Cobot

Le operazioni di Pick & Place, raccolta e posizionamento manuale, sono tra le più ripetitive e banali oggi eseguite dagli operatori umani. La ripetitività comporta spesso un alto tasso di errore e scarso rispetto delle tempistiche. Il Pick & Place è forse la prima applicazione, in termini di facilità e immediatezza, per un Cobot.
Prendere un oggetto, spostarlo e depositarlo in un altro punto è generalmente la prima funzione per la quale pensare a un Cobot in grado di operare in tutta sicurezza nello stesso spazio di un operatore umano.
Se aggiungiamo le funzionalità di visione artificiale, combinate con l’intelligenza artificiale, le possibilità sono infinite. Un robot collaborativo può essere dotato di un sistema di visione intelligente integrato che offre l’abbinamento totem, la posizione degli oggetti, l’identificazione dei codici a barre, la differenziazione dei colori e altre funzioni visive.

Il processo di inscatolamento è tipicamente quello che precede le operazioni di pallettizzazione. Su gli impianti di “fine linea” è quasi sempre necessario prendere i pezzi e depositarli all’interno di vassoi, termoformati o in scatole di vario genere.
I cobot integrano la funzione di ordinamento pezzi su un piano o anche su più livelli. Sarà sufficiente tramite autoapprendimento registrare i 4 angoli dalla scatola e inserire il numero di righe/colonne/livelli. Il robot automaticamente crea il programma di deposito. A seconda delle esigenze è possibile scegliere tra vari modelli di bracci robotizzati e pinze di presa. L’eventuale aggiunta di una telecamera 2D/3D permetterà il prelievo di pezzi alla rinfusa.

Imballaggio e pallettizzazione sono funzioni che conseguono dal Pick & Place: al termine del processo produttivo, e prima di lasciare la fabbrica, i prodotti devono essere imballati e stipati su pallet. Si tratta di un’operazione ripetitiva, da eseguire con velocità e precisione, che comporta lo spostamento e l’imballaggio di oggetti dalle dimensioni, forme e peso le più diverse.
Nella fase di imballaggio e pallettizzazione i Cobot possono migliorare la sincronizzazione con l’intero processo produttivo, la standardizzazione della qualità di imballaggio, la velocizzazione delle operazioni e una maggior efficienza, liberando l’operatore umano per altri compiti non ripetitivi.

Il Machine Tending, o asservimento a una macchina, richiede la presenza per lunghe ore di un operatore umano davanti a un macchinario industriale. È un processo lungo, faticoso e impegnativo che riguarda non solo il carico e lo scarico della macchina ma anche altre operazioni di coadiuzione del sistema automatizzato di produzione, dall’ispezione e controllo al soffiaggio e lavaggio, fino al confezionamento.
I Cobot possono liberare da molte di queste operazioni l’operatore umano, anche interagendo con due o più macchine, garantendo maggior produttività. Il carico e scarico di macchine utensili risulta essere tra le attività più comuni nell’utilizzo di robots collaborativi. I cobots infatti sono molto leggeri, facili da trasportare, possono lavorare in assenza di protezioni (previa analisi dei rischi) e sono molto facili da programmare.

L’assemblaggio di componenti è tipicamente un compito ripetitivo che replica una sequenza di operazioni precise e costanti nel tempo. Un braccio antropomorfo è in grado di ripetere i movimenti degli operatori, in modo che essi possano dedicarsi ad operazioni a maggior valore aggiunto. I cobots, grazie alle proprie caratteristiche, si adattano perfettamente alle applicazioni di assemblaggio poiché sono facili da programmare, poco ingombranti e grazie ai sensori di forza sono in grado di effettuare inserimenti e montaggi “adattivi”. Si può scegliere il modello di robot, selezionando la giusta lunghezza del braccio e capacità di carico. Sulla flangia terminale del braccio sarà montata la pinza o la ventosa di presa, che andrà scelta tra i modelli disponibili.
E’ inoltre disponibile una vasta gamma di strutture meccaniche pronte all’uso, con vassoi e cassetti personalizzabili a seconda dei pezzi da lavorare. Per le applicazioni che presentano pezzi non ordinati (alla rinfusa) sarà possibile aggiungere una telecamera 2D/3D per il riconoscimento delle posizioni di presa.

Nei processi di verniciatura è importante poter utilizzare un robot con 6 gradi di libertà, che permettono di riprodurre fedelmente i movimenti di un operatore. Infatti la possibilità di insegnare al robot la traiettoria per autoapprendimento è una funzionalità estremamente importante per chi si occupa di verniciatura.
In tali casi, al fine di mantenere uniforme la finitura, è necessario mantenere costante la velocità di movimento del braccio. Tutti i robots hanno queste funzioni ed i cobots sono particolarmente comodi per la registrazione delle traiettorie con autoapprendimento.

L’utilizzo di robots in processi di saldatura è piuttosto comune, ma quello con i cobots è un trend in forte crescita. Infatti la possibilità di insegnare al robot la traiettoria per autoapprendimento è una funzionalità estremamente importante per chi si occupa di saldatura. Si può pensare ad una saldatura per punti oppure ad un movimento continuo su uno specifico percorso. In tali casi, al fine di mantenere uniforme il cordone di saldatura, è necessario mantenere costante la velocità di movimento del sistema di deposito ed in taluni casi servirà regolare la potenza della torcia in funzione della velocità di movimento.
Tutti i robots hanno queste funzioni ed i cobots sono particolarmente comodi per la registrazione delle traiettorie con autoapprendimento. In combinazione con specifici software sarà possibile importare ed inseguire traiettorie provenienti da disegni cad 2D/3D. In abbinamento ad una telecamera sarà possibile anche effettuare le lavorazioni su pezzi che non sono sempre nella stessa posizione.

I compiti di finitura di un prodotto industriale – come levigatura, smerigliatura, sbavatura, fresatura, rettifica e in generale altre operazioni di rimozione materiale – sono meno ripetitivi di quelli esposti precedentemente e tuttavia richiedono di maneggiare uno strumento per lunghe ore, doti di forza e conseguenti rischi di infortuni o patologie per l’operatore umano. Un Cobot è in grado di assicurare standardizzazione della qualità, velocità, precisione, dosaggio della forza, efficienza e versatilità per ogni compito di finitura.
La levigatura e la lucidatura sono lavori pesanti, polverosi e ripetitivi, il che ne rende un candidato perfetto per l’automazione robotizzata. L’utilizzo di un robot collaborativo semplifica estremamente la programmazione grazie alla funzione di autoapprendimento ed il sensore di forza integrato permette di applicare sulle superfici una pressione parametrizzabile direttamente dal touch screen del robot. A seconda delle esigenze si può scegliere il modello di robot, selezionando la giusta lunghezza del braccio e capacità di carico. Sulla flangia terminale del robot sarà montato l’utensile di finitura, che andrà scelto accuratamente in funzione dei materiali e tipi di lavorazione da effettuare.

I Cobot possono montare videocamere ad altissima risoluzione per effettuare ispezioni e controllo qualità di parti e prodotti industriali: un Cobot dotato di videocamere di ispezione può accelerare e standardizzare il controllo e confronto delle parti rispetto al modello originale CAD, aumentare il livello di qualità finale dei lotti di produzione, ridurre i costi per i pezzi non conformi agli standard.
I processi di controllo qualità con cobot possono essere di diversi tipi: il braccio muove un sistema di misura o una telecamera che effettua i controlli, il braccio effettua dei movimenti ripetitivi di un meccanismo per verificarne la robustezza, il braccio grazie al sensore di forza verifica punti di inserimento e/o tolleranze. Un braccio antropomorfo è in grado di ripetere i movimenti degli operatori, in modo che essi possano dedicarsi ad operazioni a maggior valore aggiunto.
I cobot grazie alle proprie caratteristiche si adattano perfettamente alle applicazioni di testing poiché sono facili da programmare, poco ingombranti e grazie ai sensori di forza sono in grado di effettuare inserimenti e montaggi “adattivi”. Grazie all’accoppiamento con telecamere sarà possibile verificare la posizione di pezzi in fase di presa o di posizionamento.