{"id":3695,"date":"2020-09-21T09:33:15","date_gmt":"2020-09-21T09:33:15","guid":{"rendered":"http:\/\/publiteconline.it\/deformazione\/?p=3695"},"modified":"2020-09-21T09:33:15","modified_gmt":"2020-09-21T09:33:15","slug":"avvitatura","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.publiteconline.it\/deformazione\/2020\/09\/avvitatura\/","title":{"rendered":"Come migliorare l\u2019avvitatura grazie ai cobot"},"content":{"rendered":"\n

Il 17 giugno Andrea Macheda, Technical Support Engineer di Universal Robots<\/a>, ha tenuto uno speech per spiegare quali possono essere i vantaggi dell\u2019utilizzo dei robot collaborativi in applicazioni di avvitatura e assemblaggio. Si \u00e8 parlato, in particolare, dei template in grado di semplificare le operazioni, andando incontro agli operatori non esperti di programmazione; inoltre, si \u00e8 sottolineata l\u2019efficienza, sia in termini di consumi elettrici che di spazio, dei cobot inseriti in queste applicazioni. L\u2019incontro, avvenuto online, era inserito nel contesto della fiera virtuale WeAreCOBOTS organizzata da Universal Robots, dove si \u00e8 sottolineato l\u2019importanza della robotica collaborativa e dell\u2019automazione nel mondo post Covid-19.<\/h2>\n\n\n\n
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Nelle linee di avvitatura di PSA, il cobot opera in zone scarsamente ergonomiche sollevando l\u2019operatore da un\u2019attivit\u00e0 disagevole.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Dal 16 al 18 giugno si \u00e8 svolta WeAreCOBOTS, una fiera virtuale organizzata da Universal Robots dedicata alla robotica collaborativa e all\u2019automazione. Gli utenti\/visitatori hanno avuto la possibilit\u00e0, direttamente dal proprio device e ovunque si trovassero, di accedere all\u2019evento gratuitamente e visitare stand virtuali (oltre 30), assistere a conferenze, demo live, speech, ascoltare insight dai maggiori esperti mondiali di automazione e robotica; inoltre, potevano selezionare cinque lingue diverse tra italiano, inglese, francese, spagnolo e tedesco. Ad apertura della fiera, \u00e8 intervenuto in conferenza stampa J\u00fcrgen von Hollen, Presidente di Universal Robots, che ha sottolineato di come l\u2019automazione e la robotica collaborativa giochino un ruolo fondamentale per la \u201cnuova normalit\u00e0\u201d che andremo a vivere a fine emergenza sanitaria. \u201cWeAreCOBOTS si propone di offrire alle aziende di ogni settore e dimensione\u201d ha commentato J\u00fcrgen von Hollen \u201cla possibilit\u00e0 di entrare in profondit\u00e0 nel mondo dei cobot, confrontandosi con alcuni dei maggiori esperti del settore e osservando come alcune sfide attuali (come il distanziamento sociale o la gestione della supply chain) possano essere affrontate con i cobot, assicurando al tempo stesso continuit\u00e0 al business e sicurezza per i lavoratori\u201d.
Nei tre giorni, Universal Robots ha organizzato diversi keynotes con i suoi tecnici e ingegneri per parlare della robotica collaborativa e di tutte le applicazioni in cui possono essere inseriti i cobot, insieme a quali vantaggi possono portare con s\u00e9. Il 17 giugno, Andrea Macheda, Technical Support Engineer, ha tenuto uno speech sull\u2019assemblaggio e l\u2019avvitatura con i cobot.<\/p>\n\n\n\n

\"L\u2019avvitatore
L\u2019avvitatore \u00e8 controllato da una sua centralina con la quale il robot comunica.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Risparmio energetico e alta flessibilit\u00e0<\/h3>\n\n\n\n

Come e perch\u00e9 utilizzare un robot collaborativo in applicazioni di avvitatura e assemblaggio? Come spiega Andrea Macheda, i cobot di Universal Robots hanno una ripetibilit\u00e0 molto elevata, ad esempio i robot della famiglia CB3 hanno una ripetibilit\u00e0 di un decimo di millimetro, mentre la e-Series, lanciata ad Automatica 2018, ha migliorato ulteriormente questo dato, vantando una ripetibilit\u00e0 di 3 centesimi di millimetro nei modelli UR3 e UR5 e-Series, e 5 centesimi di millimetro su UR10 e UR16 e-Series. Questa elevata ripetibilit\u00e0 si ripercuote in maniera positiva su un processo come l\u2019avvitatura, in quando consente di riportare lo strumento sempre nella stessa posizione in maniera costante nel tempo, indipendentemente da quante volte quella particolare operazione sia stata ripetuta, cosa che l\u2019operatore umano ha molta pi\u00f9 difficolt\u00e0 a fare.
Tutti i robot versione e-Series possiedono un sensore di forza e di coppia integrato all\u2019interno della flangia, cosa che fa s\u00ec che possano sentire le forze e le coppie che sono esercitate dall\u2019utensile sui sei assi, e di conseguenza interagire con l\u2019ambiente circostante potendo scambiare delle forze di una precisa entit\u00e0. \u201cQuesto \u00e8 particolarmente utile per processi di assemblaggio\u201d, spiega Andrea Macheda, \u201cperch\u00e9 il robot pu\u00f2 trovare delle superfici, sentire quando \u00e8 stata raggiunta una certa coppia, e a sua volta imprimere una certa coppia per far girare un elemento che pu\u00f2 essere un albero, una ruota dentata o una vite\u201d.<\/p>\n\n\n\n

\"Questi
Questi robot sono pensati per poter condividere lo spazio con gli operatori, lavorare senza la necessit\u00e0 di barriere fisiche.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Quando si pensa a un\u2019applicazione di avvitatura viene subito in mente un setup dove un cobot tiene \u201cin mano\u201d un avvitatore: questa modalit\u00e0, infatti, consente di raggiungere velocit\u00e0 e coppie particolarmente elevate. \u201cAll\u2019interno di un assemblaggio, per\u00f2, che richiede di montare pi\u00f9 pezzi diversi\u201d, afferma Andrea Macheda, \u201cpotrebbe essere utile utilizzare, se la coppia e la velocit\u00e0 richiesta lo consentono, il cobot UR3 e-Series, dotato di rotazione infinita del polso, per portare a termine un\u2019operazione utilizzando un unico tool in maniera pi\u00f9 agevole ed economica\u201d.<\/p>\n\n\n\n

I cobot della famiglia e-Series vantano un ampio sbraccio, dal pi\u00f9 piccolo della famiglia UR3 e-Series con 500 mm di raggio fino a 1.300 mm dell\u2019UR10 e-Series. Un altro aspetto interessante sono i consumi elettrici ridotti: i consumi medi vanno, infatti, da 150 a 250 W a seconda della taglia del robot. \u201cQuesto\u201d, spiega Andrea Macheda, \u201cli rende da un lato utili per risparmiare energia elettrica in molte applicazioni, come per esempio la collaborazione tra un robot manipolatore e un robot mobile, perch\u00e9 in questo caso il manipolatore \u00e8 montato sul robot mobile e si alimenta tramite la batteria dell\u2019AGV, cosa che consente all\u2019applicazione di girare pi\u00f9 a lungo; ma anche in applicazioni in linea, dove il robot \u00e8 attaccato alla corrente elettrica, questo garantisce risparmi di energia elettrica molto interessanti\u201d. Infine, questi robot, in quanto collaborativi, sono pensati per poter condividere lo spazio con gli operatori, lavorare senza la necessit\u00e0 di barriere fisiche, consentendo di risparmiare molto spazio e di poter essere inseriti all\u2019interno del layout produttivo senza la necessit\u00e0 di stravolgerlo dedicando uno spazio apposito: \u201cI cobot di Universal Robots sono capaci di inserirsi nel piccolo spazio a disposizione, possono essere infatti montati in tutte le direzioni, anche a \u2018testa in gi\u00f9\u2019, senza richiedere celle apposite\u201d, sottolinea Andrea Macheda.
L\u2019avvitatore \u00e8 solitamente controllato da una sua centralina con la quale il robot comunica, questa comunicazione pu\u00f2 avvenire attraverso dei segnali digitali o Fieldbus, oppure attraverso device che possono fungere da ponte tra diversi protocolli. \u00c8 presente un elemento in grado di fare il sorting degli elementi di fissaggio, tramite per esempio pick & place, quindi un device che seleziona e mette sempre nella stessa posizione gli oggetti, e il robot va a prendere gli elementi sfruttando ad esempio il vuoto o il magnete incorporato all\u2019interno dell\u2019avvitatore. C\u2019\u00e8 anche la possibilit\u00e0 di avere un apposito tubo che porta in posizione l\u2019elemento di fissaggio con allineamento automatico, che consente avere tempi ciclo estremamente pi\u00f9 veloci: \u201cChiaramente aumenta la complessit\u00e0 del sistema per\u00f2 pu\u00f2 essere una scelta da fare se il tempo-ciclo \u00e8 critico\u201d, sottolinea Andrea Macheda.<\/p>\n\n\n\n

\"I
I cobot della famiglia \ne-Series vantano un ampio sbraccio, dal 500 mm \ndi raggio fino a 1.300 mm.\n<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Template e comandi pensati per avvitatura e assemblaggio<\/h3>\n\n\n\n

\u201cUn ulteriore ragione per utilizzare un cobot per questo tipo di applicazioni \u00e8 la grande facilit\u00e0 di programmazione dei robot collaborativi di Universal Robots\u201d, spiega Andrea Macheda. Sono disponibili template appositamente dedicati all\u2019avvitatura, che permette di configurare in modo agevole e semplice la comunicazione tra il robot e l\u2019avvitatore, e consente di eseguire questo processo in maniera guidata. \u00c8 possibile impostare, dal robot alla centralina dell\u2019avvitatore, tutta una serie di segnali, ciascuno con la sua funzione come per esempio quale programma di avvitatura si vuole eseguire, start\/stop oppure segnali di feedback dalla centralina dell\u2019avvitatore al robot come successo o fallimento dell\u2019operazione. Tutti questi dati, una volta che la centralina li ha comunicati al robot, possono essere passati a un sistema di gestione della produzione o a un altro device di raccolta dati, con la possibilit\u00e0 di memorizzare e certificare il risultato di tutte le avvitature. Una volta configurata la comunicazione con l\u2019avvitatura, si passa alla parte di programmazione, dove si dice al robot cosa effettivamente fare, e si vanno a inserire tutte le istruzioni che deve seguire. \u201cAnche qui Universal Robots\u201d, dice Andrea Macheda, \u201cha messo a disposizione un nodo creato appositamente che in automatico vi consente di andare, con poche semplici \u2018spunte\u2019, a configurare l\u2019inserimento della vite, la forza con la quale il robot deve premere per andare a eseguire questa avvitatura, le condizioni di successo e insuccesso e che cosa fare nei due casi\u201d. Una volta che il robot si porta in posizione \u00e8 possibile configurare questo nodo molto brevemente, e lui si prende cura di tutto il processo. \u00c8 possibile definire diverse condizioni di successo o di fallimento, per esempio se \u00e8 stata percorsa una certa distanza o si \u00e8 ricevuto un segnale di ok o non-ok dall\u2019avvitatore, oppure se \u00e8 stata raggiunta con successo una certa coppia o un certo angolo; per ciascuna di queste condizioni si pu\u00f2 andare a definire cosa il robot debba fare, se deve inviare un segnale a un operatore o a un sistema di gestione, oppure se deve riprovare o addirittura scartare il pezzo.<\/p>\n\n\n\n

\"Il
Il nodo direzione consente al robot di muoversi lungo una direzione di un sistema di riferimento definito in precedenza.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Quando si configurano i punti in cui il robot deve portarsi per eseguire un\u2019avvitatura o qualcosa di analogo, molto spesso si lavora con sistemi di riferimento che bisogna definire sul momento: \u201cUna feature particolarmente utile\u201d, afferma Andrea Macheda, \u201c\u00e8 la possibilit\u00e0 all\u2019interno della schermata di allinearsi, quindi mettersi perpendicolari, rispetto alle superfici che siamo andati a definire, semplicemente cliccando sul tasto \u2018Allinea\u2019 che si trova all\u2019interno dell\u2019interfaccia grafica\u201d. Il robot in questo modo andr\u00e0 ad allineare quello che l\u2019operatore umano definisce come avvitatore sul software: a quel punto sar\u00e0 possibile muoversi su quella superficie mantenendosi sempre perpendicolari alla stessa, cosa che consente di andare a definire in modo semplice e rapido quelli che sono i punti dove bisogna effettuare le operazioni di avvitatura o assemblaggio. L\u2019ultima versione del software UR Polyscope, la 5.8, ha introdotto la possibilit\u00e0 di avere un freedrive con assi bloccati, quindi di muovere il robot trascinandolo a mano, ma facendo s\u00ec che si mantenga all\u2019interno di un piano. Un altro comando messo a disposizione, comodo soprattutto per applicazioni di assemblaggio, \u00e8 il nodo direzione. Questo consente al robot di muoversi lungo una direzione di un sistema di riferimento definito in precedenza, finch\u00e9 una certa condizione non si verifica, come per esempio che il sensore di forza abbia sentito che \u00e8 presente un oggetto, consentendo, dato un pezzo che abbia una leggera inclinazione o leggermente spostato, di individuarlo con molta precisione e andarlo a prendere. \u201cQuesto era possibile farlo gi\u00e0 in versioni precedenti del software\u201d, sottolinea Andrea Macheda, \u201cma il nodo appena introdotto rende queste operazioni facili da fare in modo intuitivo anche per coloro che non sono esperti di automazione o programmazione\u201d. Altro template utile \u00e8 il nodo forza, che cambia quello che \u00e8 il comportamento normale del robot: gli consente di premere o tirare con una certa forza oppure di esercitare una certa coppia, permettendogli di interagire, grazie al suo sensore di forza e coppia, con l\u2019ambiente circostante. Ad esempio, una volta che ci si \u00e8 portati nella posizione di avvitatura, \u00e8 possibile andare a chiedere al robot di mantenersi rigido lungo tutte le direzioni, tranne nella direzione in cui si sta andando ad avvitare, lungo la quale vogliamo andare a premere una certa forza oppure se si sta svitando si pu\u00f2 chiedergli di mantenersi cedevole man mano che la vite sale senza per\u00f2 la necessit\u00e0 di programmare in anticipo e con estrema precisione dove deve muoversi in ogni istante, quindi gli consente di adattarsi con grande facilit\u00e0 a un input che riceve dall\u2019esterno.
Molto utile per cercare informazioni sull\u2019implementazione dell\u2019applicazione \u00e8 l\u2019application builder sul sito di Universal Robots: \u201c\u00c8 una pagina\u201d, spiega Andrea Macheda, \u201cappositamente pensata per guidarvi e farvi vedere alcune delle scelte importanti che dovrete compiere a seconda dell\u2019applicazione che vi serve; avete la possibilit\u00e0 di vedere quali scelte sono da fare, quali i pro e i contri di ogni scelta, tipo di tool, alimentazione e tipologia di robot; successivamente vi far\u00e0 vedere una simulazione della cella robotica che va bene per voi, e potrete scaricare tutte le informazioni e i consigli\u201d.
Un esempio di caso applicativo \u00e8 quello nella linea di avvitatura di PSA, un player del settore automotive, presso lo stabilimento di Sochaux (Francia). In questo caso, il cobot \u00e8 inserito in un telaio che viene calato sulla scocca dell\u2019automobile (che transita sulla linea), ed effettua tre avvitature sul lato sinistro e tre sul destro, nella parte inferiore della scocca. Il cobot opera in zone scarsamente ergonomiche (come la parte inferiore del telaio) sollevando l\u2019operatore da un\u2019attivit\u00e0 disagevole; inoltre, gli operatori continuano le loro attivit\u00e0 senza subire interferenze da parte del cobot, con quindi una qualificazione del lavoro umano, meno gravoso e stancante.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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