Un “semi-umanoide” mobile, nuova frontiera del kitting automatizzato

Un’innovativa piattaforma di robotica mobile avanzata è al centro di un progetto congiunto che vede protagoniste Roboverse Reply (società focalizzata negli scenari di integrazione robotica e parte di Reply, gruppo internazionale specializzato nella progettazione e realizzazione di soluzioni basate sui nuovi canali di comunicazione e media digitali), Bosch Rexroth (uno dei massimi fornitori mondiali nel settore delle tecnologie di azionamento e controllo) e Joytek (azienda specializzata in sistemi integrati di robotica industriale e collaborativa a servizio dell’industria manifatturiera).

La soluzione concreta

L’iniziativa, nata come attività di Ricerca & Sviluppo da parte di Roboverse Reply, si sta rapidamente evolvendo in una soluzione concreta per il settore automotive con l’obiettivo di ottimizzare i processi di kitting attraverso l’impiego di robot mobili intelligenti.

Il sistema sviluppato si basa su un AMR (Autonomous Mobile Robot) di nuova generazione, progettato per operare in ambienti industriali complessi e dinamici, e su 2 cobot a 7 assi di Kassow Robots, azienda di proprietà Bosch Rexroth.

A differenza delle soluzioni tradizionali, in cui mobilità e manipolazione sono gestite come funzioni separate, la piattaforma integra entrambe le capacità in un’unica architettura coordinata, consentendo al robot di muoversi lungo scaffali a gravità, di prelevare componenti in modo autonomo e di comporre kit da destinare poi alla linea produttiva.

La sinergia effettiva

Elemento centrale del progetto è appunto l’AMR, sviluppato da Joytek. «Il robot mobile — ha spiegato David Baldarelli, CEO di Joytek — è dotato di una base autonoma, una colonna elevabile e due bracci collaborativi a sette assi, progettati per garantire elevata destrezza e flessibilità operativa. La piattaforma è in grado di movimentarsi con precisione lungo percorsi complessi e di adattarsi a layout industriali differenti, mantenendo al contempo stabilità e sicurezza».

Il cuore tecnologico della soluzione è frutto della sinergia tra i partner coinvolti: Roboverse Reply si occupa dell’integrazione software e dello sviluppo degli algoritmi di percezione e manipolazione, Joytek ha progettato e realizzato il sistema robotico mobile dual arm, comprensivo di componenti meccaniche, elettriche e software, mentre Bosch Rexroth ha fornito il cobot Kassow Robot, la piattaforma aperta ctrlX Automation e le tecnologie per la navigazione e il controllo.

«L’obiettivo — ha aggiunto Claudio Chieppa, manager di Roboverse Reply — è portare valore concreto, riducendo tempi, costi ed errori nei processi di kitting: stiamo lavorando per raggiungere prestazioni comparabili a quelle umane, mantenendo al contempo un elevato livello di flessibilità».

Cobot di fiducia

Kassow Robots, azienda dal 2022 di proprietà Bosch Rexroth, produce e commercializza robot collaborativi dalle caratteristiche vincenti.

Da un punto di vista meccanico, l’alluminio anodizzato rende la loro struttura molto solida, il che consente di raggiungere velocità di movimento molto alte, tali da risultare ideali per applicazioni fino a non molto tempo fa ad appannaggio esclusivo dei robot industriali.

Da un punto di vista del software, il mercato apprezza molto l’apertura del sistema, e dunque la possibilità di procedere a configurazioni personalizzate.

Inoltre, offrono la possibilità di potere scegliere tra diverse “taglie” particolari, a seconda delle esigenze: presentano infatti modelli con sbraccio molto elevato e con un payload ridotto, utili quando il peso da supportare è minimo a dispetto dell’ampiezza di movimento. Ciò significa poter usufruire di robot collaborativi con sbraccio molto esteso e con carico utile contenuto, circostanza che consente di risparmiare sui costi di acquisto.

Naturalmente la gamma Kassow Robots è quanto più completa cosiderato che comprende anche payload importanti, fino a 24 kg con sbracci di 1800 mm e non soltanto: il catalogo Kassow Robots include modelli a 220 V e a 48 V, questi ultimi con il controller integrato nella base del robot e quindi fondamentalmente ottimizzati per essere montati sui veicoli a guida autonoma.

La piattaforma d’automazione

Il contributo di Bosch Rexroth risulta determinante anche per altri aspetti chiave del progetto. La piattaforma ctrlX Automation rappresenta il cuore dell’architettura di controllo: un sistema aperto, basato su Linux, che consente di integrare facilmente diversi protocolli di comunicazione e di gestire in modo centralizzato tutti i componenti del robot. Questa apertura permette agli sviluppatori di lavorare su livelli software più avanzati, concentrandosi sull’intelligenza e sul coordinamento del sistema.

In particolare, Paolo Lonati di Bosch Rexroth ha ricordato: «Le nostre tecnologie ctrlX Automation garantiscono funzionalità avanzate di localizzazione e navigazione, assicurando una precisione elevata negli spostamenti dell’AMR. Grazie a queste soluzioni, il robot è in grado di ricevere comandi di missione, come destinazione, velocità e tempistiche, e di eseguirli in modo affidabile, adattandosi alle condizioni operative dell’ambiente circostante».

Controllo unificato

Un ulteriore elemento distintivo è rappresentato dall’architettura di controllo unificata: «A differenza di molte soluzioni presenti sul mercato — ha segnalato Baldarelli — che richiedono più controller separati per gestire mobilità, manipolazione e coordinamento, il sistema sviluppato integra tutte le funzioni in un unico controller. Questo approccio consente una comunicazione nativa tra le diverse componenti, riducendo la latenza, semplificando l’integrazione e migliorando le prestazioni complessive».

Per abilitare il pieno controllo dei bracci robotici attraverso l’ambiente ROS (Robot Operating System), Bosch Rexroth ha inoltre sviluppato, come ha sottolineato Lonati, «una specifica applicazione gateway, capace di mettere in comunicazione la robotica collaborativa con l’ecosistema software utilizzato da Roboverse Reply, consentendo a quest’ultima di gestire direttamente le cinematiche dei robot e di implementare algoritmi avanzati di manipolazione».

Operatività

Dal punto di vista operativo, il robot è già in grado di eseguire task complessi in modalità sequenziale: si sposta lungo lo scaffale, identifica i componenti tramite sistemi di visione e li preleva per comporre il kit. Il prossimo obiettivo evolutivo, ha annunciato Chieppa, «è previsto entro pochi mesi ed è quello di passare a una modalità completamente fluida, in cui il robot sarà in grado di manipolare oggetti mentre è in movimento, grazie a un controllo integrato dell’intero sistema».

Questo approccio, ispirato ai principi della “whole body manipulation”, rappresenta una delle principali sfide tecnologiche del progetto e avvicina la soluzione al concetto di umanoide industriale. Tuttavia, a differenza degli umanoidi bipedi, ancora limitati da vincoli normativi e di sicurezza, il sistema sviluppato garantisce già oggi piena conformità alla Direttiva Macchine più recente, grazie all’utilizzo di componenti certificabili e intrinsecamente stabili.

La sicurezza è infatti gestita su più livelli: dai sistemi fisici, come laser scanner e limiti di velocità, fino agli aspetti di cybersecurity, con test di vulnerabilità e simulazioni di attacco per garantire la resilienza del sistema. La piattaforma ctrlX Automation integra inoltre funzionalità native di sicurezza, contribuendo a proteggere l’intero ecosistema.

Applicazioni

Grazie alla sua architettura modulare e scalabile, la soluzione è facilmente adattabile a diversi contesti industriali. Oltre all’automotive, sono già in fase di esplorazione applicazioni nei settori food & beverage, farmaceutico e packaging, dove la combinazione di mobilità autonoma e manipolazione intelligente può generare significativi vantaggi in termini di efficienza e flessibilità.

L’integrazione tra robotica mobile e automazione avanzata rappresenta uno dei principali driver dell’industria del futuro dal momento che attraverso piattaforme aperte e collaborative è possibile accelerare lo sviluppo di soluzioni innovative e trasformare la complessità tecnologica in valore concreto per le imprese.

Con questa iniziativa, Bosch Rexroth, Roboverse Reply e Joytek si avviano a tracciare una nuova direzione per la robotica industriale: sistemi intelligenti, integrati e pronti a operare nei contesti produttivi reali, superando i limiti delle soluzioni tradizionali e aprendo la strada a una nuova generazione di fabbriche automatizzate.