Un esempio di linea pharma completamente automatizzata: SCARA SR ordinano i blister che vengono poi inscatolati nella confezionatrice; i robot FANUC LR-Mate dispongono le scatole in modo da consentire al robot M-710 di riempire i box. Il robot M-410 si occupa infine della pallettizzazione a fine linea.
Sempre di più le soluzioni robotiche si stanno rivelando fondamentali nel settore del packaging. Con oltre 100 modelli di tutti i tipi, dagli SCARA ai collaborativi, FANUC ha sviluppato una scelta vastissima. Eccone una panoramica.
di Giovanni Invernizzi
Nei moderni ambienti di produzione, caratterizzati da ritmi frenetici e volumi importanti, le operazioni di prelievo e imballaggio sono particolarmente impegnative per gli operatori umani, caratterizzate da velocità ininterrotta, affidabilità, ispezione, selezione, precisione e destrezza. Che si tratti di gestire l’imballaggio primario o secondario dei prodotti, i robot possono completare queste attività in modo ripetibile e ad alta velocità, senza bisogno di pause.
Ne sa qualcosa FANUC, da oltre 40 anni produttore di robot industriali che assicurano la massima ripetibilità, rendendo l’automazione del pick and place, del packaging e della pallettizzazione più che mai accessibile a tutte le aziende.
La sua offerta si compone di oltre 100 modelli di robot capaci di movimentare fino a 2.300 kg e con diverse opzioni di sbraccio che raggiungono i 4.680 mm, tutti facili da integrare e da programmare, e con un consumo energetico ottimizzato. Molti di questi prodotti sono ideali per le operazioni di imballaggio heavy duty o per la gestione di grandi quantità di pezzi, compresi i bracci collaborativi, che si contraddistinguono per un’elevata flessibilità e semplicità di utilizzo.
I robot Delta lavorano spesso affiancati ad altri bracci robotici in linee automatizzate per il food processing, contribuendo a velocizzare e rendere più sicuro il processo di picking.
PICK & PLACE A TUTTA VELOCITÀ
Quando si tratta di prelevare pezzi in grandi quantità e posizionarli per il confezionamento, i robot più adatti al compito sono i Delta e gli SCARA. Possono essere dotati di sensori per una manipolazione delicata e sicura e di un rivestimento in acciaio inossidabile “food grade”, come per esempio richiesto dall’industria alimentare, oppure di una vernice epossidica, adatta per l’utilizzo in camere bianche e nell’industria farmaceutica.
I robot Delta di FANUC, in particolare, permettono di massimizzare velocità e versatilità nelle operazioni di prelievo di piccole parti. Sono perfetti quando occorre effettuare il Pick & Place di tanti pezzi di dimensioni e peso contenuto da un nastro trasportatore, situazione tipica dell’industria alimentare, farmaceutica e cosmetica per il confezionamento primario e secondario. Sono inoltre disponibili con 3/4/6 assi e possono essere installati in diverse posizioni (standard, a soffitto e ad angolo), offrendo la massima flessibilità a fronte di un ingombro ridotto.
I robot Delta di FANUC sono completi di certificazione food grade che li rende idonei per applicazioni food e la manipolazione di alimenti nel packaging di primo livello.
SERIE M-1, M-2, M-3
La serie M-1 combina tempi ciclo ultraveloci con massima precisione per aumentare la produttività. Con il polso cavo per l’instradamento dei cavi, la protezione IP69K resistente alla pulizia a vapore ad alta pressione e a detergenti acidi e alcalini, la lubrificazione food grade NSF H1 e il rivestimento in resina epossidica bianca, la serie M-2 si dimostra ideale per ambienti con rigorosi requisiti igienici, come quelli del packaging di primo livello, consentendo un prelievo veloce e sicuro dai nastri trasportatori.
La serie M-3 è invece stata sviluppata per applicazioni di packaging secondario, e si distingue per le prestazioni eccellenti in termini di velocità anche a fronte di carichi pesanti (fino a 12 kg) che consentono di ridurre il numero di robot impiegati e quindi di compattare le linee. Il design unico a collegamento parallelo e l’ampio campo di lavoro rendono questi robot ideali per l’automazione di applicazioni impegnative che i tradizionali robot a collegamento seriale o SCARA non sono in grado di eseguire. La protezione IP67 ne consente l’utilizzo in ambienti sottoposti a rigorosi standard igienici.
Caratterizzati da estrema precisione e velocità, i robot SCARA FANUC SR si rivelano ideali per gestire il riempimento e confezionamento di contenitori per il settore cosmetico.
SERIE DR-3IB
La nuovissima serie DR-3iB di robot Delta FANUC consente di aumentare al massimo velocità e versatilità delle soluzioni di prelievo e imballaggio. Basata sul classico design a collegamento parallelo, potenzia carico utile, inerzia e portata rispetto agli altri robot FANUC Delta, portando l’estensione a 1.600 mm. Il robot è disponibile con superfici verniciate, placcate e in acciaio inossidabile; ogni modello supporta la protezione IP69K, rendendo la serie DR adatta per applicazioni alimentari. L’esclusivo design incurvato permette ai liquidi di pulizia di scivolare via dalla superficie del robot senza sottoporre le parti meccaniche a stress eccessivi, anche grazie al polso cavo dove vengono instradati i cavi. L’elevata inerzia del polso, pari a 0,2 kgm², supporta la movimentazione di pezzi di grandi dimensioni e l’utilizzo di pinze multifunzione. Può raggiungere velocità di circa 5.500 mm/s.
POSIZIONAMENTO DI PRECISIONE
I robot SCARA di FANUC contribuiscono a migliorare la produttività nelle operazioni di prelievo e imballaggio, grazie alla loro velocità e ripetibilità. Per questo si fanno preferire ai Delta in applicazioni in cui è necessaria una precisione costante e ripetibile, come nell’assemblaggio di componenti o nella movimentazione di oggetti delicati.
Un altro SCARA FANUC SR impegnato nel picking di precisione ad alta velocità. La gamma consta di 7 modelli con payload da 3 a 20 kg.
SERIE SR
La serie FANUC SR si compone di 11 modelli, di cui 4 adatti per l’utilizzo in camere bianche, e copre carichi al polso da 3 kg a 20 kg per uno sbraccio fino a 1.100 mm. La caratteristica principale è la precisione, che si abbina a un design compatto; anche il controllore del robot Compact Plus è pensato per occupare poco spazio, in modo da ottimizzare lo spazio in produzione.
Dotati di interruttore di rilascio freni sul braccio, gli SCARA FANUC SR garantiscono un facile ripristino degli errori; i servizi integrati come I/O e 24 VDC, valvole solenoidi e linee dell’aria compressa nel braccio J2 semplificano l’integrazione e riducono i costi. L’interfaccia web-based iRProgrammer rende poi davvero semplice la programmazione, che può essere eseguita direttamente da un tablet, semplificando ulteriormente la messa in servizio e l’operatività.
Grazie alla loro velocità, precisione e capacità di movimento, i robot SCARA FANUC SR vengono ampiamente utilizzati nelle applicazioni di packaging per prelevare prodotti da una linea di produzione e posizionarli con precisione all’interno di contenitori o imballaggi, per applicare etichette sui prodotti o sugli imballaggi con elevata precisione e rapidità, per assemblare parti di imballaggio (come scatole pieghevoli o contenitori) e per ispezionare la qualità degli imballaggi, grazie all’integrazione del sistema di visione intelligente iRVision di FANUC.
CAMPIONI DI PALLETTIZZAZIONE
Quando si parla di pallettizzazione, il robot deve essere in grado di sollevare e movimentare carichi anche pesanti, assicurare ottime prestazioni dal punto di vista della velocità e della r
ipetibilità del movimento, disporre di un design snello e di un footprint ridotto, oltre a essere facile da usare. FANUC è stato tra i pionieri nello sviluppo di robot appositamente progettati per questo impiego, sfruttando anni di esperienza nell’automazione degli ultimi passaggi della linea produttiva. In particolare, propone due serie di robot altamente specializzati: M-710 e M-410.
Robot M-710 di FANUC equipaggiato con sistema di presa speciale per movimentare flaconi in serie e predisporli all’imballaggio.
M-710
I robot FANUC M-710 sono stati progettati per gestire carichi medi con un peso compreso tra 12 e 70 kg, con un design leggero e un ingombro minimo. Grazie al polso sottile, al braccio rigido e alle dimensioni compatte, sono adatti a un’ampia varietà di applicazioni e possono estendersi fino a 3,1 m. La serie M-710 è caratterizzata da velocità degli assi elevate, che la rendono estremamente rapida, e offre eccellente inerzia e capacità di carico.
Tutti i modelli sono versatili e possono essere impiegati in un’ampia gamma di contesti applicativi. In particolare, il modello M-710/50M si propone come il “jolly” per l’automazione del fine linea, grazie al payload di 50 kg con sbraccio di 2.606 mm, e soprattutto al restyling che ha previsto la curvatura del braccio J2, con aumento dell’efficienza e riduzione al minimo delle interferenze, così da diminuire il rischio di collisioni con ostacoli circostanti. L’aumento del carico utile rappresenta un chiaro valore aggiunto con un miglioramento dell’efficienza dei costi. Il design robusto rende il robot M-710 resistente all’acqua e alla polvere, proteggendo tutti i componenti sensibili (come riduttori o cavi), e quindi adatto per l’utilizzo anche in ambienti difficili.
M-410
I robot FANUC M-410 concorrono ad aumentare la produttività nelle applicazioni di pallettizzazione e movimentazione. Con una capacità di carico fino a 700 kg e un’ampia estensione che raggiunge i 3,1 m, cinematica parallela e 4 o 5 assi, risultano ideali per la movimentazione di carichi di medio o grande peso. L’operatività all’interno di uno spazio di lavoro ottimizzato e l’utilizzo di un’ampia corsa verticale caratterizzano il robot M-410, ideato appositamente per la formazione di pallet fino a un’altezza di quasi 3 m. La base integrata e il controllore nel piedistallo non solo consentono di risparmiare spazio a terra, ma agevolano anche il trasporto e l’installazione. Il polso cavo, con i cavi interni, riduce le interferenze e diminuisce i tempi di manutenzione, aumentando la durata dei cavi stessi.
SERIE R-1000IA
A questi modelli si affiancano i robot della serie R-1000iA. Veloci, sottili, affidabili, con una capacità di carico fino a 100 kg e un’ampia estensione fino a 2,2 m, a 5 o 6 assi, sono ottimali per le applicazioni di movimentazione di carichi medi. Si contraddistinguono per i tempi di ciclo ottimizzati grazie alle elevate velocità di accelerazione e per il design sottile, che consente di risparmiare prezioso spazio. Con il braccio del robot a 5 assi e grandi organi di presa, il modello R-1000 garantisce attività di pallettizzazione precise e a velocità elevata.
Il modello R-1000iA/80H presenta un ingombro ridotto e un polso snello, consente di risparmiare prezioso spazio a terra ed è ideale per le celle compatte. Grazie alla velocità elevata e ai 5 assi di cui è dotato, rappresenta inoltre una scelta ottimale per le applicazioni di pallettizzazione che richiedono volumi elevati di produttività e massima affidabilità. È in grado, infatti, di manipolare organi di presa di grandi dimensioni a velocità elevata, con una capacità di carico al polso di 80 kg e un’estensione di 2.230 mm.
Un robot FANUC dimostra tutta la sua versatilità e affidabilità lavorando in asservimento a una pressa a iniezione da cui recupera pezzi stampati in plastica per inscatolarli.
INSIEME È MEGLIO
Si sta sempre più diffondendo l’impiego di robot collaborativi anche nell’ambito di applicazioni che riguardano il packaging. I cobot vengono usati per prelevare e posizionare pezzi all’interno di scatole o imballaggi, oppure per applicare etichette o marcature sui prodotti o sugli imballaggi in modo preciso e efficiente. Possono occuparsi di prelievo, movimentazione, pallettizzazione e ispezione di qualità come qualsiasi braccio industriale, con in più il vantaggio di essere estremamente flessibili e facili da programmare.
Grazie alla loro capacità di lavorare in stretta collaborazione con gli operatori umani, possono quindi essere utilizzati in ambienti in cui è necessaria una manipolazione delicata o una flessibilità nel confezionamento, e contribuiscono a ottimizzare l’efficienza e la coerenza del processo, riducendo errori e colli di bottiglia e migliorando la qualità complessiva del processo di imballaggio.
SERIE CRX
I robot collaborativi FANUC CRX sono i partner ideali per le aziende che desiderano automatizzare i processi produttivi e hanno necessità di un’automazione semplice, veloce e accessibile. La gamma comprende 5 modelli con payload da 5 a 25 kg, il cui punto di forza sono la programmazione estremamente intuitiva (da tablet, con funzioni drag&drop), l’apprendimento delle traiettorie anche attraverso la guida manuale e la bassa manutenzione (per 8 anni non è necessario alcun intervento sui motori, sensori, riduttori, cavi e grasso del robot).
Nell’ambito del packaging, i robot collaborativi FANUC CRX sollevano gli operatori umani dal gestire operazioni fisicamente onerose e ripetitive, e collaborano fianco a fianco con il personale della linea nella condivisione di compiti di ispezione, assemblaggio e prelievo. Nel caso dell’industria alimentare, i cobot si prestano in modo particolare all’impiego a fine linea, dove si occupano di manipolare i prodotti lavorati dalle macchine confezionatrici, pallettizzare, tracciare, etichettare e ispezionare.
OCCHI INFALLIBILI
La precisione è un gioco di squadra, e per amplificare le potenzialità dei suoi robot FANUC mette a disposizione i più avanzati sistemi di visione e software per il picking intelligente. iRVision è il sistema di rilevamento visivo 2D/3D di FANUC, completamente integrato nel controllore del robot, che consente ai robot di “vedere” e gestire la produzione in modo più rapido, intelligente e affidabile. È una tecnologia plug and play che può essere implementata senza esperienza di programmazione. Grazie a questo strumento, non è più necessario posizionare il pezzo da lavorare in una posizione esatta per il robot, poiché iRVision lo riconosce autonomamente. Ciò si traduce in un’elevata efficienza operativa dell’intero processo di imballaggio.
Tra le funzioni più apprezzate del sistema di visione FANUC vi sono iRPickTool, che permette al robot di identificare, prelevare e posizionare oggetti su un nastro trasportatore, e iRVision Bin Picking, che consente il prelievo da cassone. iRVision è supportato da ROBOGUIDE, il software per la simulazione dei processi, che permette di selezionare e modificare i pezzi e le dimensioni come da specifiche e di valutare la fattibilità e l’efficienza dell’intero processo prima della sua realizzazione effettiva. ©ÈUREKA!
È sempre più diffuso l’uso di robot collaborativi (qui un FANUC CR) per il packaging in settori che richiedono l’adesione a standard rigorosi come l’industria farmaceutica.
