Potencia eléctrica: El vacío se hace móvil

Los directores de producción se enfrentan a una doble tarea: quieren que sus plantas sean flexibles y ahorren energía al mismo tiempo. Para ejecutarlo, planifican células de producción modulares, recurren a robots móviles autónomos (AMR) y estudian conceptos para superficies con bajo consumo de aire comprimido. Al mismo tiempo, se enfrentan a una infraestructura establecida. Las líneas de aire comprimido discurren fijas por la nave. Cada nuevo sistema requiere conexiones, y cada cambio de disposición provoca trabajo adicional.

La tecnología del vacío desempeña una función central en este entorno. Sujeta, sujeta y desplaza piezas en la fabricación electrónica, los procesos de logística y la industria del automóvil. Tradicionalmente, los eyectores generan el vacío con aire comprimido. Esta tecnología está bien consolidada y sigue siendo la columna vertebral de muchos sistemas. Sin embargo, los nuevos conceptos de producción exigen sistemas adicionales.

La robótica móvil exige soluciones flexibles. Los AMR y los vehículos de guiado automático (AGV) se mueven libremente por la fábrica. No pueden llevar conexiones de medios fijos. Los robots colaborativos (cobots) también siguen un principio distinto al de los robots industriales clásicos. Son ligeros, flexibles en su uso y cambian de lugar de trabajo. Sin embargo, los puntos fuertes del aire comprimido externo están en otra parte. Michael Pojtinger, Director de Desarrollo de Negocio de Automatización por vacío de procesos (componentes) de Schmalz en Glatten, lo expresa sin rodeos: "La fábrica se está volviendo modular, pero el aire comprimido está hecho para instalaciones fijas".

Aquí es donde entran en juego los generadores de vacío eléctricos. Funcionan sin aire comprimido central; basta con una conexión a la red eléctrica. Un motor eléctrico integrado acciona una bomba o un soplante. El sistema genera el vacío necesario directamente en el punto de uso. La energía procede de la red eléctrica o de la batería del vehículo del robot. El vacío se crea directamente en la herramienta End-of-Arm (EOAT). Esto convierte a la unidad de ventosas en un sistema autosuficiente que funciona independientemente de los puntos de conexión fijos.

Esto abre nuevas posibilidades para las aplicaciones AMR y AGV. Los robots se mueven por la producción sin conexiones de tubos flexibles y no necesitan una fijación del suministro de medios. Este enfoque también repercute en los cobots. Como suelen trabajar en entornos cambiantes, cada interfaz que se ahorra cuenta. Los generadores de vacío eléctricos no requieren tratamiento de aire externo, lo que simplifica la integración y la puesta en marcha.

Cada vez más empresas se plantean una pregunta fundamental: ¿Dónde ha dejado de ser absolutamente necesario el aire comprimido? En las distintas superficies de producción, y en algunos casos incluso en toda la planta, están estudiando conceptos que prescinden deliberadamente de este medio, con el fin de utilizar la energía de forma aún más eficiente, bajar los costes y ejecutar los objetivos de sostenibilidad.

Los generadores de vacío eléctricos desempeñan un papel fundamental en este tipo de situaciones. Generan el vacío necesario directamente en el punto de uso y no requieren una infraestructura central de aire comprimido. "La manipulación sigue siendo potente y segura, incluso sin la red de tubos", resume Michael Pojtinger. También hay ventajas para la planificación de la fábrica, ya que las células de producción pueden reubicarse fácilmente sin tener que volver a instalar tubos de aire comprimido. En general, la electricidad está disponible en todas partes. Esto reduce el esfuerzo de planificación y el tiempo de inactividad durante las transformaciones.

"Dependiendo de la aplicación y del caso de carga, los generadores de vacío eléctricos ahorran hasta un 95% de energía en comparación con los eyectores que funcionan con aire comprimido", subraya Michael Pojtinger. "El ahorro real depende del elevado número de ciclos, el perfil de carga y el tiempo de funcionamiento". El trasfondo técnico: El aire comprimido se genera de forma centralizada, se procesa y se distribuye a través de tubos. Cada uno de estos pasos provoca pérdidas. Los sistemas eléctricos convierten eficazmente la electricidad en vacío directamente en el punto de uso. Esto permite a los usuarios reducir sus costes operativos y, al mismo tiempo, aliviar la carga de la infraestructura central. Los generadores de vacío eléctricos reducen las emisiones de CO₂ y, por tanto, la huella de carbono del producto (PCF), siempre que la combinación de electricidad lo permita.

Schmalz desarrolla generadores de vacío eléctricos como parte de una arquitectura de sistema modular. La gama de productos abarca desde bombas de vacío compactas para cobots y aplicaciones finales hasta potentes bombas eléctricas y soplantes de vacío para procesos estacionarios. De este modo, la empresa cubre una amplia gama de áreas de rendimiento y ofrece componentes para toda la cadena de vacío, desde las ventosas hasta la tecnología de sensores.

Los generadores de vacío eléctricos registran los estados del proceso y los hacen disponibles digitalmente. Se integran en entornos de producción en red a través de IO-Link. Los usuarios pueden supervisar el proceso y adaptar fácilmente los parámetros. "El componente de vacío se convierte en un dispositivo de campo que proporciona datos. Esto crea la base para la monitorización de estado y el mantenimiento basado en el estado", explica Michael Pojtinger.

La automatización se basa en estructuras dinámicas, en red y modulares. La generación de vacío eléctrica encaja en este contexto. Schmalz ha establecido en el mercado las soluciones correspondientes y desarrolla constantemente su cartera de productos en función de las crecientes exigencias.

Los componentes de vacío independientes de la infraestructura no sustituyen a los sistemas neumáticos existentes en general. Amplían el espectro. Donde el aire comprimido se convierte en una limitación, abren nuevos grados de libertad. "Los directores de producción pueden utilizar esta opción adicional para orientar la automatización de forma coherente hacia la movilidad, la flexibilidad y la transparencia digital", explica Michael Pojtinger.

Bizerba, especialista en básculas y sistemas de envase, implementó una solución de picking inteligente para un procesador de alimentos español con un sistema de generación de vacío puramente eléctrico directamente en el brazo del robot. En esta aplicación, dos cobots con garras Schmalz recogen envases de carne envueltos en lámina y los colocan en cajas de transporte a una velocidad de hasta 96 recogidas por minuto. La bomba de vacío eléctrica compacta GCPi se encarga de la conexión con las válvulas eléctricas compactas.

Esta solución descentralizada, montada en la garra, proporciona el vacío necesario de forma rápida, eficiente y sin necesidad de una fuente central de aire comprimido. Es tan potente como los sistemas neumáticos, pero consume mucha menos energía, bajando así los costes operativos. La conexión digital a través de IO-Link también permite supervisar los parámetros relevantes del proceso y realizar un mantenimiento preventivo. La generación de vacío eléctrica aumenta la productividad, reduce la exigencia de personal y mejora significativamente la fiabilidad del proceso de preparación automática de pedidos en el procesador de carne.