Tecnologie permettono ai cobot di rivoluzionare manifatturiero

29th January 2019
Posted By : Alex Lynn
Tecnologie permettono ai cobot di rivoluzionare manifatturiero

L'industria moderna sta subendo una profonda trasformazione grazie all'avvento di una nuova generazione di "robot collaborativi" o "cobot". Solitamente queste apparecchiature lavorano a fianco degli operatori umani con l'obiettivo di conferire livelli di forza, controllo, flessibilità e/o sicurezza ancora maggiori. 

Mark Patrick, Mouser Electronics

Poichè il costo dei cobot è solitamente inferiore rispetto a quello dei robot tradizionali, aumenta il numero di aziende che possono permettersi di utilizzarli nei loro stabilimenti, comprese quelle che producono oggetti in piccoli lotti e il ritmo del ciclo produttivo non è particolarmente elevato.

Prima di esaminare in che modo i cobot stanno rivoluzionando il settore industriale, è utile analizzare brevemente le tecnologie che stanno alla base della loro realizzazione.

Tecnologia percettiva
Il primo aspetto da prendere in considerazione è la tecnologia che permette ai cobot di avere una migliore percezione dell'ambiente che li circonda, in modo da poter operare in modo più rapido e preciso.

Tale tecnologia prevede l'uso di sensori che rilevano e misurano attributi fisici, dalla distanza alla forza, dalle finiture superficiali alla composizione chimica. La visione artificiale riveste un ruolo decisamente importante in quanto consente ai cobot di individuare e identificare oggetti, orientamenti e altri elementi non solo nello spettro visibile. Funzionalità quali il tracciamento del movimento e il riconoscimento vocale contribuiscono a rendere più intuitivo il controllo dei cobot da parte degli esseri umani che può quindi essere effettuato mediante semplici gesti e comandi vocali.

Integrazione ed elaborazione dei dati
I dati provenienti dai vari sensori utilizzati per la percezione devono essere elaborati in tempi brevi per consentire ai cobot di rispondere in modo consono. In un contesto di questo tipo entrano in gioco gli algoritmi di "sensor fusion" (fusione sensoriale) che combinano i dati raccolti da differenti sensori ubicati in varie locazioni e acquisiti in tempi diversi.

Intelligenza artificiale
Mentre un robot tradizionale segue solitamente istruzioni pre-programmate tenendo in scarsa (o nessuna) considerazione l'ambiente circostante, la modalità operativa dei cobot è differente. In primo luogo, la programmazione necessaria per istruire i cobot non è particolarmente complessa. In alcuni casi è sufficiente che un operatore umano guidi le braccia dei cobot facendo loro compiere il movimento desiderato.

I cobot possono anche utilizzare tecniche di intelligenza artificiale (AI) per rispondere in maniera ancora più appropriata e precisa ai dati che stanno raccogliendo dai loro sensori. Ciò significa che essi possono espletare un gran numero di compiti: analizzare informazioni, fare ragionamenti, risolvere problemi, identificare e imparare come affrontare situazioni nuove, prendere decisioni in maniera indipendente e interagire con gli esseri umani.

Gli elementi che hanno reso possibile lo sviluppo dell'intelligenza artificiale sono i processori operanti a elevata velocità e i software sempre più sofisticati che, una volta abbinati, conferiscono ai cobot attributi umani che rendono più semplice e intuitiva l'interazione con le persone.

Differenti azionamenti
Gli elementi chiave che consentono a cobot ed esseri umani di operare fianco a fianco sono i giunti di questi apparati: grazie a essi i cobot possono muoversi in modo armonioso e fluido ed operare esercitando forze graduali. Questi meccanismi rilevano e rispondono a riscontri di natura fisica per cui non hanno solitamente bisogno di sensori di movimento o meccanismi di azionamento di elevata precisione. Inoltre, poichè i campi di utilizzo dei cobot sono differenti da quelli dei robot tradizionali, i primi non richiedono i costosi attuatori o azionamenti di elevata potenza dei secondi.

I cobot nel mondo reale: alcuni esempi
Le caratteristiche intrinseche dei cobot, ovvero costi ragionevoli, adattabilità e semplicità d'uso, ne hanno favorito la diffusione specialmente nelle aziende di dimensioni medio/piccole. Di seguito saranno descritti alcuni casi di utilizzo.

Asservimento macchine
Un gran numero di apparati che vengono utilizzati in produzione richiedono un asservimento degli operatori su base quasi continua per caricare le materie prime, controllare gli apparati e scaricare il prodotto finale. Altri esempi includono lo stampaggio a iniezione, l'ispezione dei pezzi o il collaudo di schede circuitali. L'asservimento macchine è un lavoro molto diffuso ma, oltre a essere poco qualificato, espone gli operatori al rischio di infortuni in quanto devono continuamente sollevare oggetti spesso pesanti.

Per l'asservimento macchina i cobot rappresentano la soluzione ideale in quanto permettono agli operatori di svolgere mansioni che richiedono maggiori competenze come ad esempio il controllo qualità e le riparazioni. Oltre a contribuire e ridurre il costo del lavoro, l'utilizzo dei cobot comporta numerosi altri vantaggi tra cui la diminuzione del rischio di infortuni, la minimizzazione dei tempi di fermo (downtime) in produzione e, non ultimo, la possibilità di avere una forza lavoro motivata in quanto preposta allo svolgimento di compiti più gratificanti.

Aumentare le capacità umane
I cobot possono anche essere utilizzati per coadiuvare gli esseri umani nel caso di lavori ripetitivi o che richiedono un'elevata forza oppure la copertura di lunghe distanze. Un altro caso d'uso è quello in cui su una linea sono presenti vari prodotti che richiedono componenti differenti in posizioni diverse, situazione questa che rende difficoltosa l'implementazione di un processo completamente automatizzato.

Un cobot, ad esempio, potrebbe sollevare un componente pesante e collocarlo in modo approssimativo, mentre un operatore potrebbe a sua volta completare l'operazione posizionando con precisione l'oggetto in questione sia manualmente sia guidando il cobot.

Assemblaggio di prodotti flessibile e collaborativo
Mentre un tradizionale robot di tipo pick-and-place deve conoscere con esattezza dove prelevare e posizionare i pezzi, i sistemi di visione dei cobot permettono loro di operare in ambienti dove non è previsto un livello di accuratezza così elevato. Un occhio umano, ad esempio, può ispezionare, classificare e selezionare un pezzo e quindi collocarlo con una certa precisione nella posizione desiderata in un prodotto non finito. A questo punto entra in scena il cobot che provvede ad allineare correttamente i pezzi e a inserirli nella posizione esatta. Una collaborazione di questo tipo risulta vantaggiosa in numerose situazioni, come nei casi in cui gli elementi sono troppo piccoli per essere allineati con il solo ausilio dell'occhio umano oppure l'assemblaggio richiede l'uso di sostanze pericolose.

Imballaggio dei prodotti
Mentre i produttori che operano su grandi volumi possono ricorrere ai robot per imballare le merci finite e caricarle sui pallet, i costruttori che fabbricano prodotti in volumi medio/piccoli potrebbero non essere in grado di sostenere l'onere economico di un approccio di questo tipo. Di conseguenza queste operazioni vengono effettuate manualmente. Grazie ai cobot questo scenario è destinato a mutare radicalmente. I produttori possono programmare i cobot in modo tale da consentire loro di riconoscere e contare i prodotti presenti sui nastri trasportatori, imballarli, etichettarli e caricarli nelle cassette appropriate. A questo punto è utile sottolineare che i cobot possono essere riprogrammati in maniera relativamente semplice nel momento in cui variano le specifiche dei prodotti o le esigenze di imballaggio.

L'inizio di una nuova era
Questi esempi evidenziano le molteplici possibilità applicative dei cobot nel settore della produzione. Senza dimenticare che nel momento in cui evolvono le tecnologie di base dei cobot, questi diventeranno sempre più utili e si diffonderanno in misura sempre maggiore in ambito industriale. Quindi è il momento giusto per prendere in considerazione l'ipotesi di ricorrere all'ausilio dei cobot in ogni stabilimento produttivo.


È necessario aver eseguito l’accesso per commentare

Lascia un commento

Nessun commento




Sign up to view our publications

Sign up

Sign up to view our downloads

Sign up

Girls in Tech | Catalyst | 2019
4th September 2019
United Kingdom The Brewery, London
DSEI 2019
10th September 2019
United Kingdom EXCEL, London
EMO Hannover 2019
16th September 2019
Germany Hannover
Women in Tech Festival 2019
17th September 2019
United Kingdom The Brewery, London
European Microwave Week 2019
29th September 2019
France Porte De Versailles Paris