Sistemas de vacío

Ventosas rectangulares para uso industrial

Las ventosas rectangulares aportan al sector de la automatización industrial soluciones de agarre a las productos industriales adaptándose a su forma, espesor, porosidad, textura, fuerzas transversales y a su peso. La finalidad de incluir sistemas de sujeción por vacío en cadenas de envasado es aportar diferentes opciones que ayuden a aumentar la optimización de los procesos y favorecer su productividad.

Ventosas rectangulares

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Ventosas de vacío

Sistemas y equipos de vacío

Ventosas rectangulares y ventosas de vacío rectangular para uso industrial
Imágenes cedidas por: PIAB.com

¿Qué es una ventosa rectangular y para qué sirve?

Una ventosa de vacío con base rectangular es un accesorio destinado a coger un objeto, y por lo tanto, es el punto de unión entre una máquina y un producto. Con base rectangular, utiliza presión por vacío 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. Cabe destacar que la diferencia de presión entre el interior y el exterior de la ventosa la crea la bomba de vacío, que es el responsable de aspirar el aire que queda en la ventosa. Normalmente los sistemas de vacío se destinan a procesos industriales, ya sea en una cadena de producción, alimentadores de robots, puestos de picking o de packaging.

Ventajas de incorporar ventosas de vacío con base rectangular

Las técnicas de vacío ofrecen los siguientes beneficios al sector de la automatización:

  • Favorece la manipulación de piezas a gran velocidad
  • Tienen gran precisión
  • Incorporan equipos neumáticos muy flexibles a la hora de adaptarlos a los procesos
  • Gastan menos energía que otros sistemas
  • El sistema de vacío es una técnica muy limpia lo que le permite trabajar en entornos que requieren gran limpieza como puede ser el sector farmacéutico
  • Es una solución ideal para trabajar con robots Delta
  • Necesitan una programación muy sencilla de integrar en cualquier robot industrial
  • Son muy productivos en la automatización de final de línea y en robots paletizadores.
  • Ofrecen tiempos de ciclo muy rápidos
  • Son muy adaptables a la porosidad de las piezas

¿De qué manera funciona una ventosa de vacío rectangular?

Una ventosa de vacío con base rectangular funciona colocándose sobre una superficie en donde al pegarse a ella y comprimirse, expulsa el aire del interior. Cuando deja de ejercer la presión, la ventosa retomado su forma, creando un vació parcial en su interior lo suficientemente importante 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 creada por el generador de vacío, igualando ambas presiones. Es decir, el tiempo que aguanta una pieza adherida a una ventosa dependerá de cuánto tiempo logre tener las diferencias de presión entre el exterior y dentro. Hay aspectos a controlar antes de calcular el tiempo que puede mantener la presión sin pérdidas, como la porosidad de los materiales, la bomba de vacío que se mientras que las ventosas para aplicaciones especiales son las diseñadas específicamente para trabajar sobre las condiciones de trabajo más difíciles.

Tipos de ventosas para robots industriales

  • 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 abombadas. A tu disposición tienes la posibilidad de comprar ventosas planas cóncavas, con forma redonda y ovalada. Tenemos a nuestra disposición ventosas que permiten adaptarse correctamente a la constitución 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 perfiles de puertas que incluso pueden llegar a estar abombadas.
  • Ventosas ultraplanas. Son ventosas totalmente planas que se usan en productos alimenticios con superficie plana para trabajos 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 pliegues que tienen 1.5 y que van aumentando según el fabricante. Han sido diseñadas para ser empleadas en superficies curvas, irregulares o con deformaciones en los materiales. La gama está compuesta por ventosas de fuelle redondas y ovaladas principalmente, aunque según las necesidades de la pieza pueden tener juntas anulares que aumentan la sujeción ante superficies con mayor desnivel. Para piezas largas y delgadas se han creado las de fuelle ovaladas. 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 tienen el labio hermetizante muy fino. Ofrecen gran flexibilidad a la hora de coger piezas en superficies con bordes. Se adaptan muy bien a trabajos de Bin-Picking en el sector alimenticio.
  • Ventosas metálicas. Destacan por su capacidad para levantar piezas pesadas y de gran tamaño. Ofrecen un gran comportamiento en superficies porosas, como es el caso de hormigón o losas de pizarra. Tienes a tu disposición ventosas con diámetros que van desde los 100 mm hasta los 450 mm.
  • Ventosas para chapa con aceite. Estas ventosas has sido fabricadas para trabajar con superficies metálicas ligeramente curvadas y cubiertas por una película de aceite. En su interior integran un sistema antideslizante que asegura un agarre satisfactorio. Hay que subrayar su potencial de succión y por poder coger piezas en sentido horizontal y vertical.
  • Ventosas de triple labio. Son ventosas fabricadas para superficies rugosas. Dispone de un triple labio que asegura la sujeción en piezas muy rugosas e irregulares. En el mercado hay un abanico de ventosas que van desde los 48 mm hasta los 100 mm de diámetro.
  • Ventosas flotantes. Son ventosas destinadas al agarre de piezas extremadamente finos y delicados, como pueden ser láminas, obleas o células fotovoltaicas. Han sido fabricados para no marcar las piezas 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 creadas a medida para trabajos especiales, como puede ser por sus dimensiones, peso o condiciones ambientales.
  • Ventosas para perfiles hermetizantes. Así se denomina 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 garantizar el agarre del material sin realizar deformaciones.
  • Esponja hermetizante para sistemas de planos aspirantes. Es una aplicación de vacío que mediante el uso de una esponja se realiza la manipulación de piezas por vacío suprimiendo el uso de ventosas. Están especialmente indicadas para el agarre de piezas delicadas en donde es prioritario no crear huella, como sucede con los cristales de pantallas LCD. También se utilizan para el agarre 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 que son muy rápidas de sustituir. Según las características de la pieza puedes cambiar el material de la espuma para que tenga un eficiente envejecimiento. Los más extendidos son de caucho, poliuretano o silicona. Las esponjas hermetizantes disponen de láminas para poder realizar los cambios rápidamente. Están especialmente adaptados para 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 los procesos de paletizado, ya sea por volumen, peso o geometría. El sistema de succión por vacío es con ventosas, esponjas hermetizantes o espuma, y los generadores de vacío pueden estar dentro o fuera del equipo. La capacidad de adaptación de este sistema permite dividir la placa en dos zonas independientes para el agarre de distintos 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 pueden ser de reducidas dimensiones o grandes, como por ejemplo los de paletizado, que se emplean para la carga y descarga de paquetes.
  • Ventosas para capa completa de paletizado. Los distribuidores han creado accesorios de logística para el paletizado de capas completas por medio de sistemas de vacío que incorporan a su vez garras mecánicas especiales. Estas herramientas permiten aumentar drásticamente la producción 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 diseñadas las ventosas son flexibles a las necesidades del producto, motivo por el cual hay una gran variedad de compuestos. Los más habituales son el caucho nitrílico y natural, poliuretano y silicona, aunque también fabrican compuestos de policloruro de vinilo y diferentes variables del caucho, como el caucho fluorado. Estos materiales ofrecen un buen envejecimiento frente al desgaste, fricción, a la deformación permanente, resistencia a la abrasión, al aceite, ozono, disolventes 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

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

  • Bielas elásticas para la compensación de alturas. Son accesorios diseñados para compensar 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 variar entre sí.
  • Racores y alojamientos articulados. Se utilizan para orientar las ventosas en superficies inclinadas.
  • Eyectores de vacío. Los eyectores provocan presión negativa centralizado por medio de neumática y disponen de silenciadores. Se utilizan para controlar 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 que funciona con electricidad que sirven para extraer presión de un sistema a una presión menor que la de la atmósfera. De este modo crea un circuito con presión negativa con el caudal necesario para succionar piezas exigentes.
  • Generadores de Vacío. Los generadores de vacío se componen de un sistema neumático o eléctrico que genera el vacío necesario en el interior de un circuito. Son los encargados de lograr movimientos muy rápidos y gracias a que son módulos reducidos son sencillos de instalar en un equipo. Estos equipos mecánicos están recomendados para cuando no es compatible un módulo o cuando el proceso requiere gran presión para la aspiración de aspiración elevadas.
  • Válvulas de presión. Las Válvulas se utilizan para vaciar la presión del circuito que en función de las necesidades, dispondrá de una tecnología más desarrollada para poder responder ante los procesos 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 durante el proceso de agarre. Tienes utillajes que pueden amortiguar los desplazamientos laterales y también tienes la posibilidad de incluir un antigiro.

¿Para qué sirven las ventosas de vacío?

Las técnicas de vacío se adaptan constantemente a los cambios que hay en la la Industria 4.0 aportando con aplicaciones adecuadas a las necesidades de cada producto. Algunos ejemplos para los que están directamente orientados son para procesos de movimiento de materiales en alimentadores de prensas, automatización de final de línea, distribución de paquetes en centros de logística, automatización de almacenes, paletizado automático de botellas aeropuertos, empaquetado, bebidas, automoción, productos químicos y piezas de electrónica.

Los materiales adecuados para trabajos de coger y dejar piezas por medio de ventosas de vacío son principalemente materiales con poco espesor, con desniveles, láminas de papel, plástico, vidrio, madera, productos de electrónica y tecnológicos, enchapados, productos envasados, láminas de plástico, pantallas LCD, hormigón, azulejos, etc… 

Tamaños de las ventosas

Tenemos a nuestra disposición ventosas planas desde un diámetro de 1 mm hasta 125mm, mientras que las de fuelles suelen comercializarse entre 11 mm y 255 mm. Sus dimensiones pueden oscilar en función del proveedor.

Calcular la ventosa correcta para un agarre por vacío

Sin duda realizar bien el cálculo es de vital importancia para un funcionamiento idóneo de un proceso. La fuerza de adherencia de una ventosa se obtiene al multiplicar la superficie de aspiración de la ventosa por la presión diferencial. Por lo tanto a mayor superficie de aspiración y mayor presión diferencial, mayor será la fuerza de retención de una ventosa.

Partes de una ventosa con base rectangular

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 tienen 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 hay que sumar mangueras de aire, racores y válvulas.

¿Qué es una esponja hermetizante y para qué sirve?

Además de las ventosas, tenemos a nuestra disposición otras aplicaciones de sujeción por vacío muy extendidos en el sector industrial. Nos referimos a los equipos de planos aspirantes que pueden integrar tanto ventosas con sistemas de amortiguación como esponjas hermetizantes. Este sistema dispone de una lámina adhesiva con una esponja que le facilita manipulaciones con ciclos rápidos. Las ventosas están especialmente indicadas para trabajar con piezas flexibles, como es el caso de bolsas, envases y cajas de cartón, mientras que las esponjas hermetizante destacan en el agarre de piezas alargadas, con superficie rugosa o latas y tarros con bordes en donde la sujeción de una ventosa es dificultosa.

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