Qué es un eyector de vacío y tipos de eyectores que existen

¿Qué es un eyector de vacío industrial?

Los eyectores de vacío son equipos neumáticos que funcionan con el principio de Venturi. Generan el vacío centralizado de un sistema y se utilizan para mejorar la activación de las señales. Los eyectores destacan por ser muy rápidos en la generación del vacío, se pueden colocar en cualquier posición e incorporar silenciadores que reducen el impacto acústico de los escapes.

Tipos de eyectores de vacío industriales

Tenemos a nuestra disposición diferentes tipos de eyectores de vacío industriales, siendo los más utilizados en el mercado:

• Eyectores compactos de vacío
• Eyectores de vacío en línea
• Eyectores con terminales compactos formando módulos

Los eyectores de vacío se diferencian entre sí en que permiten integrar reguladores y válvulas de control. Los más avanzados incluyen sistemas para monitorizar el sistema.

Para qué sirve un eyector de vacío en robots

Los eyectores de vacío se incorporan en equipos neumáticos de presión negativa para aplicaciones de sujeción de piezas por medio de ventosas o esponjas hermetizantes .Una ventosa de vacío es un componente que se encarga de coger un objeto, y por lo tanto, es el punto de unión entre un robot y un producto. Utiliza presión por vacío para coger las piezas al generar una depresión. La presión negativa es generada al expulsar la presión del aire al exterior de la ventosa permitiendo de este modo sujetar una pieza. Hay que señalar la diferencia de presión entre el interior y el exterior de la ventosa la provoca la bomba de vacío, quien se encarga de extraer el aire que queda en la ventosa.

Es muy común que los sistemas de vacío se empleen en procesos productivos de manipulación de piezas, ya sea en una línea de producción, alimentadores de máquinas, puestos de pick & place o de packaging.

Partes de un sistema de vacío

Las soluciones de vacío para el sector de la automatización industrial se adaptan perfectamente a las necesidades colaborativas por medio de gripper de vacío y garras. Principalmente un sistema de vacío puede llegar a incorporar los siguientes equipos de vacío:

• Bielas elásticas para la compensación de alturas. Son accesorios diseñados para compensar las diferencias existentes entre el equipo de vacío y la pieza a manipular. En función de su diseño, la altura de las ventosas puede variar entre sí.
• Racores y alojamientos articulados. Se emplean para orientar las ventosas en superficies inclinadas.
• Bombas de vacío. Las bombas de vacío es un equipo eléctrico que sirven para extraer presión de un sistema a una presión inferior a la de la atmósfera. De este modo genera un circuito con presión de vacío con el caudal necesario para agarrar piezas exigentes.
• Generadores de Vacío. Los generadores de vacío se componen de un sistema neumático o eléctrico que crea el vacío necesario dentro de un circuito. Son los encargados de generar movimientos muy rápidos y gracias a que son módulos reducidos son muy fáciles de colocar en un sistema. Los diferentes tipos de generadores de vacío que existen están especialmente indicados para cuando no hay posibilidad de incorporar un sistema neumático o cuando el producto requiere mucha presión.
• Válvulas de presión. Las Válvulas se utilizan para descargar la presión del circuito que en función de las necesidades, utilizará una tecnología más avanzada para dar respuesta a los procesos más exigentes. En su interior disponen de válvulas con diferentes formas, como puede ser de bola o de trébol, cada una de ellas tiene sus propias particularidades. 
• Utillajes de compensación para ventosas. Son equipos de vacío que compensan los movimientos producidos durante el proceso de agarre. Tienes modelos que son capaces de amortiguar el giro e incluso puedes incluir un antigiro.

Ventajas de utilizar eyectores en sistemas de vacío

Los sistemas de vacío ofrecen grandes beneficios al sector de la automatización:

• Permiten realizar manipulaciones de piezas a gran velocidad
• Ofrecen gran precisión en la colocación
• Incorporan equipos neumáticos muy flexibles a la hora de integrarlos a los procesos
• Ahorran más energía respecto a otros sistemas
• El sistema neumático es es un sistema limpio lo que le favorece a la hora de ser integrado en entornos exigentes como puede ser el sector alimentario
• Son muy recomendables para trabajar con robots Scara
• Necesitan una configuración muy sencilla de integrar en máquinas robotizadas
• Son muy productivos en la automatización de final de línea y del paletizado automático.
• Permiten ciclos a gran velocidad
• Se pueden personalizar en función de la porosidad de los materiales

¿Cómo funciona una ventosa de vacío?

Una ventosa de vacío funciona colocándose sobre una superficie en donde al pegarse a ella expulsa el aire de la misma. Al dejar de ejercer la presión, la ventosa recuperando su forma, generando un vació de baja presión en su interior lo suficientemente importante como para quedarse sujeto al material. Esta fuerza de sujeción es generada 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 de este modo ambas presiones. Es decir, 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 de la ventosa. Existen factores a tener en cuenta antes de calcular el tiempo que puede mantener la presión del sistema, como la porosidad de los materiales, el generador de vacío que se utiliza o evitando que la manguera y los racores tengan pérdidas de aire.

Tipos de ventosas de vacío

Las ventosas de vacío universales son las que prácticamente cubren las necesidades de casi todos los sectores industriales, por el contrario, que las ventosas para aplicaciones especiales son las diseñadas específicamente para trabajar sobre las particularidades de productos específicos.

• Ventosas planas. Las ventosas planas, también conocidas como ventosas de copa, son las más empleadas en el sector industrial al ser utilizadas principalmente para trabajar con piezas con superficie plana, cóncavas e incluso ligeramente abombadas. Las ventosas tienen una forma redonda y ovalada. Hay un gran número de modelos que permiten adaptarse eficazmente a la geometría de las piezas, así como su anchura y a su capacidad de deformación. Destacan por su gran capacidad de precisión en la colocación. Las ventosas planas ovaladas, y en especial las placas de ventosa ovaladas son soluciones eficaces para el agarre de perfiles largos y estrechos, como pueden ser marcos de puertas que incluso pueden llegar a estar abombadas.
• Ventosas ultraplanas. Son ventosas totalmente planas destinadas a productos alimenticios con base más grande de lo normal para procesos en donde se requiere no dejar huella.
• Ventosas de fuelle. Las ventosas de fuelle son denominadas así por su forma de acordeón o fuelle, con alturas mínimas en los pliegues de 1.5 mm que van aumentando en función del fabricante. Están especialmente indicadas para utilizarse sobre superficies curvas, con desniveles de altura o con deformaciones en los materiales. Existen ventosas de fuelle redondas y ovaladas principalmente, aunque en función del material pueden incorporar juntas anulares que aumentan el agarre ante superficies con mayor desnivel. Las ventosas de fuelle ovaladas son recomendadas para piezas largas y delgadas. Sus diámetros pueden variar desde los 2 mm hasta 255 mm.
• Ventosas rectangulares. Son ventosas con forma rectangular especialmente indicadas para trabajos de manipulación de bolsas y sacos de hasta 50 kg. Puedes encontrar modelos de ventosas con medidas 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 fino. Ofrecen gran flexibilidad a la hora de coger piezas en superficies con esquinas. Se adaptan muy bien a trabajos de Pick & Place en el sector alimenticio.
• Ventosas metálicas. Se utilizan para coger piezas robustas y de gran tamaño. Se adaptan perfectamente a superficies porosas, como es el caso de hormigón o mármoles. Tienes a tu disposición ventosas con diámetros que comprenden desde los 100 mm hasta los 450 mm.
• Ventosas para chapa con aceite. Estas ventosas han sido creadas para trabajar con superficies metálicas abombadas y cubiertas por una capa de aceite. En su interior incorporan un sistema antiderrapante que garantiza un agarre satisfactorio. Hay que subrayar su gran capacidad de succión y por poder manipular piezas en sentido horizontal y vertical.
• Ventosas de triple labio. Son ventosas fabricadas para superficies rugosas. El sistema de triple labio asegura el agarre en piezas extremadamente rugosas e irregulares. En el mercado hay un abanico de modelos 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, enchapado o células fotovoltaicas. Están diseñados para no dejar huella gracias a que apenas tiene contacto con la pieza. Durante el proceso de sujeción, la ventosa flota en el aire siguiendo el principio de Bernoulli.
• Ventosas especiales. Son las ventosas confeccionadas a medida para procesos muy exigentes, ya sea por sus dimensiones, geometría o condiciones ambientales.
• Ventosas para perfiles hermetizantes. Así se denomina a las ventosas utilizadas en procesos hermetizantes con aristas y esquinas.
• Ventosas planas para papel y láminas. Son ventosas que disponen de una base plana y redonda para asegurar el agarre del material sin realizar deformaciones.
• Esponja hermetizante para sistemas de planos aspirantes. Es un sistema que mediante el uso de una esponja se realiza el proceso de sujeción de piezas por vacío suprimiendo el uso de ventosas. Están especialmente indicadas para el agarre de piezas delicadas en donde es prioritario no quedar huella, como pueden ser los cristales de pantallas células fotovoltaicas. También se emplean para la sujeción de un gran número de piezas utilizando únicamente un único sistema de planos aspirantes. Entre sus ventajas se encuentran en que no tienen fugas y que son muy rápidas de sustituir. Según las características de la pieza puedes cambiar el material de la espuma para que tenga un mejor envejecimiento. Los hay de caucho, poliuretano o silicona. Las esponjas disponen de láminas para poder realizar los cambios rápidamente. Están especialmente indicados para vidrio, envases, metal, plástico, madera, paquetes, cristales de 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 clientes. Han sido diseñados para ser muy flexibles ante numerosos productos en trabajos de paletizado, ya sea por tamaño, peso o forma. El sistema de succión por vacío puede ser por medio de 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 zonas 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 pueden ser pequeños 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 soluciones de logística para el paletizado de capas completas por medio de sistemas de vacío que se combinan con garras mecánicas especiales. Estas herramientas permiten aumentar drásticamente la productividad de un proceso de paletizado y despaletizado por medio de sistemas de manipulación personalizados.

Características de los materiales de las ventosas de vacío

Los materiales con los que están fabricadas las ventosas se adaptan a las necesidades del producto, motivo por el cual existe una amplia gama de materiales. Los más utilizados son el caucho nitrílico y natural, poliuretano y silicona, aunque también tienes a tu disposición compuestos de policloruro de vinilo y diferentes variables del caucho, como el caucho etileno propileno. Estos materiales garantizan un buen envejecimiento frente al desgaste, fricción, a la deformación permanente, 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 alimentario deben de estar conformes con la calificación FDA 21 CFR 177.2600.

Aplicaciones de los eyectores de vacío

La tecnología de vacío se adapta constantemente a los cambios que se producen en la la Industria 4.0 ofreciendo con aplicaciones adecuadas a las necesidades de cada producto. Algunos de los mercados para los que están directamente orientados son para trabajos de movimiento de materiales en estampaciones metálicas, automatización de líneas de producción, preparación de pedidos en áreas de logística, automatización de almacenes, paletizado automático de botellas aeropuertos, empaquetado, bebidas, automoción, productos químicos y componentes electrónicos.

Los materiales adecuados para realizar labores de carga y descarga por medio de sistemas de vacío son principalmente materiales con poco espesor, con desniveles, láminas de papel, plásticos por inyección, vidrio, madera, metálicos, blíster de envases, láminas de plástico, pantallas LCD, hormigón, baldosas, etc… 

¿Cómo calcular el eyector de vacío para un proceso?

Sin duda este es un aspecto de vital importancia para el correcto funcionamiento de un agarre y por ello es muy importantes conocer qué es una bomba de vacío y el funcionamiento de un sistema de vacío. La fuerza de retención de una ventosa se calcula al multiplicar la superficie de aspiración de la ventosa por la presión diferencial. Es decir, a mayor superficie de aspiración y mayor presión diferencial, mayor será la fuerza de retención de un equipo.

Partes de un sistema con eyectores de vacío

Los sistemas de vacío disponen de ventosas, piezas elastométicas o hermetizantes que en su modo más simple se dividen en dos partes, la boquilla roscada y la propia ventosa. Los equipos incorporan generación de vacío integrada a través de efectores, generadores y los diferentes tipos de bombas de vacío, elementos que se emplean en un circuito de aire que está complementado por mangueras de aire, racores y válvulas.

¿Qué es una esponja hermetizante y para qué sirve?

Además de las ventosas, existen otros sistemas de agarre por vacío muy extendidos en el sector industrial. Nos referimos a los sistemas de planos aspirantes que pueden incorporar tanto ventosas con compensación de alturas como esponjas hermetizantes. Este sistema incorpora una lámina adhesiva con una esponja que le permite manipulaciones muy rápidas. Las ventosas están especialmente indicadas para realizar operaciones de sujeción con piezas flexibles, como por ejemplo sacos, bolsas y cajas de cartón, mientras que las esponjas hermetizante destacan en la manipulación de piezas alargadas, rígidas, con superficie rugosa o latas con cantos descubiertos en donde el agarre de una ventosa es difícil.