Appunti lezioni Sistemi integrati di produzione

CRITERI GENERALI PER L'INTRODUZIONE

• L'ambiente di lavoro è ostile e pericoloso per l'uomo;
• Il lavoro è fortemente ripetitivo;
• Vi è difficoltà di manipolazione manuale per il peso e/o l'ingombro dei pezzi;
• Vi è necessità di asservire macchine ad elevata produttività (presse idrauliche per imbutitura, presse a iniezione);
• Minore richiesta di personale addetto alla conduzione di impianti produttivi.

• Sono necessarie semplici operazioni ripetitive;
• Il tempo ciclo manuale è superiore a 5 secondi;
• Gli elementi devono essere disposti in ordine in contenitore o orientati in un determinato modo;
• Il peso del pezzo non eccede i 100 kg;
• Non sono richiesti controlli sulle operazioni svolte;
• È possibile la sostituzione di almeno due persone nelle 24 ore;
• I settaggi e cambiamenti al sistema produttivo sono poco frequenti.

Tanti più criteri specifici vengono soddisfatti tanto più è alta la probabilità di avere benefici dall'introduzione del robot.

CLASSIFICAZIONE IN BASE ALL'IMPIEGO

L'importanza della classificazione deriva dalla necessità di poter distinguere tra di loro i robot in base alle proprie caratteristiche peculiari, catalogandoli in modo sistematico in classi omogenee; I robot vengono specializzati per un determinato lavoro e possono essere classificati

• Robot per verniciatura;
• Robot per saldatura;
• Robot di montaggio;
• Robot di manipolazione;
• Robot di misura e ispezione.

• Saldatura a Punti
• Saldatura ad arco
• Assemblaggio
• Movimentazione
• Carico - Scarico
• Macchine
• Sigillatura - Siliconatura
• Automazione Linee
• Interpresse
• Lavorazione

costo; In questi robot viene impiegato il controllo continuo della traiettoria.

2. ROBOT DI SALDATURA è del tutto analogo a quello di verniciatura con la differenza che viene richiesto un certo grado di Auto-adattamento dovendo lavorare particolari con ampie tolleranze; Il controllo utilizzato è di tipo:

• Continuo per saldatura ad arco continua;
• Punto-punto per saldatura a punti.

3. ROBOT DI MANIPOLAZIONE Vengono impiegati nelle operazioni di carico/scarico di macchine utensili o per il confezionamento dei prodotti; Il robot deve essere molto versatile, le strutture più utilizzate sono quella cilindrica e articolata. L'azionamento è elettrico e il controllo in genere è punto-punto, visto che non interessa il controllo della traiettoria.

4. ROBOT DI MONTAGGIO Sono destinati all'assemblaggio dei prodotti ed è dunque richiesta un'elevata precisione per cui le strutture più utilizzate sono quella cartesiana e S.C.A.R.A.

Il robot preleva il pezzo grezzo da un sistema di trasporto, lo carica in macchina; a fine ciclo preleva il finito e lo posa in un secondo sistema di trasporto e il ciclo riprende; Sono ovviamente necessari tutta una serie di dispositivi di segnalazione (interblocchi) per il corretto svolgimento delle operazioni che devono avvenire sotto la supervisione di un elaboratore che gestisce il flusso delle informazioni.

Ogni elemento della cella è dotato di intelligenza locale e viene attivato dal calcolatore centrale sulla base delle indicazioni provenienti dagli interblocchi. Le varie fasi della cella devono avvenire con una certa sequenza comandata dagli interblocchi e controllata dal calcolatore;

Non tutte le operazioni avvengono in sequenza, alcune possono avvenire contemporaneamente ad esempio l'avanzamento del grezzo al punto di carico può avvenire subito dopo che il robot ha effettuato il prelievo;

È possibile in tal modo ottimizzare il tempo ciclo delle varie operazioni.

1. Controllare la sequenza delle operazioni;
2. Controllare le operazioni che avvengono simultaneamente;
3. Decidere sulla base dei segnali provenienti dagli interblocchi;
4. Gestire i cambi di produzione (sostituzione della pinza del robot);
5. Eseguire i calcoli per la valutazione della produttività della cella;

• Gli elementi della cella per l'avvio dei singoli cicli;
• Gli interblocchi (sensori di vario tipo) per la gestione della sequenza di operazioni;

5.5 COLLABORATIVE ROBOTICS (COBOT)

I robot collaborativi, denominati cobot o co-robot, sono il tipo più recente di robot, progettato per interagire con le persone in un ambiente di lavoro condiviso. Alcune attività potrebbero essere:

• troppo complesse per essere pienamente realizzate dal robot;
• troppo costose per essere completamente automatizzate.

Il primo cobot è stato inventato nel 1996 da J. Edward Colgate e Michael Peshkin.

II e più specificatamente dalla ISO 15066:2016. Quest'ultima fornisce informazioni fondamentali per determinare il limite massimo di velocità, pressione e impatto che i cobot possono raggiungere senza violare le predefinite soglie di dolore tollerabili per ogni specifica parte del corpo dell'operatore.

Spazio di collaborazione: spazio all'interno dello spazio operativo in cui il sistema robotico (incluso il pezzo in lavorazione) e un essere umano possono svolgere compiti contemporaneamente durante l'operazione di produzione.

La specifica tecnica ISO TS 15066 nasce per fornire una guida relativa alle operazioni collaborative dei robot che condividono lo stesso spazio di lavoro dell'uomo. In tali operazioni il sistema di controllo relativo alla sicurezza è di grande importanza, in particolare quando vengono monitorati parametri di processo come velocità e forza. È necessaria una valutazione del rischio completa, non solo del robot, ma

Anche dell'ambiente in cui viene collocato, cioè il luogo di lavoro. Esistono quattro importanti funzioni che un robot deve avere per essere adatto ad applicazioni collaborative:

• L'arresto monitorato di sicurezza
• La guida manuale
• Il monitoraggio di velocità e distanza
• La limitazione di potenza e forza

1. Arresto di sicurezza monitorato

Il robot opera prevalentemente in modo autonomo e solo occasionalmente l'operatore entra nel suo spazio di lavoro, ovvero l'area pre-delimitata in cui il robot può manovrare e lavorare. Nello specifico, se un operatore entra nella zona di sicurezza per eseguire un'operazione secondaria (ad es. carico/scarico di pezzi), mentre è in corso una lavorazione da parte del cobot, quest'ultimo, grazie ai sensori, si deve arrestare immediatamente. L'ingresso dell'operatore viene rilevato tramite sensori (interruttori, barriera fotoelettrica o telecamera, che identifica che una

1. Modalità collaborativa

Nella modalità collaborativa, il cobot è in grado di lavorare in presenza di una persona. Quando una persona si avvicina al cobot, viene rilevata la sua presenza e il robot viene messo in pausa. Il cobot non si spegne completamente, ma vengono solo azionati i freni. Quando la persona lascia l'area di lavoro, il robot può riprendere il funzionamento automatico. Questo metodo è definito dagli standard collaborativi perché l'elettricità ai motori dei robot viene mantenuta mentre è presente una persona. La sicurezza dei cobot è tale che non sono previste recinzioni e la messa in pausa non deve essere programmata perché avviene in automatico.

2. Guida manuale

La guida manuale non va confusa con la programmazione manuale dei cobot. I cobot vengono utilizzati prevalentemente come ausilio al movimento e/o seguono tracciati preimpostati; devono essere progettati in modo tale da poter percepire la forza e la direzione immessa dall'operatore.