Lo scorso 17 settembre si è svolto il workshop “Integrazione del controllo dimensionale dei processi robotizzati”, organizzato da KUKA Roboter Italia e Hexagon Metrology.
KUKA Roboter Italia e Hexagon Metrology collaborano per lo sviluppo di sistemi robotizzati di misura e controllo dimensionale. In un recente workshop svoltosi presso il KUKA Application Center di Rivoli è stato illustrato e documentato come una corretta integrazione di robotica e metrologia permetta di realizzare celle o isole di lavoro altamente produttive di altissima qualità.
di Gianmaria Vernetti
L’integrazione di sensori per il controllo dimensionale su robot antropomorfi è uno dei trend più interessanti dell’attuale panorama produttivo. Rapidità, quantità e qualità delle informazioni, flessibilità e interscambiabilità sono alcune delle caratteristiche di nuovi sistemi di analisi e controllo.
In questa prospettiva, lo scorso 17 settembre si è svolto il workshop “Integrazione del controllo dimensionale dei processi robotizzati”, organizzato da KUKA Roboter Italia (www.kuka-robotics.com/italy) e Hexagon Metrology (www.hexagonmetrology.it). L’incontro si è svolto presso il KUKA Application Center di Rivoli, in provincia di Torino, una nuova struttura che ospita seminari e corsi di formazione e al cui interno è stata allestita un’area dimostrativa.
L’integrazione tra robotica e strumenti di metrologia ha registrato una forte crescita nel corso degli ultimi anni.
ROBOTICA & METROLOGIA
La robotica sta vivendo una crescita importante a livello globale, con previsioni di incremento positive per i prossimi anni. Questo trend è influenzato dalla spinta all’upgrade tecnologico e all’efficienza energetica che, unite all’adozione di nuovi materiali e alla crescente collaborazione tra uomo e macchina, determina una forte domanda di soluzioni di automazione flessibili.
Anche l’integrazione tra robotica e strumenti di metrologia ha registrato una forte crescita nel corso degli ultimi anni. Un esempio in questa direzione è rappresentato dai sistemi robotizzati per la scansione a luce bianca e dai robot in grado di compiere operazioni di carico e scarico di macchine di misura a contatto.
I sistemi di misura che meglio si prestano a essere integrati con i robot sono quelli che in origine sono stati studiati per essere utilizzati in modo manuale, come i laser tracker e i sistemi a luce bianca. Per quanto riguarda Hexagon Metrology, gli ultimi prodotti lanciati sul mercato sono il Laser Tracker AT960 e il sistema a luce bianca WLS400A.
I laser tracker offrono numerose possibilità di applicazione, possono ad esempio essere adottati come scanner integrati nelle linee di assemblaggio per i controlli in linea delle scocche. In ambito automotive si registra invece una costante accelerazione dell’adozione di sistemi a luce bianca, in grado di assicurare un’elevata precisione.
Un’ulteriore integrazione dei sistemi robotizzati di controllo e misurazione è rappresentato dall’utilizzo di sistemi a radiofrequenza (RFID), che possono ridurre drasticamente tempi, costi ed errori di processo. Dotare un oggetto di una tag RFID permette di tracciarne il ciclo di vita, aggiungendo passo dopo passo tutte le informazioni necessarie.
All’interno delle linee di produzione, ad esempio, la stazione di monitoraggio informa l’operatore o il sistema di controllo produzione sulla posizione all’interno della linea di un particolare prodotto.
L’utilizzo del robot antropomorfo come veicolo per il sensore di misura consente elevate velocità di posizionamento.
UNA CELLA PER L’AUTOMOTIVE
Un interessante caso applicativo è stato presentato nel corso del workshop da Levio Valetti, Marketing & Communications Manager di Hexagon Metrology. La case history riguarda PMC Automotive, joint venture tra le aziende Proma e Magnetto e responsabile della produzione di componenti per l’industria automotive, come ad esempio alcuni parti dei nuovi modelli di casa FCA Renegade e 500X.
Il caso applicativo riguarda la misura di componenti di scocche automobilistiche attraverso sensori di fotogrammetria installati a bordo di robot KUKA all’interno dello stabilimento PMC di Melfi. La cella prevede un gruppo di robot KUKA equipaggiati con sensori a luce bianca Hexagon Metrology WLS400A. La cella è dotata di una doppia tavola rotante con attrezzature promiscue a sostegno dei pezzi e un software di verifica dimensionale Coreview.
Il sistema permette di ottenere in tempi brevi mappe colore che individuano in tempo reale le possibili criticità rispetto al modello matematico del pezzo.
Automatizzare il processo di misura di un componente significa verificare e tenere sotto controllo le tendenze del processo e della produzione a monte.
In questo modo, l’operatore che segue il controllo dimensionale si può rendere conto immediatamente della non conformità e segnalare la presenza di un problema, velocizzando così le procedure di misurazione.
Il sistema assicura l’intervento della produzione in caso di non conformità dei pezzi in tempi molto brevi. La cella è inoltre concepita per operare con diverse tipologie di pezzi.
L’utilizzo del robot antropomorfo come veicolo per il sensore di misura consente elevate velocità di posizionamento. La rapidità del sistema di fotogrammetria nell’acquisizione di nuvole di punti ad alta densità permette la digitalizzazione di un intero particolare in tempi brevi e assicura quindi nuovi standard nella frequenza di campionamento della produzione.
I sistemi di misura che meglio si prestano a essere integrati con i robot sono quelli che in origine sono stati studiati per essere utilizzati in modo manuale, come i laser tracker e i sistemi a luce bianca.
MISURA & REVERSE ENGINEERING
Nel corso del workshop sono stati presentati nell’area dimostrativa due sistemi di misura e reverse engineering completamente automatizzati.
Il primo sistema si basa su una macchina di misura a coordinate per ambienti industriali Hexagon Metrology Tigo SF e prevede l’asservimento dei pezzi da misurare per mezzo di un robot KUKA KR10.
Il riconoscimento dei pezzi avviene in modo automatico grazie a un sistema RFID realizzato in partnership con Global Sensing. Il tag RFID applicato sul pezzo fornisce alla macchina di misura le informazioni necessarie per il riconoscimento del pezzo e l’esecuzione del programma di collaudo specifico.
La seconda applicazione è un sistema di verifica e reverse engineering per il collaudo di componenti di carrozzeria di dimensioni medio-grandi.
Il sistema si basa su uno scanner laser ad altissima frequenza di acquisizione montato su un robot KUKA KR60. Lo scanner è in grado di rilevare in tempi molto brevi la superficie del particolare da misurare e di confrontarla in tempo reale con il modello matematico del pezzo. Si ottiene quindi una mappa colore che visualizza le deviazioni della superficie 3D del pezzo per un’immediata valutazione della conformità del pezzo con i valori tecnici.
La nuvola di punti rilevata è inoltre in grado di fornire in una fase successiva informazioni puntuali sulla superficie misurata e permettere quindi un’analisi approfondita dello stato del pezzo in collaudo per applicare eventuali azioni correttive ai processi di produzione.
Sistema di misura e reverse engineering completamente automatizzato basato su una macchina di misura a coordinate Hexagon Metrology Tigo SF. Il sistema prevede l’asservimento dei pezzi da misurare per mezzo di un robot KUKA KR10.