Presso la sede centrale europea item punta alla collaborazione uomo-robot grazie all’utilizzo di “Cobra20”.
I robot collaborativi (cobot) sono molto richiesti nel montaggio manuale: lavorano a stretto contatto con i collaboratori e possono essere integrati in diversi ambiti industriali. Il loro impiego è finalizzato a una proficua assistenza dei colleghi umani. Sia per le grandi aziende, sia per le PMI, i vantaggi dei cobot sono molteplici. Si adattano velocemente ai diversi requisiti lavorativi e presentano un ingombro ridotto. Rispetto ai classici robot industriali, questi agili aiutanti sono progettati per la collaborazione tra uomo e robot. Quindi per condividere l’area di lavoro con i collaboratori senza la necessità di una recinzione di protezione. Ma come integrare la collaborazione tra uomo e robot nei processi esistenti in maniera ottimale? E in che modo fare capire ai collaboratori che la soluzione robotizzata aiuta a svolgere le mansioni in modo più efficiente e meno faticoso? Lo vediamo sulla base dell’introduzione di un cobot nell’area di montaggio e nel deposito dei componenti di piccole dimensioni di Solingen, in Germania.
Panoramica dei campi di impiego dei robot
Il whitepaper presenta una panoramica dei campi di impiego e i vantaggi principali della robotica nell’industria, soprattutto per le piccole e medie imprese.
WHITEPAPER
Verso il montaggio semiautomatico
In un’ottica di miglioramento continuo (PMC) si era deciso di rendere più snelli i processi di montaggio nella centrale europea item e di automatizzarli parzialmente contenendo il più possibile i costi mediante un’applicazione robotizzata. L’attenzione era concentrata sul montaggio dei componenti di piccole dimensioni, nell’ambito del quale le attività manuali sono prevalenti. Ma come procedere concretamente in questo progetto? Per prima cosa, i processi in ambito di lavorazione, montaggio e confezionamento sono stati controllati e analizzati da un team formato internamente. Inoltre, sono stati presi in considerazione l’intera catena dei processi, i singoli prodotti e i sistemi utilizzati. Il team ha analizzato quali soluzioni fossero già disponibili sul mercato e quali fossero le più indicate per ottimizzare e automatizzare i processi di montaggio dei componenti di piccole dimensioni selezionati.
Il robot leggero è stato integrato nell’ambiente di lavoro esistente sulla base del principio modulare item.
In questo esempio pratico, per la collaborazione tra uomo e robot è stato scelto un robot leggero di Universal Robots. La soluzione, che si concentra sulla produzione di lotti di piccole dimensioni, mette in luce un vantaggio decisivo della robotica per le PMI, i cui processi di produzione devono spesso adattarsi a requisiti sempre diversi dei clienti. Concretamente, in questo esempio di montaggio collaborativo si tratta di un rullo di scorrimento realizzato con svariati componenti. Finora, il processo di montaggio manuale si svolgeva assemblando i componenti uno dopo l’altro. L’introduzione del sistema di montaggio con robot collaborativo dovrebbe ridurre in modo mirato il carico di lavoro dei collaboratori. Per realizzare il progetto abbiamo fatto ricorso ai nostri prodotti, come le postazioni di lavoro ergonomiche e i carrelli per la predisposizione dei materiali. Così, il robot leggero è stato integrato nell’ambiente di lavoro esistente sulla base del principio modulare item. In seguito, in un’isola funzionale separata è stato costruito un sistema di portapezzi.
Un cobot per assistere i collaboratori
In passato, nel reparto di montaggio dei componenti di piccole dimensioni i singoli componenti del rullo di scorrimento venivano disimballati e inseriti in diversi contenitori prima di essere uniti a formare il rullo di scorrimento all’interno di un dispositivo di giunzione pneumatico. Ora il cobot si fa carico di buona parte di queste attività. Per prima cosa, i collaboratori riempiono diversi magazzini con i pezzi da lavorare. Quindi il cobot preleva i singoli componenti necessari e li colloca in un dispositivo di giunzione. Successivamente, la procedura di giunzione si svolge automaticamente. Al termine, il robot distribuisce il prodotto finito all’interno dei portapezzi. In questo modo è stato possibile automatizzare parzialmente la produzione di tre diversi tipi di rulli. L’interazione collaborativa ha luogo solo sporadicamente. Circa il 90% del processo viene svolto dal robot: una volta caricato e avviato, la produzione si svolge automaticamente.Quindi il coinvolgimento dei collaboratori nel processo è pari solo al 10%. Il vantaggio che ne deriva è che i collaboratori possono dedicarsi ad attività a maggiore valore aggiunto mentre il cobot svolge il proprio lavoro.
In questo esempio di collaborazione tra uomo e robot, l’interazione ha luogo sporadicamente. Il carico di attività monotone dei collaboratori viene ridotto così che questi possono dedicarsi ad attività a maggiore valore aggiunto.
Oltre alla riduzione del carico di lavoro dei collaboratori, questa forma di collaborazione tra uomo e robot offre anche ulteriori vantaggi. Ad esempio, si risparmia materiale di imballaggio perché i rulli di scorrimento finiti vengono raccolti direttamente sul portapezzi e immagazzinati. Prima dell’introduzione di questa applicazione robotizzata, un quantitativo definito di rulli di scorrimento veniva imballato all’interno di cartoni. Il cobot svolge anche i conteggi: non appena è stato prodotto un numero di pezzi predefinito e il portapezzi è pieno, il cobot lo segnala tramite un dispositivo ottico ausiliario. I portapezzi pieni vengono impilati in una cassetta, coperti e immagazzinati nel magazzino automatizzato dei componenti di piccole dimensioni. Grazie alla collaborazione tra uomo e robot, in questo esempio vengono meno diverse fasi di lavoro manuali. Le PMI, in cui sono possibili soluzioni simili, possono utilizzare la collaborazione tra uomo e robot per aumentare l’efficienza e la soddisfazione dei collaboratori.
Realizzazione della collaborazione tra uomo e robot: esempio pratico
Per una proficua integrazione dei cobot è decisivo il coinvolgimento precoce e trasversale ai diversi reparti di tutti i collaboratori interessati. Così, in questo esempio di collaborazione tra uomo e robot non sono stati considerati solo i desideri e le idee individuali, ma sono anche stati presentati apertamente i risultati del progetto. “La totale trasparenza sia in fase iniziale, sia durante la realizzazione del progetto, è fondamentale per ottenere l’accettazione, anziché il rifiuto, dei collaboratori. Perché l’applicazione lavora a beneficio dei collaboratori, non contro di essi”, spiega Przemyslaw Krzysztyniak, responsabile di progetto e manager dell’innovazione item. In tal modo i collaboratori utilizzano il cobot come un normale utensile o mezzo di produzione determinando autonomamente la velocità del proprio lavoro.
L’introduzione della nuova tecnologia ha entusiasmato tutti. Grazie ad essa abbiamo migliorato l’atmosfera di lavoro e il cobot è diventato a tutti gli effetti parte della forza lavoro.
Affinché tutti i collaboratori del reparto di montaggio dei componenti di piccole dimensioni possano comandare autonomamente il cobot, è stata attribuita grande attenzione alla semplicità e all’intuitività di comando. Sin da subito, le reazioni nei confronti del collega cobot sono state estremamente positive: “L’introduzione della nuova tecnologia ha entusiasmato tutti. Grazie ad essa abbiamo migliorato l’atmosfera di lavoro e il cobot è diventato a tutti gli effetti parte della forza lavoro“, spiega Nasim Mahek, collaboratore della stazione di controllo del montaggio dei componenti di piccole dimensioni. Ispirandosi al profilo simile a quello di un serpente e all’anno di implementazione, i collaboratori hanno assegnato al cobot l’incisivo nome “Cobra20”.
Sistema di montaggio per robot collaborativo come soluzione flessibile
Anche gli aspetti economici, insieme ai collaboratori e ai mezzi di produzione impiegati, hanno un influsso decisivo sulla positiva integrazione del cobot. Questo in virtù della filosofia modulare che caratterizza l’intero assortimento di prodotti item: Cobra20 non deve essere impiegato solo per un singolo processo di montaggio, bensì per realizzare svariati prodotti. Per questo ci si affida, ad esempio, alle flessibili pinze di Zimmer Group. Così, dopo un rapido attrezzaggio, il cobot può eseguire operazioni di avvitatura e quindi produrre componenti di tre diversi gruppi di prodotto.
Il sistema di montaggio per robot collaborativo item è una soluzione flessibile che, all’occorrenza, può essere agganciata alle diverse postazioni di lavoro.
Il sistema di montaggio per robot collaborativo non è stato progettato come un sistema chiuso installato in modo fisso, bensì come una soluzione flessibile che, all’occorrenza, può essere agganciata alle diverse postazioni di lavoro. Il progetto ha tenuto conto anche degli aspetti tecnici di sicurezza come la Direttiva Macchine 2006/42/CE e le diverse norme e specifiche tecniche, quali la DIN ISO/TS 15066. Sotto il profilo della sicurezza, questa soluzione per la collaborazione tra uomo e robot rappresenta un ottimo esempio perché il cobot è integrato nell’ambiente di lavoro in modo tale da escludere in maniera pressoché totale un contatto accidentale con l’uomo. Per una sicurezza aggiuntiva sono disponibili recinzioni virtuali: il movimento viene frenato automaticamente se il braccio del robot esce dall’area di lavoro definita.
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