Robot con sensibilità umana

I robot contribuiscono in modo significativo all’automazione industriale. Tuttavia, il loro contributo sarebbe molto più grande se le macchine potessero agire con la stessa intelligenza delle persone. Con i sistemi robotizzati esistenti, molte operazioni possono essere eseguite solo con uno sforzo elevato. Qualsiasi tentativo di controllare processi instabili, comporta solitamente costi elevati per la messa in servizio, l’apprendimento o la manutenzione. Se le derive di posizione non vengono corrette di continuo, si possono verificare imprecisioni o addirittura danni al prodotto.

Un’altra sfida è rappresentata da quei processi di produzione talmente complessi che fino ad ora erano praticamente impossibili da implementare dal punto di vista tecnico ed economico. Le precedenti limitazioni in termini di qualità, prestazioni e produttività possono ora essere eliminate grazie a un componente di piccole dimensioni e facile da installare, anche in un secondo momento.

Smart Flex Effector aumenta la precisione e la produttività, evita gli errori e consente una maggiore automazione.

Smart Flex Effector rivoluziona la robotica

Proprio come una spina intelligente che viene inserita in una presa tradizionale per collegare gli elettrodomestici e renderli trasparenti, l’elemento di compensazione aiuta i grandi robot industriali a produrre beni in modo più economico e preciso.

Partendo da questa idea, gli esperti della tecnica lineare di Bosch Rexroth, hanno sviluppato Smart Flex Effector, che consente ai robot cartesiani e ai robot antropomorfi di “percepire” l’ambiente circostante. In abbinamento ai tradizionali sensori di processo, l’innovativo elemento di compensazione è capace di percepire le variazioni di ognuno dei sei gradi di libertà che lo caratterizzano.

La combinazione di capacità sensoriali e meccaniche è la base per una sorta di modulo intelligente capace di percepire le 6 coordinate nello spazio e rendere trasparenti e controllabili processi instabili e altamente complessi. Ad esempio, Smart Flex Effector può rilevare la posizione di pezzi o di oggetti durante la fase di presa e trasmettere le informazioni al controller del robot per la correzione e la compensazione attiva di eventuali errori di posizionamento. Rispetto all’utilizzo di singoli sensori di misura, in molti casi è proprio questa sua peculiarità a rendere possibile un prelievo e una giunzione precisi.

Un salto di qualità per l’automazione dei processi

Smart Flex Effector, progettato per soddisfare i requisiti della classe di protezione IP54, è adatto alla movimentazione di pesi fino a 6 kg. Per i costruttori e gli utilizzatori di macchine, si prospetta la possibilità di nuove applicazioni che in precedenza non erano possibili, oppure solo in parte, o con costi elevati, dovendo utilizzare: unità di compensazione passive, sensori di forza e coppia e sistemi visivi. Le numerose applicazioni spaziano dall’automazione di assemblaggi ai processi di giunzione con tolleranze ridotte al monitoraggio della qualità, all’apprendimento automatico o alla movimentazione controllata degli oggetti.

Un esempio di attività manuale che finora non poteva essere automatizzata con costi contenuti è l’inserimento di schede elettroniche nelle unità di controllo dei motori. In passato era impossibile determinare in modo soddisfacente la posizione della scheda. Anche il minimo disallineamento durante l’inserimento avrebbe causato la piegatura dei pin di saldatura. Tuttavia, se il robot è dotato di Smart Flex Effector, il sistema è in grado di percepire anche il più lieve disallineamento ed inserire la scheda in modo affidabile.

Movimentazione, apprendimento e monitoraggio intelligenti

Nelle attività di movimentazione tradizionali, la compensazione attiva degli scostamenti di posizione garantisce che particolari di assemblaggio o movimentazione vengano prelevati con precisione, depositati correttamente o smistati in modo accurato. Anche i componenti in vetro o in altri materiali fragili possono essere movimentati in modo sicuro e dinamico. Per i trasferimenti ad alta velocità che avvengono durante il processo, il modulo di compensazione può essere bloccato elettromeccanicamente nella posizione zero.

Grazie a FlexEffector, è possibile semplificare o automatizzare anche i processi di apprendimento. Poiché il controllore robotico è in grado di leggere direttamente le coordinate esatte dei punti di presa e di posizionamento, ora durante il funzionamento è possibile reiterare l’apprendimento. Se necessario, i robot possono essere comandati anche manualmente tramite FlexEffector, semplicemente spostandoli in posizione in modo manuale.

Nell’ambito del monitoraggio dei processi, l’innovativo modulo di compensazione contribuisce non solo a semplificare la documentazione, ma anche a migliorare la qualità dei processi. Rilevando prontamente gli scostamenti target/effettivi e segnalandoli al sistema di controllo per consentirne la correzione, è possibile evitare errori e costi inutili dovuti a scarti o rilavorazioni.

Semplicità di installazione e messa in servizio

Smart Flex Effector è rivolto principalmente a specialisti dell’automazione, integratori di sistemi, integratori e produttori di robotica, ma anche a fornitori e rivenditori di sensoristica. Inoltre, il modulo di compensazione tattile suscita l’interesse degli OEM e degli utilizzatori finali di un’ampia gamma di settori industriali come quelli dell’elettronica, dei metalli o dei beni di consumo. L’installazione è estremamente semplice. Per l’installazione meccanica, sono disponibili flange di adattamento per i robot e le pinze più diffuse. L’alimentazione avviene tramite un classico alimentatore a 24 V e i dati vengono scambiati con il controller mediante interfacce RS485 o I/O digitali aggiuntive. Il sistema di bloccaggio è di tipo elettromeccanico e non richiede l’uso di sistemi pneumatici.

Il nuovo ruolo delle persone nella produzione

Grazie all’ampia gamma di applicazioni possibili per l’automazione, Smart Flex Effector può contribuire a contrastare la grave carenza di manodopera e personale specializzato per le attività di montaggio o giunzione. Tuttavia, nei processi di montaggio è ancora necessario l’intervento dell’uomo. Invece di svolgere un lavoro monotono, le mansioni e le conoscenze del personale si concentreranno su altre attività, come l’analisi dei dati o l’ottimizzazione dei processi di sistemi e sottosistemi integrati.

Prospettive: principi di base per le cellule ad autoapprendimento

Gli end-effector intelligenti possiedono un potenziale rivoluzionario perché non solo risolvono i problemi attuali della produzione industriale, ma al contempo offrono nuove opportunità per quanto riguarda la progettazione dei sistemi di produzione. Sul lungo periodo, i moduli di compensazione intelligenti potrebbero anche consentire sistemi di produzione con isole flessibili di concezione significativamente più semplice e a costi inferiori. In futuro, il flusso di dati provenienti dagli effettori finali potrebbe essere combinato con algoritmi di intelligenza artificiale per rendere il sistema in grado di apprendere in modo automatico, rendendo il processo sempre più ottimizzato.

Gestione dei processi umani come modello

Lo Smart FlexEffector di Bosch Rexroth è stato sviluppato sulla base di un’intuizione determinante: non è possibile stabilizzare a costi contenuti processi complessi e instabili con sottoprocessi interconnessi, semplicemente aumentando la precisione di posizionamento nei sistemi di produzione e nelle isole di montaggio, soprattutto nel caso di un’elevata varietà o di quantità ridotte. È più promettente seguire l’esempio dell’uomo: anziché evitare o eliminare fattori di disturbo come l’usura o gli errori di misura cumulativi, i dipendenti integrano nel processo il principio della logica individuale. Smart Flex Effector di Bosch Rexroth adotta questo approccio. Per garantire la qualità del processo durante la movimentazione, non si utilizzano coordinate assolute nello spazio. Al contrario, il modulo di compensazione definisce gradualmente i punti di prelievo, i punti di collegamento e le posizioni di deposito necessarie per indirizzare con precisione gli oggetti e gestirli singolarmente.

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