En los últimos años, han ido apareciendo aplicaciones industriales que exigen medir cargas o fuerzas en sistemas en los que operan actuadores lineales eléctricos o hidráulicos inteligentes. Para obtener medidas de carga en este tipo de aplicaciones, se han utilizado dos soluciones principales: actuadores hidráulicos inteligentes y actuadores eléctricos inteligentes.

Actuadores hidráulicos inteligentes

Los actuadores hidráulicos inteligentes monitorizan la carga en los cilindros y en el sistema midiendo la presión del fluido hidráulico mediante un transductor de presión.  Este sistema proporciona al operario información sobre los niveles de presión de fluido en el sistema; sin embargo, tiene un error inherente a la hora de medir la fuerza que aplica el pistón. Las variaciones en la temperatura del fluido, el tamaño del cilindro, la fricción, la geometría del pistón y la junta del vástago o las cargas transversales afectan negativamente a los cálculos de carga. El efecto combinado de estos factores puede conducir a errores del 20% o más.

Actuadores eléctricos lineales inteligentes - Bucle abierto

Este tipo de actuadores eléctricos lineales inteligentes utilizan un sistema de medida de bucle abierto que se encarga de controlar el voltaje y la corriente que se envía al servomotor rotativo del actuador. Este método de cálculo del valor de la fuerza puede tener errores por encima del 15-20%, causados por la fricción y por las condiciones en que se encuentre el actuador.

Actuadores eléctricos lineales inteligentes - Bucle cerrado

Distintas industrias han ido demandando medidas de carga y fuerza mucho más precisas en sus sistemas de accionamiento. Para conseguir esa precisión se han desarrollado métodos de medida de fuerzas que emplean una célula de carga con tecnología de galgas extensométricas, con la que se crea un actuador lineal inteligente. Cuando se instalan este tipo de células de carga con galgas extensométricas en el interior o en el exterior del actuador, se pueden obtener medidas de fuerzas con una precisión mejor que el ±1%. Se emplean células de carga robustas que son capaces de medir tanto la fuerza que el actuador aplica al sistema como fuerzas externas que actúan sobre el sistema. Las células disponen de distintos tipos de salidas, como mv/V, 4-20 mA, 0-5 VCC, J1939 CANbus, etc., que permiten enviar una señal con la cual se incrementa la potencia al servomotor de un actuador eléctrico o se ajusta una válvula hidráulica al nivel de fuerza requerido.

Sensores OEM de HBM

HBM puede proporcionar a los fabricantes de equipos originales células de carga a medida y perfectamente integradas, adaptadas al alojamiento disponible en los actuadores o a cualquier punto dentro del sistema mecánico. Esta posibilidad de diseñar una célula de carga adaptada al sistema y con las especificaciones deseadas aporta a los fabricantes una mayor flexibilidad. La lista de aplicaciones que requieren mediciones precisas de fuerza y carga está creciendo con rapidez, por varias razones. 

En los procesos de fabricación, aporta un mayor nivel de precisión a la manipulación de materiales y las operaciones de moldeo, troquelado, estampado y remachado. En la automatización de procesos, las medidas de fuerza con células de carga ayudan a compensar cargas de forma sincronizada.

Igualmente, se están fabricando vehículos industriales todoterreno cada vez más inteligentes y con niveles más altos de seguridad.  Por ejemplo, se está introduciendo un mayor nivel de control en las operaciones de los vehículos agrícolas, como la fuerza que se aplica a las sembradoras, el equilibrado de depósitos de grano o la monitorización de estados de sobrecarga en elevadores de tijera o polipastos.   

En las aplicaciones médicas, se están produciendo avances en el cuidado de los pacientes gracias al control inteligente de las camas de hospital, los salvaescaleras y las mesas elevadoras.

A medida que se sigan introduciendo avances en todo tipo de aplicaciones industriales con uso de actuadores hidráulicos y eléctricos inteligentes, mayor será la necesidad de medir con precisión cargas y fuerzas. HBM puede ayudar a los fabricantes de equipos originales a diseñar y producir soluciones con células de carga a la medida de los desafíos más exigentes del futuro.