Mobile Robot Automation powered by FRAI Robotic Technologies

Flessibilità a tutti i livelli

Settori diversi, produzione in serie, lotti di piccole dimensioni, un’ampia varietà di macchine utensili e l’incertezza di molti costruttori sulla possibilità che un loro prodotto possa continuare ad essere richiesto o risultare superato già l’anno successivo: aspetti che richiedono flessibilità nella produzione. Per l’automazione questo significa stare al passo con esigenze crescenti, garantendo una produzione autonoma 24 ore su 24, flessibilità e conformità all’Industria 4.0. Oltre al classico cambio dei componenti, l’automazione si occupa anche di cambio utensili, trasporto dei componenti, logistica, funzioni dei computer host, tracciabilità dei componenti e storico dei prodotti.

Più il compito è complesso, più è necessario attingere al «bagaglio delle competenze». Con questa espressione, FRAI si riferisce a tutte quelle soluzioni che sono già state implementate con successo nella pratica e che funzionano in condizioni di produzione reali. A tal riguardo sono già state sviluppate numerose innovazioni, come ad esempio il riconoscimento dei componenti e della posizione, il Bin Picking, la lettura e l’iscrizione dei codici DMC (Data Matrix Code), il monitoraggio del contorno componenti, il cambio automatico delle pinze, il cambio delle ganasce di serraggio ecc. A seconda del compito da svolgere, FRAI dispone inoltre di una rete di aziende partner che si occupano di altri aspetti come, ad esempio, soluzioni di computer host.

Approccio multitasking nella produzione

Nei prossimi anni, alcune mega e macro tendenze attuali influenzeranno non soltanto l’automazione ma anche tutti gli altri rami industriali. Questo fenomeno è legato da un lato all’individualizzazione: infatti, ci saranno sempre più di frequente serie più piccole e cambiamenti o innovazioni di prodotto. Dall’altro lato, ciò ha a che fare con la connettività: tutto è collegato in rete, ogni componente presenta un codice QR e può essere tracciato fino al suo riciclo.

Pensiamo agli smartphone: fare telefonate non è più la loro funzione principale. Lo stesso vale per l’automazione, nel senso che la movimentazione di un pezzo da A a B non necessariamente rappresenta il compito principale di un’applicazione. Infatti, l’attenzione si è spostata sul riconoscimento, sul tracciamento e sull’approccio multitasking. I sistemi di riconoscimento con telecamera e di cambio pinza, abbinati alle soluzioni di computer host, sono diventati gli elementi fondamentali di apparati flessibili compatibili con l’Industria 4.0. A livello globale, sono sempre più in uso le soluzioni a piccole celle altamente intelligenti e informatizzate.

Le tendenze e i requisiti di cui sopra richiedono una rete globale, in particolare l’acquisizione e la valutazione di dati informativi, aspetto che si sta rivelando sempre più cruciale. Tali dati devono infatti poter essere acquisiti, elaborati, valutati e/o trasmessi al fine di ottimizzare la produzione, la sequenza e quindi il carico di lavoro, soddisfacendo al contempo i requisiti dei clienti, che richiedono una tracciabilità al 100% oltre allo storico dei componenti. Ottimizzando il carico di lavoro è possibile ridurre i costi unitari, mentre innalzando la qualità diminuiscono i costi degli errori. Requisiti ben noti, che hanno un ruolo sempre più determinante. In futuro, quindi, l’automazione si baserà sull’utilizzo di hardware capaci di garantire un flusso di materiali flessibile, gestire i componenti e attuare diverse procedure di allestimento.

Automazione come pacchetto completo

Quando si parla di moderni concetti di automazione, l’assistenza globale al cliente inizia nel reparto tecnico. Qui, tecnici esperti lavorano al fianco di appassionati, progettisti 3D e specialisti software per creare soluzioni integrate su misura per i clienti. Queste risorse devono essere a disposizione sia in fase di offerta che nella successiva elaborazione degli ordini.

Naturalmente ciò richiede sia un’adeguata formazione dei giovani sia un buon mix di competenze in tutti i reparti, in modo tale da poter contare su una preparazione ottimale alle nuove sfide. Oggi la creazione di competenze high-tech nella propria azienda e un adattamento costante ai nuovi sviluppi sono essenziali, poiché l’evoluzione tecnologica di molti settori sta procedendo a passi da gigante.

Soluzione robotica mobile: mobileCELL

mobileCELL di FRAI è una soluzione ibrida, che convince per la varietà delle sue funzioni e numerosi vantaggi. In passato, la tradizionale cella robotica poteva soltanto caricare e scaricare pezzi. Nel tempo, questa funzione di base è stata ampliata con i sistemi di cambio pinza.

Successivamente, a causa dei notevoli svantaggi di una cella robotica vincolata alla posizione e dei costi per le attività intralogistiche, si è pensato a una soluzione che fosse in grado di generare vantaggi per il cliente. Così è nata l’idea del robot mobile, trasformato poi in prototipo.

In questo caso, un veicolo di trasporto senza conducente (AGV) opportunamente dimensionato viene dotato di una cella robotica provvista di tutto il necessario, ovvero robot, pinze per pezzi e utensili e relativi spazi aggiuntivi, oltre alla necessaria tecnologia di controllo e sicurezza. La macchina risulta completamente accessibile, poiché non è bloccata né regolata. L’AGV preleva gli utensili e i pezzi richiesti dal magazzino, passa davanti alla macchina, si blocca al pavimento e cambia i pezzi e/o gli utensili. Successivamente si allontana e riceve le istruzioni per la macchina successiva. Lo spazio davanti alla macchina appena caricata torna libero.

Per un uso ragionevole di mobileCELL, è necessario che il tempo di ciclo sia sufficientemente lungo o che vi siano altre condizioni ideali, come ad esempio un trasporto interno flessibile grazie all’uso di più robot mobili. Le vie di circolazione devono presentare una larghezza adeguata (3 m); tuttavia, generalmente questo requisito rappresenta già la norma per consentire le manovre dei carrelli elevatori. Le ruote sono progettate per superare senza problemi giunti di dilatazione e fessure, come nel caso di porte tagliafuoco o simili. Inoltre, devono essere presenti un server virtuale e una rete WLAN, ma anche questo criterio è ormai uno standard.

Vantaggi di mobileCELL

• Risparmio di spazio davanti a ogni macchina integrata
• Accessibilità ottimale alla macchina per operatori e personale di servizio
• Utilizzo di un robot per più macchine
• Le macchine e i processi interconnessi non devono necessariamente essere in linea o uno accanto all’altro
• L’area di stoccaggio è situata nel conveniente magazzino, non nel costoso capannone di produzione
• Non essendo vincolati localmente, gli utensili possono essere utilizzati universalmente su più macchine
• I costi per l’intralogistica sono ridotti, poiché l’AGV porta i pezzi al processo successivo o al magazzino
• Integrazione di macchine che non potrebbero essere altrimenti automatizzate o per le quali una cella robotica separata non è conveniente