Il segmento dei cobot ha registrato un interesse costante e crescente da parte delle aziende, desiderose di combinare i punti di forza dei robot con quelli degli operatori umani, affinché lavorino in collaborazione per ottimizzare la produttività.
L’integrazione di un settimo asse offre un vantaggio significativo ai robot collaborativi di Yamaha Robotics, consentendo di migliorare funzionalità e sicurezza.
di Oumayma Grad (*)
Le aziende che gestiscono stabilimenti e magazzini possono ora scegliere tra un’ampia gamma di robot, che spazia dai modelli industriali più conosciuti, come quelli cartesiani e SCARA, ai cobot di varie dimensioni e categorie; inoltre, si prevede che in alcuni stabilimenti inizieranno presto i test con i robot umanoidi.
In questo contesto di diversità, il segmento dei cobot ha registrato un interesse costante e crescente da parte delle aziende, desiderose di combinare i punti di forza dei robot con quelli degli operatori umani, affinché lavorino in collaborazione per ottimizzare la produttività. Il tipico fattore di forma del cobot, ossia un braccio robotico multiarticolato, è stato rapidamente accettato e adottato su larga scala. Questi robot sono particolarmente adatti per le mansioni di prelievo, posizionamento e imballaggio. Le dimensioni disponibili vanno dai modelli compatti da tavolo, con un raggio d’azione inferiore a mezzo metro e una portata di circa 1 kg, alle unità a pavimento, in grado di movimentare oggetti più voluminosi e pesanti. Il cobot a 6 assi è un modello molto diffuso, in grado di riprodurre fedelmente i movimenti del braccio umano.
Un asse aggiuntivo nell’arto inferiore del cobot consente un’agilità più simile a quella umana. Una capacità fondamentale è quella di aggirare gli ostacoli o di lavorare su entrambi i lati di un assemblaggio voluminoso, senza la necessità di riposizionare il pezzo.
ARTICOLAZIONE GIREVOLE A 360 GRADI NELL’ARTO INFERIORE
Il cobot a 6 assi si avvicina molto alla destrezza del braccio umano. Le flange standardizzate per gli utensili di fine braccio (EOAT) facilitano il montaggio per gli effettori finali, semplificando, al contempo, l’interoperabilità e l’intercambiabilità.
Sebbene tutto ciò ci si avvicini in modo straordinario, sei assi non sono in grado di replicare l’intera gamma dei movimenti consentita dalle articolazioni umane. Introducendo un’ulteriore articolazione girevole a 360 gradi nell’arto inferiore del cobot, tra il secondo e il terzo asse, una macchina a 7 assi può emulare in modo più fedele le capacità del braccio umano.
È importante sottolineare che una macchina a 7 assi può raggiungere punti all’interno dell’inviluppo di movimento complessivo irraggiungibili per un robot a 6 assi. Una capacità fondamentale è quella di aggirare gli ostacoli o di lavorare su entrambi i lati di un assemblaggio voluminoso, senza la necessità di riposizionare il pezzo. Ciò può offrire ai responsabili della pianificazione della produzione e ai programmatori una maggiore flessibilità per ottimizzare la disposizione dell’area di lavoro e la sequenza di azioni necessarie affinché il cobot possa completare la mansione desiderata.
Il settimo asse aumenta la flessibilità nella produzione e nella logistica. Introducendo un’ulteriore articolazione girevole a 360 gradi nell’arto inferiore del cobot, tra il secondo e il terzo asse, una macchina a 7 assi può emulare in modo più fedele le capacità del braccio umano.
ESTENSIONE DEL CONTROLLO DI COPPIA
Durante la progettazione di questo asse aggiuntivo nell’arto inferiore per migliorare la flessibilità di movimento, Yamaha Robotics ha anche inserito giunti miniaturizzati realizzati con un albero cavo al fine di aumentare ulteriormente la flessibilità del suo cobot a 7 assi. Nel cobot, i giunti cavi consentono di integrare un sensore di coppia in ciascuno degli assi della macchina. Ciò si distingue dai tipici approcci di progettazione dei cobot, che di solito prevedono il rilevamento della coppia solo nella parte superiore della macchina. I sensori aggiuntivi migliorano il controllo complessivo, consentendo una maggiore precisione di movimento che permette l’impiego dei cobot in una gamma più ampia di applicazioni.
I diversi tipi di procedure che questi cobot possono gestire, sfruttando i dati di movimento aggiuntivi ricavati dal rilevamento della coppia su tutti gli assi, comprendono l’accoppiamento di connettori elettrici (figura 3), la realizzazione di assemblaggi delicati, la levigatura, la lucidatura e la sbavatura.
L’accoppiamento dei connettori richiede capacità motorie di precisione quando viene eseguito da operatori umani nelle linee di produzione tradizionali. Grazie alla capacità di svolgere questa mansione complessa e delicata, il cobot può permettere una maggiore automazione nelle aree di assemblaggio e aumentare la produttività in modi che prima erano difficili o addirittura impossibili da realizzare. Inoltre, il cobot è in grado di gestire procedure come la sbavatura di componenti meccanici dopo la lavorazione o la foratura. Nei casi in cui la levigatura e la lucidatura necessitano di delicatezza e precisione, i sensori di coppia aggiuntivi integrati nel cobot a 7 assi di Yamaha Robotics consentono anche alla macchina di lucidare con cura sia le superfici curve che quelle piane. Il cobot è quindi adatto all’assemblaggio finale di prodotti come apparecchiature ottiche o per la movimentazione e l’imballaggio di articoli decorativi, oppure per la pulizia e l’asciugatura di oggetti, al fine di ripristinare la finitura superficiale dopo il lavaggio.
I cobot dotati di rilevamento della coppia su ciascun asse possono inoltre migliorare la sicurezza rilevando, in modo affidabile, e istantaneo il contatto con un ostacolo di qualsiasi tipo, come un operatore umano o altri elementi presenti nell’ambiente industriale.
SICUREZZA VERIFICATA, FUNZIONAMENTO FLESSIBILE
Il cobot rispetta le norme di sicurezza funzionale ed è certificato dall’ente indipendente TÜV SÜD. Prima della presentazione ufficiale, Yamaha Robotics ha proposto il sistema nel suo principale stabilimento di produzione di motori fuoribordo, situato a Fukuroi Sud, in Giappone. I team di produzione di Fukuroi hanno contribuito a convalidare il funzionamento e le capacità del cobot in condizioni di produzione reali. Le macchine a 7 assi sono state integrate in conformità alla normativa di sicurezza applicabile, la ISO 10218, che stabilisce limiti relativi a forza, pressione e velocità nelle procedure che consentono il contatto tra cobot e operatori umani. La norma ISO 10218 contiene aggiornamenti recenti che si applicano specificamente alle modalità collaborative dei robot.
Se i cobot vengono utilizzati per procedure che non prevedono il contatto con esseri umani, in aree sorvegliate, separate e protette da interblocchi di sicurezza, le norme consentono il funzionamento fino alla massima velocità industriale. Il cobot a 7 assi di Yamaha Robotics offre modalità di funzionamento ad alta velocità da utilizzare laddove le condizioni lo consentono, aumentando così la flessibilità per i proprietari, che lo possono impiegare in un’ampia gamma di applicazioni.
Il rilevamento della coppia su tutti gli assi consente ai cobot di gestire procedure che in precedenza non potevano affrontare. I dati di movimento aggiuntivi ricavati comprendono l’accoppiamento di connettori elettrici, la realizzazione di assemblaggi delicati, la levigatura, la lucidatura e la sbavatura.
GARANZIA DI MAGGIORE FLESSIBILITÀ
L’integrazione di un settimo asse offre un vantaggio significativo per i robot collaborativi, consentendo di migliorare funzionalità e sicurezza. Mentre la domanda di automazione continua a crescere in tutto il mondo e le industrie cercano una produttività sempre maggiore, i cobot dotati di un settimo asse possono garantire una maggiore flessibilità per gestire applicazioni complesse e persino sfruttare opportunità finora inesplorate. Grazie al controllo avanzato del movimento reso possibile dall’estensione del rilevamento della coppia, questi cobot possono gestire procedure che in precedenza erano considerate troppo complesse per i modelli tradizionali. ©TECNELAB
(*) Oumayma Grad, Marketing Communications Manager SMT & FA Sections Robotics Division.
