Abbracciare i cobots in catena di montaggio
Automazione in Vitesco Technologies
In breve
Vitesco Tecnologies Italy è uno dei nomi leader a livello mondiale nella produzione e nello sviluppo di componenti chiave per i moderni motori endotermici, la produzione di iniettori, valvole EGR e sistemi di rigenerazione dei filtri antiparticolato. Per mantenere la propria leadership e competitività, Vitesco si è mossa con decisione lungo il percorso dell'automazione, implementando una vasta gamma di soluzioni tra cui 24 cobots di Universal Robots che ora eseguono complessi assemblaggi di DDU (Drying and Distribution Units), fuel rail e RDU (Reduction Dosing Units). I versatili cobots gestiscono anche l'ispezione dei prodotti e la pallettizzazione delle armature sulle linee di produzione di Vitesco. L'introduzione dei cobots ha ridotto significativamente i tempi di ciclo e ha liberato gli operatori di linea da compiti ergonomicamente ostili.
La sfida
Vitesco Technologies Italy ha due impianti di produzione nella provincia di Pisa. Gli impianti sviluppano elementi chiave per i moderni motori endotermici, relativi specificamente all'iniezione di carburante e alla gestione delle emissioni di scarico. Questi componenti presentano alcune delle sfide di assemblaggio più complesse nel settore dei powertrain e richiedono soluzioni di automazione estremamente flessibili e precise che garantiscano un'elevata ripetibilità.
Con la sua lunga esperienza nell'automazione, l'azienda era determinata ad adottare soluzioni di industria 4.0 attraverso la robotica e l'automazione, facendo ampio uso di tecniche di produzione snella e di progettazione di celle di lavoro. Le applicazioni implementate sulla linea sono state sviluppate attraverso progetti pilota presso il laboratorio di tecnologie avanzate. Per Vitesco Technologies Italy era fondamentale che i robot operassero in spazi di lavoro aperti e condivisi con gli operatori, per facilitare l'intervento e garantire flessibilità ed estrema precisione. Le soluzioni che hanno scelto sono di Universal Robots.
Vitesco Technologies
Come ci sono riusciti
Esaminare più da vicino il processo e i dettagli chiave per passare con successo dai processi manuali all'automazione con robot collaborativi
Benvenuto/a nelle integrazioni
I cobots UR sono al centro della linea di produzione delle DDU, componenti chiave nella rigenerazione dei filtri antiparticolato dei motori diesel. La linea di assemblaggio ha un tempo di ciclo di 30 secondi e impiega un cobot UR5e (capacità di carico di 5 kg e diametro operativo di 1,5 m) installato su un 7° asse orizzontale montato a soffitto e altri tre cobots UR5e su un ciclo di linea in una stazione adiacente.
Il cobot installato sul 7° asse carica i componenti da assemblare sulla stazione e asporta il prodotto finito al termine del ciclo di assemblaggio. L'integrazione con l'asse lineare conferisce al cobot un ulteriore grado di libertà per una maggiore flessibilità.
Il secondo cobot UR5e, situato nella cella vicina, applica un dispositivo di trattenimento sul componente. In questo caso l'utilizzo del cobot garantisce flessibilità e sicurezza applicativa, permettendo alla cella di rimanere aperta in modo che gli operatori possano interagire con il processo produttivo ed effettuare le eventuali manutenzioni necessarie. Il terzo e il quarto cobots applicano il lubrificante al prodotto finito e gestiscono una serie di telecamere di controllo di processo, utilizzando protocolli di intelligenza artificiale per verificare la presenza di tutti i componenti.
Assunzione di compiti ripetitivi
Sulla linea di produzione fuel rail (uno dei componenti del motore diesel che presenta il più alto grado di complessità di assemblaggio), dieci cobots UR10 (con un carico utile di 10 kg e uno sbraccio di 1300 mm) posizionati a coppie su cinque linee di assemblaggio identiche svolgono un ruolo fondamentale. Il loro compito è quello di automatizzare il carico e lo scarico dei componenti, precedentemente eseguito manualmente. I cobots sono stati installati sulla linea senza richiedere modifiche sostanziali nel layout e nella struttura produttiva: un risultato reso possibile dalla natura collaborativa dei cobots che dispongono di sistemi di sicurezza integrati che ne consentono l'utilizzo senza recinzioni (sulla base di una valutazione del rischio).
L'introduzione dei cobots ha ridotto i tempi di ciclo dell'11% e ha liberato gli operatori di linea da oltre il 70%delle operazioni più ripetitive ed ergonomicamente ostili.
Il secondo cobot UR5e, situato nella cella vicina, applica un dispositivo di trattenimento sul componente. In questo caso l'utilizzo del cobot garantisce flessibilità e sicurezza applicativa, permettendo alla cella di rimanere aperta in modo che gli operatori possano interagire con il processo produttivo ed effettuare le eventuali manutenzioni necessarie. Il terzo e il quarto cobots applicano il lubrificante sul prodotto finito e gestiscono una serie di telecamere di controllo del processo, utilizzando protocolli di intelligenza artificiale per verificare la presenza di tutti i componenti.
Alimentazione del ciclo di pallettizzazione
Grazie ad un cobot UR3, Vitesco Technologies Italy ha liberato un operatore dal compito fisicamente impegnativo e ripetitivo di palettizzare armature su un vassoio metallico. Su questa applicazione, un nastro convoglia le armature ad un selettore, che le posiziona sul punto di prelievo per mezzo di un asse elettrico aereo che si muove in parallelo alla direzione del nastro e di un asse pneumatico, che si muove perpendicolarmente al nastro. Quando le armature sono in posizione, il cobot UR3 ne preleva due alla volta con una doppia pinza personalizzata e le pallettizza su un vassoio metallico. Il modello di pallettizzazione è stato sviluppato con la procedura guidata Polyscope. Dopo aver abbassato la velocità e l'accelerazione dell'applicazione per ridurre l'usura dei giunti e garantire una maggiore precisione, la Vitesco ha deciso di utilizzare una doppia pinza in grado di prelevare e posizionare due armature nello stesso ciclo per ottimizzare la produttività. Un'area cruciale su cui l'azienda si è concentrata è la versatilità: con una serie di semplici regolazioni, come la modifica della pinza e il sistema di selezione, l'azienda è in grado di gestire e pallettizzare una varietà di componenti, per un'applicazione diversificata.
Adattamento a diverse parti
Per ridurre le emissioni inquinanti, i moderni motori diesel sono dotati di catalizzatori Selective Catalyst Reduction (SCR), che riducono le emissioni di ossido nitrico utilizzando un agente riducente iniettato attraverso un'unità di dosaggio di riduzione (RDU). Sulla linea di assemblaggio RDU sono stati installati cinque modelli UR5 per l'applicazione di un componente in gomma di protezione sui tubi RDU. Il design del prodotto ha una vasta gamma di tolleranze per adattarsi all'assemblaggio di una varietà di sottocomponenti, motivo per cui è necessaria un'elevata flessibilità di inserimento durante l'assemblaggio.
Per garantire la movimentazione di tappi di varie dimensioni, la pinza cobot Robotiq ha capacità adattive e un proprio controllo di resistenza per garantire la giusta reazione durante l'inserimento forzato. L'applicazione ha eliminato le operazioni manuali senza valore e migliorato l'efficienza della linea.
Aggiungere valore e produttività
Grazie ai cobots Universal Robots installati sulle sue linee, Vitesco Technologies Italy ha migliorato significativamente l'ergonomia dei suoi processi interni. Nello specifico, l'automazione di una serie di complesse attività di assemblaggio precedentemente eseguite manualmente ha permesso all'azienda di spostare le proprie maestranze verso mansioni a maggior valore aggiunto, ottimizzando la produttività.
In secondo luogo, l'azienda ha beneficiato della flessibilità e della natura collaborativa dei cobots UR: le macchine operano in gran parte in postazioni di lavoro aperte dove gli operatori possono intervenire se necessario.
Infine, sono state ottenute riduzioni significative del tempo di ciclo su una serie di processi, per una maggiore produttività.
Alessio Papucci , CDO - Chief Digital Officer – Vitesco Technologies ItalyAbbiamo iniziato a utilizzare i cobots Universal Robots nel 2016. La loro introduzione ci ha permesso di migliorare l'ergonomia di molti processi, liberando gli operatori da compiti a basso valore aggiunto e aumentando la nostra produttività ed efficienza.
Sfide di automazione risolte:
Ergonomia migliorata su lavori di assemblaggio complessi Assegnazione degli operatori a mansioni di maggior valore Qualità e ripetibilità garantite sugli assemblaggi
Fattori chiave del valore:
Accuratezza Precisione Ergonomia Flessibilità
Compiti risolti da robot collaborativi
Montaggio, pallettizzazione e controllo visivo
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