Bloccaggio diretto e movimentazione flessibile dei pezzi: l’unità di compensazione SCHUNK AGE-Z 2 permette il caricamento stabile dei moduli di serraggio a punto zero SCHUNK VERO-S.
Oltre 4.000 componenti rendono l’offerta SCHUNK il più grande programma al mondo nella tecnica di presa standardizzata. Che si tratti di un singolo modulo o di un sistema di presa, oltre trent’anni di competenza nella tecnica di serraggio e un eccezionale livello d’innovazione sono le basi di partenza per realizzare soluzioni di manipolazione d’eccellenza: parola di Henrik A. Schunk, socio amministratore di SCHUNK GmbH & Co. KG di Lauffen/Neckar.
di Luigi Ortese
“In veste di azienda leader nella fornitura di componenti per la dotazione completa del robot, abbiamo voluto mostrare agli utenti, ai costruttori di impianti e agli integratori di sistemi come sfruttare al meglio le potenzialità produttive offerte dalla moderna robotica”. Con queste parole, Henrik A. Schunk, socio amministratore di SCHUNK GmbH & Co. KG di Lauffen/Neckar (www.schunk.com), ha posto in risalto le opportunità offerte dalla robotica e ha giustificato la presenza ad Automatica 2014 di un numero incredibile di soluzioni SCHUNK per applicazioni robotiche. “Non conosco altri segmenti industriali che offrano tante opportunità quante ne propone la robotica. Mentre i produttori innovativi di vetture stanno già puntando su robot mobili e collaborativi, le aziende di medie dimensioni iniziano adesso a guardare all’automazione della produzione assistita da robot. C’è ancora ampio margine, anche per quanto riguarda la dotazione di robot con griffe, accessori ‘end of arm’ e altre soluzioni firmate da SCHUNK”, ha aggiunto Henrik A. Schunk.
I visitatori di Automatica 2014 hanno praticamente potuto sperimentare dal vivo cosa è possibile fare grazie al più grande programma al mondo di tecnica di presa standardizzata realizzato da SCHUNK con ben oltre 4.000 componenti. Che si tratti di un singolo modulo o di un intero sistema di presa, oltre trent’anni di competenza nella tecnica di serraggio e un eccezionale livello di innovazione sono le fondamenta su cui costruire soluzioni di manipolazione d’eccellenza. Non solo: il perfetto connubio tra sistemi di presa e tecnica di serraggio SCHUNK assicura massima produttività, flessibilità e stabilità di processo. Per chi non c’era ad Automatica, ecco alcune delle novità presentate, vere e proprie anticipazioni sul futuro.
CAMBIO AUTOMATIZZATO DEL PEZZO
La tendenza al serraggio diretto del pezzo, con sistemi di bloccaggio a punto zero, interessa anche le soluzioni di manipolazione. Diversamente dal serraggio tradizionale, realizzato mediante morse o staffe, il serraggio diretto non genera interferenze dovute alle ganasce, agli spessori o alle staffe: già in fase di progettazione dei pezzi viene definita la posizione ottimale dei perni di serraggio VERO-S su una superficie di riferimento. È pertanto possibile realizzare lavorazioni su tre o cinque lati, con una perfetta accessibilità, in diverse applicazioni.
Durante il caricamento assistito da robot, eseguito con pinze universali SCHUNK PZN-plus con guida dentata, i sistemi SCHUNK OPR, grazie al loro tempo di risposta ridottissimo, impediscono danni dovuti a collisioni o sovraccarichi. Nel caso di arresto d’emergenza, il robot viene messo in funzione direttamente, senza che necessità di interventi manuali. In direzione Z, l’unità di compensazione SCHUNK AGE-Z 2 compensa le tolleranze assicurando, al tempo stesso, la flessibilità necessaria per l’inserimento del perno di serraggio e del pezzo nella stazione di serraggio, in modo rapido, preciso e sicuro.
Grazie alle guide senza gioco e alla forma ottimizzata, AGE-Z 2 consente carichi utili decisamente maggiori rispetto ai moduli di compensazione tradizionali. In alternativa, è possibile utilizzare taglie più piccole. Dopo un abbinamento perfetto, la stazione di serraggio a punto zero VERO-S NSL afferra il pezzo, applicando forze d’inserimento che possono arrivare a 9.000 N. La corsa di serraggio brevettata da SCHUNK assicura un serraggio della massima rigidità, senza vibrazioni. Per prestazioni meccaniche maggiori, è stata ideata la funzione turbo: forze d’inserimento maggiori del 300% permettono di gestire forze di truciolatura fino a 40.000 N.
MANIPOLAZIONE E SBAVATURA DI ALBERI A GOMITO
I sistemi a cambio rapido SCHUNK SWS, con cambi pinza eseguiti ad una velocità maggiorata del 90%, aprono nuove prospettive nel settore automotive, ad esempio per il carico e lo scarico di alberi a gomito e per la loro lavorazione. Grazie al loro ampio movimento d’apertura, le soluzioni con doppie pinze, provviste di pinze angolari SCHUNK PWG-plus, semplificano la sovrapposizione radiale dei componenti a forma ondulata. La presa angolare permette di utilizzare pinze molto più piccole, a vantaggio della compattezza del sistema di presa. Con operazioni di cambio rapide e una precisione di 0,015 mm l’SWS offre la massima flessibilità. Un sistema di bloccaggio brevettato ad autotenuta garantisce inoltre la stabilità del collegamento tra maschio e femmina del sistema a cambio rapido. Azionamento e passaggio dell’aria sono direttamente integrati nel corpo dei moduli a cambio rapido. Diversi moduli opzionali, elettrici e pneumatici, consentono soluzioni di cambio compatte e personalizzate.
Per la sbavatura automatizzata, SCHUNK propone una doppia soluzione formata da due utensili sbavatori che offrono risultati impressionanti: l’FDB con un percorso di compensazione radiale regolabile e l’FDB-AC con un percorso di compensazione assiale regolabile. Entrambi offrono la massima flessibilità sia nella sbavatura assistita da robot che nell’unità stazionaria. La flessibilità è regolabile mediante la pressione dell’aria, in modo da garantire bordi sbavati e puliti in qualsiasi posizione d’installazione.
Precisione e flessibilità sono fondamentali nell'assemblaggio di motori.
GIUNZIONE E MONTAGGIO DI PEZZI PESANTI
Quando si devono montare pezzi grandi o pesanti, ad esempio parti di motori in ghisa o alluminio, la flessibilità del sistema di manipolazione diventa un elemento determinante per la riuscita. È in questi casi che l’unità di compensazione SCHUNK AGE-S-ZYZ, ottimizzata per carichi medi e pesanti, offre prestazioni d’eccellenza, compensando i movimenti in tutte le direzioni, con una corsa di ±10 mm, e garantendo la possibilità di bloccaggio per un posizionamento perfettamente centrato. L’unità assicura pertanto il gioco necessario tra l’organo terminale e il braccio robotico per eseguire le operazioni di montaggio in modo rapido e stabile. Il front end del robot è a sua volta provvisto del sistema SCHUNK OPR per la protezione anticollisione e contro i sovraccarichi, di quello di cambio rapido SCHUNK SWS e della pinza universale PGN-plus con guida dentata: condizioni ottimali per operazioni di montaggio particolarmente difficili.
Le pinze multiple SCHUNK, con unità di compensazione scorrevoli, garantiscono la massima produttività nel montaggio delle valvole.
PINZE PER VALVOLE E RUOTE DENTATE
Tempo ciclo ed esecuzione senza interruzioni sono elementi centrali nel montaggio di valvole nell’industria automobilistica. La manipolazione sincrona di più valvole, con tre pinze di centraggio SCHUNK PZN-plus a tre griffe affiancate, spinge la produttività al massimo. Grazie alla pinza di centraggio con guida dentata, tutte le valvole vengono serrate con precisione e introdotte nella testata. L’unità di compensazione SCHUNK AGE-F, con guide a rulli incrociati, e quindi particolarmente scorrevoli, con una corsa di 4 mm, compensa alla perfezione le imprecisioni di posizionamento. Un ulteriore vantaggio: le pinze della serie PGN-plus e PZN-plus possono essere montate direttamente sulle unità di compensazione, senza piastre adattatrici.
La pinza di centraggio SCHUNK DPZ-plus a tre griffe e la quella parallela DPG-plus a due griffe associano invece la perfetta tenuta IP67 alla massima efficienza, garantendo le condizioni ideali per la manipolazione di ruote dentate in zone umide. Per riallineare le ruote dentate, possono essere abbinate all’attuatore rotante SCHUNK SRU-plus. I passaggi integrati nel corpo permettono il passaggio di gas, liquidi e vuoto, senza dover ricorrere a tubi che interferiscono e si possono danneggiare. Nel caso del montaggio di ruote dentate assistito da robot, l’unità di compensazione tolleranze SCHUNK TCU assicura la flessibilità necessaria. Tale unità compensa le differenze di posizione e le tolleranze di robot e pezzi in direzione X, Y e Z, corregge gli errori angolari e consente la compensazione della rotazione.
Nella produzione di ruote dentate, le pinze ermetiche SCHUNK DPG-plus e DPZ-plus permettono di raggiungere ottimi risultati.
COLLEGAMENTO DI IMPIANTI CON BRACCI MOBILI
Che si tratti di bin picking, concatenamento stazioni di montaggio e produzione o connessione con il magazzino, il braccio SCHUNK Powerball Lightweight Arm LWA 4P può essere utilizzato su qualsiasi piattaforma mobile, a prescindere dal fabbricante, e consente una particolare flessibilità nell’automazione della produzione. Un rapporto peso/carico di 2:1 rende Powerball Lightweight Arm LWA 4P uno dei bracci leggeri presenti sul mercato dalle performance più elevate. Il sistema dispone di un raggio di presa di oltre 700 mm e, dato che il front end, quindi il polso, è compatto, il braccio può essere movimentato in modo mirato anche in spazi ristretti, ad esempio durante il caricamento di macchine utensili.
LWA 4P può essere integrato nei sistemi di comando più svariati, grazie a un’interfaccia elettronica flessibile. Grazie ad un sistema con fotocamera 3D, il braccio, dotato di pinza parallela elettrica SCHUNK PG-plus 70, può prelevare i componenti da una cassa e posizionarli con precisione nei blister. Un secondo robot leggero mobile provvede al caricamento della macchina, mettendo a disposizione le casse vuote pronte per essere riempite, prelevando le casse piene dalla stazione di trasferimento e trasportandole alla macchina tramite un elevatore, su un sistema a binari.
Il braccio SCHUNK Powerball Lightweight Arm LWA 4P mobile offre i requisiti ideali per la concatenazione flessibile degli impianti.
SICUREZZA NELLA COLLABORAZIONE UOMO-MACCHINA
I primi sistemi di presa Safety EGN ed EZN certificati al mondo e realizzati da SCHUNK trasferiscono tutte le funzionalità di sicurezza al livello del front end, colmando le lacune presenti tra le moderne tecnologie di sicurezza, come barriere fotoelettriche e telecamere 3D da una parte e comandi sicuri dall’altra. Mentre finora la sicurezza era data solo dall’arresto d’emergenza dell’impianto o, nel migliore dei casi, dall’arresto sicuro dell’attuatore, i sistemi di presa Safety certificati a norma DIN EN ISO 13849 aprono orizzonti completamente nuovi. In combinazione con il controller ECM SCHUNK e un modulo Safety, i sistemi di presa Safety SCHUNK, pronti per l’installazione, soddisfano il Performance Level d e il SIL 3.
Nell’interazione con tappetini, interruttori porte, barriere fotoelettriche o fotocamere 3D per la sorveglianza degli spazi, per la prima volta è possibile definire zone di protezione graduali negli impianti di montaggio o nel caricamento di macchine utensili, senza che il processo di produzione sia interrotto completamente dall’intervento di sistemi di arresto d’emergenza in caso di contatto troppo stretto tra uomo e macchina.
Il sistema di presa Safety SCHUNK certificato DGUV detta nuovi riferimenti nella collaborazione sicura uomo-macchina.
LE VIE DEL FUTURO
Nella pratica, dunque, SCHUNK assicura la giusta risposta ad ogni problema, garantendo, in particolare, il giusto “terminale” ad ogni robot. “SCHUNK opera oggi su tre linee chiave: la ‘meccatronica intelligente’, quale risposta alle esigenze di flessibilità della Smart Factory e base per una presa sicura; l’‘highspeed’, per soddisfare le richieste di produttività nell’assemblaggio modulare; e, last but not least, i ‘Sistemi in rete’, che permettono processi di produzione innovativi”, commenta Henrik A. Schunk. “In pochi anni i comandi intuitivi e la comunicazione tramite tecnologie web saranno elementi standard dell’automazione moderna, così come la cooperazione ininterrotta tra uomo e robot. Il primo sistema di presa Safety certificato nel mondo, presentato da SCHUNK al salone Automatica, rappresenta sicuramente una tappa importante in questo percorso. Esso impone la sicurezza fino al livello degli attuatori”.
La robotica, a tutti gli effetti, porta con sé enormi riserve di produttività che aspettano solo di essere scoperte, in particolare nella costruzione di macchine utensili, nell’industria dei beni di consumo, in quella della plastica e dell’elettronica, ma anche nella tecnica medicale e nel settore ottico. Ma possiamo oggi affermare che gli aspetti della robotica di servizio vengono trasferiti anche alla robotica industriale? “Il sistema di presa Safety, certificato prodotto da SCHUNK, è la chiave che consente di realizzare processi di manipolazione industriali sicuri in ambiente umano, sia che si tratti di robot industriali convenzionali o di robot leggeri per la robotica di servizio. Esso permette di organizzare i processi in modo completamente innovativo e offre la possibilità di migliorare la dinamica di sviluppo in entrambi gli ambiti”, sottolinea Henrik A. Schunk.
E quando la robotica di servizio potrà essere considerata un vero e proprio fattore economico? “Prestissimo!”, afferma Henrik A. Schunk. “Amazon, Google, Bosch, i grandi fabbricanti di automobili e robot, tutti hanno nel proprio programma la robotica di servizio e a volte fanno ingenti investimenti per diffondere soluzioni innovative e aprire il mercato. Ad Automatica, questa dinamica è stata chiaramente percepita: sono sempre più le aziende che riconoscono le potenzialità presenti, esistono sempre più soluzioni rispondenti al mercato e il numero delle potenziali applicazioni cresce a vista d’occhio”.
Ma in quali settori la robotica di servizio registrerà la maggior crescita? “Nel comparto agricolo, nelle tecniche di difesa, in ambito medicale e nei trasporti stradali, ma anche nel settore industriale sono rilevabili enormi potenzialità”, aggiunge Henrik A. Schunk. “Soprattutto le applicazioni industriali dove l’uomo e il robot si integreranno diventeranno nel prossimo futuro sempre più importanti: basti pensare all’impiego fisso di robot di servizio in applicazioni di montaggio e controllo o ad innovative applicazioni mobili della robotica, ad esempio nel collegamento flessibile di stazioni di montaggio o produzione o nell’automazione dei laboratori. Sempre ad Automatica è stato mostrato come i robot di servizio si facciano già carico del trasporto dei wafer nelle fabbriche di semiconduttori o del trasporto dei pezzi tra macchine utensili o stazioni di montaggio”.
A fronte di quanto detto finora, quali, infine, le prossime sfide da affrontare? “La sfida più grande, e al tempo stesso la massima opportunità, è data dall’integrazione dei sistemi”, sottolinea Henrik A. Schunk. “Esistono già moltissimi componenti standardizzati – pinze, bracci leggeri, azionamenti, sensori, piattaforme mobili, sistemi di mapping, software di sistema – che attendono solo di essere combinati in sistemi maturi per il mercato”. “È più che mai necessaria una crescita della mentalità imprenditoriale: occorrono persone che sappiano riconoscere quanto già oggi c’è di buono e che abbiano voglia di adottare queste soluzioni innovative”, aggiunge Henrik A. Schunk. “Ciò include anche lo sviluppo di nuovi modelli aziendali, ad esempio il leasing per i robot di servizio. Dal punto di vista degli utenti, è importante che i robot di servizio siano tanto facili e intuitivi da essere utilizzabili come uno smartphone”.
“Noi vogliamo continuare ad essere l’azienda leader nella fornitura di componenti per la tecnica di presa e la robotica”, conclude l’amministratore di SCHUNK GmbH & Co. KG.
Henrik A. Schunk, socio amministratore di SCHUNK GmbH & Co. KG di Lauffen/Neckar.