I robot collaborativi hanno rappresentato la più grande novità nel comparto dell’automazione negli ultimi anni. Hanno fatto tabula rasa di alcuni pregiudizi, piuttosto radicati, che vedevano l’automazione come una soluzione esclusivamente alla portata di alcuni settori industriali, di alcune dimensioni aziendali, di alcuni budget.
I cobot, come vengono confidenzialmente chiamati i robot collaborativi, hanno mostrato invece l’esistenza di una robotica del tutto diversa, in grado di automatizzare i processi delle aziende più piccole, anche in assenza di competenze robotiche specifiche fra le risorse umane impiegate. E come lo hanno fatto? Offrendo una gamma di vantaggi similari a quelli offerti dalla robotica tradizionale, a costi minori e con un tasso di difficoltà integrativo decisamente più basso. L’automazione delle attività produttive attraverso i cobot appare più semplice, rapida (in termini di messa in funzione e implementazione) e sicura per gli operatori. Inoltre i cobot, offrono un vantaggio strategico che la robotica tradizionale non è in grado di offrire: una flessibilità integrativa ineguagliabile. Con i bracci robotici collaborativi è possibile automatizzare una vasta gamma di applicazioni diverse, inserendo il robot in processi di volta in volta diversi. Vediamone alcune.
Panorama applicativo
Le attività che i cobot sono in grado di automatizzare sono molteplici e vanno dal semplice pick&place al machine tending, dal pallettizing all’assemblaggio. I robot collaborativi consentono di gestire livelli di complessità crescenti: questa possibilità mette in discussione un altro dei pregiudizi più diffusi che li vede come prodotto di natura consumer, quasi un giocattolo. Al contrario i cobot sono robot industriali a tutti gli effetti, hanno quindi come obiettivo primario l’incremento di produttività, efficienza e qualità del prodotto finito o del semilavorato. Obiettivo che perseguono riducendo il tempo ciclo necessario ai task su cui sono applicati, il tasso di errore e lo scarto conseguente.
I robot collaborativi operano sostanzialmente secondo due modalità:
- In sostituzione dell’uomo su alcuni task particolari, tipicamente i più ripetitivi e meno ergonomici, operando anche a luci spente;
- In collaborazione con l’uomo, sollevandolo da porzioni di attività a minor valor aggiunto. I robot collaborativi Universal Robots si prestano a tutti gli effetti ad essere utilizzati come “utensili intelligenti” sollevando le persone non dai processi produttivi, come spesso accade con i robot tradizionali chiusi nelle gabbie, ma dalle fatiche dei processi stessi, ad esempio quando intervengono per aumentare l’ergonomia di alcune fasi di lavoro.
In entrambi i casi i robot collaborativi sono in grado di incrementare performance e produttività.
Fra le attività produttive che i cobot sono in grado di automatizzare possiamo citare:
- Pick&place, il primo e più semplice task che è possibile programmare, anche in meno di 90 minuti;
- Machine Tending, forse l’applicazione più diffusa dei cobot. Un classico esempio di attività ripetitiva che il robot può svolgere meglio (e più rapidamente) dell’uomo;
- Assemblaggio, con il crescere del livello di complessità dell’applicazione emergono le peculiarità dei cobot UR, come la precisione e la ripetibilità dei movimenti, garantiti dal sensore Forza/Coppia integrato al polso. Caratteristiche che rendono possibile automatizzare anche task complessi.
- Packaging: un altro esempio di applicazione ripetitiva in cui il cobot fornisce performance superiori rispetto all’esecuzione manuale del processo;
- Pallettizing: attività ripetitiva e usurante. La programmazione semplificata del robot (anche per waypoint) permette di comporre il pallet secondo un’ampia varietà di pattern;
- Polishing: un altro caso in cui l’estrema sensibilità del sensore Forza/Coppia, con una ripetibilità di 0,03 millimetri e un’accuratezza di 3,5 N, permette di automatizzare il trattamento di superfici molto delicate.
- Saldatura: probabilmente la meno collaborativa delle attività produttive. I cobot sono in grado di gestire la saldatura con gas inerti, tungsteno, plasma cutting, offrendo garanzie di schermatura elevate dall’impulso elettromagnetico.
Il contributo di automazione dei cobot offre al tempo stesso migliori performance e una maggiore ergonomia delle attività per gli operatori.
I settori all’interno dei quali i cobot offrono un surplus di produttività ed efficienza, qualità e omogeneità delle produzioni sono i più diversi e coprono quasi l’intero arco produttivo industriale.
Panorama settoriale
Molte aziende, quando iniziano a prendere in considerazione l'automazione per i propri processi produttivi, tendono a considerare i robot collaborativi come adatti solo a specifici settori ed attività. Niente di più falso.
I cobot - come familiarmente vengono definiti i robot collaborativi - possono operare in ogni settore industriale e sono soggetti unicamente alla limitazione rappresentata dal proprio payload. Per fugare il pregiudizio che li crede adatti solo ad alcuni settori e a specifiche attività "leggere", e chiarire ancora meglio in quali ambiti la robotica collaborativa può dare il suo contributo di efficienza e flessibilità, propongo questo approfondimento che - sinteticamente - riporta alcuni dei principali ambiti d'azione dei cobot.
I cobot trovano applicazione in una gran varietà di settori industriali, in attività anche molto diverse fra loro. Ciò è possibile in virtù della flessibilità applicativa che li contraddistingue e che li rende gli strumenti ideali per automatizzare numerosi processi. Fra i settori in cui trovano più frequente collocazione ricordiamo:
- Automotive
- Lavorazioni meccaniche
- Attività di fine linea
- Alimentare e chimico farmaceutico
- Elettronica
- Plastica e polimeri
AUTOMOTIVE
Nell’automotive possono svolgere attività di assemblaggio, verniciatura, attività connesse ai vari tipi di saldatura, avvitatura. Sono la soluzione in grado di rispondere tanto alle esigenze di adattabilità del ciclo produttivo dei subfornitori, quanto alle esigenze di automazione dei grandi player mondiali del settore.
LAVORAZIONI MECCANICHE
Nel settore delle lavorazioni meccaniche si esprimono probabilmente le migliori qualità dei robot collaborativi Universal Robots. I cobot sono infatti particolarmente efficienti nell'automatizzare attività ripetitive come il carico e scarico macchina. Se dotati di sistemi di comunicazione supplementari, come segnali luminosi, danno origine ad applicazioni estremamente collaborative ed efficienti.
LAVORAZIONI DI FINE LINEA
Nelle cosiddette applicazioni di fine linea possono svolgere tutte le attività connesse alla filiera, dall’inscatolamento, al packaging, alla pallettizzazione. Con la guida 3D e sistemi di machine learning possono inoltre automatizzare attività di bin picking su lotti composti da oggetti di forma, peso e materiale diverso.
ABILITATI A OPERARE IN CLEANROOM
Persino in settori che richiedono parametri di sicurezza particolarmente severi, come l’alimentare e il farmaceutico trovano applicazione in molte attività. I robot collaborativi UR sono dotati della certificazione TÜV SÜD per operare in cleanroom e sono indicati per svolgere quasi ogni operazione connessa a questi settori lungo tutta la catena di valore, dalla produzione alle attività di fine linea.
INDUSTRIA ELETTRONICA
Nel settore dell’elettronica sono invece precisione e ripetibilità (fino a 0,03 mm) che li rendono particolarmente indicati. Il settore è infatti caratterizzato dall’uso e dalla manipolazione di componenti molto piccoli e delicati, come le schede PCB.
PLASTICA E POLIMERI
Nel settore della lavorazione della plastica i cobot UR possono essere utilizzati in tutte le fasi di produzione, inclusi i progetti di sformatura, carico e scarico di PCB e pick&place. Il settore, caratterizzato dall'utilizzo di materiali con diverse temperature di lavorazione, richiede automazioni in grado di esprimere flessibilità e rapidità di programmazione, capaci di venire incontro a processi produttivi in rapido mutamento.
ANCHE FUORI DALLA FABBRICA
I robot collaborativi UR stanno trovando una rapida applicazione anche in settori lontani dalla produzione industriale. Sono stati applicati in ambito artistico (come membri aggiunti di corpi di ballo, ad esempio) o in installazioni presso eventi come la Biennale di Architettura di Venezia.
La semplicità di programmazione che li contraddistingue rende possibile il loro utilizzo anche da parte di operatori lontani dal mondo della manifattura, meno tradizionalmente avvezzi all’utilizzo dell’automazione.
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