Cosa devi assolutamente sapere per evitare di commettere errori con i microinterruttori

Esistono “interruttori di fine corsa” e “microinterruttori” come interruttori economici e facilmente reperibili.
Ma attenzione se li scegliete basandovi solo sul prezzo.

• "Il microinterruttore ha smesso di funzionare correttamente perché la sua precisione non era sufficiente..."
• "L'impianto si è fermato a causa di un guasto al microinterruttore, provocando diverse lamentele..."
• "Le opzioni disponibili sono solo microinterruttori e finecorsa..."

Negli ultimi anni, le macchine sono diventate più piccole e precise , e il numero di progettisti e utenti di dispositivi che si trovano ad affrontare questo problema è in aumento.
In apparenza, non è raro che le persone non siano consapevoli delle caratteristiche dei microinterruttori quando li utilizzano.

In questo articolo, spiegheremo le nozioni di base sui microinterruttori e i loro vantaggi e svantaggi per ciascuna applicazione.

Spiegheremo inoltre gli "interruttori tattili a posizionamento di precisione" di METROL dal punto di vista di un "terzo interruttore" che non è né un microinterruttore né un finecorsa.

●Cosa puoi imparare da questo articolo
• Conoscenza di base dei microinterruttori e dei finecorsa
• Tre rischi che tendono a essere trascurati nella scelta degli interruttori
• Differenze tra i microinterruttori e gli interruttori di posizionamento di precisione di Metrol
• Una raccolta di casi d'uso di interruttori di posizionamento di precisione

Pubblichiamo questa raccolta di casi di introduzione agli interruttori touch che vorremmo mostrare a chi si occupa di progettazione , tecnologia di produzione , acquisti e manutenzione di interruttori!

Quali sono le funzioni dei microinterruttori e dei finecorsa?

Che cos'è, innanzitutto, un interruttore?

Come suggerisce il nome, un interruttore è qualcosa che "cambia".
Di seguito sono riportati tre tipi di interruttori a contatto tipici:

• Microinterruttore
• Finecorsa
• Interruttore a sfioramento di posizionamento Precisione

Un interruttore apre e chiude un circuito elettrico (ON/OFF).
Pertanto, gli interruttori sono integrati nei prodotti elettrici che ci circondano, nei robot, negli impianti di produzione, ecc., per svolgere funzioni di controllo.
Innanzitutto, spiegheremo le caratteristiche dei microinterruttori e dei finecorsa.

Qual è la differenza tra microinterruttori e interruttori di fine corsa?

Che cos'è un microinterruttore?

Un microinterruttore è un piccolo interruttore racchiuso in un involucro di plastica, dotato di un meccanismo a scatto e di contatti. (Vedi Fig. 1)
Quando un componente chiamato attuatore viene spostato verso l'alto e verso il basso, il contatto interno si apre e si chiude, accendendo e spegnendo l'alimentazione.

Che cos'è un interruttore di fine corsa?

Un interruttore di finecorsa è un interruttore rivestito con una copertura in plastica o metallo per rendere un microinterruttore impermeabile e resistente alla polvere.
Il suo ruolo è quello di rilevare la presenza o l'assenza, come un microinterruttore, ma viene utilizzato in ambienti ostili con acqua, olio, polvere, ecc.
Durante il funzionamento, un componente chiamato "cane"* è collegato all'impianto e viene utilizzato azionando la parte attuatrice del finecorsa. (Vedi Fig. 2)

Qual è la funzione di un microinterruttore, ovvero il rilevamento di presenza/assenza?

Sia i microinterruttori che i finecorsa svolgono la funzione di "rilevamento di presenza/assenza o rilevamento di esistenza" perché segnalano la presenza dell'oggetto rilevato quando questo entra in contatto con l'attuatore.

Che cos'è il "rilevamento di presenza/assenza"?

• Per confermare se è stato rilevato un oggetto o meno
• Sia che il coperchio sia chiuso o aperto
• Che sia passato o no

e così via. (Vedi Fig. 3)

Applicazioni dei microinterruttori (interruttori di fine corsa)

I microinterruttori sono utilizzati in svariati ambiti per il rilevamento di presenza/assenza, dagli elettrodomestici agli impianti di produzione industriale.

Per esempio

Elettrodomestici:

• sportello del frigorifero
• Vuoto
• Auto
• Interruttore della porta del forno a microonde
• parte del clic del mouse
• Grilletto per utensili elettrici

Prodotti e impianti industriali:

• Posizionamento Origine del piano XY
• Apertura e chiusura delle porte della struttura
• Conferma del passaggio del pezzo
• Confermare la posizione di maschere e cilindri

I microinterruttori sono integrati in tutti questi meccanismi di rilevamento di presenza/assenza.

Specifiche generali dei microinterruttori

Alcune specifiche comuni includono:

• La durata meccanica* è di circa 500.000-1.000.000 di volte
• La durata Elettrico * è pari a 200.000 volte
• Grado di protezione IP40 o superiore (nessuna specifica di impermeabilità o resistenza agli schizzi)
• Nessuna garanzia di accuratezza
• Prezzo Unità (circa 100-500 yen)

Da quanto sopra, si può affermare che il microinterruttore è un interruttore a basso costo utile in ambienti puliti dove non è richiesta precisione.

Quali sono i 3 RISCHI nascosti nella scelta di un interruttore?

Il prezzo di un microinterruttore è interessante in termini di design, ma il costo dell'interruttore stesso (costo iniziale) è solo la punta dell'iceberg dei costi totali. Ricorda che un uso e un utilizzo impropri possono comportare un aumento dei costi.

I rischi che comportano un aumento dei costi a lungo termine possono essere suddivisi in tre categorie principali.

• Rischio 1: Costo di manutenzione dovuto alla riparazione
• Rischio 2: Aumento dei costi di produzione
• Rischio 3: Costo del peggioramento della reputazione del marchio

Rischio 1: Aumento dei costi di manutenzione

Costi di riparazione dovuti al guasto dell'interruttore (manodopera, trasferte, costi di assistenza)
Le interruzioni di servizio degli impianti comportano costi per il personale di manutenzione inviato d'urgenza sul posto per intervenire. Questa è la fonte di potenziali aumenti di costo.
È necessaria un'adeguata gestione dei costi, basata sull'acquisto di pezzi di ricambio per i sensori e sullo storico delle riparazioni a pagamento.

Rischio 2: Aumento dei costi di assemblaggio

Questo è il costo associato all'installazione del meccanismo intermedio necessario per il funzionamento dell'interruttore.
L'installazione di un meccanismo a innesto o di un attuatore per azionare un microinterruttore può comportare costi aggiuntivi, come un maggiore ingombro e un aumento del numero di componenti, un ampliamento della struttura e un allungamento dei tempi di assemblaggio.
Esempi: attuatori intermedi, costi di progettazione/produzione e tempi di assemblaggio dei cani, potenziali costi persi a causa dei requisiti di spazio

Rischio 3: Costo del calo della reputazione del marchio

Anche se le prestazioni complessive della macchina sono eccellenti, guasti o malfunzionamenti frequenti nelle singole sotto-funzioni (ad esempio apertura/chiusura della porta, carico/scarico) e brevi arresti possono causare insoddisfazione nei clienti e danneggiare l'immagine del marchio.

Ciò porta a
• Diminuzione dell'utilizzo/disponibilità delle strutture *1
• Perdita di opportunità dovuta a macchine inattive
e così via, con conseguente perdita anche per l'utente.

È opportuno evitare che un impianto costoso si fermi a causa di un guasto a un interruttore, poiché riparare un'immagine del marchio danneggiata costa molto di più.
In conclusione, è necessario prestare attenzione alla perdita di opportunità future (passaggio ad altre aziende, ecc.) dovuta al deterioramento dell'immagine del marchio.

3 casi di fallimento nell'adozione dei microinterruttori

Esistono diversi casi in cui la mancanza di specifiche viene scoperta in un secondo momento, a causa di problemi causati da microinterruttori difettosi o danneggiati.

I problemi causati dai microinterruttori emergono quando la mancanza di specifiche diventa evidente in un secondo momento. Di seguito sono riportati tre casi.

Corpo 1: Utilizzo di microinterruttori in ambienti difficili

Molti microinterruttori hanno grado di protezione IP40 (non impermeabili, non resistenti alla polvere), pertanto umidità, acqua, olio e i chip possono causare problemi come corrosione e deterioramento.
Si presume che il sito dell'utente sia un ambiente che genera problemi, anche se ciò non viene previsto in fase di progettazione.

Corpo 2: Adozione di microinterruttori quando è richiesta la “precisione”.

Se per il posizionamento o il ritorno all'origine che richiedono precisione si utilizza un microinterruttore per il rilevamento di presenza/assenza, sussiste il rischio di instabilità.

• [Esempio NG 1] Durante il ritorno all'origine con un microinterruttore sul piano XY di una stampante 3D, la precisione non era sufficientemente elevata, causando problemi di prodotti difettosi.
  
• [Esempio NG 2] Quando utilizzato come interruttore di posizionamento del pezzo in una macchina utensile, il pezzo "fluttuava" e il suo posizionamento preciso non potevano essere visualizzati.

Corpo 3: Adozione di microinterruttori in situazioni in cui il carico è elevato

Se il limite di durata elettrica viene superato, o se l'interruttore viene utilizzato in un'applicazione in cui subisce un forte impatto, il guasto si verificherà prematuramente.
Evitare di utilizzare l'interruttore stesso come finecorsa quando lo si impiega per limitare il raggio di movimento della macchina.
Se il carico è elevato, l'involucro di plastica potrebbe incrinarsi o deformarsi, oppure la posizione di montaggio potrebbe spostarsi.

Commento: Perché i microinterruttori (interruttori di fine corsa) sono imprecisi?

È meglio pensare che il concetto di "ripetibilità" non esista in linea di principio nei microinterruttori per il rilevamento di presenza/assenza.
Il motivo è dovuto alla presenza di un meccanismo chiamato "meccanismo a scatto*".

Il "meccanismo a scatto" è un meccanismo che chiude e chiude rapidamente il contatto con uno "scatto" tramite una molla a balestra, sia in fase di accensione che di spegnimento. Un microinterruttore è definito come un interruttore dotato di questo meccanismo. (Vedi il video)

Questo meccanismo a scatto genera un'isteresi* e la riproducibilità della temporizzazione di azionamento dell'interruttore non è stabile, il che significa che la ripetibilità è bassa. Pertanto, sebbene l'azione a scatto sia efficace nel prolungare la durata del contatto, contribuisce a ridurne la precisione.

*La storia della nascita del "meccanismo a scatto"... In passato, la corrente alternata a 100 V era la principale fonte di alimentazione e una corrente ad alta tensione scorreva attraverso i contatti, quindi nacque una struttura chiamata "a scatto" per impedire la saldatura o la corrosione galvanica dei contatti, chiudendoli e rilasciandoli rapidamente. *Cos'è l'isteresi? La distanza tra il punto in cui l'attuatore si muove per la prima volta dalla posizione libera quando viene spinto e il punto in cui si muove per la prima volta quando ritorna.

4 punti per la selezione dell'interruttore

Fin dalla fase di progettazione, è importante valutare con precisione le condizioni di utilizzo dell'interruttore.
Prevenire i problemi prima che si verifichino porta a una riduzione dei costi futuri di manutenzione e assistenza post-vendita, nonché a una maggiore soddisfazione del cliente.

Di seguito sono riportati quattro aspetti da considerare nella scelta:

• Qual è il livello di precisione richiesto?
  Verificare se l'accuratezza del rilevamento di presenza/assenza è sufficiente o se è richiesta una riproducibilità rigorosa.
  
• La durata e l'affidabilità sono adeguate?
  " Con quale frequenza si accende e si spegne? "
  " L'interruttore sarà soggetto a vibrazioni o forti urti? "
  " L'interruttore stesso non funge da fermo? "
  A seconda della frequenza di utilizzo del dispositivo e del numero di volte in cui viene azionato l'interruttore, l'interruttore da selezionare potrebbe variare.
  
• Si prevedono ambienti che possono causare malfunzionamenti degli interruttori, come acqua, olio e polvere?
  Bisogna tenere conto del luogo in cui verrà installato il dispositivo e dell'ambiente in cui verrà utilizzato l'interruttore. Se sono presenti fattori ambientali specifici come umidità, olio, polvere, temperature elevate, basse temperature, ecc., è necessario selezionare un interruttore impermeabile e resistente agli agenti atmosferici.

• Qual è l'entità dell'impatto nell'improbabile eventualità di un guasto dell'interruttore?
  Tenete conto della durata prevista del dispositivo, della frequenza di manutenzione e dei requisiti di sicurezza del dispositivo.
  

Quindi, quali altre opzioni esistono oltre ai microinterruttori?
Spiegheremo cosa caratterizza gli "interruttori tattili a posizionamento di precisione" di METROL, che si differenziano dai microinterruttori.

Quali sono i 5 motivi per scegliere gli "interruttori tattili a posizionamento di precisione"?

Gli interruttori tattili a posizionamento di precisione di METROL sono stati sviluppati sulla base del concetto di un interruttore a contatto ad alta durata, versatile e utilizzabile in diverse tipologie di impianti, in grado di garantire un rilevamento di alta precisione anche in ambienti difficili.
Il loro utilizzo è simile a quello dei microinterruttori e dei finecorsa, ma il concetto di sviluppo è significativamente diverso da quello del "rilevamento presenza/assenza".

Spiegheremo i cinque motivi per cui si scelgono gli interruttori touch posizionabili.

Motivo 1: È possibile un posizionamento preciso anziché il rilevamento di presenza/assenza.

Gli interruttori tattili a posizionamento Precisione offrono un'elevata ripetibilità da ±0,5 μm a ±10 μm.
Poiché non vi è isteresi, il posizionamento è possibile con una ripetibilità superiore rispetto al rilevamento di presenza/assenza.

A differenza dei microinterruttori, uno dei motivi della sua elevata precisione è l'assenza di un meccanismo a scatto.
Combinandolo con le coordinate geometriche di impianti e dispositivi, è possibile ottenere un posizionamento e una misurazione di altissima precisione, nell'ordine dei micron.

Motivo 2: Lunga durata

Per confermare la precisione, vengono effettuati test di resistenza a lungo termine utilizzando apparecchiature specifiche per interruttori a sfioramento. (Guarda il video)
A seconda della serie, garantiamo una durata di precisione di 1.000.000 di cicli per i modelli brevi e di 10.000.000 di cicli per quelli lunghi.

Motivo 3: Elevata durabilità

È talmente impermeabile e antipolvere che viene utilizzato all'interno di macchine utensili che impiegano olio da taglio.
A differenza degli interruttori in plastica, la maggior parte di essi è rivestita da un involucro metallico e possiede la specifica IP67 (resistenza ad acqua, olio, polvere, ecc.).
Per gli interruttori con grado di protezione IP67 o superiore, prima della spedizione viene eseguito un test di impermeabilità.

Motivo 4: Non è necessario alcun cane per l'operazione

Non necessita di un dispositivo di fine corsa, il che rende la macchina più piccola e riduce le ore di lavoro per l'assemblaggio.

Motivo 5: Produzione 100% nazionale, facile personalizzazione

Tutte le serie vengono progettate, realizzate e prodotte nel nostro stabilimento di Tokyo, e molti interruttori possono essere personalizzati e realizzati su misura in base a standard quali forma, materiale, forza di contatto e lunghezza del cavo.

Interruttori tattili a posizionamento Precisione [Casi introduttivi]

Numerosi interruttori tattili di precisione sono stati introdotti in applicazioni quali:

• Interruttori di ritorno all'origine Alta precisione per tavole e piattaforme XY (fresatrici, stampanti 3D, macchine per il montaggio di chip, ecc.).
• Posizionamento in situazioni in cui è richiesta precisione
• Posizionamento Origine per gli ugelli dell'erogatore
• Posizionamento Origine per utensili di piccolo diametro
• Verifica dell'adesione di maschere e stampi
• compensazione dello spostamento termico degli impianti
• Meccanismo di parallelizzazione per robot chirurgici medicali

Contesto della creazione dell'interruttore tattile a posizionamento di precisione

Lo sviluppo del "commutatore di posizionamento di precisione" è stato innescato dalla crescente necessità di maschere per apparecchiature automatiche e sensori di alta precisione per determinare l'origine dei piani di lavoro.

Quando le apparecchiature automatiche e le macchine utensili a controllo numerico iniziarono a diffondersi rapidamente, erano pochi i sensori adatti al rilevamento con precisione micrometrica, e si iniziarono a utilizzare, al loro posto, microinterruttori e sensori di prossimità economici.

Poiché i microinterruttori sono destinati principalmente al "rilevamento di presenza/assenza", le applicazioni con precisione al micron richiedono un'attenta valutazione.
Di conseguenza, si verificarono errori di rilevamento e problemi di durata, e l'"interruttore di posizionamento di precisione" nacque come prodotto per soddisfare queste esigenze.

Interruttore touch di posizionamento Precisione : Presentazione della serie 6

Disponiamo di una vasta gamma di interruttori tattili di precisione, ma vorremmo presentarvi la nostra serie più venduta, la serie Six.

[Serie PT] Valutazione degli utenti che hanno adottato 👤“Con un'ampia varietà di dimensioni, siamo soddisfatti dei tempi di consegna e del prezzo.” 👤“Per i sedili. È possibile un rilevamento accurato e affidabile. Ideale per spazi piccoli e ristretti.” 👤“Utilizzato per misurare la spinta dei nostri macchinari. Abbiamo adottato questo prodotto ultracompatto per l'uso in spazi ristretti.”口clicca qui per le recensioni degli acquirenti

[Serie MT] Valutazione degli utenti che l'hanno adottato 👤"Si era verificato un fenomeno per cui la linea si era fermata a causa di un malfunzionamento, quindi l'abbiamo installato per ridurre gli errori di valutazione." 👤"In precedenza, misuravamo la lunghezza di un pezzo con un sensore di lunghezza laterale e distinguevamo i diversi tipi. Questo prodotto è di tipo ON/OFF, ma può essere gestito combinando più articoli, con conseguente riduzione dei costi. Inoltre, funziona stabilmente anche in ambienti difficili." Clicca qui per le recensioni degli acquirenti

[Serie BP] Valutazione degli utenti che l'hanno adottato 👤"È comodo perché puoi colpirlo da qualsiasi direzione." 👤"Viene utilizzato per confermare il ritorno del nucleo scorrevole dello stampo. Il pistone a sfera e il finecorsa erano installati separatamente, ma questo è sufficiente e non devi preoccuparti della posizione del finecorsa nell'apertura stretta." 👤"Con i finecorsa, dobbiamo fare attenzione alla direzione di ingresso, ma questa struttura è stata utile perché i finecorsa convenzionali si rompevano se entravano da più direzioni." 👤"Lo usiamo come eliminatore di gioco per i cuscinetti del prodotto. Pensiamo che sia un prodotto ideale che ha sia un pistone a sfera che una funzione di interruttore in un corpo compatto." (Clicca qui per le recensioni degli acquirenti)

[Serie CS] Valutazione degli utenti che l'hanno adottato 👤"Risoluzione elevata e affidabile" 👤"Utilizzato per il rilevamento del punto finale mobile del dispositivo. Il punto finale si trova in un ambiente in cui cambia leggermente a causa dell'ambiente esterno, ma il sensore tattile può rilevare in modo affidabile il contatto del pezzo. Inoltre, è economico." 👤"Anche in aree in cui ci preoccupiamo di minimi disallineamenti di posizione del pezzo, la risoluzione e la ripetibilità sono elevate ed eccellenti. Sembra essere affidabile per un utilizzo a lungo termine di 10 milioni di volte." Clicca qui per le recensioni degli acquirenti

Riepilogo della serie di interruttori di posizionamento di precisione

La serie presentata finora è solo una parte, e ne esistono molte altre varianti.
Se le specifiche e le condizioni d'uso sono fisse, è possibile filtrare la ricerca utilizzando il pulsante sottostante.

Vantaggi dei microinterruttori e dei finecorsa

I vantaggi dei microinterruttori risiedono soprattutto nella loro facilità d'uso, disponibilità e basso costo.
Non tutti i prodotti richiedono una precisione a livello di micron e una robustezza eccezionale.

Non c'è bisogno di interruttori tattili di precisione eccessivamente complessi per il rilevamento della presenza/assenza di topi ed elettrodomestici.
Se il costo totale aumenta, non si può affermare che il design del prodotto soddisfi le esigenze dell'utente.
È necessario selezionare l'interruttore ottimale con l'elemento giusto al posto giusto, sia che la priorità sia il prezzo, sia che lo siano la precisione e la facilità d'uso.

Riepilogo: Punti da tenere a mente quando si sceglie un interruttore

Come puoi vedere dai tre rischi che spesso vengono trascurati,
• Quando l'interruttore sulla porta dell'elettrodomestico è rotto
• Quando una porta dotata di un dispositivo di sicurezza di un impianto di produzione del valore di decine di milioni di yen viene rotta
La portata dell'impatto e l'urgenza non hanno eguali.

Se l'impianto si ferma, anche le attività produttive si interromperanno.
È importante stabilire se si tratti di un caso accettabile per beni di consumo generici, oppure di un prodotto industriale che richiede un'affidabilità professionale.

In fase di progettazione, dopo aver considerato quali saranno i fattori che incideranno sui costi a lungo termine degli switch da adottare, è importante selezionare tra le opzioni più appropriate senza lasciarsi confondere dal costo iniziale.

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