Cómo mejorar el rendimiento de un sistema de vacío

Por Irina Hermann | Responsable de producto en SMC Alemania

Todos sabemos que la esencia de cualquier sistema de vacío es la aplicación y el diseño del sistema, que normalmente comprende el método de generación de vacío y, por tanto, la utilización de eyectores o bombas para generar la presión negativa y la transferencia y manipulación de piezas. Sin embargo, hay otros muchos componentes importantes del sistema que, si se pasan por alto, podrían conllevar a que el sistema de manipulación de vacío no funcione de manera óptima.

Monitorización inteligente

Probablemente a la cabeza de la lista se sitúan las soluciones de vacío inteligentes por las capacidades que aportan. Por poner un ejemplo, los bloques inteligentes pueden beneficiarse del control descentralizado en tiempo real a través de un sistema de bus de campo, que posibilita el control de sus componentes mediante la integración con un PLC y facilita la implantación de estrategias de control de estado y de mantenimiento predictivo.
Otras ventajas son el control remoto del eyector de vacío, la generación de vacío bajo demanda (en función del nivel de vacío preestablecido que se debe mantener) y el flujo intermitente, que aumentará la velocidad de la aplicación de vacío. 

La importancia del racor

Un sistema de manipulación por vacío se beneficiará también de unos racores correctamente dimensionados. En primer lugar, hay que comprobar siempre que los racores neumáticos puedan trabajar con presión negativa para evitar fugas y roturas y garantizar el correcto funcionamiento del sistema. Los racores seleccionados han de proporcionar también el flujo necesario sin provocar caídas de presión significativas. Teniendo en cuenta estas consideraciones, debería seleccionarse un racor con una junta de sellado que se apoye en la superficie del tubo de tal forma que realice una estanqueidad independientemente de si se utiliza una presión negativa o positiva. Por lo tanto, el diseño de sellado del racor es el factor más influyente.

Por regla general, la simplificación de las tuberías reducirá la pérdida de energía en todo el sistema, por lo que otro buen consejo es mantener tramos cortos de tuberías para reducir el coste, el riesgo de fugas y el tiempo de ciclo.

La filtración, otro factor determinante

La filtración es otro factor importante del sistema relacionado con la reducción del tiempo y el coste de mantenimiento, ya que ayuda a conservar el sistema de vacío. Instalados en el eyector, es aconsejable también colocar unidades de filtrado entre la ventosa y el eyector para evitar que partículas de polvo o sustancias pulverulentas entren en el sistema durante el proceso de adsorción. Cualquier filtración de contaminantes puede obstruir o dañar fácilmente los eyectores comprometiendo así la vida útil del sistema. 
 

Filtro de aire en línea con conexión instantánea de SMC, serie ZFC. Un solo producto para trabajar con presión positiva y presión negativa
Imagen de la derecha: Ejemplo de aplicación de la serie ZFC

Filtro de vacío SMC, serie AFJ. Previene los problemas del equipo de vacío
Imagen de la derecha: Ejemplo de aplicación de la serie AFJ 

¿Centralizado o descentralizado?

Otra cuestión a tener en cuenta es el concepto de sistema centralizado o descentralizado. 

Un sistema de vacío centralizado consiste en un eyector o una bomba de vacío para varias ventosas, generalmente montado en el brazo del robot y conectado a las mismas mediante una tubería. Este tipo de sistema es una solución común y fácil de integrar e instalar.

En los sistemas descentralizados, un eyector se encarga de una ventosa, normalmente colocado directamente en la ventosa. La fuente de vacío típica es que el eyector produzca el vacío dirigiendo el aire comprimido a través de una boquilla venturi. Una alternativa eficaz es una solución integrada de ventosas y eyectores. Un eyector SMC de dos etapas, por ejemplo, aumenta el caudal de aspiración hasta un 50% y reduce el consumo de aire hasta un 30%. Concretamente, las características de diseño de estas unidades compactas individuales permiten la conexión en serie de las tuberías, mientras que el montaje con anillos de seguridad facilita el mantenimiento al reducir los pasos necesarios para la sustitución de las ventosas. 

Los sistemas descentralizados, que también son fáciles de integrar e instalar, suelen ser más adecuados en aplicaciones de manipulación de vacío en las que no es necesario utilizar demasiadas ventosas, ya que permiten aumentar la productividad gracias a unos tiempos de respuesta más rápidos. Al mismo tiempo, los sistemas descentralizados aumentan la seguridad al utilizar varios circuitos de vacío para la transferencia de una pieza, ya que un eyector específico actúa sobre cada ventosa. En caso de que falle un circuito de vacío, los demás sistemas que continúan operativos aseguran la pieza.

Válvulas de retención de vacío

Se trata de un elemento a menudo olvidado pero que puede aportar una gran optimización a un sistema de vacío. En las aplicaciones en las que los eyectores de vacío funcionan con varias ventosas, algunas de las cuales no sujetan la pieza, una válvula de ahorro de vacío sirve para restringir la reducción de la presión de vacío para garantizar que la pieza permanezca sujeta gracias al resto de ventosas.

Otra ventaja de utilizar una válvula de ahorro de vacío es que elimina la necesidad de una operación de conmutación para cambiar las piezas de trabajo, lo que ahorra tiempo y simplifica el circuito de control. 
 

Válvula de retención de vacío SMC, serie ZP2V. Detiene automáticamente el consumo de aire.
Imagen de la derecha: Ejemplo de aplicación de la serie ZP2V 

La importancia del dimensionamiento

Si hablamos de optimización, tenemos que hablar de tamaño. Los componentes compactos y ligeros aportan ventajas directas en cuanto a la duración del ciclo y permiten construir máquinas más pequeñas y de menor peso, favoreciendo así la reducción de los costes. Estos componentes más compactos pueden aplicarse en espacios reducidos, y vienen a cubrir una demanda cada vez mayor de los fabricantes de maquinaria y robots que requieren soluciones más compactas.

En todos los casos, SMC es un proveedor de soluciones global que aborda todos los aspectos de un sistema de manipulación por vacío para optimizar el rendimiento, el coste, la eficiencia energética y la fiabilidad.
 

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