Il robot mobile KMR iiwa è una piattaforma a navigazione autonoma combinata con un robot leggero KUKA LBR iiwa. Nello stabilimento di Augsburg, il KMR iiwa fornisce automaticamente il materiale di produzione alla stazione di assemblaggio in linea del polso del KR Quantec (foto in home page).
La produzione industriale del futuro richiede nuove strategie produttive modulari, versatili e, innanzitutto, dinamiche. KUKA affronta tale sfida, come dimostra KMR iiwa, uno strumento nuovo, intelligente e mobile, che riunisce in sé il robot leggero LBR iiwa e la piattaforma onnidirezionale e mobile di KUKA, aprendo strategie produttive nuove nell’interazione diretta, autonoma e flessibile, tra uomo e robot.
di Anna Guida
La collaborazione uomo-robot da sola non è sufficiente a rendere la produzione più flessibile nel lungo termine. Nell’immediato futuro, deve essere possibile usare i robot in applicazioni mobili. Montati su piattaforme mobili, i robot si muovono indipendentemente attraverso i siti produttivi e trasportano prodotti o componenti, modernizzando così i processi logistici nella produzione del futuro. Oggi, anche KUKA Roboter GmbH (www.kuka-robotics.com/italy) sta beneficiando di queste applicazioni nel suo quartier generale di Augsburg. Con lo sviluppo, la produzione e la vendita di robot industriali, controller e software, l’azienda è una dei leader globali del mercato. L’impianto di produzione dei propri robot è ora passato da un sistema a linee multiple a una linea singola in accordo con i metodi di produzione più avanzati. Il robot mobile KMR iiwa (KMR sta per “KUKA Mobile Robotics”, iiwa per “intelligent industrial work assistant”) è una piattaforma a navigazione autonoma combinata con un robot leggero KUKA LBR iiwa robot. Nello stabilimento di Augsburg, fornisce automaticamente il materiale di produzione alla stazione di assemblaggio in linea del polso del robot KR Quantec.
SOLUZIONI DI AUTOMAZIONE FLESSIBILI
“Vogliamo portare i nostri processi produttivi verso il futuro e, allo stesso tempo, far crescere considerevolmente la nostra efficienza. Il nostro obiettivo è di raggiungere una capacità di produzione di oltre 20.000 robot all’anno nel sito di Augsburg. Possiamo raggiungere questo obiettivo solo se riorganizziamo i nostri processi di assemblaggio secondo i metodi della lean production più all'avanguardia”, spiega Andreas Ostermann von Roth, Executive Vice President of Operations di KUKA Robotics. Ecco perché la linea di produzione di circa 140 m è stata costruita con un maggior livello di automazione. La consegna “just-in-sequence” del materiale da assemblare è una componente importante qui. KUKA ha sviluppato una gamma completa di soluzioni per questo scopo: dai robot leggeri da riposizionare manualmente a sistemi che si muovono in piena autonomia. Nuove applicazioni sono ancora possibili, in particolare nella logistica e, più nello specifico, nella gestione del magazzino. Questo consente sia ai materiale che ai robot di essere sempre dislocati esattamente dove servono.
KMR sta per “KUKA Mobile Robotics” e iiwa per “intelligent industrial work assistant”.
CONSEGNA AUTOMATICA JUST-IN-SEQUENCE
KUKA usa il KMR iiwa nella sua stessa produzione. Una soluzione kanban è implementata nell’assemblaggio del KUKA KR Quantec. Qui, il KMR iiwa si occupa della distribuzione di viti, bulloni, anelli di tenuta, dadi e altre piccole parti. WÜRTH (azienda leader mondiale nella vendita di prodotti e sistemi di fissaggio e assemblaggio) consegna le scatole kanban ordinate nello scaffale centrale del magazzino. A intervalli regolari, il KMR iiwa usa le sue capacità di sensibilità per controllare i singoli scaffali e rimuovere le scatole consegnate piene di componenti di piccole dimensioni. Il robot leggero solleva la scatola fino a uno scanner di codici QR montato su una piattaforma, consentendogli di identificare la singola posizione di destinazione di ciascuna scatola. La piattaforma a navigazione autonoma trasporta poi i containers attraverso il sito produttivo e li consegna automaticamente alla stazione di lavoro. “Questa consegna just-in-sequence è parte del nostro nuovo concetto di logistica nella produzione dei nostri robot”, spiega Sebastian Bodenmüller, Head of Robot Assembly presso KUKA Roboter GmbH. Due aspetti chiave assicurano il massimo rapporto costi-benefici: il KMR iiwa non fa viaggi a vuoto e lavora senza interruzioni.
Oggi, anche KUKA Roboter GmbH sta beneficiando della applicazioni basate su robot mobili nel proprio quartier generale di Augsburg.
UN ASSISTENTE INTELLIGENTE E INSTANCABILE
La KUKA NavigationSolution integrata, combinata con scanner laser di sicurezza, consente a KMR iiwa di individuare eventuali ostacoli nel suo percorso e quindi di navigare in sicurezza e in piena autonomia attraverso l'impianto produttivo. Una caratteristica essenziale del KMR iiwa è quindi la sua abilità di condividere percorsi comuni con persone e carrelli logistici. Nessuna protezione speciale o modifica delle rotte è necessaria. “KUKA sostiene l’innovazione. Questo è ora evidente anche nella nostra stessa produzione. I nostri colleghi umani hanno rapidamente accettato il KMR iiwa come un co-lavoratore pienamente sviluppato. Apprezzano i vantaggi di questo assistente intelligente e mobile”, dice Sebastian Bodenmüller, riassumendo le prime settimane di lavoro del “collega robotico”. Il robot si occupa prevalentemente di compiti monotoni ed ergonomicamente molto difficili per gli umani. Non ha bisogno di fare pause ed è sempre pronto quando si richiede il suo intervento. Fino ad oggi, per quanto riguarda i compiti logistici, i potenziali campi di applicazione di questo robot non sono ancora stati neanche lontanamente esplorati. L’asservimento di varie macchine industriali è concepibile proprio come la collaborazione diretta con uno o più colleghi umani in uno spazio di lavoro diviso o condiviso.
La KUKA NavigationSolution integrata, combinata con scanner laser di sicurezza, consente al KMR iiwa di individuare eventuali ostacoli nel suo percorso e quindi di navigare autonomamente attraverso il sito produttivo.
MASSIMA FLESSIBILITÀ E MOBILITÀ ILLIMITATA
Con KMR iiwa, KUKA sta combinando le forze dei robot leggeri sensibili LBR iiwa con una piattaforma mobile e autonoma. Ad Augsburg, il robot è ora diventato un assistente di produzione che non dipende dalla posizione e altamente flessibile con uno spazio di lavoro illimitato: una base ideale per soddisfare i requisiti di Industry 4.0. La flessibilità è il prerequisito di base per la produzione versatile e adattiva di domani. Le ruote Mecanum consentono al KMR iiwa movimenti onnidirezionali, che accorciano, a loro volta, i tempi di ciclo e riducono i tempi morti nel processo di produzione. Il sistema di controllo KUKA Sunrise viene utilizzato sia sul robot che sul veicolo ed è in grado di gestire sistemi cinematici multipli, semplificando così considerevolmente il controllo dell’operatore e l’uso in applicazioni pratiche. Uno scanner integrato montato sul veicolo sorveglia l’ambiente operativo e consente di individuare gli ostacoli. L’alimentazione di energia è garantita, sia per il robot che per il veicolo, da accumulatori agli ioni di litio. Il software di navigazione SLAM sviluppato da KUKA consente a KMR iiwa di muoversi in sicurezza, in piena autonomia e in maniera non cablata. Il sistema ha un design modulare e può essere espanso con hardware aggiuntivo se richiesto dalla specifica applicazione.
Una caratteristica essenziale del KMR iiwa è la sua capacità di condividere gli stessi percorsi degli operatori e dei carrelli logistici in completa sicurezza.
INDUSTRY 4.0 È DI CASA
Incrementando il grado di automazione della propria produzione, KUKA sta impostando il corso del futuro. “Mentre in molti luoghi si sta ancora discutendo di Industry 4.0, noi abbiamo già cominciato a viverla nei nostri stabilimenti produttivi. Gli investimenti in automazione come l’utilizzo del KMR iiwa in applicazioni logistiche ci assicurano un successo a lungo termine”, dice Andreas Ostermann von Roth, descrivendo le motivazioni per cui usare il robot mobile. “In futuro, saremo in grado di reagire più velocemente alle richieste del cliente e del mercato e in maniera molto più flessibile”.
Con la tecnologia a ruote omnidirezionali, il KMR iiwa si sposta in modo sicuro sulla posizione desiderata.