Automazione collaborativa nel chimico: quale cobot scegliere?

L’industria chimica è uno dei comparti più floridi dell’industria italiana. Nel 2017 il settore in Italia ha fatturato 55 miliardi di euro, di cui 30 provenienti dalle esportazioni, dove il mercato interno europeo Europa pesa più del 61%. Il settore ha confermato nell’anno il buon andamento di crescita (+2% circa), anche dell’export (+4,2%). Sono però soprattutto i fattori qualitativi a fare della chimica in Italia, terzo produttore europeo e nono nel ranking mondiale, un settore vitale e attrattivo. Un comparto così florido ha nel corso degli anni subito una costante modernizzazione dei processi, per renderli più veloci, precisi, produttivi ed efficienti e rispondere così - con un set di strumenti adeguato - alle sfide del mercato mondiale. L’automazione, e i set di strumenti che la compongono, è stata quindi una scelta del tutto naturale. Secondo l’osservatorio 2018 di Anie Automazione, l’industria chimica è il terzo comparto italiano per applicazione delle soluzioni automatizzate, immediatamente dietro a industria meccanica ed elettronica.

I processi del chemistry, così come quelli del pharma, sono caratterizzati da livelli di sicurezza, precisione e dalla richiesta di una qualità così alta, da giustificare ampiamente l’utilizzo di questo tipo di soluzioni. Il settore richiede un approccio diverso rispetto ad altri, come ad esempio il pgetrolchimico o l’oil & gas. Ciò è dovuto a fattori specifici che occorre considerare, come l’uso etico dei prodotti, gli aspetti regolatori dei processi di lavorazione, le esigenze impiantistiche, il regime controllato sia per la progettazione di impianti che per la qualità dei prodotti.

Queste condizioni al contorno rendono evidente che le soluzioni implementate devono rispondere a requisiti specifici sia su produzioni continue e discrete, sia – e tanto più – su produzioni batch, in cui il controllo di processo e la precisione delle operazioni sono elementi essenziali. In quest’ultima tipologia di sistemi produttivi, la forte differenziazione dei prodotti e delle produzioni ha sostenuto la diffusione progressiva delle soluzioni di automazione, inserendo nel panel di requisiti un elemento in più: la flessibilità operativa.

La robotica collaborativa, in particolar modo quella offerta da Universal Robots, è in questo senso un valido aiuto per le aziende del chimico, per diversi motivi:

• Presenta caratteristiche di flessibilità non riscontrabili in altre tipologie di automazione
• Può trovare collocazione in layout ingombri date le dimensioni contenute e le safety native che ne consentono l’implementazione e l’operatività anche senza barriere di sicurezza
• È in grado di “dialogare” e interfacciarsi con le altre automazioni presenti
• Presenta caratteristiche di precisione e ripetibilità che sono un utile aiuto per le aziende del settore

Le operazioni che descrivono l’industria includono tipicamente applicazioni facilmente automatizzabili dai robot collaborativi, quali:

• Pick&place
• Handling
• Controllo qualità
• Packaging
• Assemblaggio di prodotto

Il vantaggio dall’integrazione di una soluzione collaborativa è dato dalla sua velocità di entrata in funzione (possibilità che evita costosi fermi di produzione) così come dalla capacità di ridurre i tempi ciclo aumentando la produttività complessiva.

La proposta tecnologica Universal Robots include tre modelli di robot collaborativi che presentano tutti le caratteristiche necessarie a operare nel settore chimico, fra cui la certificazione TÜV SÜD per operare in cleanroom in assoluta sicurezza e igiene. Fra i tre modelli sono però UR5 e UR10 quelli che presentano la più vasta casistica applicativa, abbinando valori di payload e reach che li rendono implementabile praticamente in ogni contesto produttivo e ogni applicazione.

La scelta del cobot più adatto dipende esclusivamenbte dalla natura dell'applicazione che si intende automatizzare. Noi abbiamo riportato sotto tre case history di aziende che impiegano i modelli UR5 e UR10, in assoluto i più diffusi nel settore chimico, ma ciò non toglie che anche il modello UR3 possa trovare applicazione nel settore (come dimostra ad esempio la storia diMarka).

Replac PM è in produttore ceco di paste pigmentate che – grazie all’introduzione dei robot collaborativi - è riuscito a raggiungere un alto livello di precisione e affidabilità della fase di miscelamento dei pigmenti. È riuscita nel suo intento di portare questa fase ad un più alto livello qualitativo sviluppando un’applicazione che include:

• 1 cobot UR5
• 1 microdispenser
• 1 spettrometro

Il robot collaborativo UR5 ha le caratteristiche dimensionali e le capacità operative in termini di payload e sbraccio, sufficienti per interagire con entrambe le macchine. Nella fattispecie movimenta i vasetti di pigmenti dal micro-dispenser alla macchina mescolatrice, applica i coperchi, inserisce le schede di colore in un lettore di codici a barre e attiva la misurazione della tonalità finita con lo spettrometro.

Glidewell Laboratoires è un’azienda statunitense che produce corone dentali, un ramo particolare dell’industria chimica al servizio di applicazioni medicali.

L’applicazione di Glidewell include:

• 1 cobot UR10
• 4 fresatrici CNC

Con l’integrazione del robot collaborativo il processo produttivo della corona dentale è diventato molto più fluido e veloce portando ad un deciso incremento di produttività e alla riduzione del tempo ciclo. Si è infatti passati dalle 27 alle 18 ore per turno di produzione.

ha reso la sua applicazione di kitting molto più performante, grazie all’introduzione del robot collaborativo UR5. L’azienda produce kit chirurgici per il trattamento della cataratta e ha incrementato la sua produzione del 15% attestandosi ad oltre 2 milioni di pezzi all’anno.

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