Produzione flessibile e capace di trasformarsi, biomeccatronica, ricerca continua di innovazione sostenibile: Festo anticipa le tendenze dominanti dell'automazione industriale sviluppando il Bionic Handling Assistant, un progetto che avrà grandi ripercussioni sui mercati, sulla società, sulla tecnologia per il modo completamente nuovo di concepire il rapporto uomo-macchina. Gli orientamenti emergenti di una movimentazione che “impara” dalla natura.
di Lorenzo Mememo
La natura mostra la via per perseguire processi energeticamente efficienti nella produzione additiva e meccatronica. Imparare dalla natura è uno dei principi della filosofia bionica.
Festo, leader internazionale nella tecnica dell’automazione, ha ideato il Bionic Handling Assistant, BHA, assistente bionico per la movimentazione, a risparmio di risorse, flessibile, adattativo: un'innovazione che rivoluzionerà le modalità di concepire l'interazione uomo-macchina. Gli specialisti di sviluppo hanno adottato moderne tecniche a sezione trasversale, che già vengono impiegate su componenti testati e collaudati in tutta l’industria manifatturiera.
Circa 100 novità di prodotto presentate ogni anno, ingenti investimenti in R&D (9,5% del fatturato), 2.900 brevetti depositati in tutto il mondo: la forza di Festo, 59 filiali e una presenza in Italia dal 1956, è testimoniata dalla grande capacità di utilizzare un'ampia varietà di tecnologie per realizzare progetti finalizzati a un'economia sostenibile.
DALLA RICERCA LE NUOVE FRONTIERE D'IMPIEGO
Analizzando la struttura e il funzionamento della proboscide degli elefanti, grazie all'impiego di moderne tecnologie costruttive, è stato sviluppato il BHA, sistema di manipolazione biomeccatronico che sopporta pesi elevati e serve contemporaneamente come dispositivo di presa. Il suo “cuore” è costituito da prodotti standard Festo, come controllori, sensori, pinze e valvole dell'ampia gamma di soluzioni modulari, normalmente impiegate in sistemi e impianti industriali. La capacità di combinarle in modo così ingegnoso, conferendo loro intelligenza attraverso l’integrazione di sistemi elettronici e software e, allo stesso tempo, creando un design funzionale all’efficienza energetica, è la vera abilità di una progettazione innovativa.
Partito dall'elaborazione di strutture pneumatiche leggere ad opera del Professor Mankau della Scuola Superiore di Figurazione a Offenbach e dal soffietto realizzato nel Fraunhofer Institute for Manufacturing Engineering and Automation, IPA, di Stoccarda, il progetto mette in luce l’importanza del legame fra ricerca e tecnologia applicata ed evidenzia quanto sia importante la collaborazione di università e istituti di ricerca con aziende leader come Festo. La progettazione del Bionic Handling Assistant è stata possibile grazie alla simbiosi di elementi diversi come tecnologia pneumatica, tecnica di manipolazione, sensori, sistemi di comando e regolazione, bionica. È stato essenziale poter disporre di componenti altamente affidabili, che permettono il movimento sicuro e preciso della “proboscide”. Per questa ragione Festo si è affidata alla competenza di suoi team interdisciplinari, dalle tecnologie a sezione trasversale fino ai suoi prodotti industriali, ampiamente testati e collaudati. La combinazione di questi fattori assicura il funzionamento preciso, ingombri compatti ed efficienza energetica.
Le valvole piezo Festo assicurano maggior comfort ai sedili delle autovetture del futuro.
Il BHA si muove liberamente nello spazio grazie a delle camere ad aria compressa. Gli utensili di presa della pinza si adattano in modo flessibile alla forma e alle dimensioni dei diversi oggetti e fanno del sistema un collaboratore prezioso, soprattutto per la classificazione e la movimentazione di oggetti fragili.
Anche per la nuova pinza adattiva DHDG, la cosiddetta Fingripper, l'ispirazione è arrivata dalla natura: è stata progettata infatti sul modello delle pinne dei pesci. La sua capacità di risposta è particolarmente evidente in operazioni di presa e movimentazione di oggetti delicati o con geometrie variabili. Processi di produzione additiva, in cui la forma di plastica viene sinterizzata con il laser, hanno reso le Fingripper economiche, veloci e flessibili nel funzionamento e hanno un peso ridotto del 80% rispetto alle tradizionali pinze in metallo. Queste caratteristiche estendono i campi di applicazione della proboscide dalla presa automatizzata di oggetti delicati, come frutta, verdura, uova e piante, alla manipolazione sicura di oggetti molto particolari, fino alla tecnologia medica, essenziale per il futuro dell’umanità. Attualmente Festo sta sviluppando tre diverse taglie di pinze e alcuni clienti selezionati a livello internazionale le stanno già testando nelle loro linee di produzione.
SOLUZIONI INTELLIGENTI
Il “cervello” del Bionic Handling Assistant è costituito da un controllore industriale multiasse Festo. Questo controllore robotizzato è compatibile con il tripode Festo: complesso sistema meccatronico di manipolazione combinato con assi elettrici lineari per la movimentazione rapida di piccoli oggetti. È particolarmente robusto e facile da programmare, caratteristica apprezzabile nella produzione automatizzata di piccoli lotti, dove i processi richiedono speso modifiche rapide e correzioni dinamiche. La pressione è regolata nelle camere delle tre sezioni del braccio del BHA mediante valvole piezo, che già vengono impiegate, ad esempio, per rendere più confortevoli i sedili delle moderne autovetture. Per il team di sviluppo Festo, questo sistema consente un uso più mirato dell’aria compressa, un consumo più contenuto e un consistente risparmio dei costi. Permette inoltre di ottimizzare lo spazio di installazione rispetto ad altre valvole. Un ulteriore elemento distintivo è l’impiego dei sensori standard Festo, in grado di rilevare l’esatta posizione di ogni componente e segnalarla al controllore.
AUTOMAZIONE INTEGRATA DEL XXI SECOLO
CPX, il terminale elettrico per unità di valvole Festo, è sinonimo di automazione integrata, dal Motion Control fino alla misurazione e regolazione. Oltre 10.000 sistemi installati in tutto il mondo e una caratteristica comune: l’alto grado di modularità, che permette di integrare numerose funzioni come il controllo di movimento, la sicurezza oppure la diagnosi nelle applicazioni per l’automazione di fabbrica e di processo. Adatto a tutti i più comuni sistemi Fieldbus ed Ethernet, CPX risponde perfettamente anche agli standard di installazione interni. Tre diverse possibilità di installazione (centralizzata, decentralizzata, ibrida), riducono i tempi ciclo del 30% e abbattono il consumo d’aria del 50%. L’alto livello di integrazione con funzioni pneumatiche, elettriche e di movimento riduce i costi di sistema di circa il 20 % e i tempi di installazione fino al 60 %, contribuendo ad aumentare l’efficienza energetica.
La pinza adattiva DHDG è composta da un attuatore pneumatico in un robusto e dinamico corpo, con tre dita di presa in FinRay Effect® (Evologics GmbH), materiale sviluppato sul modello delle pinne dei pesci. La Fingripper ha ricevuto il premio iF product Design Award 2012.
