del apantallamiento. Un apantallamiento trenzado con una terminación adecuada de 360° en ambos extremos ofrece un rendimiento muy superior al de la misma trenza con un conector en un solo extremo; a menudo, este factor es más determinante que la marca de cable elegida.

Si lo que preocupa es la integridad de la señal a distancia: Aquí es donde la elección del cable tiene una influencia real, aunque limitada. La estructura de par trenzado para señales diferenciales (habitual en muchas salidas de codificadores) ayuda a rechazar el ruido en modo común a lo largo de la distancia, pero más allá de una determinada longitud de cableado, la solución pasa de “utilizar un cable mejor” a “añadir un amplificador de línea o un repetidor” o “acercar la electrónica de control al sensor”. La ficha técnica de un cable no resolverá por sí sola un problema de presupuesto de señal a nivel del sistema.

Construcción

Cable de señal frente a cable de señal estándar de PVC apantallado

Si la instalación es fija y la temperatura ambiente es moderada, es posible que las ventajas que ofrece la estructura de silicona en cuanto a resistencia a la fatiga por flexión y a la resistencia al calor no justifiquen la diferencia de coste; esta tabla tiene por objeto ayudar a elegir el cable adecuado. fuera tanto como en.

Un caso práctico de resolución de problemas, paso a paso

Un patrón recurrente que merece la pena mencionar, más que un caso concreto verificado: el sensor de proximidad montado en la muñeca de un brazo robótico registra pérdidas de señal intermitentes, pero solo durante el movimiento de rotación de la muñeca, no cuando el brazo está inmóvil en cualquier posición —incluida la misma posición rotacional alcanzada desde una trayectoria diferente—. La pérdida de señal, que se correlaciona específicamente con el movimiento a través de la zona de flexión (y no con la posición, la orientación o el tiempo), es un claro indicador de una grieta por fatiga en el conductor, en el punto de flexión de la unión, más que de un problema de ajuste del sensor o del conector. Secuencia de diagnóstico estándar: comprobar la continuidad mientras se flexiona manualmente el cable en la unión antes de sustituir el sensor.

Preguntas frecuentes

Nuestro sensor de proximidad deja de funcionar únicamente cuando el brazo realiza un movimiento a través de una articulación concreta. ¿Se trata de un problema con el cable? Este patrón —una caída de señal que se correlaciona con el movimiento a través de un punto de flexión, en lugar de con la posición o el tiempo— es un indicio habitual de fatiga del conductor en esa zona de flexión. Comprobar la continuidad mientras se flexiona manualmente el cable en la unión es un paso de diagnóstico útil antes de sustituir el sensor.

¿Necesitamos un cable apantallado si nuestros sensores están lejos de cualquier motor o variador? No necesariamente. El apantallamiento es fundamental cuando los tramos de señal discurren cerca o en paralelo a los cables de alimentación del motor o a la salida del variador de frecuencia. Si el tramo está aislado de esas fuentes, puede bastar con un cable de señal de silicona de hilos finos sin apantallar.

¿Este cable es compatible con señales Ethernet industriales de alta velocidad? No: los protocolos de datos de impedancia definida requieren un cable fabricado según esa especificación de impedancia concreta. Se trata de un cable blindado de señal/sensor de uso general, no de un cable Ethernet certificado, aunque ambos puedan describirse como “blindados”.”

La señal de nuestro codificador solo se degrada en nuestra variante de máquina más larga. ¿La solución sería utilizar un cable de mejor calidad? Es posible, pero no siempre. A partir de una determinada longitud de cable, a menudo es más eficaz garantizar la integridad de la señal añadiendo un amplificador de línea o un repetidor, o replanteándose la ubicación de los componentes electrónicos de control, que limitándose únicamente a la selección del cable; esto se convierte en una cuestión de diseño del sistema más que en una mera cuestión de especificaciones del cable.

¿Qué opciones de número de núcleos y blindaje hay disponibles para los mazos de sensores personalizados? Se ofrecen configuraciones de 2 a 12 conductores (o de 1 a 4 pares trenzados) con blindaje trenzado o de lámina, fabricadas bajo pedido; el número de conductores y el tipo de blindaje se especifican en función de cada aplicación, en lugar de seleccionarse de un catálogo fijo.

Lista de verificación de especificaciones para la oferta

1. Número de sensores/señales y número de conductores necesarios
2. Tipo de señal: digital (encendido/apagado), analógica o diferencial/pulso de codificador
3. Si el cable pasa por una junta móvil o un punto de flexión (y rango de flexión aproximado)
4. Proximidad al cableado de alimentación del motor o del variador (para decidir el blindaje)
5. Longitud del tendido del cable

[Solicitar presupuesto]  ·  [Consulta a un ingeniero antes de definir las especificaciones]  ·