Resumen ejecutivo Nuestra máquina automática de envoltura orbital horizontal para barras envuelve en espiral paquetes de barras de acero redondas, cuadradas y hexagonales mientras se desplazan a través de un anillo giratorio de alta velocidad. El mecanismo neumático integrado de sujeción y corte asegura y corta automáticamente la película estirable al finalizar el ciclo, lo que permite un funcionamiento en línea totalmente desatendido. Para perfiles metálicos densos, la carga estructural del paquete limita la capacidad del equipo mucho antes de alcanzar el diámetro del anillo. Por ejemplo, una barra de acero macizo de 6 m y 20 mm de diámetro pesa aproximadamente 14.8 kg ; por consiguiente, una envolvedora estándar con una capacidad de carga de 100 kg alcanza su límite mecánico con solo 6 barras , independientemente del espacio restante en la abertura del anillo.
Índice
- Cómo la máquina envuelve un paquete de barras
- Por qué el peso determina el modelo
- Barras por paquete
- Ventanas modelo
- Corte y alimentación de película no tripulados
- Servicios públicos y seguridad
- Lista de verificación de selección
- Preguntas frecuentes sobre ingeniería
- El próximo paso
- Lectura relacionada
- Fuentes
Cómo la máquina envuelve un paquete de barras
En las plantas de acabado continuo y las instalaciones de procesamiento de metales, la envolvedora orbital horizontal se integra directamente en línea con los sistemas de manipulación de rodillos motorizados. Los paquetes se mueven horizontalmente a través del centro giratorio sin necesidad de grúas aéreas secundarias ni reorientación manual. La secuencia de envoltura automatizada se ejecuta en cuatro etapas coordinadas:
- Alimentación de datos e indexación. Los rodillos transportadores motorizados, ya sean planos o con ranura en V, hacen avanzar el haz rígido hacia el anillo orbital. Una fotocélula óptica retrorreflectante de alta resistencia detecta el borde delantero de la barra para iniciar la secuencia de envoltura.
- Envoltura espiral orbital. El anillo de fundición de aluminio mecanizado con precisión hace girar el carro de la película circunferencialmente alrededor del eje longitudinal del haz, mientras que la cinta transportadora impulsa la transferencia lineal. Este movimiento de doble eje genera una capa protectora helicoidal continua.
- Corte y sujeción neumática. En el extremo posterior del haz, una cortadora mecánica neumática de acción de tijera corta la banda de película, mientras que una pinza automatizada sujeta el extremo delantero de la película para su introducción sin problemas en la siguiente pieza de trabajo.
- Descarga de salida. Las cintas transportadoras de salida motorizadas evacuan el paquete, firmemente sujeto con flejes, hacia las mesas de acumulación o las estaciones de flejado automáticas situadas aguas abajo.
Dos variadores de frecuencia (VFD) controlan de forma independiente la velocidad angular del anillo y la velocidad de la cinta transportadora lineal. La superposición del embalaje es totalmente ajustable del 10 % al 90 % a través de la pantalla táctil HMI, regida por la relación cinemática:
Overlap % = [1 - (V_conveyor / (N_ring × W_film))] × 100%
Lugar:
V_conveyor= Velocidad lineal (m/min)N_ring= Velocidad de rotación del anillo orbital (r/min)W_film= Ancho efectivo de la película (m)
Por qué el peso determina el modelo
Los aceros al carbono, los aceros aleados y las barras de acero inoxidable presentan altas densidades volumétricas (~7,850 kg/m³). En la ingeniería de embalaje industrial, las envolvedoras orbitales se clasifican simultáneamente según el diámetro de su anillo interno (área geométrica) y la capacidad de carga dinámica de los rodillos (carga estructural). En el caso de los haces de barras metálicas, la carga máxima de apoyo se supera casi siempre antes de que la pieza de trabajo ocupe todo el diámetro del anillo orbital.
La masa nominal de las barras redondas de acero macizo se calcula de la siguiente manera:
Mass per metre (kg/m) = ρ × (π / 4) × d²
Lugar:
ρ(densidad del acero) = 7,850 kg/m³d= Diámetro de la barra (m)
Cálculos de masa de referencia para tamaños de stock comunes:
- Barra maciza de 20 mm: Área de sección transversal = 0.000314 m²; masa lineal = 2.47 kg/m. Una longitud industrial estándar de 6 m pesa 14.8 kg.
- Barra maciza de 12 mm: Área de sección transversal = 0.000113 m²; masa lineal = 0.89 kg/m. Una longitud industrial estándar de 6 m pesa 5.3 kg.
Barras por paquete
El peso total del paquete se determina dividiendo las capacidades de carga dinámica del bastidor transportador y los cojinetes entre la masa de cada barra. Parámetros de dimensionamiento para paquetes de barras industriales estándar de 6 m:
| Diámetro de la barra | Peso unitario (6 m Bar) | Cantidad máxima (límite de 100 kg) | Cantidad máxima (límite de 200 kg) |
|---|---|---|---|
| 12 mm | ~ 5.3 kg | 18 barras (Total: ~95.4 kg) | 37 barras (Total: ~196.1 kg) |
| 20 mm | ~ 14.8 kg | 6 barras (Total: ~88.8 kg) | 13 barras (Total: ~192.4 kg) |
El dilema de la ingeniería: "Pesado pero delgado"
Trece barras de 20 mm, dispuestas en una configuración hexagonal compacta, crean una sección transversal del haz con un diámetro exterior (DE) de tan solo 80-100 mm. Si bien la masa total (~192 kg) exige un bastidor robusto como el de la serie E600, los chasis estándar de gran apertura suelen especificar una dimensión mínima de trabajo de 200 mm de DE.
Este límite inferior no se debe a la holgura del anillo. Está determinado por la geometría de la herramienta :
- Límites de la carrera del cilindro: Los cilindros neumáticos de sujeción vertical estándar se quedan sin recorrido, lo que impide que sujeten de forma segura los haces de menos de 200 mm frente a la alta tensión centrífuga de la película.
- Espacios entre puentes transportadores: La distancia longitudinal entre los rodillos voladizos de entrada y salida deja un hueco físico en el centro del anillo. Los haces delgados se comban bajo su propio peso concentrado, pudiendo engancharse en los bordes del marco.
Para este tipo de perfiles, nuestro equipo de ingeniería integra cilindros estabilizadores neumáticos de carrera extendida y rodillos puente motorizados intermedios recubiertos con poliuretano Shore A de 90 para procesar de forma segura paquetes delgados y pesados sin marcas superficiales ni deformaciones. Verifique siempre las dimensiones de la envoltura del paquete en las esquinas diagonales más anchas (OD_envelope = √(Width² + Height²)).
Ventanas modelo
| Modelo | Paquete utilizable OD | Límite de peso dinámico | Longitud mínima de la pieza de trabajo | Velocidad de envoltura lineal |
|---|---|---|---|---|
| E300 | 100 – 300 mm | 15-100 kg | ≥ 1,000 mm | 5-15 m/min |
| E400 | 100 – 400 mm | 15-100 kg | ≥ 1,200 mm | 5-25 m/min |
| E600 | 200 – 600 mm | 20–200 kg (actualizable) | ≥ 800 mm (con soporte de puente) | Ingeniería personalizada |
Los modelos E300 y E400 vienen equipados de serie con transportadores de rodillos de entrada y salida de 2,000 mm de diámetro, accionados por motor y de alta resistencia, velocidades de transporte variables de 6 a 12 m/min y accionamientos de anillo equilibrados que funcionan a 20-90 r/min.
La E400 cuenta con un versátil carro porta-núcleos multimaterial que admite film estirable, film anticorrosión VCI, papel crepé y cinta de PP tejida en núcleos estándar de 50 mm o 76 mm.
La robusta E600 incluye rodillos guía ajustables de doble cara para evitar el desplazamiento axial del paquete durante el proceso de envoltura, junto con rodillos de presión verticales revestidos de goma de alta dureza que estabilizan los paquetes contra el par de torsión rotacional.
Corte y alimentación de película no tripulados
La unidad automática de sujeción, alimentación y corte elimina la intervención del operario durante los ciclos de envasado activos:
- Sujeción y alimentación automatizadas: Al iniciar el ciclo, una pinza neumática extiende el extremo de la película dentro de la órbita del anillo. El desplazamiento hacia adelante del haz atrapa la banda de película contra las barras de acero, liberando la pinza mecánica a medida que se establece la tensión.
- Corte neumático de precisión: Una vez completado el número de vueltas programado en el extremo posterior, un cilindro neumático de doble efecto acciona una cuchilla de corte industrial dentada para cortar la película limpiamente.
- Indexación de posición de inicio: Un sensor de proximidad y un freno dinámico del motor bloquean el anillo giratorio en su posición mecánica cero precisa después de cada ciclo, lo que garantiza que el extremo de la película coincida con la alineación de la pinza.
- Diagnóstico de fallas: El software PLC integrado supervisa el agotamiento de los rollos, las roturas de la película, las caídas de presión neumática y las oclusiones del sensor fotoeléctrico, mostrando alarmas en tiempo real en la luz de la pila operativa y en el panel HMI.
El PLC central de Siemens/Mitsubishi incorpora bloques de comunicación de E/S estándar, lo que permite una integración completa en los apiladores automáticos de paquetes de barras situados aguas arriba y en las células de flejado automáticas situadas aguas abajo.
Servicios públicos y seguridad
| Utilidad / Especificación | Sistemas E300 / E400 | Sistema de servicio pesado E600 |
|---|---|---|
| Energía eléctrica | 2.5 kW, 380 V, trifásico, 50/60 Hz | 4.5 kW, 380 V, trifásico, 50/60 Hz |
| Suministro de aire comprimido | 0.5–0.8 MPa (5–8 bar), Aire limpio/seco | 0.5–0.8 MPa (5–8 bar), Caudal ≥ 0.3 m³/min |
| Geometría del rollo de película | Diámetro exterior: 100–200 mm; Ancho: 100–200 mm | Diámetro exterior: 150–250 mm; Ancho: 150–250 mm |
| Requisitos de la Fundación | Hormigón armado, nivelación dentro de ±2 mm, capacidad de carga ≥ 1.0 t/m² | Hormigón armado, nivelación dentro de ±2 mm, capacidad de carga ≥ 2.5 t/m² |
Cumplimiento de la normativa CE y de seguridad industrial
Todas las máquinas incorporan curvas suaves de aceleración/desaceleración con variador de frecuencia para evitar cargas de choque mecánicas. Los sistemas de protección y enclavamiento perimetral cumplen con las estrictas normativas de seguridad regionales.
- ISO 12100: 2010: Evaluación estandarizada de riesgos de la maquinaria y verificación de la reducción de peligros.
- Y 415-10: 2014: Requisitos de seguridad específicos para la maquinaria de envasado modular automatizada.
- Circuito de seguridad: Circuitos de parada de emergencia de doble canal de categoría 4/PLe, protecciones de túnel de acceso con enclavamiento y cortinas de luz de seguridad de entrada/salida con capacidad de silenciamiento para el paso de materiales.
Lista de verificación de selección
Al especificar una línea de envoltura de barra orbital, proporcione los siguientes parámetros mecánicos:
- Perfil del material (redondo macizo, hexagonal estructural, barra cuadrada, grado de aleación).
- Dimensiones de cada barra: Diámetro exterior (mm), longitud (mm) y peso unitario (kg).
- Configuración del paquete: Cantidad objetivo de barras por paquete y peso total calculado (kg).
- Envolvente del paquete: Diagonal exterior de la sección transversal mínima y máxima del paquete (mm).
- Objetivo de rendimiento: Paquetes requeridos por hora y velocidad lineal de la línea (m/min).
- Material de embalaje: film estirable de LLDPE (17–35 µm), film VCI anticorrosivo, polipropileno tejido o papel kraft reforzado.
- Alcance de la integración: Estación de trabajo independiente con almacenamiento por gravedad frente a conexión en línea totalmente automatizada.
Preguntas frecuentes sobre ingeniería
P: ¿Cómo se calcula con precisión el peso de una barra de acero maciza de 6 m y 20 mm de espesor?
A: El peso se deriva de la densidad base: 7,850 kg/m³ × [π × (0.010 m)²] × 6 m = 14.80 kg.
P: ¿Cuántas barras de 20 mm se pueden procesar en una envolvedora con capacidad para 100 kg?
A: Con 14.8 kg por cada 6 m de longitud, una máquina con capacidad nominal de 100 kg acepta un paquete máximo de 6 barras (6 × 14.8 kg = 88.8 kgEl procesamiento de 7 barras eleva el peso del paquete a 103.6 kg, superando la capacidad de carga del soporte. Se requiere una unidad con capacidad de 200 kg para paquetes de hasta 13 barras.
P: ¿Por qué una máquina E600 estándar no puede envolver un paquete de barras de acero de 80 mm de diámetro a pesar de estar dentro de su capacidad de carga? R: Las máquinas grandes utilizan cilindros de sujeción verticales y rodillos diseñados para paquetes de 200 a 600 mm. En un paquete de 80 mm, los cilindros estándar llegan al tope antes de sujetar las barras, y estas se comban en el espacio central de la cinta transportadora. Para dimensionar esta aplicación, se requieren rodillos puente intermedios diseñados a medida y carreras de cilindro extendidas.
P: ¿Puede la envolvedora orbital funcionar sin supervisión, sin operario? R: Sí. La unidad neumática automática de corte y sujeción agarra, corta y posiciona la película de embalaje en cada transición del paquete sin necesidad de intervención manual.
P: ¿Qué determina la longitud mínima del paquete en la E300 (1,000 mm)? R: El paquete debe abarcar el espacio central entre las cintas transportadoras de entrada y salida, y debe estar apoyado por al menos dos juegos de rodillos motorizados a cada lado para evitar que se vuelque o se atasque en el anillo.
El próximo paso
Nuestro grupo de ingeniería de embalaje configura equipos de envoltura de barras adaptados a los requisitos específicos de manipulación de materiales:
- Enviar especificaciones de línea: Envíe los perfiles de producto, las distribuciones de dimensiones de los paquetes y los planos de distribución de la planta a info@fhopepack.com.
- Propuesta técnica en un plazo de 48 horas: Reciba un presupuesto de ingeniería completo que detalle el tamaño de los anillos, los cálculos de superposición cinemática, las capacidades de carga de la cinta transportadora y la distribución del espacio.
- Levantamiento topográfico y revisión de líneas de ingeniería: Finalizar las interfaces mecánicas, los protocolos de sincronización de variadores de frecuencia y los puntos de integración con nuestro equipo de diseño de ingeniería.
Lectura relacionada
- Envolvedora horizontal de film estirable serie E300
- Catálogo de envolvedoras horizontales automáticas de film estirable
- Videoteca: Máquinas automáticas para envolver barras y envolvedoras orbitales compactas
- Videoteca: Envolvedoras orbitales de varillas de alta resistencia y sistemas de envasado de barras
- Videoteca: Revestimiento de metales no ferrosos, láminas de cobre y barras de bronce
Fuentes
- Ingeniería Fhopepack: Especificaciones y datos de corte y alimentación de la envolvedora horizontal de film estirable E300
- Ingeniería Fhopepack: Datos de la envolvedora orbital E400 y opciones de transporte multimaterial
- Ingeniería Fhopepack: Capacidades de carga de la envolvedora horizontal de servicio pesado E600
- Medios técnicos de Fhopepack: Máquina automática de envoltura de barras en funcionamiento de prueba en fábrica.
- Organización Internacional de Normalización: ISO 12100:2010 Seguridad de las máquinas: principios generales para el diseño
- Estándares europeos: EN 415-10:2014 Seguridad de las máquinas de envasado — Requisitos generales
- Referencia de densidad: Densidades de metales y aleaciones: la caja de herramientas de ingeniería.
Última revisión: 04/10/2026
