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Inchiesta: robot e cobot per la lamiera

Le soluzioni robotizzate sono ormai una presenza concreta nei sistemi produttivi delle realtà attive nel settore lamiera, siano esse i più tradizionali robot o i “nuovi” cobot che si stanno diffondendo in tempi recenti. Versatili, precisi, rapidi, integrati e facilmente programmabili, robot e cobot sono strumenti indispensabili per incrementare l’efficienza dei processi.

di Davide Davò

Dalla saldatura all’assemblaggio passando per la piegatura e l’asservimento delle macchine, i robot sono sempre piu presenti all’interno dei sistemi produttivi delle aziende che operano nel settore lamiera. Una diffusione in rapida crescita dovuta alla versatilita di utilizzo dei robot, alla loro capacita di incrementare l’efficienza produttiva delle aziende e alla possibilita di lavorare anche al fianco degli operatori. Per capire come i robot stiano cambiando il modo di produrre e quali siano le piu recenti evoluzioni tecnologiche in questo ambito, TecnoLamiera ha coinvolto i principali produttori e integratori di soluzioni robotizzate per offrire una panoramica di un settore vivace e in rapido cambiamento.

Settore vivace

A rompere il ghiaccio e Marco Filippis di Mitsubishi Electric Factory Automation. «In questa fase di grande dinamismo del mercato dei robot, caratterizzata da una continua evoluzione dei prodotti e da un approccio olistico alle soluzioni proposte, sempre piu in ottica Industry 4.0, Mitsubishi Electric si posiziona perfettamente allineata alle crescenti esigenze del mercato con la sua gamma completa di prodotti per l’automazione. Le soluzioni robotiche proposte da Mitsubishi Electric si basano su tre capisaldi: intelligenza, integrazione e sicurezza. Algoritmi specifici di Deep Learning e I.A. vengono implementati e messi al servizio delle soluzioni, abilitando funzioni intelligenti su misura per ogni applicazione e ottimizzando cosi le performance del sistema in termini di riduzione dei costi di gestione e aumento della produttivita. In ambito integrazione, la proposta presenta una soluzione di interconnessione a matrice che consente la gestione orizzontale di informazioni tra le workstation tramite la piattaforma IQ-R, ma anche lo sviluppo di un flusso di dati verticale tra il livello produzione e i database IT grazie a soluzioni di Edge Computing. Per cio che concerne la sicurezza, le soluzioni prevedono un’offerta completa e strutturata in diversi livelli di collaborazione in base al grado di sicurezza richiesto».

Per Anna Salvetti di Roboteco-Italargon unire esperienza e soluzioni in ottica Industria 4.0 e la strada vincente. «Roboteco-Italargon vanta una decennale esperienza al fianco dei propri clienti, avendo gia sviluppato piu di 3.200 macchine il 100% delle quali collaudate e accettate dal cliente finale. Questo permette di potere offrire una vasta gamma di soluzioni potendo attingere sia da un variegato portafoglio di installato sia di potere studiare e sviluppare nuove e innovative soluzioni coinvolgendo il proprio ufficio tecnico meccatronico. Le nostre isole robotizzate sono macchine evolute anche in termini di Industry 4.0. L’utilizzo di pacchetti hardware-software standard interamente sviluppati da Roboteco-Italargon permette di interconnettere le isole robotizzate al sistema fabbrica del cliente in modo molto versatile. Panasonic inoltre offre una completa gamma di software nativi sia per quanto riguarda la programmazione offline dei propri robot sia per la gestione produttiva di singole celle robotizzate o di intere linee di processo. Inoltre Roboteco-Italargon e da sempre focalizzata sul mercato della lavorazione dei metalli e nello specifico e specialista nei processi di saldatura; questo e ulteriormente enfatizzato dalla distribuzione esclusiva dei robot Panasonic con il sistema Tawers».

Evoluzione 4.0

Anche Maurizio Ravelli di Tiesse Robot sottolinea l’importanza di potere proporre soluzioni in ottica Industria 4.0. «La mission di Tiesse Robot consiste nel progettare e realizzare impianti automatizzati con tecnologie d’avanguardia, offrendo alle aziende clienti soluzioni innovative per ogni necessita produttiva. La nostra forza risiede in uno staff tecnico-commerciale di prim’ordine, che ha fatto dell’attitudine a recepire le richieste della clientela il proprio cavallo da battaglia, cosi come attrezzatissimo e il Centro di Ricerca&Sviluppo, che trasforma le idee in progetti concreti. Inoltre va ricordato il servizio post vendita, nostro fiore all’occhiello. Siamo vocati a precorrere i tempi, traducendo gli input che provengono dalle tecnologie emergenti in soluzioni da applicare nella prassi produttiva. Lo dimostra, tra l’altro, la prontezza con cui abbiamo recepito la spinta all’innovazione nei processi produttivi derivante dal Piano Industria 4.0 e abbracciato il concetto di “fabbrica intelligente”. Tutti i nostri robot sono integrabili in sistemi di rete aziendale e quindi potranno interagire con le piattaforme in fase di sviluppo per Industria 4.0: un esempio e l’introduzione di software di monitoraggio delle correnti di assorbimento dei motori o della presenza di giochi meccanici, che consentiranno in un futuro prossimo al robot di essere parte attiva di una filosofia di manutenzione predittiva, condividendo queste informazioni con il fornitore e con l’utilizzatore del robot».

Valerio D’Angelo di ABB focalizza l’attenzione sui temi della programmazione e controllo dei robot. «ABB gioca un ruolo globale nella robotica e il nostro portafoglio prodotti annovera dai piccoli (0,5 m di sbraccio e 3 kg di carico) fino ai grandi robot (4 m e 800 kg). Oltre ai manipolatori, ci distinguiamo per il nostro linguaggio di programmazione Rapid e la piattaforma software RobotStudio, potenti mezzi attraverso cui e possibile programmare applicazioni molto complesse con un approccio semplificato di alto livello. Il controllo del moto TrueMove, inoltre, garantisce il rispetto delle traiettorie programmate indipendentemente dalla velocita di movimento. Grazie ai centri di competenza distribuiti globalmente, nel nostro portafoglio software offriamo soluzioni dedicate a processi specifici come saldatura, lavorazione meccanica, pick&place e verniciatura. Il controllo IRC5 puo gestire in modo integrato anche un sistema di visione dedicato, potente e facilmente programmabile sempre tramite il medesimo software di programmazione robot RobotStudio. Siamo in prima linea nello sviluppo di soluzioni integrate per la programmazione semplificata, tra le quali il nostro intuitive jogging, un sistema che permette di guidare qualsiasi robot con un dito e programmare le traiettorie in modo semplice attraverso un’interfaccia operatore dedicata».

Rispondere a tutte le esigenze

Secondo Michele Damiani di Fanuc Italia, ampia offerta e capacita di personalizzazione sono due aspetti chiave per conquistare il mercato. «Fanuc si distingue da sempre per l’ampia gamma di proposte robotizzate sia di tipo antropomorfo che scara e, da alcuni anni ormai, collaborativi; offriamo robot per ogni applicazione, siamo in grado di adattarli a ogni esigenza produttiva specifica (per montaggio, ingombro, velocita, capacita di carico, prestazione eccetera) e, grazie alla condivisione del medesimo linguaggio di programmazione e ambiente tra controlli e robot, possiamo assicurare la massima integrabilita e tempi di messa in servizio veramente competitivi. Il nostro punto di forza non e soltanto avere un numero davvero elevato di robot a catalogo – oltre un centinaio – ma riuscire ad adattarli alle piu diverse richieste deiclienti, sviluppando insieme una soluzione automatizzata ad hoc che permetta di eseguire lavorazioni anche molto particolari e di nicchia. La collaborazione costante con i nostri partner integratori di sistemi, che ben conoscono le specificita dell’industria manifatturiera italiana, aprono un mondo di possibilita per l’utilizzo dei nostri robot. Da ultimo, ma non per importanza, anche la grande attenzione che Fanuc ha posto nei confronti della semplicita di utilizzo, con un’interfaccia completamente ridisegnata per i controller in chiave intuitiva e la possibilita di programmare anche direttamente da web browser e da tablet».

Alberto Pellero di Kuka mette in evidenza l’importanza della continua attivita di ricerca volta all’innovazione tecnologica. «Kuka si e sempre distinta tra i fornitori di robot per l’innovazione con prodotti che sono poi diventati i capostipiti di famiglie di robot, a partire dal primo robot con un pc all’interno del controller (1996) per la gestione dei programmi, passando per il KR 3 Safe Interaction (intorno all’anno 2000) in grado di “collaborare” fianco a fianco con operatori, per il KR Titan dotato di una portata al polso di 1000 kg, fino ad arrivare ai prodotti “Industry 4.0 ready”, dal robot collaborativo LWR che ha fatto il suo ingresso sul mercato nel 2008 alla robotica mobile con la piattaforma KMR iiwa. Oltre alla ricerca di soluzioni evolute, KUKA incontra i favori del mercato grazie alla flessibilita dei propri prodotti impiegati in applicazioni particolari, dall’AM (Additive Manufacturing) all’aerospace, anche per merito di performance di primissimo livello in termini di precisione sulle traiettorie e sui punti. La gamma oggi e piu che mai completa per qualsiasi applicazione industriale».

Supporto totale

Avere la capacita di fornire un pacchetto completo e un aspetto fondamentale ripreso da Alessandro Redavide di Yaskawa. «In virtu del nuovo legame tra le divisioni Robotica e Drives & Motion, Yaskawa sta adottando un approccio sempre piu mirato al concetto di Total Solution per offrire ai propri clienti un prodotto finale completo che garantisca la dinamicita del sistema. Il risultato e una soluzione dinamica e versatile che, con l’apporto di modifiche a livello software o utensili, puo trovare impiego in diverse applicazioni al fine di ottimizzare anche l’iniziale investimento dell’azienda. Grande attenzione viene attribuita anche alla parte software grazie alla soluzione Industry 4.0 i3‐Mechatronics. Utilizzando questa piattaforma software i dati provenienti da componenti, robot o interi sistemi compresi i prodotti di fornitori di terze parti, possono essere registrati in tempo reale e le informazioni generate possono essere visualizzate e valutate in modo visivamente accattivante, comprensibile e significativo. Un fiore all’occhiello di Yaskawa riguarda anche il servizio TCS (Total Customer Support) che offre interventi tempestivi, ottimizzando e garantendo la produttivita dell’intero sistema. Infine, a chi opera con i robot l’azienda propone dei corsi mirati centrati sui temi della programmazione, della tecnologia di comando e di controllo, della manutenzione e dei software dedicati alla robotica».

Anche secondo Marco Mina di Omron disporre di un’offerta completa per proporre un’integrazione totale si dimostra un approccio vincente. «Omron fornisce un’integrazione completa, verticale e orizzontale delle sue principali tecnologie nel campo del rilevamento, della sicurezza, del motion control, della robotica e del controllo basate su standard aperti. Adottando il concetto di innovative-Automation! (integrazione: evoluzione del controllo; intelligenza: sviluppo di intelligenza nel settore ICT; interazione: nuova armonizzazione tra uomo e macchina), Omron fornisce una sinergia tra le sue comprovate competenze nel campo delle tecnologie Sensing & Control + Think, che aiutano i produttori a ottimizzare i prodotti personalizzati grazie alla produzione flessibile, a migliorare l’efficienza globale delle apparecchiature (OEE) e a raggiungere i massimi livelli di sicurezza e qualita. Omron dispone di un’ampia gamma di componenti e apparecchiature di controllo, dai sensori per l’elaborazione delle immagini e altri dispositivi di ingresso fino a differenti controllori e dispositivi di uscita come i servomotori, nonche una gamma di dispositivi di sicurezza e robot industriali. Combinando tra loro questi dispositivi tramite software, Omron ha sviluppato un’ampia gamma di soluzioni di automazione uniche ed estremamente efficienti per i produttori di tutto il mondo».

Robot e cobot

Per Andrea Casari di Sinta un portafoglio ampio non può prescindere dalla presenza di soluzioni collaborative. «Sinta da piu di 20 anni distribuisce sul mercato italiano due aziende giapponesi di prima fascia nel loro campo: IAI, che produce assi elettrici e robot cartesiani ed Epson, costruttore di robot scara e robot 6 assi oltre a sistemi di visione per guida robot. Entrambi i marchi hanno una gamma di prodotti tra le piu ampie proposte dal mercato. Piu di recente, a inizio 2018, abbiamo siglato un accordo di distribuzione con l’azienda TM (TechMan Robot), produttore di robot collaborativi con sistema di visione integrato e appartenente al Gruppo Quanta. TM e “Made in Taiwan”. I prodotti vanno collocati nell’ambito dei processi di assemblaggio e manipolazione leggera e di precisione. Nostro punto di forza, oltre alla proposta molto ampia e complementare dei tre prodotti rappresentati, e il servizio di supporto tecnico e commerciale verso il cliente: in sostanza cerchiamo di proporre soluzioni che davvero diventano “su misura” per il cliente, come recitava un nostro slogan qualche anno fa».

Alessio Cocchi di Universal Robots vede i cobot sempre piu integrati anche all’interno delle attivita produttive del comparto lamiera. «Universal Robots produce esclusivamente robot collaborativi da ormai piu di 10 anni immettendo sul mercato uno dei primi esemplari di cobot, un robot collaborativo piccolo, versatile, sicuro e semplice da programmare. Il primo fattore distintivo e quindi quello dell’expertise: possiamo vantare un’esperienza di sviluppo ampia, stratificata e verticale sul prodotto. Il secondo carattere distintivo e quello di proporre una vera e propria piattaforma di prodotti e servizi per le imprese. Oltre alla gamma cobot, 3 robot con caratteristiche di sbraccio e portata al polso “incrementali” (3, 5, 10 kg per 500, 850, 1300 mm), UR mette a disposizione uno “store digitale” denominato Universal Robots+, di accessori, end effector, software, sensori che amplificano notevolmente il concetto di robotica collaborativa, rendendola una soluzione effettiva (ed efficace) per ogni settore industriale. A questo si aggiunge un’ampia offerta formativa racchiusa nella Universal Robots Academy (piattaforma di e-learning gratuito e interattivo per acquisire le conoscenze di base di programmazione), l’Application Builder, un tool per lo sviluppo di applicazioni industriali basato su template e un ampio ventaglio di prodotti multimediali quali e-book, webinar e white paper».

I cobot nella lamiera

Per capire meglio in che modo i cobot possano diffondersi nelle officine delle realta che lavorano la lamiera, e lo stesso Alessio Cocchi di Universal Robots a illustrare come i cobot rispondano a una serie di esigenze applicative. «I cobot Universal Robots sono impiegati in applicazioni di piegatura, saldatura, asservimento e assemblaggio, sia in piccole imprese che in grandi player del settore automotive. La richiesta piu comune che ci viene rivolta e quella di potere disporre di un’automazione flessibile e semplice da programmare, in grado di entrare nei processi produttivi senza richiederne lo stravolgimento. I cobot sono perfetti per rispondere a queste esigenze. Sono in grado di asservire agevolmente presse, macchine piegatrici della lamiera e CNC; gestiscono tutti i tipi di saldatura: TIG, MIG, ad arco, a ultrasuoni e al plasma; operano su linee di assemblaggio complesse in stretta vicinanza con gli addetti gestendo attività di avvitatura, incollaggio e serraggio. I cobot stanno mostrando appieno il loro potenziale in questo tipo di attività, contribuendo a incrementare produttivita, efficienza e qualita delle lavorazioni e rendendo i luoghi di lavoro più sicuri ed ergonomici».

Anche Andrea Casari di Sinta si sofferma sulle potenzialità dei cobot. «In considerazione dei carichi relativamente “leggeri” che movimentiamo, l’ambito principale d’utilizzo e quello dell’assemblaggio e dell’asservimento di macchine utensili e presse. Il robot collaborativo TM e dotato di sistema di visione integrato nel polso che consente una facile acquisizione ed elaborazione delle immagini e permette un notevole aumento della flessibilita dell’applicativo».

Marco Mina di Omron si allinea confermando l’utilita dei cobot nelle applicazioni che coinvolgono la movimentazione di pesi leggeri. «Il settore della lamiera e stato per anni appannaggio dei grandi robot antropomorfi, mercato in cui Omron non e mai stata presente. Ora, con l’avvento dei robot collaborativi si aprono nuove prospettive anche in questo settore. Ovviamente non stiamo parlando della movimentazione di grandi e pesanti lamierati, bensì dell’asservimento di presse che processano componenti dal peso compatibile con le portate di un robot collaborativo. I vantaggi che ne derivano riguardano soprattutto la possibilita di evitare l’utilizzo di ingombranti e costose protezioni che sarebbero state necessarie con l’utilizzo di robot standard. La possibilita di operare in presenza del personale rende quindi i robot collaborativi estremamente interessanti anche nel campo della lamiera».

Versatilità e prestazioni

La versatilita dei robot in generale ne consente l’utilizzo in svariate fasi del processo, come afferma Alessandro Redavide di Yaskawa. «La saldatura e uno dei cavalli da battaglia di Yaskawa seguita da asservimento, lamiera e assemblaggio. L’approccio dell’azienda e quello di proporre soluzioni volte a ridurre i tempi di ciclo di lavorazione, garantire precisione e dinamicita del sistema senza dimenticare la facilita di programmazione dei robot. Un altro fattore su cui Yaskawa e molto attenta riguarda la simulazione virtuale di sistemi e processi basati su robot che offre vantaggi cruciali non solo nella pianificazione, ma anche nella messa in servizio e nel funzionamento dei sistemi stessi».

Michele Damiani di Fanuc Italia punta l’attenzione sulle applicazioni robotizzate in ambito saldatura. «Sicuramente le applicazioni MIG/MAG rimangono ancora oggi le piu diffuse in ambito di saldatura ad arco, aiutate da costi decisamente accessibili che vanno incontro anche alle produzioni medio-piccole e da una diffusione storica ben consolidata. Parallelamente a cio, notiamo che si sta diffondendo sempre piu l’utilizzo della tecnologia laser sia per il taglio della lamiera sia per la saldatura. La saldatura laser infatti si presta a servire volumi di produzione elevati con una maggiore velocita e una migliore qualità finale di saldatura rispetto al processo MIG/MAG tradizionale, oltre a permettere la lavorazione di leghe leggere e materiali anche legati debolmente. In questo senso, offrendo Fanuc la completa e immediata integrazione tra robot, controllo numerico e sorgente laser e piu semplice assicurare ai clienti una messa in servizio rapida e costi contenuti».

Automazione totale

Secondo Valerio D’Angelo di ABB, l’ampio portafoglio e la chiave per rispondere alle esigenze di tutte le fasi del processo. «Dato il nostro portafoglio ampio, i robot ABB sono applicati in tutti i maggiori settori industriali. Nel campo della saldatura le richieste vertono fortemente sulla realizzazione di sistemi flessibili, in grado di eseguire la saldatura su molte varianti di prodotto e tramite diverse tecnologie (TIG, MIG, plasma, laser). Nel mercato della saldatura siamo in grado di offrire non solo prodotti ma anche elevate competenze di processo e sistemi completi, oltre che una progettazione virtuale dettagliata delle traiettorie robot grazie a RobotStudio. L’asservimento della macchina e la piegatura della lamiera sono settori storici per ABB e in generale i nostri prodotti soddisfano le esigenze dei nostri partner per la caratteristica precisione sia di posizionamento che di traiettoria, oltre alla possibilita di interfacciarsi alle macchine esterne tramite i piu diffusi protocolli di comunicazione. Nell’assemblaggio, oltre alle caratteristiche gia descritte uno strumento senz’altro molto potente e la visione direttamente integrata nel controllo IRC5, facile e potente nella programmazione, attraverso cui individuare i componenti da assemblare e prelevarli con il corretto orientamento».

Anche Alberto Pellero di Kuka si allinea rimarcando il ruolo chiave della versatilita di utilizzo dei robot nella loro diffusione nel settore lamiera. «I robot Kuka sono usati da tempo nel settore piegatura lamiera, avendo ottime doti di coordinazione con assi esterni quali la pressa, i sistemi di saldatura ad arco, punti, laser o i sistemi di taglio. L’applicazione dove si vede il maggiore impiego robot e pero l’asservimento di macchine, cio che chiamiamo “Machine Automation”, che rappresenta quasi il 50% del mercato, siano esse macchine di lavorazione metalli, legno, plastica o altro materiale».

Anna Salvetti di Roboteco-Italargon pone l’attenzione sull’evoluzione dei processi di saldatura. «Roboteco-Italargon opera principalmente nella saldatura ed e organizzata in due divisioni: una divisione Automotive e una divisione General Industry. Questi due macrosettori hanno esigenze in alcuni casi diverse, ma cio che li accomuna e la costante richiesta di crescita di automazione accompagnata alla necessita di fare fronte a evoluzioni tecnologiche in termini di tipologie di metalli o spessori da dovere saldare. Per esempio, negli ultimi anni abbiamo vissuto lo sviluppo dell’impiego della saldatura robotizzata in modo sempre maggiore per risultati di saldatura estetica su leghe speciali, o dell’applicazione di saldatura con nuove tipologie di giunti ottenuti tramite processo laser. Nel primo punto, la risposta Panasonic e stata l’evoluzione del robot Tawers con un processo speciale denominato Super Active, nel quale una speciale torcia Panasonic con trainafilo mosso da servomotore controllato dal robot in presa diretta permette al filo di essere mosso in azione e retrazione ad altissima frequenza, creando cosi una riduzione di apporto termico e un controllo ottimale del bagno. Nel secondo punto, Panasonic con l’ottica che ha sempre contraddistinto la propria visione industriale ha sviluppato qualche anno fa il primo robot di saldatura laser totalmente integrato denominato Lapriss, in cui un’unica CPU sovraintende sia i movimenti del robot, sia la potenza del risonatore laser sia i movimenti della testa laser di saldatura; il tutto gestito da un unico software con un’unica interfaccia grafica semplice e intuitiva».

Per tutte le applicazioni

Una panoramica delle possibilita d’impego dei robot in diverse operazioni ci viene offerta da Maurizio Ravelli di Tiesse Robot. «Il settore sta vivendo un momento particolarmente positivo. La portata degli investimenti si sta collocando su una tipologia di impianto medio-pesante, per esempio i settori dei macchinari legati alle costruzioni, il settore energetico e il settore dei trasporti (treni eccetera). I processi robotizzati sono fondamentalmente forniti utilizzando soluzioni MIG, MAG e TIG per quanto concerne il settore delle lamiere sottili e acciai inox, con la parte di robotica che ha consentito con l’integrazione delle tecnologie 4.0 di rendere possibile anche per le isole di saldatura una gestione legata al processo aziendale. Insieme alle operazioni di saldatura, la robotica ha trovato nell’ambito della lamiera tutto uno spazio applicativo riguardante il processo di lavorazione e che investe voci come piegatura, asservimento di punzonatrici o macchine di taglio laser. Sono applicazioni che richiedono una elevata flessibilita applicativa e sono supportate da pacchetti di programmazione offline, che permettono di minimizzare i tempi di programmazione stessi e garantire un’alta flessibilita alle isole di lavoro. Un esempio puo essere rappresentato dall’integrazione tra il programma di taglio della lamiera (nesting) in stazioni plasma o laser e le sequenze che il robot di prelievo dei pezzi tagliati deve generare di conseguenza».

Marco Filippis di Mitsubishi Electric Factory Automation sottolinea l’importanza della flessibilita e della capacita di integrazione del robot nel sistema produttivo. «Le soluzioni robotiche sono utilizzate trasversalmente in differenti ambiti, i settori applicativi sono molteplici e diversificati in base al mercato verticale di asservimento. Per le realta industriali la robotica rappresenta ormai un vantaggio competitivo indispensabile in un numero sempre maggiore di ambiti, tra i quali annoveriamo automotive e semiconduttori, dove e presente la necessita di affiancare ai sistemi di produzione tradizionali una serie di soluzioni robotiche pensate ad hoc. La proposta di Mitsubishi Electric presenta soluzioni flessibili e completamente integrate per l’asservimento di macchine utensili; inoltre, grazie alla possibilita di integrare una scheda aggiuntiva Melfa Smart Plus e un sistema di visione piccoli componenti possono essere maneggiati con estrema accuratezza, garantendo assemblaggi precisi e adattabili alle differenti geometrie dei componenti».