Ventosas redondas industriales

¿Necesitas que te asesore un profesional?

En ROBOTS XL encontrarás un experto que te asesore

¿Qué es una ventosa de vacío redonda y para qué sirve?

Una ventosa de vacío es una ventosa con base redonda destinada a coger objetos objeto, por lo que es el punto de unión entre una máquina y una pieza. Utiliza presión negativa para adherirse a las piezas al provocar una depresión. La presión negativa es provocada al expulsar la presión del aire al exterior favoreciendo de este modo sujetar una pieza. Hay que indicar que la diferencia de presión entre dentro y fuera de la ventosa la provoca la bomba de vacío, quien se encarga de extraer el aire que queda en la ventosa.

Habitualmente las aplicaciones de vacío se destinen a procesos productivos de manipulación de componentes, ya sea en una cadena de montaje, alimentadores de máquinas, para picking o de packaging.

Ventajas de integrar sistemas de vacío

Las aplicaciones de vacío ofrecen grandes beneficios al sector industrial:

• Son capaces de trabajar con piezas a gran velocidad
• Tienen gran precisión
• Son sistemas neumáticos muy flexibles a la hora de adaptarlos a los trabajos
• Tiene un menor consumo de energía respecto a otros sistemas
• El equipo neumático es un sistema limpio lo que le favorece a la hora de ser integrado en ambientes muy limpios como sucede en el sector alimentario
• Es una solución perfecta para producir con robots Scara
• Necesitan una configuración muy sencilla de integrar en cualquier robot industrial
• Se adaptan perfectamente en la automatización de final de línea y del packaging.
• Son realmente rápidos
• Se pueden personalizar en función de la porosidad de los distintos materiales

¿De qué modo funciona una ventosa de vacío?

Una ventosa de vacío funciona situándose sobre una superficie en donde al adherirse expulsa el aire hacia el exterior. Cuando deja de hacer presión, vuelve a su posición normal, generando un vació de baja presión en su interior como para mantenerse adherido al material. Esta fuerza de agarre se crea por la diferencia de presión atmosférica existente entre la ventosa y el exterior.

Para soltar una pieza desactivamos la presión generada por la bomba de vacío, igualando ambas presiones. Por lo tanto, el tiempo que aguanta una pieza sujeta a una ventosa dependerá de cuánto tiempo logre mantener las diferencias de presión entre el exterior y el interior del sistema. Hay aspectos a controlar antes de calcular el tiempo que puede mantener la presión sin pérdidas, como la porosidad de la superficie, el generador de vacío que se emplea que las ventosas para aplicaciones especiales son las fabricadas exclusivamente para dar respuesta a los materiales más exigentes.

¿Necesitas que te asesore un profesional?

Encuentra la ventosa adecuada para tu aplicación

Tipos de ventosas de vacío para robots industriales

• Ventosas planas. Las ventosas planas, también llamadas ventosas de copa, son las más empleadas en el sector industrial al ser utilizadas principalmente para manipular piezas con superficie plana, cóncavas e incluso abombadas. Las ventosas tienen una forma redonda y ovalada. Existen ventosas que se adaptan eficazmente a la constitución de los objetos, así como su anchura y a su capacidad de deformación. Destacan por su gran capacidad de posicionamiento repetitivo. Las ventosas planas redondas, y en especial las placas de ventosa ovaladas son soluciones eficientes para la sujeción de perfiles largos y estrechos, como pueden ser marcos de puertas que incluso pueden llegar a estar abombadas.
• Ventosas ultraplanas. Son ventosas totalmente planas que se usan en productos alimenticios con base plana para trabajos en donde se necesita no dejar marca.
• Ventosas de fuelle. Las ventosas de fuelle reciben su nombre por su forma de acordeón o fuelle, con pliegues que van desde el 1.5 y que aumentan en función del fabricante. Están especialmente indicadas para utilizarse en superficies abombadas, con desniveles de altura o con deformaciones en los materiales. Existen ventosas de fuelle redondas y ovaladas principalmente, aunque según las necesidades de la pieza pueden incorporar juntas anulares que favorecen el agarre ante superficies con mayor desnivel. Para piezas largas y de poco grosor se han creado las de fuelle ovaladas. Sus diámetros pueden oscilar desde los 2 mm hasta 255 mm.
• Ventosas rectangulares. Son ventosas con forma rectangular especialmente indicadas para trabajos de agarre de bolsas y sacos de hasta 50 kg. Tienes disponibles ventosas retangulares con fuelles y planas, con dimensiones que van desde los 25x17mm hasta los 445x216mm.
• Ventosas con forma de campana. Son ventosas con forma de campana y se caracterizan porque tienen el labio hermetizante muy delgado. Son muy flexibles a la hora de coger piezas en superficies con esquinas. Están especialmente indicados para procesos de Pick & Place en el sector alimentario.
• Ventosas metálicas. Son ventosas destinadas a manipulaciones de piezas robustas y de gran volumen. Se adaptan perfectamente a superficies rugosas, como por ejemplo hormigón o mármoles. Existen ventosas con diámetros que comprenden desde los 100 mm hasta los 450 mm.
• Ventosas para chapa con aceite. Estas ventosas están especialmente diseñadas para trabajar con piezas metálicas ligeramente curvadas y cubiertas por una capa de aceite. En su interior incorporan un sistema antiderrapante que asegura un agarre satisfactorio. Cabe recordar su potencial de succión y por poder coger piezas tanto en horizontal como en vertical.
• Ventosas de triple labio. Son ventosas creadas para superficies rugosas. Dispone de un triple labio que asegura la sujeción en piezas extremadamente rugosas o irregulares. Hay un gran número de ventosas que van desde los 48 mm hasta los 100 mm de diámetro.
• Ventosas flotantes. Son ventosas destinadas al agarre de objetos extremadamente finos y delicados, como pueden ser láminas, obleas o células fotovoltaicas. Están diseñados para no marcar las piezas gracias a que prácticamente no tiene contacto con la pieza. Durante el proceso de sujeción, la ventosa flota en el aire por el principio de Bernoulli.
• Ventosas especiales. Son las ventosas diseñadas a medida para trabajos especiales, como puede ser por sus dimensiones, peso o condiciones ambientales.
• Ventosas para perfiles hermetizantes. Es como se conoce a las ventosas que se adaptan a trabajos hermetizantes con aristas y esquinas.
• Ventosas planas para papel y láminas. Son ventosas que se componen de una base plana y redonda para garantizar la sujeción del material sin dejar huella.
• Esponja hermetizante para sistemas de planos aspirantes. Es una aplicación de vacío que mediante la utilización de una esponja se realiza el proceso de sujeción de piezas por vacío eliminando la necesidad de utilizar ventosas. Están especialmente indicadas para la manipulación de piezas delicadas en donde no puede quedar marcas, como pueden ser los cristales de pantallas LCD. También se usan para la manipulación de un gran número de materiales por medio de un único sistema de planos aspirantes. Entre sus ventajas se encuentran en que no tienen fugas y son especialmente de intercambiar. Según las características de la pieza puedes cambiar el material de la espuma para que tenga un mayor agarre. Los hay de caucho, poliuretano o silicona. Las esponjas tienen láminas para poder realizar su sustitución rápidamente. Se usan principalmente con vidrio, envases, metal, plástico, madera, productos de logística, pantallas, chapa de acero inoxidable, sacos, bolsas o piedra.
• Cajones de vacío modulares. Los cajones de vacío son sistemas modulares que permiten adaptarse a las necesidades de sujeción a los procesos. Creados diseñados para poder adaptarse ante numerosos productos en trabajos de paletizado, ya sea por volumen, peso o forma. El sistema de succión por vacío es con ventosas, esponjas hermetizantes o espuma, y los generadores de vacío pueden ir incorporados o no en el equipo. La flexibilidad de este sistema permite dividir la placa en dos áreas independientes para el agarre de distintos productos.
• Gripper con planos aspirantes de vacío para paletizado. Las garras de vacío por planos aspirantes son herramientas neumáticas que se utilizan en los robots paletizadores de cajas, botes, briks y paquetes. Su cuerpo suele estar compuesto de acero inoxidable y se caracterizan por ser capaces de realizar manipulaciones por vacío de prácticamente cualquier objeto, aunque todo dependerá de su grado de porosidad. Destacan por ser un sistema de sujeción rápido y preciso. Los planos aspirantes son de reducidas dimensiones o grandes, como pueden ser los de paletizado, que se utilizan para la carga y descarga de paquetes.
• Ventosas para capa completa de paletizado. Los distribuidores han creado aplicaciones de logística para la paletización de capas completas por medio de sistemas de vacío que utilizan a su vez garras mecánicas especiales. Estas herramientas permiten aumentar drásticamente la productividad de un proceso de paletizado y despaletizado por medio de elementos de agarre personalizados.

Materiales de las ventosas de vacío

Los materiales con los que están diseñadas las ventosas se adaptan a las necesidades del producto, motivo por que hay una gran variedad de materiales. Los más utilizados son los de caucho nitrílico y natural, poliuretano y silicona, aunque también fabrican compuestos de policloruro de vinilo y diferentes variables del caucho, como el caucho etileno propileno. Estos materiales ofrecen un buen envejecimiento frente al desgaste, fricción, grado de estanquidad, resistencia a la abrasión, al aceite, ozono, disolventes y ácidos, a la intemperie, humedad del proceso y del entorno de trabajo. Los trabajos específicos del sector alimenticio necesitan tener la calificación FDA 21 CFR 177.2600.

Equipos que conforman un sistema de vacío

Las aplicaciones de vacío para el sector de la automatización industrial se adaptan perfectamente a los requerimientos colaborativos por medio de gripper de vacío y garras. Principalmente un sistema de vacío puede llegar a disponer de los siguientes componentes:

• Bielas elásticas para la compensación de alturas. Son accesorios diseñados para amortiguar las diferencias existentes entre el sistema de vacío y un material. En función de su diseño, las necesidades de las ventosas pueden necesitar un suplemento.
• Racores y alojamientos articulados. Se utilizan para orientar las ventosas en piezas con desniveles.
• Eyectores de vacío. Estos accesorios generan el vacío centralizado por medio de neumática e incorporan silenciadores. Sirven para controlar la eficacia de las señales. Pueden ser compactos, en línea o por medio de terminales compactos formando módulos.
• Bombas de vacío. Las bombas de vacío es un sistema que funciona con electricidad que sirven para extraer presión de un sistema a una presión inferior que la de la atmósfera. De este modo crea un circuito con presión de vacío con el caudal necesario para agarrar grandes pesos.
• Generadores de Vacío. Los generadores de vacío se componen de un sistema neumático o eléctrico que genera el vacío necesario dentro de un circuito. Son los responsables de generar movimientos muy rápidos y gracias a que son equipos pequeños son muy fáciles de colocar en un circuito. Estos equipos mecánicos están especialmente indicados para cuando no hay posibilidad de agregar un equipo o cuando el producto necesita gran presión para la potencias de aspiración elevadas.
• Válvulas de presión. Las Válvulas se utilizan para vaciar la presión del circuito que según las particularidades del producto, tendrá una tecnología más avanzada para dar respuesta a los procesos más exigentes. En su interior llevan válvulas con distintas formas, como puede ser de bola o de trébol, cada una de ellas tiene sus propias particularidades. 
• Utillajes de compensación para ventosas. Son herramientas de vacío que sirven para compensar los movimientos que se generan durante el proceso de agarre. Tienes utillajes que son capaces de contrarrestar el giro e incluso puedes incluir un antigiro.

¿Para qué se usan las ventosas de vacío?

La tecnología de vacío se adapta constantemente a las necesidades que se generan en la Industria 4.0 innovando con sistemas de vacío adecuados a las particularidades de cada proceso. Algunos ejemplos para los que están específicamente fabricados son para labores de sujeción de materiales en alimentación de prensas, automatización de líneas de producción, distribución de paquetes en centros de logística, automatización de almacenes, paletizado automático de cajas puertos, empaquetado, alimentación, automoción, productos farmacéuticos y electrodomésticos.

Los materiales adecuados para trabajos de manipulación por medio de ventosas de vacío son principalmente materiales con poco espesor, deformables, láminas de papel, plástico, vidrio, madera, accesorios de electrónica y tecnológicos, chapa, productos envasados, láminas de plástico, células solares, hormigón, cerámica, etc… 

Calcular la ventosa correcta para un agarre por vacío

Desde luego este es un aspecto de vital importancia para un funcionamiento adecuado de un proceso. La capacidad de adherencia de una ventosa se calcula al multiplicar la superficie de aspiración de la ventosa por la presión diferencial. Es decir, cuanto mayor sea el área de aspiración y mayor presión diferencial, más grande será la capacidad de sujeción de un equipo.

Partes de una ventosa de vacío redonda

Los sistemas de vacío disponen de ventosas, piezas elastométicas o hermetizantes que se dividen en dos partes, la boquilla roscada y la misma ventosa. Los equipos incorporan generación de vacío integrada por medio de efectores, generadores y bombas de vacío, elementos que se emplean en un circuito de aire al que debemos de que añadir tuberías de aire, racores y válvulas.

¿Qué es una esponja hermetizante y para qué sirve?

A parte de las ventosas, hay otros sistemas de sujeción por vacío con gran presencia en la industria. Hablamos de los sistemas de planos aspirantes que son capaces de incorporar tanto ventosas con efecto de amortiguación como esponjas hermetizantes. Un plano aspirante dispone de una lámina que se pega con una esponja que le facilita manipulaciones con ciclos rápidos. Las ventosas están preparadas para operar con piezas flexibles, como es el caso de sacos, bolsas y cajas de cartón, mientras que las esponjas hermetizante están destinadas para la manipulación de piezas alargadas, rígidas, con superficie rugosa y tarros con bordes descubiertos en donde la sujeción de una ventosa es dificultosa.