Dalle statistiche IFR più recenti risulta

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1 SIRI - ASSOCIAZIONE ITALIANA DI ROBOTICA E AUTOMAZIONE Da questo numero inizia una collaborazione tra SA e SIRI, associazione italiana i robotica e automazione. L associazione curerà una rubrica fissa nella quale approfonirà, i volta in volta, le tematiche ella robotica. Da rigii e ripetitivi a agili e flessibili Dalle statistiche IFR più recenti risulta che la quota i robot impiegati nel mono in operazioni i assemblaggio è pari al 7%, mentre la salatura ne occupa il 28% e la manipolazione il 19%. Per molti anni l assemblaggio è stata la più ampia area i applicazione per i robot in Giappone ove molti bracci meccanici e robot sono stati impiegati per operazioni i assemblaggio nell inustria elettronica. La più alta quota i robot per l assemblaggio è registrata in Finlania con il 24%, segueno, ormai a ieci anni, un tren el tutto particolare rispetto agli altri Paesi europei. Le applicazioni in questo caso riguarano non solo l inustria elettronica e elettrica ma anche la meccanica. DALL ELETTRONICA AL MANIFATTURIERO Nel passato la robotizzazione ell assemblaggio è iniziata su compiti facili e ripetitivi, poco aatti all uomo, in ambienti molto strutturati e su prouzioni i massa. L inustria elettronica presentava tutte queste caratteristiche. Una sapiente suivisione el ciclo permetteva l uso i manipolatori semplici e affiabili, spesso isegnati per lo specifico compito elementare, operanti in stretto coorinamento come attori i una automazione rigia ma affiabile. Era richiesto un forte investimento iniziale ma il ritorno el capitale era assicurato alla prouzione i massa i prootti ello stesso tipo. Il ricorso alla robotica per alcune classi i operazioni i assemblaggio su componenti elettronici miniaturizzati è stato necessario ata l impossibilità i ionee azioni manuali e la ifficoltà a parte ell operatore ell uso i strumenti i manipolazione. La robotizzazione ell assemblaggio è iniziata in ambienti molto strutturati e su prouzioni i massa, su compiti facili e ripetitivi. L inustria elettronica presentava queste caratteristiche. Il mercato è cambiato col tempo, i robot si sono evoluti. Oggi sono utilizzati in applicazioni complesse negli ambienti manifatturieri più iversificati. Ne veiamo le prospettive tecnologiche ma anche alcuni ei moelli più recenti i Rezia Molfino 96

2 As of this issue SA will be working in collaboration with SIRI, the Italian robotics an automation association. The association will have a permanent column where, from time to time, it will take an in-epth look at issues regaring robotics. From rigi an repetitive to agile an flexible The latest IFR statistics show that the percentage of robots use in the worl of assembly operations is 7%, whereas 28% are use for weling an 19% in hanling circles. For years now assembling has been the wiest area of application for robots in Japan where many mechanical arms an robots are use for assembly operations within the electronics inustry. The highest share of assembling robots is in Finlan with 24%, following a tren, for ten years now, that is all their own, an not foun in other European countries. Assembling robotics we first use for easy an repetitive jobs, in highly structure conitions an in mass prouction. The electronics inustry ha all these characteristics. A wise ivision in the cycle enable the use of simple an reliable manipulators, often esigne for specific basic tasks. The market has change over the years, robots have evolve an they are now available for complex applications require in manufacturing circles that vary a great eal. These ays the manufacturing worl is characterise by fierce competition on a worl-wie scale an rapi changes in process technology mean that prouction an assembly systems have to be create that can also be easily aapte an combine with new technologies an functions. The article escribes the prospects for the new canons of flexible an agile assembly, but also the evelopments mae in the architecture of assembling robotics. What s more, it also covers a number of the latest moels that are currently available on the market. DI PICCOLE DIMENSIONI E VERSATILE IRB 1600 è l ultimo nato fra i robot ABB i piccole imensioni. È veloce, lavabile con getto i vapore e isponibile con grao i protezione IP67. Le versioni sono quattro con area i lavoro i 1,2 o 1,45 m e capacità i carico i 5,7 oppure 10 kg, con il quinto asse rivolto verso il basso. L IRB 1600 è governato all IRC5, l unità ABB i controllo robot i quinta generazione che ha architettura moulare e integra la nuova unità i programmazione Flex Penant. Portatile e ergonomica, l IRC5 ha l interfaccia grafica basata su Winows e isplay touch-screen con funzione multimove che permette i controllare fino a quattro robot in moo coorinato e sincronizzato. reaerservice.it n.46 UNA VASTA GAMMA DI SCARA I robot scara Yamaha serie YK-X, istribuiti a A- tax, sono fabbricati in oici versioni, alcune elle quali proposte in iverse varianti. Il moello più piccolo ha il braccio i 120 mm i lunghezza e può lavorare i pezzi con 0,5 kg i peso alla velocità i 1,8 m/s sugli assi X e Y, mentre per il moello più grane gli stessi valori sono i mm, 50 kg e 7,4 m/s. Fra le caratteristiche che istinguono questi robot: la semplicità installazione e uso, la flessibilità applicativa, la rapiità esecuzione, che riuce il tempo i ciclo al 22% fino al 45% rispetto ai robot convenzionali, l elevata affiabilità, la grane precisione su tutti gli assi i lavoro X, Y, Z e R (rotazionale), nonché l ottimo rapporto prezzo/prestazioni. reaerservice.it n.47 Nel tempo il mercato è cambiato, i robot si sono e- voluti e oggi sono isponibili per applicazioni complesse richieste in ambienti manifatturieri molto iversificati. Il mono manifatturiero è oggi caratterizzato a un aggressiva competitività su scala globale e rapii cambiamenti nella tecnologia i processo richieono la creazione i sistemi i prouzione e i assemblaggio che siano essi stessi aattabili e capaci i integrare facilmente nuove tecnologie e funzioni; queste conizioni sono soisfatte a un nuovo approccio reattivo che permetta: il lancio i nuovi moelli i prootto in tempi brevi e il rapio aggiustamento el sistema manifatturiero e i assemblaggio alle richieste i mercato; la rapia integrazione i nuove funzioni e tecnologie i processo nei sistemi esistenti; un facile aeguamento a quantità variabili i prootti per i mercati i nicchia. I NUOVI CANONI E GLI OBIETTIVI Sono qui i seguito proposti i principali paraigmi che aprono le prospettive ai nuovi canoni ell assemblaggio flessibile e agile, e i loro obiettivi economici. Riuzione el tempo i immissione sul mercato ei nuovi prootti: è necessario applicare metoologie i progettazione meccatronica e i ingegneria con- 97

3 UN ROBOT PICCOLO, AGILE E POTENTE Smart SiX è il più piccolo robot realizzato a Comau. Ha un esign compatto e agile, pur offreno un braccio i 1,4 m e una capacità i carico i 6 kg. Il robot è stato progettato per le esigenze i lavorazioni inustriali leggere in cui sono richieste rapiità i movimento, alta penetrabilità, precisione e affiabilità quali, a esempio, la salatura a arco, l assemblaggio, il montaggio, la manipolazione, l asservimento i macchine utensili, la luciatura e la sbavatura. La versione Smart SiX ARC è stata progettata ottimizzano i movimenti specificatamente per la salatura a arco, grazie a un innovativo allestimento che gli permette i lavorare con efficienza negli spazi circoscritti. reaerservice.it n.48 NUOVI ROBOT SCARA MULTIFUNZIONE E.O.I. Tecne istribuisce i robot scara fabbricati a Janome, aziena giapponese che presenta i nuovi robot multifunzione ella serie JS caratterizzati a alta velocità e precisione. In questi robot si possono memorizzare 225 programmi, con un numero i punti programmabili pari a La serie JS è prootta in iverse versioni con velocità massima i 6,3 m/s, carico i 6 kg e lunghezza ei bracci a partire a 250 mm. La otazione comprene alcuni programmi specifici per osatura, avvitatura, salatura e manipolazione, le funzioni interpolazione circolare sui 4 assi e autoapprenimento. Il software JR C-Points permette i implementare i programmi con linguaggio semplificato più agevole a usare rispetto ai robot traizionali. reaerservice.it n.49 ASSERVIMENTI IN SPAZI RIDOTTI I moelli VS 6556 e VS-L 6577 i Denso, con 5 kg i portata, 653 mm e 854 mm i area i lavoro rappresentano ue ei moelli più iffusi per le loro caratteristiche i estrema compattezza, e per la possibilità i ribaltare l asse 2 con un joint range i +135 /- 100 che consente i asservire macchine utensili e/o transfer in riotti spazi i manovra. La elevata velocità sul tempo ciclo stanar 0,49 consente i effettuare carichi i minuteria in meno i 5. Questi robot, come tutta la gamma Denso che prevee 6 moelli principali i antropomorfi che iventano 18 nelle varie configurazioni, e 7 moelli i scara, che iventano circa 110 nelle varie opzioni isponibili, sono istribuiti sul mercato italiano a Klain. reaerservice.it n.50 corrente nonché guaagnare tempi i prouzione ricorreno a macchine e meccanismi i nuova concezione e a possibilità i rapio riattrezzaggio elle risorse. Prouzione personalizzata: questa tenenza, che sempre più porta l utente entro al ciclo i progettazione e prouzione, richiee elevate caratteristiche i flessibilità agli impianti manifatturieri che sono soisfatte a risorse moulari con facilità i immissione e i eliminazione i risorse in moalità plug-an-play per la riconfigurabilità egli impianti o a risorse flessibili che si aattino rapiamente e facilmente a nuove tipologie i prootto. Entrambi i casi sono soisfatti all uso i robot: nel primo caso si tratta i robot moulari a limitato numero i grai i libertà istribuiti e cooperanti, nel secono si tratta i robot molto estri, eventualmente a mobilità rionante, e intelligenti. Altri importanti motivi per l automazione ell assemblaggio sono la riuzione ei costi, l'alta e costante qualità ei prootti, le necessità tecniche che superano le abilità i operatori umani in termini imensionali e i accuratezza, la mancanza i manoopera e le cattive conizioni i lavoro. Sebbene queste conizioni possano essere esaminate inipenentemente, la richiesta i soluzioni orientate ai costi, che a oggi rappresenta il principale obiettivo ell inustria, coniziona pesantemente le scelte. La isponibilità sul mercato i ionei sistemi robotici a costo contenuto rappresenta una reale opportunità i rilancio ell inustria manifatturiera. Sistemi i assemblaggio per prouzione i massa sono finalizzati alla riuzione el costo i prouzione. L assemblaggio snello pone l enfasi sul continuo miglioramento ella qualità el prootto con costi ecrescenti. Sistemi i assemblaggio flessibile permettono l assemblaggio i una varietà i prootti sullo stesso 98

4 SOLUZIONI FLESSIBILI E AFFIDABILI Kuka Roboter Italia accorpa le attività relative ai robot antropomorfi e quelle che riguarano la progettazione e la realizzazione i impianti per il mono ell auto. È, inoltre, in grao i offrire al cliente il supporto logistico, i assistenza, formazione, magazzino e ingegnerizzazione necessario allo sviluppo e all utilizzo ei robot. Il costante ampliamento ella gamma consente a Kuka i isporre i soluzioni flessibili e affiabili per tutti i settori e specificatamente per le operazioni i manipolazione e assemblaggio può offrire robot con portata al polso ai 3 fino ai 60 kg. Grazie ai tempi i ciclo brevi e all accuratezza ei movimenti, questi robot possono riurre significativamente il rischio i errori operativi. reaerservice.it n.51 UNA SERIE A BRACCIO SINGOLO La serie Mitsubishi Electric i robot scara a braccio singolo RH (Horizontal Robot) è costituita alle ue macchine RH- 5AH-55 e RH-10AH-85. Il primo robot ha un raggio azione i 550 mm, una velocità i 5,36 m/s e un tempo i ciclo inferiore a 0,5 s in conizioni i carico meie. Nel secono robot il raggio azione è i 850 mm e il carico massimo è i 10 kg, mentre il tempo i ciclo meio per un pick-an-place è i 0,6 s. Entrambi i robot sono versatili e precisi e rappresentano la soluzione ieale per le operazioni i assemblaggio e palettizzazione, lavorazione/movimentazione materiali plastici e applicazioni i collanti aesivi e sigillanti. reaerservice.it n.52 CON CINEMATICA COMBINATA A 6 ASSI Il robot KRVL16 i Reis Robotics è otato i una cinematica combinata a 6 assi che abbina i vantaggi el concetto cartesiano a quelli el robot antropomorfo. È stato concepito soprattutto per l asservimento i macchine utensili e viene montato con l asse principale nella irezione ella lunghezza ella macchina ricavano un area i lavoro quasi cilinrica con un iametro i mm parallela. Montato capovolto, il robot, ella portata i 16 kg entra lateralmente in macchina per inserire o prelevare i pezzi. L asse lineare con la corsa stanar i 1,5 m è ampliabile fino a 15 m. Il robot si muove sull unità i traslazione a una velocità i 3 m/s, per ottenere tempi ciclo minimi anche in caso i più stazioni successive. reaerservice.it n.53 sistema fisico. Pur trattanosi i un importante obiettivo, questi sistemi hanno avuto successo limitato: per esempio i sistemi i assemblaggio flessibile (FAS) sviluppati nelle ultime ue ecai: sono risultati cari, inclueno spesso più funzioni elle necessarie; hanno utilizzato software i sistema inaeguato, sviluppato appositamente e molto costoso; non si sono rivelati molto affiabili; sono soggetti a obsolescenza ovuta ai progressi tecnologici. Per ovviare a queste limitazioni si sono introotti sistemi i assemblaggio agile i cui obiettivi sono: riuzione ei tempi i consegna, inclusi i tempi per il lancio el nuovo sistema prouttivo o per la riconfigurazione i un sistema esistente; rapio aattamento e veloce integrazione i nuove tecnologie i processo e nuove funzioni in sistemi esistenti. Questo nuovo tipo i sistema i assemblaggio risulta molto flessibile non solo nell assemblare una varietà i parti ma anche nell aggiornare il sistema stesso. Questi sistemi non sono soggetti al rischio i obsolescenza poiché goono i un alto livello i moularità e i intelligenza che permette l aggiornamento elle risorse harware e software. Oggi, inoltre, l evoluzione ei robot e ei ispositivi i presa è tale che li rene aatti a assolvere compiti i assemblaggio ifficili, sinora eseguibili solo a mano, come l assemblaggio i parti flessibili e i oggetti soffici e elicati, o per le grani imensioni elle parti a assemblare per cui il robot eve posseere capacità i interazione e cooperazione con altri robot e con l uomo nella funzione i robot-assistente. Nel primo caso è molto importante la tecnologia ella mano robotica che inclue ionea sensorizzazione funzionale, a garanzia ella qualità e el corretto svolgimento el compito. Nel secono caso è molto importante il rispetto ei ruoli e la facilità i comunicazione oltre alla sicurezza ell operatore, garantita sia al sistema 99

5 sensoriale e i controllo sia all uso i materiali e i sistemi i attuazione otati i buona arrenevolezza e risposta a urti. ANTROPOMORFI DI ESTREMA PRECISIONE Sinta presenta una serie i robot antropomorfi Epson, che vanno a aggiungersi agli scara e ai cartesiani nel ventaglio i proposte Sinta. L Epson ProSix, per esempio, è un antropomorfo estremamente preciso, veloce, robusto e facile a usare. A motorizzazione è con motori brushless con encoer assoluti, freni su tutti gli assi. Il braccio orizzontale, completamente esteso, arriva a un raggio i 791 mm. Il carico massimo è i 3 (5) kg, mentre la ripetitività è i ±0,03 mm. Il tempo-ciclo è i 0,6 con un carico i 1 kg. Il campo i moto ei bracci è, per l asse S, i ±170, per l asse L, i ±150, -72, per l asse U, i ±190, -45, per l asse R, i ±190, per l asse B, i ±125 e, per l asse T, i ±360. reaerservice.it n.54 NUOVI MODELLI PIÙ VELOCI E PRECISI I robot antropomorfi i nuova generazione i Stäubli, quelli ella serie TX, sono tutti caratterizzati a una precisione e a una velocità ancora maggiore i quella ei corrisponenti moelli ella preceente famiglia RX. Inoltre, essi hanno una serie i nuove caratteristiche innovative che erivano all aozione i un giunto combinato i nuova generazione negli snoi el robot. Tra i moelli più recenti i questa gamma i robot antropomorfi c è il TX40, con un carico trasportabile nominale i 1,7 kg, un carico massimo i 2,3 kg, con un raggio i 515 mm e una ripetibilità i 0,02 mm. Il TX40 è il moello più piccolo ella gamma TX e è otato i sei motori brushless. reaerservice.it n.55 ARCHITETTURE ROBOTICHE PER L ASSEMBLAGGIO Si istinguono, per semplicità, ue categorie i applicazioni. La prima è quella ei processi caratterizzati a cicli i assemblaggio scomponibili in azioni semplici, el tipo a sovrapposizione. In questo caso l utilizzazione i mouli robotici a pochi grai i libertà, con mobilità orientata alla singola azione elementare, costituisce una buona soluzione soprattutto se l architettura i impianto è aperta e permette riconfigurazioni almeno fuori linea allungano il ciclo i vita utile elle risorse. Sono antesignane i questa impostazione le linee i assemblaggio i cartoline a circuito stampato equipaggiate con robot scara pensati appositamente e perfettamente aatti a questo tipo i compito. Negli impianti moulari attuali è previsto l uso i robot con architetture ifferenti, orientate a un compito elementare ma capaci i cooperazione per la realizzazione i compiti i assemblaggio più complessi, per esempio una piattaforma parallela a 3 grai i libertà che orienta una parte in moo che un robot cartesiano con mobilità i sola traslazione possa proceere alle operazioni i inserimento. Per i processi i assemblaggio relativi a prootti caratterizzati a cicli i assemblaggio complessi, non riconucibili a azioni e- lementari, o caratterizzati a traiettorie i inserimento complesse appare necessario il ricorso a architetture a mobilità completa o rionante, spesso antropomorfa per assicurare ampi spazi i lavoro e un facile interfacciamento con le altre risorse ell impianto. Si nota che la maggioranza ei manufatti inustriali, nonostante gli sforzi fatti con il Design for assembly, appartengono a questa categoria i prootti. Un iscorso a parte, relativo alle attrezzature e ai ispositivi i presa riguara l assemblaggio i parti flessibili o ifficilmente manipolabili, che caratterizza alcuni settori manifatturieri traizionali quali il tessile abbigliamento, il calzaturiero e pellettiero, per cui, a oggi, non si sono sviluppate soluzioni i automazione efficienti. In questo caso l alto impiego i manoopera, ai crescenti livelli i costo nei paesi inustrializzati, ha suggerito, come opzione strategica, il trasferimento ella prouzione in Paesi in via i sviluppo. Infatti, in generale, la scelta tra insourcing o outsourcing ipene fortemente al ruolo che l assemblaggio gioca nell inustria. 100

6 Un iscorso a parte meritano le applicazioni i assemblaggio i alta precisione e i micro-assemblaggio. Per queste applicazioni estreme si evono stuiare, con approccio multiisciplinare, ionee architetture robotiche. A titolo i esempio si introuce un minirobot per assemblaggio sviluppato ai ricercatori el PMARlab ell Università i Genova nell ambito el PNR MiniPar. Si tratta i un minimanipolatore parallelo cartesiano caratterizzato all aozione i giunti flessibili i tipo innovativo. L utilizzo i giunti flessibili appare una straa quasi obbligata nella minimanipolazione, per evitare i problemi erivanti all attrito i primo istacco e ottenere quini la precisione i posizionamento richiesta. Ogni giunto flessibile è realizzato collegano ai ue membri in rotazione relativa una lamina i materiale superelastico, fissata a entrambi per attrito meiante una giunzione bullonata. Il robot sarà esposto in Bi- Mec el sistema meccanico può informare e fare parte integrante el sistema i controllo al fine i migliorare le caratteristiche operative el robot. Dalla Roamap recentemente istruita a Assembly- ROBOT FLESSIBILI PER MATERIE PLASTICHE La serie RSV 101 F i Sytrama è stata stuiata per tutte le applicazioni nel campo ell iniezione elle materie plastiche, per presse a 150 fino a 700 tonnellate. Grazie alle guie prismatiche in trafilati i alluminio, che garantiscono grane rigiità meccanica, questi robot si istinguono per le pregevoli oti i affiabilità, compattezza, moularità e velocità, che si concretizzano in un elevata qualità i lavorazione. Inoltre, sono capaci i eseguire più operazioni successive i prelievo, movimenti in stampo, palettizzazioni, fermate intermeie, cambio automatico i mani i presa e caricamento inserti in stampo. Lo schermo retroilluminato con visualizzazione grafica in 3D ne semplifica la programmazione e l uso. reaerservice.it n.56 Come sempre, nel caso i soluzioni robotiche innovative ettate all applicazione, alla creatività ingegneristica che porta alla sintesi meccatronica ell architettura evono corrisponere aeguati processi i analisi cinematica per la conoscenza ello spazio i lavoro e ei punti singolari che potrebbero invaliare le specifiche i accuratezza locale e esasperare le funzioni i controllo. Nel caso i architetture veloci o i elevati carichi è inoltre necessario effettuare analisi inamiche per conoscere, prima ella realizzazione, le effettive prestazioni offerte al sistema. In questo senso un importante aiuto viene offerto all applicazione i metoologie i moellazione e simulazione nonché alla prototipazione virtuale ove l ambiente i lavoro viene opportunamente ricostruito: il igital mock-up el robot può essere valutato sotto ogni a- spetto i caratteristiche fisiche e prestazionali e strategie i riconfigurazione ell ambiente possono essere stuiate e provate. Ovviamente la conoscenza NUOVO ROBOT DI PALETTIZZAZIONE Tiesse Robot propone un nuovo robot i palettizzazione Heavy Duty MD 400 (portata 400 kg) che riprene le soluzioni tecniche già aottate sulla serie MX. Un link brevettato per la movimentazione ell asse Jt3 consente al robot elevate velocità, precisioni, risparmio energetico el 30% rispetto ai sistemi convenzionali. Il robot offre la possibilità i programmare l inclinazione el supporto pinza i ±10, può palletizzare su base x mm sino a un altezza i mm. I robot sono controllati al controllore tipo D che rappresenta la nuova generazione i controllori Kawasaki, un multitasking reale con la possibilità i gestire in real-time 5 programmi paralleli. reaerservice.it n.57 Net emerge la necessità i uno sviluppo sincrono e simultaneo i metoologie, soluzioni e risorse per sistemi i micro assemblaggio riconfigurabili, facilmente aattabili e a costi sostenibili. La prouzione i prootti miniaturizzati richieerà un completo ripensamento e ristrutturazione elle tecnologie: nuovi approcci i progettazione per micro e nano prootti e nuovi concetti per i loro sistemi manifatturieri. In questo ambito è importante focalizzarsi sull assemblaggio ata la sua importanza strategica e poiché è il processo che più è influenzato negativamente alla miniaturizzazione i parti e prootti. Rezia Molfino è presiente SIRI. SIRI reaerservice.it n