Perché un’azienda e una fabbrica dovrebbero utilizzare un robot o un cobot, il robot collaborativo? Perché sono in grado di portare flessibilità, efficienza, ridurre gli sprechi e quindi i costi, migliorare le performance operative e quindi la reddittività aziendale. La robotica degli anni Venti del secolo XXI non è più né rigida né complessa da programmare, come nel secolo scorso.
E anche dal punto di vista dei costi, la capacità di questi prodotti di offrire un ritorno dell’investimento in tempi rapidi è ormai provata. Basta, per esempio, esplorare il portale Roi calculator, messo a punto dall’Università di Brescia insieme a Fanuc, su cui è possibile simulare un investimento in innovazione, analizza i parametri operativi e i parametri finanziari, risponde a domande molto concrete.
Interrogativi del tipo: quanto mi costa avere un robot e farlo funzionare per ogni ora? In quanto tempo il suo utilizzo mi permette di rientrare dai costi sostenuti per comprarlo? Bene, il Roi calculator indica che il tempo di ritorno dell’investimento per un cobot mediamente è inferiore a un anno. Quindi tempi non biblici, e che possono invogliare una platea di aziende e imprenditori sempre più vasta.
Questi sono alcuni dei temi al centro dell’incontro ‘Robotica e automazione per una fabbrica sempre più flessibile e integrata’, un confronto tra esperti che è avvenuto nella cornice dell’Industry 4.0 360 Summit, l’evento organizzato dal gruppo Digital360. Si tratta di scenari e prospettive affascinanti, visto anche che “nei prossimi dieci anni vivremo più cambiamenti che nei precedenti due secoli e mezzo”, come rimarca il saggista e futurista Peter Fisk.
“Facilità di programmazione, flessibilità operativa, limitazione degli ingombri sono alcuni dei vantaggi offerti da robot e cobot di ultima generazione”, fa notare Simone Farruggio, Product specialist engineer in Mitsubishi Electric Factory Automation.
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Nel segno dell’integrazione con l’automazione
Farruggio rimarca inoltre che “l’integrazione tecnologica è un punto focale per Mitsubishi, che non si propone più da tempo come un’azienda di prodotti ma come un fornitore di soluzioni”.
Questa necessaria integrazione tra macchinari, sistemi e robot diversi diventa una priorità sempre più rilevante, per esempio nella gestione della robotica nelle aree e nelle linee di produzione, come quelle di molte aziende meccaniche, o attive nel campo alimentare e nel packaging. “L’integrazione dei linguaggi e dei sistemi di programmazione”, rileva Farruggio, “permette di contestualizzare il robot all’interno di un ecosistema di dati”.
La facilità di programmazione si realizza ad esempio usando software dedicati che consentono di programmare un robot attraverso semplici diagrammi a blocchi, ma anche offrendo l’opzione di ricorrere alla guida manuale, quindi con la possibilità da parte dell’operatore di regolare manualmente le varie operazioni e le posizioni del robot durante le sue attività”, osserva il Product specialist engineer di Mitsubishi.
E sempre nel segno dell’integrazione si iscrive l’approccio di Omron, che da ormai oltre un decennio ha puntato sull’idea della piattaforma integrata Sysmac Studio. Il sistema sviluppato internamente da Omron è stato prima dedicato a soluzioni di controllo logico, safety e motion, per poi estendersi fino a comprendere visione e robotica applicata in fabbrica.
Uno dei vantaggi nell’utilizzare una piattaforma integrata come Sysmac consiste ad esempio nel fatto che “permette una programmazione unificata da un unico punto d’accesso”, fa notare Giacomo Pallucca, Business development specialist di Omron, oltre alla sua “semplicità d’uso e operativa”.
Spiega Pallucca: “il vantaggio di avere una piattaforma completamente integrata consiste anche nella connessione biunivoca tra i dati del sistema centrale PLC con i movimenti e le operazioni dei robot in azienda. Questo incrocio di dati permette di individuare anche eventuali malfunzionamenti e anomalie”.
Spostare i ravioli senza toccarli
Quello della robotica applicata al packaging è uno dei settori che sta crescendo di più in Italia. Per esempio, “un pastificio ha integrato della robotica per la produzione e l’inscatolamento di ravioli”, sottolinea Farruggio di Mitsubishi.
In particolare, i robot devono maneggiare ‘placche’ di 6 ravioli ciascuna, e devono sistemarle in maniera adeguata per il confezionamento. È un’attività da svolgere molto velocemente e molto ripetitiva, che prima veniva svolta dagli operatori, mentre ora sono tre robot Scada a maneggiare e inscatolare le placche di sei ravioli ciascuna.
È un caso in cui la delicatezza del prodotto rende evidente quanto sofisticata e delicata debba essere l’operatività dei robot: in questo caso era necessario trovare una soluzione per il prelevamento dei piccoli blocchi di ravioli, senza romperli o danneggiali, e quindi i robot sono stati dotati di speciali ventose in grado di attrarre e spostare la materia prima senza un contatto diretto, grazie a un flusso lamellare d’aria tra la ventosa e l’oggetto da gestire.
La robotica per applicazioni collaborative
Intanto – sottolinea Andrea Zanchettin, docente del Politecnico di Milano – non esistono robot collaborativi ma applicazioni collaborative. Il grado di interazione con l’uomo fa sì che si possano utilizzare diverse tipologie di robot. Se serve unicamente limitare la velocità o fermare un robot quando un umano si avvicina all’area di lavoro, possono essere utilizzati anche dei robot industriali tradizionali opportunamente sensorizzati. Grazie alla funzione ‘Speed and separation monitoring’ il robot adatta la sua velocità di movimento in proporzione alla sua distanza dall’operatore più vicino.
Se invece occorre una costante condivisione degli spazi allora entrano in gioco altri fattori: il robot viene realizzato con materiali più leggeri, senza spigoli e con sensori di forza e coppia integrati in ciascun giunto.
Su questo fronte si sta muovendo con convinzione anche Fanuc che, oltre alla nota serie CR, da qualche anno propone anche la serie CRX: si tratta di robot “nativamente collaborativi”, con un design specifico e forma del cobot smussata in ogni possibile punto di contatto con l’esterno.
“Mentre alcune imprese e PMI sono ancora incerte se affidarsi alla robotica per rendere migliori, più efficienti e produttivi i propri impianti – sottolinea Riccardo Pati, Business development specialist in Fanuc – altre aziende hanno completamente abbracciato la robotica come elemento migliorativo”, la loro domanda di automazione cresce e si fa più evoluta, tanto che “abbiamo ampliato la nostra gamma di offerta fino a comprendere robot in grado di maneggiare pesi fino a 25 chilogrammi di materiale in carico”.
Viene così superato uno dei tradizionali limiti applicativi del robot collaborativo, cioè la capacità di carico in genere ferma a circa 10-15 kg.
Automazione flessibile con la ‘Easy cell’
In questo scenario in forte evoluzione, va ricordato anche come la macchina utensile storicamente era gestita più dall’operatore che provvedeva al carico e scarico dei materiali, poi nel tempo si è progressivamente passati a una robotizzazione di queste attività, prima con l’introduzione dei robot tradizionali e poi con l’aggiunta dei collaborativi. I cobot hanno permesso di semplificare ed estendere tutto ciò abbattendo le barriere di separazione e protezione tra uomo e macchina.
“Noi abbiamo messo a punto la Easy cell, una cella robotizzata su una postazione mobile che può essere programmata per determinate funzioni e poi anche spostata in diversi punti e per diverse attività della fabbrica”, spiega Pati di Fanuc. In questo modo, “con lo stesso cobot e con la stessa cella di programmazione ci si può muovere, spostare e fare cose diverse: per esempio, da una parte il cobot può occuparsi di carico e scarico di materiali, e in un altro punto e momento può aiutare l’operatore passandogli i pezzi e componenti che gli servono”.
Questo contribuisce a render e il cobot una soluzione anche a misura di PMI che devono lavorare con lotti di dimensione ridotta e continui cambi di produzione.
La robotica mobile
La robotica mobile è un altro comparto del settore in grande fermento, con notevoli potenzialità da valorizzare, e “abilita anche nuovi layout di fabbrica, cambia l’organizzazione e aumenta la flessibilità operativa”, fa notare Pallucca di Omron. “La nostra piattaforma gestionale per robotica e automazione in fabbrica inoltre integra al proprio interno anche tutte le funzioni Safety”.
L’expertise di Omron in questo ambito deriva dall’acquisizione di Adept. Ma anche in quest’ambito la sfida oggi si sta spostando sul software, in particolare sulla gestione delle flotte di robot mobili.
