Migliorare l’efficienza operativa e ridurre i tempi di produzione e garantire, allo stesso tempo, precisione e sicurezza per i lavoratori: è questa la sfida che, oggi, aziende di ogni settore e dimensione devono superare per essere sempre al passo con le esigenze del mercato. Un aiuto in questo senso viene dai robot collaborativi, spesso mobili, che stanno acquisendo un ruolo sempre più strategico all’interno delle smart factory. Il motivo del loro successo è la capacità di condividere gli spazi con gli operatori umani, fattore che consente alle aziende di adattarsi e reagire in modo rapido e flessibile, tanto negli ambienti della produzione quanto nei magazzini, interni ed esterni, all’azienda. I modelli di robot autonomi più evoluti sono, infatti, in grado di varcare la soglia dello stabilimento, estendendo il loro perimetro d’azione come mai prima d’ora.
Grazie all’integrazione con sensori di sicurezza intelligenti gli AMR (Autonomous Mobile Robot) si configurano come una delle tecnologie più efficaci e affidabili per l’industria 4.0. Il raffinato equipaggiamento tecnologico di cui sono dotati consente loro di navigare autonomamente, muovendosi nell’ambiente circostante, indoor e outdoor, senza la necessità di essere supervisionati da un operatore o di seguire un percorso fisso e prestabilito, potendo gestire le numerose sfide che si trovano ad affrontare.
Una conferma della crescente rilevanza dei robot mobili, a livello globale, arriva anche dai dati. Si stima che la dimensione del mercato globale dei robot mobili autonomi, valutata 1,8 miliardi di dollari nel 2023, raggiungerà i 4,1 miliardi di dollari entro il 2028, con un CAGR del 17,5% durante il periodo di previsione. In particolare, il mercato degli “Outdoor Autonomous Mobile Robots”, valutato oltre 109 milioni di dollari nel 2022, raggiungerà 583,6 milioni di dollari entro il 2029, con un CAGR del 27,1% durante il periodo di previsione. In pratica, il futuro sarà dei robot mobili autonomi.
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Movimento e sicurezza, la sfida della robotica mobile collaborativa
Per i robot mobili, tuttavia, il “movimento” nello spazio libero significa “sfida”. Perché possano muoversi e interagire in modo sicuro con l’ambiente circostante i requisiti loro richiesti sono molto complessi. In tal senso, sensori robot 3D e soluzioni di sensoristica intelligente (smart sensor) ricoprono un ruolo fondamentale. In uno scenario caratterizzato da una condivisione sempre maggiore delle aree di lavoro tra operatori, robot e sistemi di guida autonoma, proprio della Human Robot Collaboration (HRC), l’adozione di adeguati sensori di sicurezza è infatti indispensabile per la riduzione del rischio, in termini di rispetto dei requisiti di sicurezza richiesti nella collaborazione uomo-macchina dal Nuovo Regolamento Macchine 2023/1230 (New Machinery Product Regulation – MPR), che sostituirà la Direttiva 2006/42/CE (la cosiddetta “Direttiva Macchine”), e dei Required Performance Level (PLr), in movimento, velocità e rotazione, previsti dalle norme vigenti per le applicazioni di robotica mobile, come ad esempio la norma ISO 13849-1, nella quale vengono appunto definiti i livelli di prestazione (Perfomance Level), da PLa (basso) a PLe (alto).
In questo contesto, SICK, azienda affermata a livello mondiale per la produzione di sensori, fotocellule e prodotti dedicati all’automazione, offre un ampio ventaglio di soluzioni di navigazione, posizionamento, rilevamento ambientale e sicurezza per supportare i robot autonomi nella fase di localizzazione, mappatura e navigazione nonché durante il coordinamento della marcia o le manovre di aggancio, in grado di soddisfare pienamente le richieste di mercato e operatori.
Robot mobili: le tecnologie per la Safety
In ambienti di lavoro condivisi tra uomo e robot, la cooperazione deve avvenire senza pericoli e in sicurezza; i robot autonomi devono potersi muovere tra diversi punti e stazioni. I sensori di sicurezza consentono l’individuazione degli umani o degli ostacoli che i robot incontrano sul percorso, siano essi statici oppure in movimento, permettendo loro di rilevare l’ambiente che li circonda e di navigare in modo sicuro, con la possibilità di interrompere le attività nel caso gli ostacoli si facciano troppo vicini. I sensori di sicurezza SICK supportano le applicazioni mobili nella localizzazione e nell’impedimento delle collisioni, soddisfacendo il Performance Level d.
Gli ambienti outdoor sono più dinamici di quelli indoor, essendo caratterizzati dalla presenza di ostacoli reali quali veicoli, mezzi e persone in movimento, ma anche di “falsi positivi” rappresentati da nebbia, polveri, raggi solari o pioggia. In questi casi, i dispositivi AMR devono essere in grado di analizzare, riconoscere ed elaborare anche in condizioni ambientali difficili, per scegliere se è il caso di procedere o di bloccarsi. Per questo sono necessari sensori di sicurezza robusti e tecnologie di scansione ad alta risoluzione oltre a soluzioni innovative quali, ad esempio, schermi frontali con forma parabolica che allontanano dal ricevitore i riflessi che provengono dall’esterno del percorso ottico, che consentano misurazioni di distanza con un elevato grado di sicurezza anche in condizioni ambientali difficili. Le soluzioni spaziano dai sensori 2D e 3D LiDAR ai laser scanner di sicurezza per ambienti interni e esterni. Grazie ad algoritmi intelligenti e alla tecnologia di scansione outdoor safeHDDM®, il sensore consente alle applicazioni mobili di raggiungere produttività elevata anche in condizioni atmosferiche sfavorevoli, riducendo il rischio complessivo, sia per gli operatori che per le macchine, e garantendo un ambiente di lavoro sicuro e affidabile.
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