Los usuarios e integradores necesitan conocer las operaciones de la planta de fabricación. En la fabricación automatizada, la decisión radica en usar pinzas eléctricas o neumáticas. Las pinzas eléctricas realizan la misma función que las neumáticas, pero su coste es de dos a cuatro veces superior. Las pinzas neumáticas, también conocidas como pinzas neumáticas, han sido el estándar durante años, con más del 95 % de las pinzas accionadas por aire. Las pinzas destacan en tres tareas básicas:

Transferencia: Las operaciones de transferencia requieren que la pinza sujete un producto o componente mientras se transfiere hacia o desde una cinta transportadora, estación de trabajo o máquina. Las aplicaciones comunes son el manejo de máquinas, la colocación de piezas, la carga y descarga, y el envasado al final de la línea. En aplicaciones farmacéuticas, las tareas de dispensación y llenado son comunes.

Orientación: la orientación de la pieza requiere que la pinza alinee una pieza antes del siguiente paso del proceso, como colocarla en una caja.

Sujeción: la sujeción permite realizar un trabajo mientras la pinza sujeta el objeto, como aplicar una etiqueta de envío a la caja.

La selección de la pinza implica identificar la pinza adecuada para las condiciones. Existen dos tipos comunes de entornos operativos a considerar:

Entorno limpio: el objetivo es evitar que la grasa o los contaminantes presentes en la pinza se liberen al medio ambiente y contaminen la pieza o el proceso, como alimentos y medicamentos. La fabricación limpia es fundamental en las industrias médica, farmacéutica, electrónica y alimentaria, donde solo se permiten pequeñas cantidades de contaminantes. Encuentre una pinza con certificación de sala limpia. Para garantizar un entorno operativo limpio, muchas pinzas disponen de puertos de barrido. Estos puertos ayudan a evitar que los contaminantes de la pinza neumática se escapen al medio ambiente mediante un vacío de bajo nivel que crea presión negativa dentro de la pinza. Este vacío extrae aire limpio del exterior, impidiendo que la grasa o los contaminantes escapen.

Entorno contaminado: En un entorno contaminado, la pinza debe estar protegida. Los contaminantes incluyen serrín, virutas de metal, productos químicos, etc. Mantener la pinza libre de contaminantes ayuda a garantizar su funcionalidad y larga vida útil. La suciedad, los residuos, el aceite y la grasa son comunes en aplicaciones automotrices, de fundición, de mecanizado y en la industria en general. Estos entornos pueden dañar el funcionamiento interno de las pinzas. Para evitar la contaminación, muchas pinzas neumáticas disponen de puertos de purga. El puerto de purga se encuentra en el cuerpo de la pinza y tiene un canal hacia los mecanismos internos.

Ya sea que se opere en un entorno limpio o sucio, el blindaje puede desviar los residuos de la pinza y ayudar a prevenir que la grasa y los contaminantes internos se escapen al entorno limpio. El blindaje de la pinza puede ser de diversos estilos y materiales, incluyendo cubiertas simples de chapa metálica, fundas flexibles, fuelles o limpiadores de labios. El blindaje puede ser estándar, opcional o a petición. También puede agregar su propio blindaje durante la integración. También debe considerarse la orientación de la pinza respecto a la dirección de los contaminantes para minimizar el contacto de los residuos con las superficies o aberturas.

Las pinzas neumáticas pueden fabricarse con diversos materiales y procesos. Materiales y recubrimientos, como el acero inoxidable, el niquelado y el anodizado duro, pueden evitar la corrosión de las superficies o el atascamiento de las mordazas por residuos. En aplicaciones de salas blancas o de procesamiento de alimentos, estos recubrimientos también pueden prevenir la oxidación o la liberación de bacterias en el entorno de trabajo.

Una vez comprendidas las exigencias del entorno operativo, los diseñadores del sistema pueden considerar las especificaciones de las pinzas, considerando que el diseño y la construcción determinan el rendimiento. Las pinzas constan de tres partes: cuerpo (incluido el medio de transmisión de potencia), mordazas y dedos.

Generalmente, el fabricante de la pinza diseña y construye el cuerpo y las mordazas, lo que se conoce como «modo de accionamiento». Mientras tanto, el fabricante de la máquina suministra dedos personalizados para sujetar o encapsular la pieza. En cualquier aplicación, se debe considerar la longitud adecuada de los dedos, teniendo en cuenta que un exceso de longitud puede provocar que la pinza se atasque. Al considerar la fuerza de agarre, un exceso dañará la pieza y un exceso provocará problemas de seguridad y la caída de piezas.

El recorrido de la pinza también es importante, ya que un recorrido excesivo desperdicia tiempo de operación y un recorrido insuficiente puede provocar un agarre o liberación incorrectos de una pieza.

Las exigencias de la aplicación determinarán el tipo de mecanismo de soporte de mordaza que se debe considerar. Varias pinzas pueden tener el mismo tamaño y realizar la misma función, pero pueden tener diseños completamente diferentes, y algunas son mejores que otras para diversos entornos operativos.
Es importante alinear el mecanismo adecuado a la aplicación. Esto garantiza un accionamiento fiable y preciso de la pinza. Analicemos estos mecanismos desde la perspectiva de la aplicación. Los mecanismos de soporte de mordaza más comunes incluyen:

Aplicación de carga de alto impacto: Utilice un diseño de rodamiento liso o de cuña, conocido como rodamiento de contacto con gran superficie de deslizamiento. Estos incluyen rodamientos planos de superficie a superficie y rodamientos cilíndricos de tipo buje. Una amplia superficie de rodamiento es ideal para soportar aplicaciones de carga continua de alto impacto. Este tipo de mecanismo mantiene una alta precisión al mecanizarse con tolerancias ajustadas y proporciona soporte para la mordaza. Normalmente, la capacidad de ajuste para compensar el desgaste de la pinza es nula o limitada.

Aplicaciones de baja fricción y alta precisión: utilice un diseño de pinza con rodamientos de rodillos de contacto lineal para estas aplicaciones. Estos rodamientos de baja fricción incluyen rodamientos de rodillos cruzados y rodamientos de doble V. Los rodamientos que soportan las mordazas se pueden precargar para mayor precisión. Este sistema de rodamientos se mantiene fácilmente gracias al ajuste externo de la precarga. Utilice esta configuración en aplicaciones que requieran una holgura lateral mínima en los dedos de la pinza. Este diseño de baja fricción también permite ajustar fácilmente la fuerza de agarre mediante la presión de aire.

El modo de transmisión de potencia se refiere a la conexión y transferencia de potencia desde los pistones de aire internos a las mordazas de agarre que se abren y se cierran, produciendo una fuerza de agarre.

Aplicaciones con alta fuerza de agarre para el tamaño de la pinza: Las aplicaciones que requieren una alta fuerza de agarre, pero con limitaciones de espacio, pueden requerir un diseño de pinza de cuña de doble cara que proporcione una amplia superficie para transmitir la potencia a las mordazas, distribuyéndola equitativamente. Este estilo suele contar con un diseño de un solo pistón que ofrece una alta relación fuerza de agarre/tamaño. El movimiento de la mordaza/dedo de la pinza está sincronizado de forma inherente sin necesidad de componentes adicionales. La cuña de doble cara es robusta y puede soportar altas cargas de impacto que puedan repercutir en el mecanismo.

Hay tres métodos de agarre populares que puedes considerar:

Agarre por fricción: Este es el método de agarre más común, con superficies de contacto que se cierran y se detienen en la pieza, creando una fuerza de fricción que la sujeta. Si se pierde la presión del aire, la pieza caerá a menos que la pinza cuente con mecanismos de seguridad integrados. Se debe evitar el contacto con los dedos al manipular piezas aceitosas o grasosas.

Agarre en forma de cuna: Los dedos están diseñados para perfilar la pieza que se manipula, es decir, de forma circular. Los dedos se cierran y aplican presión de agarre sobre la pieza, como una cuna. Si se pierde la presión de aire, la pieza normalmente quedaría sujeta. Si el peso de la pieza es lo suficientemente significativo como para compensar la fuerza de retroceso necesaria para abrir la pinza, los dedos pueden abrirse por efecto de la gravedad, dejando caer la pieza.