Automazione industriale: le 5 applicazioni cobot più diffuse

La flessibilità offerta dai cobot ne permette l’integrazione in praticamente ogni impianto o linea di produzione.

Un braccio cobot gestisce lavori noiosi, sporchi o pericolosi per conto degli operatori umani e riduce al minimo i tempi di inattività aumentando la capacità 24 ore su 24, se questo è ciò di cui l'azienda ha bisogno. Oppure si affianca all’uomo, sollevandolo dalle attività meno ergonomiche generando un deciso di incremento di produttività e qualità delle lavorazioni. Le capacità dei cobot sono incredibilmente varie e le loro attività possono essere adattate alle esigenze della tua azienda, anche più volte al giorno.

QUALI TIPI DI AUTOMAZIONE INDUSTRIALE

I cobot possono essere utilizzati per introdurre l'automazione industriale in molte aree diverse di un'azienda. Ogni macchina ha una vasta gamma di applicazioni, dal lavoro di dettaglio alla pallettizzazione, ma diversi modelli sono più adatti a determinati tipi di attività. Un modello da tavolo come l'UR3e si adatta a un'azienda che sta cercando di automatizzare attività che non sono portanti, mentre un braccio cobot più grande come UR10e o UR16e sarà in grado di eseguire attività più pesanti più pesanti.

Per una piccola impresa, il fatto che i cobot abbiano molti usi è una delle loro maggiori risorse. Possono essere riprogrammati per colmare le lacune che emergono praticamente in qualsiasi area dell'attività, dalla pallettizzazione alla linea di produzione, in pochissimo tempo. Il componente fondamentale che assicura la versatilità dei cobot è l’end effector, lo strumento terminale che integrato al polso del braccio robotico permette a quest’ultimo di eseguire quasi ogni tipo di attività, dalla presa e manipolazione alla saldatura, dalla finitura superficiale all’assemblaggio, dall’avvitatura al controllo qualità e ispezione visiva.

Gli end effector, noti anche come end of arm tooling (EOAT), sono una componente vitale di tutti i cobot. Si installano all'estremità del braccio robotico e gli consentono di svolgere compiti specifici. Gli end effector dell’ecosistema UR+ sono caratterizzati dall’integrazione plug and play che ne consente l’entrata in funzione in modo rapido e semplificato. Un cobot può gestire fino a una dozzina di attività nel corso di una settimana lavorativa, a seconda delle esigenze di un'azienda.

Ecco alcune delle applicazioni industriali più comuni dei cobot e perché alcune aziende li scelgono rispetto ai robot industriali.

PICK AND PLACE

I cobot svolgono un ruolo essenziale nel pick and place e nella movimentazione dei materiali. Fissano in modo rapido e preciso i componenti dei dispositivi a montaggio superficiale (SMD) sui circuiti stampati (PCB). Utilizzando uno script specifico, un cobot può essere programmato per selezionare le parti giuste, rifiutare pezzi insoddisfacenti e saldarli su un PCB con maggiore velocità e precisione rispetto a un operatore. Per i produttori di elettronica che mirano ad aumentare la propria capacità mantenendo bassi i costi di produzione, un cobot potrebbe essere la soluzione ideale.

Il nostro cliente Beyerdynamic utilizza robot collaborativi per produrre le membrane dei suoi altoparlanti, una parte fondamentale delle sue apparecchiature audio. La sua sfida era trovare un modo per aumentare significativamente la produttività senza compromettere la qualità dei prodotti o aumentare il numero di addetti in produzione. L'azienda ha riscontrato che, durante una parte fondamentale del processo, si sono verificate fluttuazioni significative nella qualità delle membrane degli altoparlanti.

Beyerdynamic ha diviso il processo in due parti, che sono gestite da due cobot separati. Innanzitutto, un UR5, dotato di una videocamera da polso Robotiq integrata e di una pinza a due dita Robotiq posiziona un altoparlante per cuffie saldato su un motore rotante. Successivamente, un UR3 con una pistola a spruzzo integrata ricopre l'elemento con una membrana di dispersione. Per Beyerdynamic, queste due macchine hanno aumentato la produttività del 50% e allo stesso tempo hanno migliorato la qualità del prodotto.

Peter Härtel, responsabile delle operazioni strategiche e della qualità dell'azienda, ha spiegato quanto sia stato semplice il processo. "Grazie all'interfaccia di controllo intuitiva, i nostri dipendenti possono imparare rapidamente a utilizzare i robot stessi. Grazie a questa integrazione Plug&Play tra il braccio robotico UR e le forniture Robotiq, il nostro progetto pilota potrebbe essere implementato in pochissimo tempo".

ASSEMBLAGGIO

Alcuni compiti su una catena di montaggio richiedono abilità, attenzione ai dettagli e l'occhio attento dell’operatore. Altri sono incredibilmente monotoni, meno efficienti nelle mani dell'uomo o presentano un rischio maggiore di lesioni per i lavoratori. L'uso dei cobot in una catena di montaggio può aumentare il ritmo di produzione, proteggere i lavoratori dai danni e garantire che le persone insostituibili nella tua azienda vengano utilizzate nel modo più efficace.

Solo negli Stati Uniti, si prevede che ci sarà un divario di competenze manifatturiere che porterà a 2,1 milioni di posizioni lavorative scoperte entro il 2030, con un costo sull'economia fino a 1 trilione di dollari all'anno. Liberare i lavoratori qualificati per affrontare compiti che richiedono la loro competenza ed esperienza installando i cobot su attività che non riescono a essere coperte dagli sforzi di reclutamento potrebbe essere un modo per colmare questo divario.

MACHINE TENDING

Non sono solo semplici compiti di movimentazione dei materiali che i cobot possono svolgere. Hanno anche la capacità di gestire un'ampia gamma di lavori di asservimento macchine, tra cui:

• Controllo numerico computerizzato (CNC)
• Stampaggio a iniezione
• Presse piegatrici
• Presse per stampaggio
• Caricamento e scarico manuale di parti o componenti

Ci sono molti compiti produttivi che fanno un cattivo uso del tempo degli operatori, come quelli che richiedono loro di restare semplicemente nei pressi della macchina e cambiare o caricare un componente ogni minuto circa. Applicando il cobot nella gestione di questi lavori, le persone dell’azienda possono essere dislocate su lavori a più elevato valore aggiunto in cui entrano davvero in gioco le competenze umane, l’intelligenza, la creatività, il problem solving.

SALDATURA

Attualmente, oltre il 70% delle applicazioni cobot rientra nelle prime tre categorie. Ma man mano che la tecnologia cobot diventa più sofisticata e sensibile, viene utilizzata per attività che richiedono maggiore attenzione ai dettagli. La saldatura eseguita con i cobot ha una serie di vantaggi per i lavoratori e le aziende. Garantisce la completa coerenza su semplici attività di saldatura, che sarebbero difficili da mantenere per un dipendente per ore e ore, riducendo in definitiva lo spreco di materiali.

Sebbene i cobot siano in grado di eseguire saldature ad arco, TIG, laser, MIG, ultrasuoni, plasma e punti, non saranno adatti a tutte le attività di saldatura. Pertanto, consentire ai cobot di gestire la saldatura non significa che i saldatori esperti perderanno il lavoro. In effetti, può portare a una maggiore soddisfazione dei dipendenti poiché quei lavoratori potranno affrontare progetti più impegnativi a basso volume che richiedono tutta la loro esperienza.

PALLETTIZZAZIONE

La pallettizzazione è una parte della movimentazione dei materiali che si riferisce allo spostamento e all'impilamento delle merci su pallet in modo che siano pronte per essere trasportate fuori dalla fabbrica o dall'impianto. Si tratta di un'attività estenuante e potenzialmente pericolosa, in particolare se i lavoratori gestiscono articoli pesanti o pericolosi, che possono facilmente causare lesioni e perdita di scorte a causa di un semplice errore.

Nei grandi impianti di produzione, i tradizionali robot di pallettizzazione industriale hanno in genere gestito questo compito pesante e ripetitivo per eliminare il rischio di lesioni. Mentre un dipendente può avere difficoltà a tenere il passo, mantenere la forma di sollevamento corretta o impilare correttamente durante un lungo turno, un robot non si stancherà né inizierà a commettere errori, indipendentemente dalla durata dell’attività.
Le aziende più piccole che non possono giustificare la spesa di un robot industriale tradizionale, o non hanno lo spazio a terra, potrebbero ritenere che non ci sia altra opzione che quella di far gestire la pallettizzazione dal personale. Per fortuna, i cobot consentono anche alle piccole aziende di automatizzare questo compito ripetitivo e faticoso. Sebbene non abbiano la capacità di sollevamento dei robot industriali, i bracci del cobot possono sollevare carichi fino a 16 kg e possono cooperare per spostare oggetti più pesanti. Inoltre, grazie alla dimensioni contenute possono trovare impiego anche nel più saturo dei layout o nei pressi dei macchinari senza comportare significative modifiche allo spazio produttivo.

I cobot mitigano anche alcuni dei maggiori rischi e svantaggi associati ai robot industriali. Possono lavorare fianco a fianco dei dipendenti senza barriere di scurezza grazie a sensori che possono fermare automaticamente qualsiasi movimento se un operatore entra nell’area d’azione. E se ci sono altre carenze di manodopera più urgenti all'interno della fabbrica, il cobot può essere spostato con agilità. È bene ricordare che, pur non necessitando in oltre l’80% dei casi di misure di sicurezza e recinzioni aggiunte, è sempre necessario eseguire una valutazione del rischio sull’applicazione nel suo complesso.

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