Ventosa de vacío cóncava

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¿Qué es una ventosa cóncava y para qué sirve?

Una ventosa de vacío cóncava es un accesorio destinado a coger un objeto, y por lo tanto, es el punto de unión entre un robot y un producto. Utiliza presión por vacío para sujetar las piezas al crear una depresión. La presión negativa es provocada al expulsar la presión del aire al exterior de la ventosa permitiendo de este modo el agarre de un objeto.

Ventajas de comprar sistemas de vacío

Los sistemas de vacío generan los siguientes beneficios al sector industrial:

• Favorece la manipulación de  piezas a gran velocidad
• Ofrecen gran precisión en la colocación
• Son sistemas neumáticos muy flexibles a la hora de integrarlos a los trabajos
• Gastan menos energía respecto a otros sistemas
• El sistema de vacío es una técnica muy limpia lo que le permite trabajar en entornos muy limpios como puede ser el sector alimentario
• Es una solución ideal para producir con robots Scara
• Necesitan una programación muy sencilla de integrar en cualquier robot industrial
• Son muy productivos en la automatización de final de línea y en líneas de envasado.
• Permiten ciclos a gran velocidad
• Se pueden personalizar en función de la rugosidad de los distintos materiales

¿De qué manera funciona una ventosa de vacío cóncava?

Una ventosa funciona colocándose sobre una superficie en donde al presionar expulsa el aire hacia el exterior. Al dejar de hacer presión, vuelve a su posición normal, creando un vació de baja presión   como para mantenerse adherido al objeto. Esta fuerza de agarre es generada por la diferencia de presión atmosférica existente entre la ventosa y el exterior.

Para dejar una pieza quitamos la presión generada por la bomba de vacío, igualando de este modo ambas presiones. Es decir, el tiempo que se mantiene una pieza adherida a una ventosa será proporcional al tiempo que logre tener las diferencias de presión entre fuera y dentro. 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 utiliza o evitando que la manguera y los racores tengan fugas de aire.

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Tipos de ventosas de vacío

Las ventosas de vacío estándar son las que principalmente cubren las necesidades de casi todos los procesos industriales, por el contrario, las ventosas para aplicaciones especiales son las diseñadas específicamente para dar respuesta a las condiciones de trabajo más difíciles.

• Ventosas planas. Las ventosas planas, también llamadas ventosas de copa, son las ventosas estándar en el sector industrial al ser utilizadas principalmente para coger piezas con superficie plana, cóncavas e incluso abombadas. Las ventosas pueden disponer de una geometría redonda y ovalada. Tenemos a nuestra disposición modelos que permiten adaptarse eficazmente a la geometría de las piezas, del mismo modo que a su anchura y a su capacidad de deformación. Destacan por su gran capacidad de exactitud en el posicionamiento. Las ventosas planas ovaladas, y en especial las placas de ventosa ovaladas han demostrado ser eficientes para el agarre de piezas largas y estrechas, como pueden ser marcos de puertas que incluso pueden encontrarse abombadas.
• Ventosas ultraplanas. Son ventosas totalmente planas destinadas a productos alimenticios con superficie más grande de lo normal para trabajos en donde es imprescindible no dejar marca.
• Ventosas de fuelles. Las ventosas de fuelle reciben su nombre por su aspecto de acordeón o fuelle, con alturas mínimas en los pliegues de 1.5 mm que aumentan en función del fabricante. Están especialmente indicadas para utilizarse sobre superficies abombadas, irregulares o con deformaciones. La gama está compuesta por ventosas de fuelle redondas y ovaladas principalmente, aunque según el producto pueden tener juntas anulares que aumentan el agarre ante superficies con diferentes alturas. Las ventosas de fuelle ovaladas están indicadas para objetos largos y de reducido grosor. El diámetro de estas ventosas va desde los 2 mm hasta 255 mm.
• Ventosas rectangulares. Son ventosas con base rectangular especialmente indicadas para procesos de manipulación de bolsas y sacos de hasta 50 kg. Puedes encontrar modelos de ventosas con dimensiones que van desde los 25x17mm hasta los 445x216mm.
• Ventosas con forma de campana. Son ventosas que recuerdan a una campana y destacan porque disponen de un labio hermetizante muy delgado. Son muy flexibles a la hora de agarrar piezas en superficies con esquinas. Se adaptan muy bien a procesos de Picking en el sector de bienes de consumo.
• Ventosas metálicas. Son ventosas destinadas a manipulaciones de piezas robustas y de gran volumen. Ofrecen un gran comportamiento en superficies rugosas, como es el caso de hormigón o losas de pizarra. Existen ventosas con diámetros que van desde los 100 mm hasta los 450 mm.
• Ventosas para chapa con aceite. Estas ventosas están especialmente diseñadas para trabajar con superficies metálicas ligeramente curvadas y cubiertas por una capa de aceite. En su interior disponen de un sistema antiderrapante que garantiza un agarre satisfactorio. Destacan por su potencial de succión y por poder coger piezas tanto en horizontal como en vertical.
• Ventosas de triple labio. Son ventosas específicamente diseñadas para superficies rugosas. Dispone de un triple labio que asegura la sujeción en piezas extremadamente rugosas e irregulares. En el mercado hay un gran número de ventosas que van desde los 48 mm hasta los 100 mm de diámetro.
• Ventosas flotantes. Son ventosas a la manipulación de objetos extremadamente delgados y delicados, como por ejemplo las láminas, obleas o células fotovoltaicas. Han sido fabricados para no realizar deformaciones en los materiales gracias a que prácticamente no tiene contacto con la pieza. Durante el proceso de manipulación, la ventosa flota en el aire por el principio de Bernoulli.
• Ventosas especiales. Son las ventosas confeccionadas a medida para procesos muy exigentes, como por ejemplo sus dimensiones, peso o temperatura del entorno de trabajo.
• Ventosas para perfiles hermetizantes. Es como se denomina 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 un sistema que mediante el uso de una esponja se realiza la manipulación de piezas por vacío eliminando el uso de ventosas. Están especialmente indicadas para el agarre de piezas delicadas en donde es prioritario no generar huella, como pueden ser los cristales de pantallas LCD. También se emplean para el agarre de un gran número de materiales utilizando únicamente un único sistema de planos aspirantes. Entre sus ventajas se encuentran en que no tienen fugas y que son especialmente fáciles de intercambiar. Según las características de la pieza puedes sustituir el tipo de material para que tenga un mejor envejecimiento. Los hay de caucho, poliuretano o silicona. Las ventosas con espuma disponen de láminas que permiten realizar los cambios rápidamente. Están especialmente adaptados para vidrio, envases, metal, plástico, madera, paquetes de logística, cristales de pantallas, chapa de acero inoxidable, sacos o bolsas.
• Cajones de vacío modulares. Los cajones de vacío son aplicaciones modulares que facilitan la adaptación a las necesidades de agarre a los procesos. Creados diseñados para ser muy flexibles ante los procesos de paletizado, ya sea por tamaño, peso o geometría. El proceso de agarre por vacío puede ser por medio de ventosas, esponjas hermetizantes o espuma, y los generadores de vacío pueden estar dentro o fuera del equipo. La flexibilidad de este sistema permite seccionar la placa en dos áreas autónomas para la sujeción 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 por ejemplo los de paletizado, que se utilizan para la carga y descarga de diversos materiales.
• Ventosas para capa completa de paletizado. Los proveedores de sistemas ofrecen aplicaciones de logística para el paletizado de capas completas por medio de sistemas de vacío que utilizan a su vez garras mecánicas especiales. Estos útiles permiten aumentar drásticamente la producción de un proceso de paletizado y despaletizado por medio de elementos de sujeción personalizados.

Características de los materiales de las ventosas de vacío cóncavas

Los materiales con los que están creadas las ventosas ovaladas o cóncavas son flexibles a las particularidades del producto, motivo por que hay una gran variedad de materiales. Los más utilizados son el caucho nitrílico y natural, poliuretano y silicona, aunque también fabrican compuestos de policloruro de vinilo y diferentes derivados del caucho, como el caucho etileno propileno. Estos materiales se comportan correctamente ante el desgaste, fricción, a la deformación permanente, resistencia a la abrasión, al aceite, ozono, alcohol y ácidos, a la intemperie, temperaturas del proceso y del entorno de trabajo. Los trabajos destinados para el sector alimentario 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 robótica industrial cumplen con las necesidades colaborativas por medio de gripper de vacío y garras. Normalmente un sistema de vacío puede llegar a incorporar los siguientes equipos:

• 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 la geometría de la pieza, la altura de las ventosas puede necesitar un suplemento.
• Racores y alojamientos articulados. Se utilizan para orientar las ventosas en piezas con desniveles.
• Eyectores de vacío. Estos accesorios provocan presión negativa centralizado de forma neumática e incorporan silenciadores. Sirven para controlar eficazmente las señales y pueden ser compactos, en línea o por medio de terminales compactos formando módulos. En el siguiente enlace puedes encontrar más información sobre qué es un eyector de vacío.
• Bombas de vacío. Las bombas de vacío es un sistema eléctrico que sirven para sacar presión de un circuito a una presión menor que la de la atmósfera. De este modo los diferentes tipos de bombas de vacío que existen generan un circuito con presión negativa con el caudal imprescindible para succionar grandes pesos.
• Generadores de Vacío. Los generadores de vacío utilizan un sistema neumático o eléctrico que crea el vacío debido en el interior de un circuito. Son los encargados de ofrecer movimientos muy rápidos y gracias a que son equipos pequeños son muy fáciles de instalar en un circuito. Los generadores eléctricos están recomendados para cuando no hay posibilidad de incorporar un módulo o cuando el producto necesita gran presión para la aspiración de aspiración elevadas.
• Válvulas de presión. Las Válvulas se utilizan para vaciar la presión del sistema que en función de las particularidades del proceso, utilizará una tecnología más avanzada para poder responder ante las piezas más exigentes. Dentro incorporan válvulas con distintas geometrías, 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 compensan los desplazamientos que se generan durante el proceso de agarre. Tienes modelos que son capaces de contrarrestar el giro y también tienes la opción de integrar un antigiro.

¿Para qué sirven las ventosas de vacío cóncavas?

Las técnicas de vacío se adaptan constantemente a las necesidades que se generan en la Industria 4.0 innovando con soluciones de fijación adecuadas a las necesidades de cada producto. Algunos de los sectores para los que están directamente creados son para procesos de agarre de piezas en estampaciones metálicas, automatización de líneas de producción, preparación de paquetes en centros de logística, automatización de almacenes, paletizado automático de sacos puertos, empaquetado, alimentación, automoción, productos químicos y piezas de electrónica.

Los materiales adecuados para trabajos de coger y dejar piezas con ventosas de vacío redondas o cóncavas son principalmente materiales con poco espesor, deformables, láminas de papel, plástico, vidrio, madera, accesorios de electrónica y tecnológicos, enchapados, productos envasados, láminas de plástico, células solares, hormigón, baldosas, etc… 

¿Cómo se calcula la ventosa adecuada?

Sin duda este es un aspecto de vital importancia para el correcto funcionamiento de un trabajo. La capacidad de adherencia de una ventosa se calcula al multiplicar la superficie de aspiración de la ventosa por la presión diferencial. Por lo tanto cuanto mayor sea el área de aspiración y mayor presión diferencial, mayor será la fuerza de retención de un sistema.

Partes de una ventosa cóncava

Los sistemas de vacío disponen de ventosas, piezas elastométicas o hermetizantes que se componen de dos partes, la boquilla roscada y la propia ventosa. Los equipos incorporan generación de vacío integrada por medio de eyectores compactos, generadores y bombas de vacío, elementos que se emplean en un circuito de aire que está complementado por tuberías de aire, racores y válvulas.

¿Qué es una esponja hermetizante y para qué sirve?

A parte de las ventosas, existen otras aplicaciones de agarre por vacío con gran presencia en el sector industrial. Son los sistemas de planos aspirantes que son capaces de integrar tanto ventosas con efecto de amortiguación como esponjas hermetizantes. Este sistema incorpora una lámina que se pega con una esponja que le permite manipulaciones con tiempos de ciclo muy rápidos. Las ventosas están especialmente indicadas para operar con piezas flexibles, como por ejemplo bolsas, envases y bandejas, mientras que las esponjas hermetizante sobresalen en la manipulación de piezas alargadas, rígidas o latas y tarros con bordes descubiertos en donde el agarre de una ventosa es difícil.