Medición de fuerza-desplazamiento

¿Qué es la medición de fuerza-desplazamiento?

La medición de fuerza-desplazamiento se puede utilizar para medir de forma reproducible los estándares de prueba y los estándares de fábrica en tareas de comprobación complejas. El objetivo de cada producción industrial consiste en lograr una producción sin defectos. Por ello, las fuerzas se miden, controlan y documentan en el caso de tecnologías de conexión, especialmente en el caso de procesos de prensado y unión u otros procesos de montaje, como el atornillado de componentes individuales. Las curvas de fuerza-tiempo o fuerza-desplazamiento características de estos procesos resultan especialmente adecuadas para controlar continuamente dichos procesos. De esta forma, se muestra la curva de fuerza en relación con la posición de desplazamiento correspondiente. 

¿Cómo se realiza una medición de fuerza-desplazamiento?

Las magnitudes correspondientes se registran utilizando sensores especiales de fuerza y par, así como sensores de desplazamiento, y se transfieren a una unidad de monitor para crear una curva de fuerza-desplazamiento. La tecnología de medición piezoeléctrica resulta particularmente adecuada para registrar tales perfiles dinámicos. La curva permite obtener información precisa sobre si la conexión se realizó correctamente teniendo en cuenta los valores especificados. El resultado de la evaluación permite saber si la conexión es «correcta» o «no correcta» y, así, separar las piezas defectuosas para repasarlas.

Durante el proceso de inserción en el montaje, por ejemplo, se registran las magnitudes interdependientes, como la fuerza de prensado y la distancia de desplazamiento, y se evalúa su relación funcional.

La medición de fuerza también sirve para proteger las máquinas y las piezas de trabajo individuales de la sobrecarga. La fuerza de prensado máxima se puede controlar mediante umbrales de fuerza, por ejemplo. Las fuerzas de inserción pueden medirse directamente en el flujo de fuerza o indirectamente a través de las tensiones de la estructura de la máquina. La curva específica del par durante el proceso de atornillado se puede controlar y registrar mediante sensores de par y monitores XY. Esto evita sobrecargas y daños previos en las conexiones atornilladas. Los productos montados ganan en fiabilidad y calidad.

¿Qué ventajas ofrece controlar la fuerza, el desplazamiento y el par durante la producción?

Las crecientes demandas de calidad y precisión en la producción industrial y la fuerte competencia requieren la optimización y el control de toda la cadena de producción.
El control integrado de procesos, es decir, el control durante el paso del proceso en cuestión se ha convertido en la solución más económica para garantizar la calidad en el marco de una estrategia sin errores.

Las desviaciones pueden registrarse de inmediato y corregirse rápidamente mediante medidas específicas. Esto permite detectar deficiencias de calidad de forma prematura y se evitan pasos de montaje costosos. Las piezas faltantes se pueden apartar de inmediato y repasar en caso necesario.  Los sistemas modernos de control de procesos, como el sistema maXYmos de Kistler, relacionan entre sí todas las magnitudes que pueden detectarse a través del canal Y con sensores de fuerza, par o presión y a través del canal X con sensores de desplazamiento o ángulo de rotación. 

• Control de proceso permanente
• Seguimiento de tendencias de los parámetros de procesos
• Reacción en caso de desviaciones
• Documentación completa
• Trazabilidad de los parámetros del proceso relacionada con las piezas (Traceability)

Garantía de calidad en la comprobación de productos

La unión y el montaje de componentes individuales para confeccionar el producto final también deben controlarse y comprobarse, incluso si pueden descartarse errores en el producto final debido a las pruebas previas en producción y montaje. En la industria automotriz, la construcción aeronáutica y la tecnología médica, por nombrar solo algunos ejemplos, la calidad resulta vital y, por lo tanto, se indica en estándares estrictos (por ejemplo, ISO/TS 16949). Allí resulta obligatorio integrar los sistemas de control en la producción. Las fuerzas de contacto de las conexiones de enchufe, las fuerzas de actuación de los interruptores y teclas, los interruptores de encendido y giratorios o las tapas de rosca, así como los pares en las cajas de engranajes y motores, pueden utilizarse como criterios para la evaluación de la calidad.

¿Qué magnitudes se comprueban en la garantía de calidad de los productos mediante la medición de fuerza-desplazamiento?

Las tareas incluyen, por ejemplo, el control de calidad de:

• Fuerza de resorte
• Fuerza de contacto
• Fuerza de enchufe
• Par
• Comportamiento táctil