Il 27 ottobre 2021, AutomationWare ha organizzato un evento nella sede italiana del centro di ricerca Fraunhofer, a Bolzano, per parlare delle innovazioni robotiche che stanno nascendo grazie a questa collaborazione. L’azienda veneta, in particolare, sta lanciando una soluzione robotica di picking con un braccio antropomorfo che può sollevare fino a 25 kg di portata e sollevarsi per raggiungere oggetti in punti particolare alti, così da migliorare la qualità del lavoro degli operatori umani.
AutomationWare è un’azienda della provincia di Venezia che da sempre ha fatto dell’innovazione tecnologica la sua mission: il prossimo anno compie i suoi primi 20 anni di vita, ed è partita come produttrice di attuatori elettrici e oggi, oltre al suo business originale, è entrata pienamente nel mondo della robotica. Non solo produce giunti robotici, ma tra il 2019 e il 2020 ha sviluppato la sua prima soluzione di robotica collaborativa: AW-Tube, un cobot basato su ROS. È formato da un braccio robotico, che può avere un’estensione massima tra 1.500 e 1.800 mm, rispettivamente con un payload di 25 e 20 kg. “Siamo molto concentrati sulla robotica collaborativa – ha raccontato Fabio Rossi, CEO di AutomationWare – abbiamo sviluppato questo cobot, ma anche giunti robotici e robot mobili per la logistica, gli AW-Robot Mobile. Su questi ultimi, è possibile montare il braccio robotico, così da avere una soluzione di robotica mobile collaborativa, che si declina nel sistema AW-Combo. Questo può avere enormi potenzialità nei settori food e pharma: pensiamo al trasporto di fialette di vetro, per esempio quelle che contengono i vaccini anti-Covid, oppure di cassette di frutta e verdura. Grazie a una soluzione robotica di questo tipo, possiamo non solo scongiurare il rischio di contaminazione, ma anche sollevare gli operatori umani da incarichi pesanti. Al momento, è in fase di test al Fraunhofer di Bolzano, insieme a una di picking con AW-Tube”. La Fraunhofer-Gesellschaft è un’organizzazione di ricerca applicata europea, che ha la sua sede italiana a Bolzano, presso il NOI Techpark, in cui vengono svolte attività sostenere le piccole e medie imprese in progetti di automazione industriale, come AutomationWare. A fine ottobre, siamo andati a Bolzano per partecipare al convegno, organizzato da AutomationWare e Fraunhofer Italia, dal titolo “NexGen production and robotic systems”, un’occasione per parlare delle innovazioni robotiche e di cosa ci possiamo aspettare per il futuro prossimo, ma anche per vedere all’opera il braccio robotico AW-Tube.
ROS: modularità e flessibilità
“Nei nostri laboratori vogliamo far vedere alle aziende vantaggi svantaggi delle diverse applicazioni: ci siamo specializzati in simulazioni problematiche, così da capire appieno fin dove è possibile arrivare grazie all’automazione”, ha spiegato Michael Riedl, Vicedirettore e Head of Automation and Mechatronics Engineering di Fraunhofer Italia, che ha aperto la giornata di lavori. Nel suo intervento, è emerso che una delle sfide maggiori che le aziende devono affrontare in questo momento è l’aumento della volatilità dell’incertezza lungo l’intera catena di valore, quindi riduzione del ciclo vita, lotti sempre più piccoli e alta personalizzazione. “La flessibilità dei sistemi – ha continuato Michael Riedl – diventa fondamentale: l’organizzazione del flusso di produzione ottimale deve seguire i cambiamenti di stato, e questo è possibile soprattutto grazie a una forte automazione basata su algoritmi”. La ricerca del Fraunhofer, dunque, sta andando in questa direzione: sistemi fabbrica più adattivi e capaci di adeguarsi in tempo zero ai cambiamenti esterni e di produzione. Questo, però, è possibile solo grazie ad applicazioni di robotica avanzata. “La robotica industriale classica – ha spiegato Andrea Giusti, Head of Robotics and Intelligent System Engineering di Fraunhofer Italia – è caratterizzata da efficienza e rigidità, ma fa fatica a superare le sfide impreviste o adattarsi alla flessibilità richiesta. Al contrario, la robotica avanzata, come possono essere i cobot, consente una maggiore libertà dei processi. AutomationWare utilizza un approccio moderno e va in questa direzione, perché velocizza le operazioni di programmazione e riprogrammazione dei robot con ROS”. ROS è un ambiente di sviluppo open source composto da un set di librerie software, strumenti e algoritmi per lo sviluppo e la programmazione di sistemi robotici e di automazione avanzata. È un sistema modulare in continua evoluzione, che cresce grazie al contributo della sua comunità di sviluppatori. Consente di programmare cinematiche complesse per un’ampia varietà di applicazioni e di sincronizzare i robot su bus industriali come EtherCAT o Profinet, rendendoli sincroni rispetto a tutti gli altri dispositivi in rete. Pacchetti specifici in continuo aggiornamento, come SROS, proteggono il sistema da attacchi informatici. “Con Fraunhofer – ha poi proseguito Fabio Rossi – sviluppiamo un’architettura software per la definizione di una cella robotica, basata appunto su ROS. È fondamentale per applicazioni di robotica mobile e collaborativa, che sono quelle che richiedono la maggiore flessibilità e modularità”.
Robot ricomponibili
Il Fraunhofer di Bolzano collabora con AutomationWare, in particolare, sullo sviluppo del sistema di controllo per cobot e AGV. “L’obiettivo – ha spiegato Andrea Giusti – è quello di arrivare alle performance di uno tradizionale, ma mantenendo sicurezza e alta flessibilità”. Per esempio, AW-Tube fa parte dei cosiddetti robot modulari configurabili, ovvero robot collaborativi che possono essere assemblati e disassemblati a seconda delle esigenze di produzione di un dato momento. In queste soluzioni, giunti robotici e ROS giocano un ruolo importante. La serie J-Actuators di AutomationWare è stata studiata per la realizzazione di robot collaborativi ad alte prestazioni. “Il giunto robotico – ha sottolineato Fabio Rossi – è per noi un elemento strategico. I J-Actuators sono controllati direttamente da ROS grazie all’applicazione RoboVu, che consente la connessione in tempo reale di applicazioni come MoveIt al bus di campo EtherCAT. Sono disponibili 5 modelli, per poter andare a coprire le diverse esigenze dell’utilizzatore”. Per dei robot che possono essere montati e smontati a piacimento, la scelta dei giusti giunti e di un software aperto è fondamentale perché permettono di mantenere alta la qualità del lavoro svolto dalla macchina, e contemporaneamente avere una flessibilità altissima. Insieme ai ricercatori del Fraunhofer, dunque, AutomationWare vuole cooperare allo sviluppo di una nuova generazione di robot collaborativi che si avvicini alle performance dei robot industriali tradizionali, ma mantenendo le caratteristiche di totale modularità, configurabilità, integrabilità. Sono pensati soprattutto per le PMI, che spesso esitano a investire nell’acquisto di un robot perché hanno paura di non avere un ritorno dell’investimento abbastanza veloce. “Con un robot così adattabile – ha spiegato Andrea Giusti – i costi e il rischio di investimento sono abbattuti, perché c’è un’altissima libertà di utilizzo: potenzialmente, questa tipologia di robot può avere infinite applicazioni, tutte all’interno di una piccola azienda che lo compone e ricompone come vuole”. Dopo la prima parte di convegno, ci è stata data la possibilità di osservare dal vivo AW-Tube all’opera in operazioni picking. Il cobot, abbiamo potuto vedere, può essere dotato di uno stelo telescopico che alza e abbassa la macchina, in modo da poter afferrare o posizionare oggetti anche ad altezze elevate. Questo è certamente ideale in applicazioni di pallettizzazione e logistica, dove altezze scomode possono essere difficili da raggiungere dall’operatore umano, e di conseguenza essere potenzialmente pericolose per la sua salute. “Il lavoro che facciamo con Fraunhofer Italia – ha concluso Fabio Rossi – è molto importante: i loro giovani ingegneri ci aiutano a sviluppare e migliorare le nostre soluzioni. Una collaborazione che sicuramente continuerà nei prossimi anni”.
