Los sistemas de vacío para manipular capas completas de paletizado ofrecen al sector de la automatización soluciones de agarre a las superficies de los diferentes materiales industriales amoldándose a su geometría, tamaño, porosidad, textura, fuerzas transversales y a su peso. El objetivo de incluir equipos de sujeción por ventosas de vacío y planos aspirantes en aplicaciones de paletizado es aportar diferentes opciones que faciliten aumentar la optimización del paletizado y aumentar su productividad.
Los sistemas de sujeción por vacío son la solución ideal para la manipulación de capas completas en operaciones de paletizado y despaletizado. Los planos aspirantes ofrecen una gran flexibilidad a la vez que aumentan la productividad y reducen el consumo energético gracias a la posibilidad de trabajar con eyectores y generadores de vacío integrados. Están disponibles tanto en espuma como con ventosas, incluso para poder trabajar en ambientes higiénicos exigentes, y pueden personalizarse para adaptarse a las necesidades de los productos.
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Otros equipos de vacío
Sistemas de ventosas
¿Qué es una ventosa para capas de paletizado y para qué sirve?
Una ventosa de vacío es una pieza que se encarga de coger un objeto, es decir, es el punto de unión entre una máquina y una pieza. Utiliza presión negativa para coger las piezas al generar una depresión. La presión negativa es generada al expulsar la presión del aire al exterior permitiendo de este modo el agarre de un objeto. Hay que indicar que la diferencia de presión entre el interior y el exterior de la ventosa la genera la bomba de vacío, quien se encarga de aspirar el aire que queda en la ventosa.
Los sistemas de vacío para levantar capas de paletizado se utilizan en sistemas de paletizado automático, ya sea en un final de línea o en alimentadores de máquinas. Sirven para coger capas completas en lugar de caja por caja, por lo que son sistemas de agarre de vacío más complejos.
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Ventajas de los sistemas de vacío para coger capas completas de paletizado
Las aplicaciones de vacío generan los siguientes beneficios al sector de la automatización:
- Son capaces de trabajar con piezas a gran velocidad
- Ofrecen gran precisión en la colocación
- Incorporan equipos neumáticos muy flexibles a la hora de adaptarlos a los trabajos
- Ahorran más energía que otros sistemas
- El sistema de vacío es una técnica muy limpia lo que le favorece a la hora de ser incorporado en entornos exigentes como puede ser el sector farmacéutico
- Es una solución perfecta para producir con robots Delta
- Requieren una configuración muy sencilla de integrar en máquinas automatizadas
- Son muy productivos en la automatización de final de línea y en líneas de empaquetado.
- Son realmente rápidos
- Se adaptan muy bien a la rugosidad de los materiales
¿De qué modo funciona una ventosa de vacío para un sistema de paletizado?
Una ventosa funciona situándose sobre una superficie en donde al pegarse a ella expulsa el aire de la misma. Al dejar de hacer presión, recuperando su forma, generando un vació de baja presión como para mantenerse adherido a la pieza. Esta fuerza de agarre se crea por la diferencia de presiones entre la ventosa y el exterior.
Para dejar una pieza eliminamos la presión provocada por el generador de vacío, igualando ambas presiones. Es decir, el tiempo que se mantiene una pieza sujeta a una ventosa será proporcional al tiempo que logre tener las diferencias de presión entre el exterior y dentro. Existen factores a tener en cuenta antes de calcular el tiempo que es capaz de mantener la presión sin pérdidas, como la porosidad de la superficie, la bomba de vacío que se emplea que las ventosas para aplicaciones especiales son las creadas exclusivamente para trabajar sobre las condiciones de trabajo más difíciles.
Tipos de ventosas de vacío industriales
- Ventosas planas. Las ventosas planas, también llamadas ventosas de copa, son las más empleadas en el sector industrial al ser utilizadas principalmente para coger piezas con superficie plana, cóncavas e incluso abombadas. Pueden tener una forma redonda y ovalada. Existen ventosas que permiten adaptarse correctamente a la geometría de los objetos, del mismo modo que a 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 eficientes para el agarre de piezas largas y estrechas, como por ejemplo perfiles de ventanas que incluso pueden encontrarse abombadas.
- Ventosas ultraplanas. Son ventosas totalmente planas destinadas a productos alimenticios con superficie plana para trabajos en donde es imprescindible no dejar marca.
- Ventosas de fuelle. Las ventosas de fuelle reciben su nombre por su forma de acordeón o fuelle, con alturas mínimas en los pliegues de 1.5 mm que aumentan según el fabricante. Han sido diseñadas para utilizarse sobre superficies abombadas, irregulares o con deformaciones en los materiales. Con fuelle tienes a tu disposición ventosas ovaladas o redondas principalmente, aunque según las necesidades de la pieza pueden tener 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. El diámetro de estas ventosas va desde los 2 mm hasta 255 mm.
- Ventosas de vacío rectangulares. Son ventosas con base 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 que recuerdan a una campana y destacan porque tienen el labio hermetizante muy fino. Ofrecen gran flexibilidad a la hora de agarrar piezas en piezas con bordes. Se adaptan muy bien a procesos de Picking en el sector alimenticio.
- Ventosas metálicas. Son ventosas utilizadas en manipulaciones de piezas robustas y de gran volumen. Ofrecen un gran comportamiento en superficies porosas, como es el caso de hormigón o mármoles. Hay ventosas con diámetros que comprenden desde los 100 mm hasta los 450 mm.
- Ventosas para chapa con aceite. Estas ventosas has sido fabricadas para trabajar sobre piezas metálicas abombadas y cubiertas por una película 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. El sistema de triple labio asegura la sujeción en piezas extremadamente rugosas o 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 a la sujeción de piezas extremadamente delgados y delicados, como por ejemplo las láminas, enchapado o células fotovoltaicas. Han sido fabricados para no dejar huella gracias a que prácticamente no tiene contacto con la pieza. A lo largo del agarre, la ventosa flota en el aire siguiendo el principio de Bernoulli.
- Ventosas especiales. Son las ventosas fabricadas a medida para procesos especiales, como por ejemplo sus dimensiones, peso o condiciones ambientales.
- Ventosas para perfiles hermetizantes. Así se conoce a las ventosas destinadas 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 asegurar la sujeción del material sin realizar deformaciones.
- 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 suprimiendo la necesidad de utilizar ventosas. Son recomendadas para el agarre de piezas delicadas en donde es prioritario no generar huella, como sucede con los cristales de pantallas LCD. También se utilizan para la sujeción de un gran número de materiales empleando tan solo un único sistema de planos aspirantes. Entre sus ventajas se encuentran en que no tienen fugas y son especialmente de sustituir. Según las características de la pieza puedes sustituir el material de la espuma para que tenga un mejor envejecimiento. Los más extendidos son de caucho, poliuretano o silicona. Las esponjas hermetizantes disponen de láminas que permiten realizar los cambios rápidamente. Están especialmente indicados 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 permiten adaptarse a las necesidades de sujeción a los procesos. Creados diseñados para poder adaptarse ante los procesos de paletización, ya sea por volumen, peso o geometría. El sistema de succión por vacío es con ventosas de espuma, y los generadores de vacío pueden ser internos o externos. La capacidad de adaptación de este sistema permite dividir la placa en dos zonas autónomas para el agarre de diferentes modelos de piezas.
- 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 emplean para la carga y descarga de diversos materiales.
- Ventosas para capa completa de paletizado. Los distribuidores han creado soluciones de logística para el paletizado de capas completas por medio de sistemas de vacío que utilizan a su vez garras mecánicas especiales. Estas herramientas facilitan el aumento de la producción de un proceso de paletizado y despaletizado por medio de sistemas de manipulación personalizados.
Materiales de las ventosas de vacío para manipular capas completas de paletizado
Los materiales con los que están diseñadas las ventosas son flexibles a las necesidades del producto, motivo por el cual existe una amplia gama de compuestos. Los más extendidos son los de 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 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 ambiente laboral. Los trabajos destinados del sector alimentario deben disponer de la calificación FDA 21 CFR 177.2600.
Equipos que conforman un sistema de vacío para capas de paletizado
Las soluciones de vacío para el sector de la robótica industrial se adaptan perfectamente a las necesidades colaborativas por medio de gripper de vacío y garras. Básicamente un sistema de vacío puede llegar a incorporar los siguientes elementos:
- Bielas elásticas para la compensación de alturas. Son accesorios diseñados para compensar las diferencias que puede haber entre el equipo de vacío y un material. En función de su diseño, la altura de las ventosas puede variar entre sí.
- 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. Se utilizan para mejorar la activación de las señales. Pueden ser compactos, en línea o por medio de terminales compactos que forman módulos.
- Bombas de vacío. Las bombas de vacío es un sistema eléctrico que sirven para extraer presión de un sistema a una presión menor que la que hay en la atmósfera. De este modo genera un circuito con presión de vacío con el caudal necesario para succionar piezas exigentes.
- Generadores de Vacío. Estos equipos de vacío se componen de un sistema neumático o eléctrico que establece el vacío debido en el interior de un circuito. Son los encargados de generar tiempos de ciclo cortos y gracias a que son equipos pequeños son sencillos de colocar en un equipo. Las bombas de vacío están recomendadas para cuando no es compatible un equipo o cuando el proceso requiere gran presión para la aspiración de aspiración elevadas.
- Válvulas de presión. Las Válvulas se utilizan para descargar la presión del sistema que según las particularidades del proceso, utilizará una tecnología más desarrollada para poder responder ante las piezas más exigentes. En su interior incorporan válvulas con distintas formas, como puede ser de bola o de trébol, cada una de ellas ofrece sus propias particularidades.
- Utillajes de compensación para ventosas. Son accesorios de vacío que compensan los movimientos producidos a lo largo del el proceso de agarre. Hay modelos que son capaces de contrarrestar el giro e incluso puedes incorporar un antigiro.
¿En dónde se utilizan las ventosas de vacío?
La tecnología de vacío se adapta constantemente a las necesidades que se generan en la fabricación innovando con aplicaciones adecuadas a las particularidades de cada proceso. Algunos ejemplos para los que están directamente orientados son para labores de manipulación de materiales en alimentación de prensas, automatización de final de línea, preparación de paquetes en centros de logística, automatización de almacenes, manipulación de capas completas de sistemas de paletizado de botellas, envases y cajas, aeropuertos, envasado, alimentación, automoción, productos químicos y componentes electrónicos.
Los materiales adecuados para realizar labores de manipulación con equipos de vacío son principalmente materiales finos, deformables, láminas de papel, plásticos por inyección, vidrio, madera, productos de electrónica y tecnológicos, chapa, blíster de envases, láminas de plástico, pantallas LCD, mármol, baldosas, etc…
Calcular la ventosa correcta para un trabajo por vacío
Efectivamente este es un aspecto de vital importancia para el correcto funcionamiento de un proceso. La fuerza de retención de una ventosa se obtiene 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 equipo.
Partes de una ventosa
Los sistemas de vacío disponen de ventosas, piezas elastométicas o hermetizantes que en su modo más simple se dividen en dos partes, la boquilla y la misma ventosa. Los sistemas incorporan generación de vacío integrada por medio de efectores, generadores y bombas de vacío, partes imprescindibles de un circuito de aire al que debemos de que sumar tuberías de aire, racores y válvulas.
¿Qué es una esponja hermetizante y para qué sirve?
Además de las ventosas de vacío cóncavas y planas, tenemos a nuestro alcance otros sistemas de agarre por vacío con gran presencia en los sistemas de vacío para manipular capas de paletizado. Son los equipos de planos aspirantes que son capaces de incorporar tanto ventosas con compensación de alturas como esponjas hermetizantes. Un plano aspirante incorpora una lámina adhesiva con una esponja que le facilita manipulaciones con tiempos de ciclo muy rápidos. Las ventosas están especialmente indicadas para operar con piezas flexibles, como es el caso de sacos, envases y bandejas. No obstante, las esponjas hermetizante sobresalen en la manipulación de piezas alargadas, rígidas o latas y tarros con bordes descubiertos, en donde un sistema de agarre por vacío tradicional tiene difícil lograr una manipulación correcta.