Soluzione:
Task Force Tips ha installato un robot UR10 e due UR5 che si occupano delle macchine CNC, mentre un quarto UR5 è stato montato su una base a rotelle e viene spostato tra le diverse attività. Uno scenario che McMillan definisce “un fondamentale cambiamento di paradigma”.
Un elemento che in precedenza impediva di utilizzare i robot erano le barriere di sicurezza necessarie attorno alla macchina. L’enorme vantaggio rappresentato dalla robotica collaborativa UR è che non sono necessarie protezioni. Previa valutazione del rischio è possibile avvicinare il robot con le rotelle alla macchina e in pochi minuti insegnargli come caricare i pezzi. Lavorando fianco a fianco con gli operatori.
Il responsabile della produzione della Task Force Tips, Cory Mack spiega come i robot UR abbiano ridotto la necessità di personale da sette a tre operatori: “Ora è necessaria solo un’ora circa per operatore per turno per far funzionare il robot, comprese le attività di sistemazione dei pezzi e di posizionamento del robot. Questo significa che il robot funziona per 21 ore senza assistenza, quindi ci serviranno solo circa 34 giorni per recuperare l’investimento”.
Anche il fatto che i due robot UR5 lavorino in coppia ha aiutato a ottimizzare la produzione. Quando arrivano i pezzi grezzi da un trasportatore in ingresso, il primo robot UR5 utilizza la guida visiva per identificare e afferrare i pezzi e quindi li inserisce nella prima fresatrice. L’UR5 estrae quindi la parte semilavorata già nel tornio e la passa all’altro UR5. Il secondo robot inserisce la parte nella seconda macchina, estrae il pezzo finito e lo posiziona su un trasportatore in uscita, dove un operatore posiziona i pezzi sulle griglie di anodizzazione, completando il ciclo.
È un processo che - secondo lo specialista di automazione della Task Force Tips, Adam Hessling - sembra impressionante, ma è stato estremamente semplice da realizzare. Hessling si considera un “operaio specializzato” senza alcuna esperienza specifica in programmazione robotica. Sia il passaggio tra robot che la guida visiva utilizzano i registri di protocollo di comunicazione MODBUS nel sistema di comando dei robot UR sono stati programmati da lui.
Quando l’UR5 posiziona il pezzo grezzo nel tornio, il sistema di rilevazione della forza del robot capirà se il pezzo viene sagomato in modo errato, se presenta irregolarità dovute al taglio con la sega o se sono presenti frammenti di lavorazione nelle ganasce del mandrino.
“Quando il robot cerca di raggiungere il punto stabilito per il posizionamento ed è presente un’ostruzione che provoca un aumento della forza sulla parte terminale del braccio di oltre 50 Newton, che ho programmato come soglia limite, il robot sa che c’è qualcosa che non va”, spiega Hessling che ha programmato il robot in modo che applichi un getto d’aria per cercare di pulire eventuali detriti presenti.
Il robot applicherà il getto d’aria diverse volte e se ancora non dovesse riuscire a posizionare il pezzo, comunicherà alla macchina di eseguire un ciclo di “lavaggio del mandrino”, che utilizza il sistema di raffreddamento ad alta pressione della macchina per eliminare i detriti dalle ganasce.
Se non fosse ancora possibile caricare il pezzo dopo il lavaggio con il refrigerante, sul touchscreen del robot apparirà un messaggio che ordinerà all’operatore di rimuovere eventuali ostruzioni e quindi premere continua. Se il problema dovesse persistere, apparirà un altro messaggio che arresterà l’intero programma. L’operatore potrà quindi individuare il problema, risolverlo e riavviare la produzione.
“Indicativamente il robot risolve il problema del “mancato carico” circa tre o quattro volte l’ora, aiutandoci quindi a eliminare i tempi di inattività. L’operatore deve intervenire solo una volta per turno, talvolta mai”, spiega Hessling.
