Stihl ha recentemente implementato il suo primo robot collaborativo, il modello FANUC CR-35iA, che contribuisce a ridurre il carico di lavoro del personale della nuova linea di imballaggio delle troncatrici.

Presso lo stabilimento Stihl di Waiblingen, nei pressi di Stoccarda, un robot collaborativo FANUC CR-35iA contribuisce a ridurre il carico di lavoro del personale della nuova linea di imballaggio delle troncatrici.

di Bruno Aleda

Centinaia di robot FANUC vengono utilizzati dal produttore di motoseghe motorizzate Stihl, con sede a Waiblingen, vicino a Stoccarda, in Germania: in questo sito produttivo, l’azienda ha recentemente implementato il suo primo robot collaborativo, il modello FANUC CR-35iA, che contribuisce a ridurre il carico di lavoro del personale della nuova linea di imballaggio delle troncatrici. Il robot deve rimuovere le macchine da un nastro trasportatore sospeso, eseguire il test di scuotimento, e mantenere gli articoli in sospensione fino al completamento corretto dell’ispezione visiva; quindi, deve porre la troncatrice in una scatola di imballaggio già preparata. In quest’“area di collaborazione”, il robot può spostarsi alla velocità massima consentita di 250 mm/s.

MANIPOLAZIONE ROBOTIZZATA

Prima di introdurre la manipolazione robotica, nella stazione di lavoro Stihl i test di scuotimento e movimentazione venivano eseguiti manualmente da un operatore.

Il test di scuotimento è una verifica di natura acustica: la troncatrice viene fatta oscillare in una fase importante per l’ispezione finale e il controllo qualità; se nel corso dell’oscillazione viene emesso un suono di scatto, la testa aspirante verrà installata correttamente e sarà possibile imballare la troncatrice.

Va notato che una singola troncatrice pesa circa 10 kg, pari a un peso totale sollevato durante un intero turno di lavoro di circa 8 t da parte di ciascun operatore: l’aiuto di un robot collaborativo si è rivelato utile e profittevole.

Fin dalla fase iniziale di ricerca della soluzione, il personale della linea di imballaggio è stato coinvolto, con una valutazione avanzata della configurazione del test che ha influenzato anche l’ergonomia e il design del prodotto. “Il personale della linea di imballaggio ha contribuito al progetto fornendo numerose valide idee, in seguito implementate”, conferma Markus Wahl, del Reparto Production Engineering di Stihl e Responsabile dei sistemi di montaggio. I consigli derivati dall’esperienza pratica hanno reso possibile ottimizzare la progettazione, favorendo l’accettazione del prodotto da parte del personale fin dal suo esordio in azienda.

Stihl ha sviluppato una pinza proprietaria per il robot CR-35iA, basata su una pinza convenzionale, che indica la propria modalità operativa utilizzando alcuni LED

LUNGO IL NASTRO TRASPORTATORE

Il nastro trasportatore sospeso impiega circa 80 supporti per gli elementi di lavoro. Causa la variabilità dei tempi di lavoro per la regolazione di ciascuna troncatrice durante i test di fine linea, non tutti i supporti degli elementi di lavoro del nastro continuo vengono occupati. In alcuni casi, diverse posizioni consecutive restano inutilizzate. Un gancio di carico posizionato sul nastro trasportatore in sospensione, su cui è agganciata una troncatrice, viene riconosciuto da diversi sistemi basati su fotocamera, disposti lungo il binario del nastro: le informazioni acquisite vengono trasmesse al controller principale per la gestione dei dati. Il robot sincronizza la propria velocità con il nastro trasportatore grazie al software FANUC Line Tracking, in modo da eseguire la presa al momento giusto. “Desideriamo utilizzare il robot nella maniera più continua possibile, evitando tempi morti”, spiega Markus Wahl.

La possibilità di impiego del robot nella maniera più completa possibile è ottimizzata anche dalla presenza di un’area di stoccaggio ubicata subito dopo il nastro trasportatore a ganci. Questo buffer viene utilizzato in diversi momenti, come, ad esempio, quando la stazione di imballaggio riceve un numero di troncatrici più elevato rispetto alle capacità d’ispezione di un operatore, o nel caso di una pausa dello stesso. Il robot opera quindi in maniera del tutto automatica. In ogni situazione, occorre comunque svuotare sempre il nastro trasportatore in sospensione. Anche in presenza di una fornitura insufficiente di elementi dalla linea di montaggio, il robot cerca sempre di svuotare il buffer. L’operatore rimane una delle variabili correlata a questa posizione. I tempi necessari per i test possono variare considerevolmente.

Il robot sincronizza la propria velocità con il nastro trasportatore grazie al software FANUC Line Tracking, in modo da eseguire la presa al momento giusto.

UNA PINZA PROPRIETARIA

Stihl ha sviluppato una pinza proprietaria per il robot CR-35iA, basata su una pinza convenzionale. Non si tratta tuttavia di un elemento visibile, poiché la pinza è dotata di un involucro con uno strato protettivo atto a ridurre i danni in caso di contatto con il personale. La pinza indica la propria modalità operativa utilizzando alcuni LED: ad esempio, il LED rosso si accende quando il robot opera in modalità ad alta velocità, a 750 mm/s, mentre la modalità sicura viene indicata da un LED blu. I pulsanti illuminati sulla pinza consentono all’operatore di confermare lo stato di OK, o NOK in caso di difetto, con la conseguente necessità di comandare alla pinza di sganciare la troncatrice per una riparazione. Se il robot si trova in una posizione statica a causa del rilevamento – effettuato da parte degli elementi di scansione – di una persona nell’area di sicurezza, la funzionalità della pinza viene disattivata. Di conseguenza, i requisiti operativi – 10 kg di capacità di carico, 750 mm/s di velocità massima e profilo di accelerazione ripido – sono soddisfatti in maniera eccellente.

L’intensa attività in termini d’integrazione dei sistemi, non solo per quanto riguarda la pinza, ha reso piuttosto singolare la scelta effettuata da parte di Stihl: effettuare lo sviluppo a livello interno e non tramite un integratore di sistemi esterno. “Conosciamo prodotti, processi e dipendenti del nostro centro di produzione”, nota Wahl. “Avendo parlato e coinvolto il personale di produzione nella fase iniziale del processo, avevamo già idee precise sulle diverse ipotetiche situazioni che avrebbero potuto verificarsi”. La gestione del database di montaggio e dei prodotti e l’acquisizione delle conoscenze sulla struttura del sistema di produzione avrebbero inoltre richiesto tempo per un integratore esterno. “Non avremmo mai potuto definire le specifiche dei nostri requisiti con la rapidità necessaria”, sottolinea André Lange, Responsabile dell’assistenza e pianificazione hardware del Gruppo.

La possibilità di utilizzare il robot collaborativo CR-35iA con un normale sistema di controllo FANUC, come per prodotti analoghi, si è dimostrato uno dei vantaggi principali offerti dal prodotto.

MISSIONE COMPIUTA

La possibilità di utilizzare il robot collaborativo CR-35iA con un normale sistema di controllo FANUC, come per prodotti analoghi, si è dimostrato uno dei vantaggi principali offerti dal prodotto: la tecnologia di controllo e l’interfaccia utente erano omogenee. I componenti del sistema – come il software FANUC Line Tracking per la sincronizzazione con il nastro trasportatore in sospensione, l’integrazione dei sistemi delle fotocamere o l’opzione software comprovata Collision Guard – erano già ben conosciuti e apprezzati in Stihl.

“In futuro, i robot verranno utilizzati con sempre maggiore intensità nei nostri processi di produzione”, spiega Lange. L’attenzione ai robot collaborativi deriva dallo sviluppo delle attuali strategie di produzione, caratterizzate da un alto livello di integrazione verticale. “La robotica collaborativa è una tecnologia che apre nuovi scenari: possiamo consentire alle persone di lavorare fianco a fianco con un robot. Intendiamo mettere alla prova questa concezione per ottenere un vantaggio competitivo sempre più elevato”, aggiunge Lange.

Il robot FANUC CR-35iA viene utilizzato nelle operazioni quotidiane da diversi mesi, ottenendo elevati livelli di soddisfazione eccellenti: il prodotto è stato accettato dall’intera forza lavoro. Il robot collaborativo viene simpaticamente denominato “Hulk” ed è diventato un elemento indispensabile per il personale Stihl.

FOCUS: A PROPOSITO DI STIHL

Il Gruppo Stihl sviluppa, produce e distribuisce apparecchiature motorizzate per agricoltura, attività forestali, giardinaggio, settore edile e utenti privati molto esigenti. La linea di prodotti dell’azienda è integrata in quella di apparecchiature per il giardinaggio Viking. Questi prodotti vengono venduti in oltre 160 Paesi attraverso una rete di agenti d’assistenza autorizzati costituita da 37 gruppi di vendita e affiliati di marketing, 120 importatori circa e oltre 45.000 rivenditori. Stihl gestisce la produzione in sette Paesi: Germania, USA, Brasile, Svizzera, Austria, Cina e Filippine. Sin dal 1971, Stihl è leader mondiale nel campo della produzione e vendita di motoseghe motorizzate. L’azienda è stata fondata nel 1926 e vanta una sede centrale a Waiblingen, vicino a Stoccarda, in Germania. Nel 2016, Stihl ha ottenuto un fatturato pari a 3,6 miliardi di euro e vanta 14.920 dipendenti in tutto il mondo. ©TECNeLaB

Il robot FANUC CR-35iA viene utilizzato nelle operazioni quotidiane da diversi mesi, ottenendo elevati livelli di soddisfazione eccellenti: il prodotto è stato accettato dall’intera forza lavoro ed è simpaticamente denominato “Hulk”.