Di fronte alla necessità di innovare ilo sistema produttivo aziendale, diversi imprenditori si domandano: quale tipo di robot è giusto per la mia operazione e applicazione?

Questo primo step dell’albero decisionale, si divide tra robot industriali e robot collaborativi. I robot industriali sono ciò che la maggior parte delle persone si aspetta quando immagina di lavorare con un collaboratore robotico: un grosso e pesante robot messo in gabbia, che lavora duramente per saldare ininterrottamente il telaio di un’auto.

Questi robot industriali sono performanti nel raggiungimento del loro obiettivo, che molto spesso fa riferimento al completamento di compiti noiosi e pericolosi per l’operatore umano.

I robot collaborativi invece, o anche detti “cobot“, sono uno sviluppo più recente, coniati nell’ottica di non sostituire l’operatore umano, bensì di accompagnarlo nelle attività lavorative più complesse.

La robotica collaborativa all’interno delle PMI

Per le PMI, comprendere i punti di forza e le limitazioni di entrambi i tipi di robot è particolarmente importante in virtù della competitività di mercato che oggi più che mai, si fa acuta. In quest’ottica, scegliere il tipo sbagliato di robot collaborativo, può rivelarsi cruciale per la produzione in fabbrica.

Robotica collaborativa: velocità e precisione nelle fabbriche innovative

Uno dei maggiori vantaggi della robotica industriale risiede nel concetto di velocità.

Oggi, grazie a questa tecnologia abilitante l’industria 4.0, le aziende sono in grado di svolgere compiti complessi coinvolgendo sia i robot industriali sia i sistemi più specializzati, con l’obiettivo di fornire un incredibile impulso alla produzione degli impianti.

In virtù delle qualità dei robot quali: potenza e velocità, sono necessari sistemi di sicurezza sostanziali per garantire che i compiti vengano completati in modo sicuro. L’integrazione di un sistema così potente annesso alle garanzie richieste, comporta un prezzo più elevato rispetto al semplice utilizzo dei cobot. Le industrie che hanno attualmente trovato il giusto equilibrio con i robot industriali, sono quelle appartenenti ai settori: automotive, elettronica, metalli, plastica e prodotti chimici, nonché i cibi e le bevande.

Il futuro dei robot collaborativi: abilità potenziate

Sebbene i cobot operino a velocità e carichi utili inferiori rispetto ai robot industriali, esiste un valore reale del modo in cui questi, possono aumentare le capacità umane, fornendo allo stesso tempo vantaggi sia dentro sia fuori dal bilancio, nonché una maggiore flessibilità rispetto a un sistema robot industriale. Inoltre, si scopre spesso che la cella più efficiente non è automatizzata al 100%, ma piuttosto una combinazione di automazione e operatori che si traduce nello stretto rapporto tra cobot e operatori umani.

I Cobot inoltre, hanno il vantaggio di essere meno costosi essendo di conseguenza più integrabili all’interno delle fabbriche. L’implementazione dei Cobot può essere più rapida e semplice rispetto ai robot industriali, il che significa: meno tempo necessario per l’integrazione e la formazione e un ritorno più rapido sull’investimento, senza contare la peculiare caratteristica di poter essere facilmente riutilizzati in compiti diversi contrariamente a quanto succede per i robot industriali altamente specializzati nei loro compiti.

I limiti della robotica collaborativa

A causa dell’entusiasmo e della sempre più crescente applicazione dei cobot all’interno delle fabbriche, si rischia molto spesso di perdere di vista i limiti di questa tecnologia abilitante.

Mentre un certo numero di produttori (ad es. Fanuc, Doosan, Yaskawa) sta aumentando il carico utile dei cobot portandoli oltre il precedente limite tipico di circa 10 kg e 1–1,5 m rispettivamente, i cobot dovranno al tempo stesso garantire il soddisfacimento degli standard stabiliti da ANSI, RIA, e ISO ( ANSI / RIA R15.06-2012 e ISO 10218-1,2: 2011 ), che limitano la combinazione di velocità e carico utile per mitigare il rischio per i lavoratori circostanti. Inoltre, questi standard assicurano che il robot sia collaborativo, non l’applicazione. Esistono infatti casi in cui, nonostante sia stato specificato un cobot, l’applicazione richiede garanzie significative.

La capacità e l’accettazione dei cobot sta aumentando in modo tale che “industriale vs. collaborativo” non ha più senso, sono entrambi industriali a sé stanti in quanto sono entrambi adatti ad un ambiente di produzione; uno è solo un robot industriale, l’altro è anche collaborativo. E nella giusta applicazione che un cobot industriale può risultare il mezzo utile per migliorare le performance delle aziende.

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I robot collaborativi, o CoBot, sono dei robot progettati per lavorare side to side con gli operatori in maniera sicura e permettendo lo scambio di informazioni con l’operatore stesso – in maniera, detta appunto, collaborativa. I robot collaborativi (cobot) sono una delle tecnologie abilitanti l’industria 4.0 utili quando si necessita un maggior controllo sulle attività dei processi produttivi aziendali.

Nell’ottica in cui le imprese, necessitano di evolvere i propri sistemi di automazione e controllo, i robot collaborativi, diventano un elemento essenziale e al tempo stesso conveniente sotto diversi aspetti:

• flessibilità;
• sicurezza;
• facilità di utilizzo.

Rispetto a questa tecnologia sempre più manifesta all’interno delle imprese, è bene fare una precisazione sul rapporto robot-umano. Nella fattispecie, è importante notare quanto, i robot collaborativi, rendono più veloci i processi industriali più ripetitivi. Questo approccio permette ai reparti produttivi di assegnare al personale compiti più gradevoli, creando mansioni ricche di nuove sfide e apportando valore all’azienda.

Le evoluzioni dei robot collaborativi

I robot collaborativi industriali classici esistono da circa 60 anni ma in passato sono sempre stati utilizzati in ambienti protetti e non accessibili dall’essere umano durante il loro funzionamento. Inoltre la programmazione di un robot ha sempre richiesto la necessità di acquisire skills di programmazione abbastanza elevati e tempi di sviluppo abbastanza lunghi. Il programma generato risultava altamente ottimizzato per la specifica operazione, ma allo stesso tempo rigido e poco flessibile ai cambiamenti dell’ambiente di lavoro.

I CoBot nascono dalla necessità del mercato di avere un prodotto collaborativo, flessibile, accessibile ed implementabile in tempi brevi senza necessariamente avere conoscenze di programmazione elevate.

Quali sono i vantaggi derivanti dall’utilizzo dei robot collaborativi industriali?

• L’investimento è ridotto, a partire da 15k circa e garantisce un ritorno dell’investimento in un arco temporale inferiore ad un anno nella maggior parte dei casi;
• Il tempo medio di messa in funzione è abbattuto, da settimane a poche ore, evitando costosi fermi di produzione;
• Impatto minimo del layout di produzione grazie alle dimensioni contenute;
• Facilmente scalabile, può essere adottato a livello aziendale per step;
• Facile da programmare e ri-programmare, altamente flessibile ai cambiamenti.

Chiamati anche co-robot, si tratta quindi di macchinari intelligenti, che sono in grado di interagire e collaborare con i dipendenti umani all’interno di un unico spazio di lavoro condiviso.

I cobot sono stati adottati dall’industria in maniera crescente negli ultimi 6-7 anni, al punto che nel 2016 l’ Organizzazione internazionale per la normazione (ISO) ha redatto lo standard ISO/TS 15066 che stabilisce i requisiti di sicurezza delle unità collaborative. Le modalità collaborative comprendono la possibilità di accesso continuo allo spazio di lavoro in assenza di contatti pericolosi e la possibilità di interazione fisica con il sistema robotizzato con contatti volontari o accidentali.

Per tutti i motivi elencati, i cobot incontrano tutti i principi dell’Industria 4.0, ne rappresentano una tecnologia abilitante e si integrano facilmente con la simulazione dei processi, AI (intelligenza artificiale), IoT (Internet of Things), Big Data, Autonomousvehicle (AGV) e rispettano i principi di Lean Robotics.

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Le fabbriche orientate all’innovazione della produzione, si confronteranno con una delle funzioni aziendali più innovative: la robotica 4.0. Questa vedrà i robot come co-worker  relazionati ad operatori umani in diverse fasi del ciclo produttivo.

I co-worker innovativi, saranno in grado di interagire con gli operatori durante l’esecuzione di tutti i processi produttivi, garantendo un elevato livello di esecuzione delle attività per i quali sono stati pensati.

In questa situazione, il co-worker robotico, sarà immerso in un contesto di fabbrica 4.0 dotato di capacità quasi-umane. I robot collaborativi sono caratterizzati da interazioni , esperienze sensoriali, movimenti e comportamenti in continuo miglioramento e apprendimento.

Vantaggio competitivo e robotica 4.0

Il valore aggiunto derivante dall’utilizzo della robotica in ottica 4.0 sarà individuato nella maggiore efficacia e flessibilità produttive.

Dotati di una programmazione intuitiva e di un utilizzo versatile, i robot dell’ industria 4.0, sono in grado di automatizzare la produzione in qualsiasi settore si applichino. Infatti, il mercato offre tecnologie capaci di adattarsi a dimensioni e caratteristiche di produzione di ogni genere.

Inevitabilmente quando si parla di robot, si pensa al futuro e pensando al futuro, questi co-worker non possono che essere immaginati come prototipi industriali altamente performanti, in grado di svolgere task sempre più specifici e orientati agli obiettivi dell’azienda, permettendole di essere sempre in anticipo rispetto alla concorrenza.

La flessibilità dei cobot

La robotica 4.0 supporta perfettamente le attività dell’operatore umano. E’ stata infatti promossa per portare alle aziende un vantaggio competitivo in termini di produttività garantendo processi più veloci e flessibili.

Le caratteristiche positive dei robot in relazione all’essere umano, quale collaboratore durante la fase produttiva, si traducono nella capacità di:

• percepire eventuali collisioni;
• Ridurre la ripetitività e il logorio degli operatori, lasciando agli esseri umani attività del processo produttivo più artigianali, motivanti e dignitose.

Inoltre,i co-worker sono altamente flessibili e facilmente trasportabili da una stazione di lavoro all’altra, offrendo la possibilità di intervenire in più fasi del processo produttivo, aumentando la rimuneratività di un singolo co-bot.

In definitiva, caratteristiche quali, precisione e accuratezza della robotica 4.0, aggiungono valore al processo produttivo favorendo una maggiore qualità del prodotto finale.

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