Por Mattias Sundberg | Director de Producto para los Países Nórdicos y Bálticos, SMC
FEBRERO 2025
Los sistemas de vacío son componentes esenciales de muchas aplicaciones industriales, desde el envasado hasta la manipulación de materiales. Aunque ofrecen una fácil integración con los sistemas de automatización, elegir la solución óptima en una fase temprana del diseño es primordial para el éxito del proyecto.
Para orientarle hacia el resultado correcto, compartiré mis ideas sobre los aspectos más importantes del proceso de especificación como parte de una sencilla guía de tres pasos. La guía revelará qué tipo de sistema de vacío es el mejor para cada tipo de aplicación, las consideraciones necesarias en relación con los distintos materiales de las piezas de trabajo (no porosas o porosas) y qué tipo de efector final debe utilizar.
Paso 1: ¿Centralizado o descentralizado?
El primer paso es decidirse por un sistema de eyector centralizado o descentralizado para generar el vacío. En pocas palabras, la principal diferencia entre los dos es que un eyector centralizado contiene todo lo necesario en el mismo módulo, desde el eyector y la válvula hasta el sensor de presión y el filtro, mientras que un sistema descentralizado se construye utilizando piezas separadas. ¿Cuáles son las ventajas y los inconvenientes de cada uno?
Ejemplo de aspiración centralizada
Un diseño "todo incluido" ahorra tiempo durante la instalación y facilita un mantenimiento sencillo con todos los componentes en un mismo lugar. Con un sistema centralizado, la posibilidad de implementar comunicaciones IO-Link o de bus de campo facilita la conectividad en toda la fábrica y la toma de decisiones inteligente.
Un buen ejemplo de sistema centralizado, con función de ahorro de energía y capacidad para controlar simultáneamente varios eyectores y unidades de presión positiva, es el bloque de vacío SMC ZKJ. El ZKJ ofrece el control y la supervisión de hasta 16 eyectores de vacío y/o válvulas de 5 puertos a través de varios protocolos de bus de campo e IO-Link. Con este bloque es posible habilitar presión negativa (vacío) y presión positiva (para actuadores, por ejemplo) simultáneamente, ahorrando costes y espacio.
Aunque los sistemas de vacío descentralizados pueden ser un poco más baratos y más flexibles de aplicar, a menudo no son tan inteligentes como las alternativas centralizadas. Estos sistemas son preferibles en algunas aplicaciones, como cuando se desarrollan aplicaciones de manipulación por vacío con ventosas situadas lejos unas de otras debido a la configuración descentralizada. Sin embargo, el control inteligente requiere un PLC central, lo que introduce una complejidad adicional en el proceso.
Ejemplo de sistema de vacío descentralizado
Paso 2: Elegir el eyector adecuado
El criterio básico que hay que tener en cuenta al elegir un eyector es el caudal de aspiración necesario para evacuar el aire de las ventosas. De ello depende, a su vez, que el tiempo que se tarda en alcanzar la presión de vacío deseada sea aceptable. La selección de la presión de vacío óptima depende casi totalmente de la pieza. Mientras que los productos plásticos y metálicos no porosos plantean pocas dificultades en cuanto al caudal de aspiración, los materiales más porosos resultan problemáticos. Por ejemplo, si levanta cartón, notará la tendencia a que una cierta cantidad del flujo de aspiración se filtre a través del material.
Una vez establecidos los criterios básicos, puede empezar a considerar parámetros como la eficacia (caudal de aspiración/consumo de aire), el ahorro de energía, la prevención de la caída de piezas, las posibilidades de comunicación, el nivel sonoro y las posibles limitaciones en la zona de instalación. La necesidad de personalización es alta, y SMC ofrece varios tipos de eyectores, desde eyectores en línea muy delgados hasta soluciones "todo incluido" montadas en un colector, todo ello para optimizar la generación de vacío en cualquier aplicación.
Una válvula de suministro "normalmente abierta" mantiene el vacío en caso de corte de corriente para evitar que se caiga la pieza. La función de ahorro de energía es un sensor de presión de vacío que ayuda a mantener el nivel de vacío dentro de un intervalo aceptable, consumiendo aire solo cuando el vacío es necesario. Esta funcionalidad proporciona un importante ahorro de energía en comparación con un sistema que genera vacío continuamente.
Entonces, ¿cuánto puede ahorrar realmente al adoptar un eyector de vacío energéticamente eficiente? Nuestro eyector de vacío de alta eficiencia ZK2 puede reducir el consumo de aire en más de un 90%. A modo de ejemplo, hemos comparado el eyector de vacío ZK2 con nuestra serie ZM funcionando 10 horas al día, 250 días al año. El ZK2 utiliza 58 l/min de aire ANR (frente a los 85 l/min del ZM) y tiene un tiempo de extracción de 0,6 segundos, con lo que se consigue una reducción anual del consumo de aire del 93%.
Representación gráfica que muestra cómo se reduce el consumo de aire
Elegir un proveedor con experiencia demostrada en aplicaciones es crucial. En SMC, nuestro equipo de expertos cuenta con un largo historial de éxitos ayudando a los clientes a definir el flujo de aspiración óptimo para cada pieza de trabajo específica, un flujo que permita realizar elevaciones por vacío fiables minimizando al mismo tiempo el consumo de energía.
Paso 3: Selección de ventosas
Dependiendo del tamaño, la forma y el material de la pieza, deberá seleccionar la ventosa en consecuencia. Por ejemplo, si levanta chapas metálicas aceitosas, debe utilizar una ventosa más robusta con gran fuerza de agarre lateral, mientras que el vidrio necesita una ventosa que no deje marcas y las bolsas de plástico finas requieren una ventosa con un labio muy fino y flexible.
El material de la ventosa también debe seleccionarse en función de las condiciones ambientales. Por ejemplo, en un entorno polvoriento, las ventosas pueden necesitar un filtro integrado o un material que ofrezca una vida útil muy larga. También puede haber aplicaciones en las que la ventosa funcione en entornos especialmente duros y a altas temperaturas. Gracias a su excelente resistencia a la abrasión, las ventosas fabricadas con caucho fluorado FS61 (como las SMC ZP3C y ZP3M) ofrecen más del doble de vida útil que las ventosas de uretano y pueden soportar temperaturas de hasta 200°C.
Sea cual sea el material de la pieza y su tamaño y forma, ofrecemos las ventosas óptimas para su elevación y manipulación. Estas soluciones se adaptarán a su entorno operativo específico y conseguirán un importante ahorro energético en la generación y el uso del vacío.
Impulse su proyecto
En última instancia, SMC proporciona el apoyo necesario en materia de diseño y aplicaciones para garantizar la seguridad, fiabilidad, productividad y eficiencia energética de los sistemas de vacío.
