Utilizzo sicuro della collaborazione uomo-robot

Secondo il responsabile dello sviluppo di SCHUNK, il Prof. Dr. Med. Markus Glück, il numero di applicazioni collaborative per robot nel settore manifatturiero registrerà una crescita vertiginosa nei prossimi anni.

4. Dialogo tra utenti e tecnologia SCHUNK

L'automazione industriale sta affrontando un cambiamento sostanziale. Testimonianza dell'importanza di tale tendenza è l'affluenza di pubblico al 4° Dialogo tra utenti e tecnologia SCHUNK sul tema "Uso in sicurezza della collaborazione uomo-robot (HRC) nell'azienda".

Per due giorni, esperti di automotive, robotica, automazione e progettazione nonché medie imprese di Germania e Europa si sono incontrati per confrontarsi sulle applicazioni e sulle opportunità della collaborazione tra uomo e robot e provare direttamente quanto sostenuto.

Prof. Dr. Markus Glück, Chief Innovation Officer (CINO) presso SCHUNK, è fermamente convinto che il co-acting, inteso come interazione illimitata con i robot, sia ad un punto di svolta. I principali elementi trainanti sono il sollievo ergonomico, la maggiore flessibilità dei processi di lavoro, una più elevata efficienza nonché l'espansione di logistica, carico, movimentazione e riattrezzaggio.

"Si tratta di combinare insieme la forza umana e quella dei robot", ha spiegato Glück. La velocità, la potenza, la ripetibilità e l'elevata qualità della robotica saranno uniti alla forza umana di percezione, improvvisazione, reazione e adattamento nell'ottica di creare una sinergia. Obiettivo: automazione con la massima flessibilità d'uso.

Prova accurata preliminare

Il responsabile dello sviluppo ammette che i primi progetti richiedono una notevole mole di lavoro da non sottovalutare: "Sarà difficile ottenere all'inizio i consueti periodi di ammortamento inferiori a due anni", afferma Glück, che raccomanda un approccio sistematico che valuti innanzitutto l'idoneità dell'applicazione HRC sulla base di specifici criteri di ammissibilità, tra cui figurano i costi di programmazione o la capacità di attuare indicazioni di funzionamento, il costo dell'integrazione dell'applicazione nella catena di processo, le opzioni di requisiti di formazione intuitiva, manipolazione e conoscenza, cicli moderati nonché la relazione dei dipendenti con la tecnologia.

Consiglia inoltre di procedere a una valutazione commerciale che tenga conto dei costi per l'acquisto, la messa in funzione e l'integrazione nonché i costi per le misure di sicurezza e la certificazione. Per contro, tuttavia, la valutazione deve anche considerare i risparmi imputabili alla riduzione dei costi per il personale e all'aumento della produttività.

In particolare, i primi progetti dovrebbero essere studiati in modo approfondito, programmati con attenzione e attuati con meno complessità.

Il responsabile di prodotto SCHUNK Benedikt Janssen ha illustrato le opzioni di SCHUNK per le periferie robotiche. Ad esempio, la SCHUNK co-act EGL-C supera il consueto limite di forza di 140 N in applicazioni collaborative. Alla fine del 2019, per la prima volta sarà possibile la manipolazione collaborativa ad accoppiamento geometrico di elementi fino a 8 kg.

Questo risultato è possibile grazie a una strategia di presa intelligente. Il principale campo di applicazione è la manipolazione efficace per il sollievo ergonomico.

Certificazione CE sempre più rapida

Jochen Vetter, responsabile del team per la sicurezza in robotica presso PILZ, ha fornito una panoramica dell'uso di HCR conforme ai requisiti nonché della misurazione affidabile delle forze applicate. Per attuare in sicurezza le applicazioni HRC, il produttore e l'operatore devono rispettare opportune misure, che spaziano dalla progettazione per un ambiente attento alle collisioni, da una sicurezza funzionale fino alle istruzioni esaustive e alla formazione completa dell'utilizzatore.

Jochen Vetter ha affermato che gli effetti delle curve di apprendimento sono significativi nell'universo della collaborazione tra uomo e robot. Ove in precedenza alle prime applicazioni HRC occorrevano diciotto mesi per ottenere la certificazione, ora ai clienti nuovi sono sufficienti solo circa sei mesi.

I successivi progetti possono persino essere attuati nell'arco di tre mesi. PILZ si assume una parte notevole della responsabilità con la sua conferma scritta sulla dichiarazione di conformità, ha spiegato Vetter.

Il controllo rapido semplifica l'analisi sul posto di lavoro

Dr. Alfred Hypki, tecnico senior presso il Dipartimento dei sistemi di produzione dell'Università della Ruhr a Bochum, ha presentato un questionario standardizzato, che consente di analizzare in modo rapido, oggettivo e affidabile il potenziale di HRC nelle imprese. E' sufficiente un'ora e il controllo rapido può stabilire se un'applicazione offre un potenziale interessante per l'inserimento della collaborazione tra uomo e robot.

Combinando inoltre il software di simulazione per i processi EMA per l'organizzazione del processo umano con il programma ROS, è stato anche possibile integrare negli scenari di simulazione un sistema di pianificazione del percorso con ostacoli dinamici. Pertanto, ora è possibile realizzare simulazioni olistiche dei posti di lavoro concernenti scenari HRC.

Alfred Hypki ha fortemente raccomandato di coinvolgere sin da una fase precoce le discipline e i soggetti interessati nei processi decisionali e di pianificazione.

L'industria automobilistica svolge un ruolo pionieristico

Sebastian Keller, esperto di produzione per il Gruppo BMW presso lo stabilimento di Lipsia, ha spiegato l'impiego positivo di HRC nella produzione giornaliera. Le attività spaziano dall'applicazione dell'adesivo ai finestrini ad apparecchiature di misurazione e sistemi di pallettizzazione robotizzati, fino alla pulitura di superfici nella fase di assemblaggio.

Presso il Gruppo BMW sono già state introdotte 29 applicazioni di tipo HRC, in particolare applicazioni di limitazione di forza e potenza. Grazie a questa scelta, l'impresa ha raccolto una serie di suggerimenti validi. Ad esempio, BMW consiglia di scegliere le applicazioni, affinché gli operatori ne riconoscano subito i vantaggi e i benefici che ne derivano.

Inoltre le strategie di sviluppo partecipative che hanno coinvolto i collaboratori interessati in una fase precoce sono state accolte con maggiore favore e, al tempo stesso, hanno beneficiato di idee e competenza dei dipendenti in questione. Per le nuove installazioni, inoltre, l'impresa raccomanda di concedere il tempo sufficiente per l'analisi dei rischi e l'attuazione di strategie di sicurezza.

Sebastian Keller raccomanda anche di istituire un team di esperti preposto alla creazione e alla conversione in loco di sistemi automatizzati.

Le start-up garantiscono un ritmo sostenuto di sviluppo

Jens Kotlarski, amministratore delegato di Yuanda Robotics ad Hannover (Germania) ha illustrato in modo formidabile il potenziale creativo e il dinamismo delle start-up sul fronte HRC. A suo avviso, il mondo sta entrando in un'età d'oro della robotica. Entro la fine dell'anno, Yuanda Robotics lancerà un nuovo tipo di robot collaborativo che unisce sicurezza certificata, giunti con sensori di coppia integrati, videocamere integrate, intelligenza artificiale, un'interfaccia grafica utente nonché hardware e software modulari.

Ritene che i robot per le applicazioni collaborative dovrebbero essere alla stregua di uno strumento elettrico e dovrebbero sempre essere interessanti da usare. L'intento di Yuanda è, soprattutto, portare l'interazione con l'operatore a un nuovo livello di sviluppo. L'obiettivo è garantire la semplicità d'uso, ad esempio attraverso un'interfaccia grafica dell'utente, una programmazione intuitiva e un'integrazione semplice di sistemi di visione.

"La robotica collaborativa è molto più che collaborazione sicura tra uomo e robot", afferma Jens Kotlarski. Si tratta principalmente di interazione e fruibilità, prosegue. Guardando al futuro, vede come obiettivo il riconoscimento automatico degli oggetti, con videocamere e reti sicure alla base, tra cui l'uso di digital twin e la pianificazione automatizzata del percorso.

Soluzioni chiavi in mano con i cobot

Uwe Schmidt, responsabile della divisione Mondo COBOT World di HLS Ingenieurbüro GmbH a Augusta, ha dimostrato la possibile attuazione di scenari HRC nel mondo reale. Al pari di un integratore, l'impresa sviluppa soluzioni cobot certificate per applicazioni quali il carico automatizzato di macchine utensili e, a tale scopo, si avvale di piattaforme e configurazioni diverse.

Anche per lui, la simulazione delle aree di lavoro è un tema che sta assumendo un'importanza crescente per l'ambito HRC. Dirk Garzke, responsabile dell'automazione presso ZOLLER, ha illustrato una serie di soluzioni HRC nel campo della gestione degli utensili.

Ritiene che tra i principali fattori per rafforzare il grado di accettazione figurino non solo il flusso di dati end-to-end all'interno del processo complessivo, dalla gestione degli utensili ai sistemi di deposito e logistica sino alla macchina utensile, ma anche fattori di tipo soft, ad esempio il nome del sistema cobot. Il nome scelto da Zoller per il sistema è "Cora".

Tour dimostrativo live

Ai visitatori del Dialogo tra utenti e tecnologia è stata offerta l'opportunità di fare un tour delle varie stazioni per provare direttamente quanto sia già diversificata la gamma di concetti e soluzioni in campo HRC. La visita ha creato l'occasione per mostrare diverse applicazioni di prova e montaggio, soluzioni collaborative di tipo pick & place nonché soluzioni per la preimpostazione e la preparazione di utensili collaborativi.

Durante il giro è emerso che oggi è disponibile una vastissima scelta di sistemi cobot differenti che si contraddistinguono per forze e capacità. Anche la dotazione periferica è in continua evoluzione. Entro la fine dell'anno, SCHUNK proporrà una gamma completa di pinze Co-act certificate, adatte per un'ampia varietà di interfacce e applicazioni. Nei componenti dei processi è sempre più presente ormai l'intelligenza.

Da un sondaggio rapido condotto tra i partecipanti al Dialogo tra utenti e tecnologia emerge che la collaborazione tra uomo e robot è oggi una priorità per gli utenti, che nel complesso hanno nominato una cinquantina di applicazioni HRC. Circa un terzo della comunità HRC ha già maturato una valida esperienza con applicazioni pilota e sta passando dalla fase di valutazione alla successiva fase, ossia quella di attuazione della tecnologia nelle applicazioni produttive del mondo reale in siti selezionati.

I robot più apprezzati sono quelli di Universal Robots e KUKA, ma anche i cobot di altri produttori suscitano grande interesse. Le principali aree di applicazione riguardano attività di pick & place, l'assistenza di operazioni di montaggio e la logistica interna.

www.schunk.com

  Richiedi maggiori informazioni…