Ventosas de vacío ovaladas

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¿Qué es una ventosa ovalada y para qué sirve?

Una ventosa de vacío es un accesorio destinado a coger un objeto, es decir, es el punto de unión entre un robot y una pieza. Utiliza presión negativa para adherirse a las piezas al generar una depresión. La presión negativa es provocada al expulsar la presión del aire al exterior favoreciendo 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 provoca la bomba de vacío, quien se encarga de aspirar el aire que permanece en la ventosa.

Normalmente las aplicaciones de vacío se utilicen en procesos productivos de manipulación de componentes, ya sea en una línea de montaje, alimentadores de robots, para picking o de empaquetado.

Ventajas de integrar ventosas de vacío ovaladas

Las aplicaciones de vacío generan los siguientes beneficios al sector de la automatización:

• Son capaces de trabajar con piezas a gran velocidad
• Tienen gran precisión
• Incorporan equipos neumáticos muy flexibles a la hora de integrarlos a los trabajos
• Tiene un menor consumo de energía respecto a otros sistemas
• El equipo de vacío es una técnica muy limpia lo que le favorece a la hora de ser integrado en entornos muy limpios como sucede en el sector farmacéutico
• Son muy recomendables para producir con robots Delta
• Necesitan una programación muy sencilla de integrar en máquinas robotizadas
• Se adaptan perfectamente en la automatización de final de línea y en robots paletizadores.
• Permiten ciclos a gran velocidad
• Se adaptan correctamente a las particularidades de los distintos materiales

¿De qué manera funciona una ventosa de vacío?

Tanto las ventosas de vacío redondas como las ovaladas, funcionan colocándose sobre una superficie en donde al pegarse a ella expulsa el aire del interior. Cuando deja de hacer presión, vuelve a su posición en reposo, provocando un vació parcial   como para mantenerse adherido al objeto. Esta fuerza de sujeción se crea por la diferencia de presión atmosférica existente entre la ventosa y el exterior.

Para soltar un objeto desactivamos la presión provocada por la bomba de vacío, igualando de este modo ambas presiones. Por lo tanto, el tiempo que aguanta una pieza adherida a una ventosa dependerá de cuánto tiempo logre mantener las diferencias de presión entre fuera y el interior de la ventosa. Hay aspectos a controlar antes de calcular el tiempo que es capaz de mantener la presión sin pérdidas, como la porosidad de los materiales, el generador de vacío que se mientras que las ventosas para aplicaciones especiales son las fabricadas exclusivamente para dar respuesta a las condiciones de trabajo más difíciles.

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Tipos de ventosas de vacío para robots industriales

• Ventosas planas. Las ventosas planas, o ventosas de copa, son las ventosas estándar en el sector industrial al ser usadas principalmente para coger piezas con superficie plana, cóncavas e incluso ligeramente abombadas. Tienes a tu disposición ventosas planas ovaladas y redondas. Existen 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 posicionamiento repetitivo. Las ventosas planas ovaladas, y en especial las placas de ventosa ovaladas han demostrado ser eficaces para la sujeción de objetos largos y estrechos, es el caso de perfiles de ventanas que incluso pueden encontrarse abombadas.
• Ventosas ultraplanas. Son ventosas totalmente planas que se usan en productos alimenticios con superficie más grande de lo habitual para trabajos en donde es imprescindible no dejar huella.
• Ventosas de fuelle. Las ventosas de fuelle son denominadas así por su forma de acordeón o fuelle, con pliegues desde el 1.5 que van aumentando en función del fabricante. Están especialmente indicadas para ser empleadas en superficies curvas, irregulares o con deformaciones. Existen ventosas de fuelle ovaladas y redondas principalmente, aunque en función del material pueden incorporar juntas anulares que favorecen el agarre ante superficies con diferentes alturas. Para piezas largas y estrechas 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 sujeción de bolsas y sacos de hasta 50 kg. Puedes encontrar ventosas rectangulares planas y con fuelles, con medidas que van desde los 25x17mm hasta los 445x216mm.
• Ventosas con forma de campana. Son ventosas que recuerdan a una campana y se caracterizan porque disponen de un labio hermetizante muy delgado. Son muy flexibles a la hora de agarrar piezas en piezas con bordes. Están especialmente indicados para procesos de Picking en el sector alimentario.
• Ventosas metálicas. Destacan por su capacidad para levantar piezas robustas y de gran volumen. Se adaptan perfectamente a superficies rugosas, como es el caso de mármoles 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 piezas metálicas ligeramente curvadas y cubiertas por una película de aceite. En su interior incorporan un sistema antideslizante que garantiza el correcto comportamiento. Hay que subrayar su potencial de succión y por poder coger piezas en sentido horizontal y vertical.
• Ventosas de triple labio. Son ventosas creadas para superficies rugosas. El sistema de triple labio asegura el agarre en piezas extremadamente rugosas o irregulares. Hay un abanico de ventosas que van desde los 48 mm hasta los 100 mm de diámetro.
• Ventosas flotantes. Son ventosas a la manipulación de piezas extremadamente finos y delicados, como pueden ser láminas, obleas o células fotovoltaicas. Están diseñados para no realizar deformaciones en los materiales gracias a que apenas tiene contacto con la pieza. Durante el proceso de manipulación, la ventosa flota en el aire siguiendo el principio de Bernoulli.
• Ventosas especiales. Son las ventosas creadas a medida para trabajos muy exigentes, como puede ser por sus dimensiones, peso o temperatura del entorno de trabajo.
• Ventosas para perfiles hermetizantes. Es el nombre por el que se denomina a las ventosas destinadas a trabajos hermetizantes con aristas y esquinas.
• Ventosas planas para papel y láminas. Son ventosas que disponen 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 la sujeción de piezas delicadas en donde es imprescindible no crear huella, como pueden ser los cristales de pantallas LCD. También se utilizan para la manipulación de un gran número de materiales empleando tan solo una única garra. Entre sus ventajas se encuentran en que no tienen fugas y que son especialmente de intercambiar. En función del modelo puedes cambiar el tipo de material para que garantice un deterioro más progresivo. Los hay de caucho, poliuretano o silicona. Las esponjas hermetizantes tienen láminas que permiten realizar su sustitución 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 agarre a los clientes. Creados diseñados para ser muy flexibles ante numerosos productos en trabajos de paletizado, ya sea por volumen, 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 capacidad de adaptación de este sistema permite seccionar la placa en dos zonas autónomas 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 pueden ser los de paletizado, que se emplean para la carga y descarga de paquetes.
• Ventosas para capa completa de paletizado. Los proveedores han creado soluciones de logística para el paletizado de capas completas por medio de sistemas de vacío que incorporan a su vez garras mecánicas especiales. Estos útiles permiten aumentar drásticamente la producción de un proceso de paletizado y despaletizado por medio de sistemas de manipulación adaptados.

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 existe una amplia gama de compuestos. Los más extendidos son el caucho nitrílico y natural, poliuretano y silicona, aunque también tienes a tu disposición compuestos de policloruro de vinilo y diferentes derivados del caucho, como el caucho fluorado. Estos materiales se comportan correctamente ante el desgaste, fricción, grado de estanquidad, resistencia a la abrasión, al aceite, ozono, alcohol y ácidos, a la intemperie, humedad del proceso y del ambiente laboral. Los trabajos específicos para el sector alimenticio deben de estar conformes con la calificación FDA 21 CFR 177.2600.

Equipos que conforman un sistema de vacío

Las aplicaciones de vacío para el sector de la automatización cumplen con los requerimientos colaborativos por medio de gripper de vacío y garras. Básicamente un sistema de vacío suele componerse con alguno de los siguientes componentes:

• Bielas elásticas para la compensación de alturas. Son accesorios diseñados para compensar las diferencias existentes entre el sistema de vacío y la pieza a manipular. En función de su diseño, las necesidades de las ventosas pueden variar entre sí.
• Racores y alojamientos articulados. Se utilizan para adaptar las ventosas en superficies inclinadas.
• Eyectores de vacío. Los eyectores generan el vacío centralizado de forma neumática y disponen de silenciadores. Sirven para controlar la activación de las señales. Son compactos, en línea o por medio de terminales compactos que forman módulos.
• Bombas de vacío. Las bombas de vacío es un sistema eléctrico que se utilizan para extraer presión de un sistema a una presión menor a la que hay en la atmósfera. De este modo genera un circuito con presión de vacío con el caudal imprescindible para succionar grandes pesos.
• Generadores de Vacío. Los generadores de vacío funcionan por medio de un sistema neumático o eléctrico que genera el vacío debido dentro de un circuito. Son los encargados de ofrecer movimientos muy rápidos y gracias a que son módulos reducidos son muy fáciles de colocar en un sistema. Estos equipos mecánicos están especialmente indicados para cuando no es compatible un sistema neumático o cuando el producto requiere gran presión para la aspiración de aspiración elevadas.
• Válvulas de presión. Las Válvulas se utilizan para vaciar la presión del sistema que según las necesidades, dispondrá de una tecnología más desarrollada para poder responder ante los productos más exigentes. Dentro incorporan válvulas con distintas formas, como por ejemplo 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 a lo largo del el proceso de agarre. Hay utillajes que pueden amortiguar los desplazamientos laterales y también tienes la opción de incorporar un antigiro.

Utilidades de las ventosas de vacío

Las técnicas de vacío se adaptan constantemente a las necesidades que se generan en la fabricación innovando con aplicaciones adecuadas a las necesidades de cada producto como ya sucedió en su día con las ventosas rectangulares planas. Algunos de los sectores para los que están específicamente orientados son para labores de sujeción de objetos en estampaciones metálicas, automatización de final de línea, preparación de pedidos en centros de logística, automatización de almacenes, paletizado automático de cajas aeropuertos, empaquetado, alimentación, automoción, productos farmacéuticos y componentes electrónicos.

Los materiales adecuados para realizar labores de coger y dejar piezas con ventosas de vacío son materiales finos, con desniveles, cartón, plástico, vidrio, madera, productos de electrónica y tecnológicos, metálicos, envases, láminas de plástico, células solares, mármol, baldosas, etc… 

¿Cómo se calcula la ventosa adecuada?

Desde luego este es un aspecto de vital importancia para un funcionamiento idóneo 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. Es decir, cuanto mayor sea el área de aspiración y mayor presión diferencial, mayor será la fuerza de sujeción de un equipo.

Partes de una ventosa ovalada industrial

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 sistemas incorporan generación de vacío integrada a través de eyectores compactos, 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 con forma ovalada, existen otros sistemas de agarre por vacío con gran presencia en el sector industrial. Nos referimos a los sistemas de planos aspirantes que pueden integrar tanto ventosas con compensación de alturas como esponjas hermetizantes. Un plano aspirante dispone de una lámina adhesiva con una esponja que le facilita manipulaciones muy rápidas. Las ventosas están especialmente indicadas para operar con piezas flexibles, sirvan de ejemplo los sacos, envases y bandejas, mientras que las esponjas hermetizante sobresalen en la manipulación de piezas alargadas, con superficie rugosa o latas y tarros con bordes en donde la sujeción de una ventosa es imposible.