Robot collaborativi, lo scenario applicativo: strumenti e sfide future per le imprese | Agenda Digitale

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Robot collaborativi, lo scenario applicativo: strumenti e sfide future per le imprese

La robotica collaborativa permette alle PMI di gestire flussi produttivi in costante cambiamento e ampliare il portfolio dei prodotti senza stravolgere layout e processi. Ma cosa si può fare con un “cobot”? Quali mansioni e processi consente di automatizzare? Il punto sullo stato dell’arte e il futuro delle applicazioni

21 Mag 2021
Alessio Cocchi

country manager Italia di Universal Robots

Il tema dell’applicabilità della robotica è probabilmente il fattore che più di ogni altro ha dato impulso alla nascita della robotica collaborativa. Questa forma di automazione è emersa infatti sul mercato nel 2008 in risposta a una diffusa richiesta da parte delle piccole e medie aziende che, con difficoltà, riuscivano a implementare sistemi robotici tradizionali all’interno del proprio flusso produttivo. Al pari della robotica tradizionale la robotica collaborativa garantisce infatti maggiore produttività, coerenza sul prodotto, riduzione delle spese di produzione e maggiore ergonomia delle diverse fasi in cui è applicata. A differenza, però, della robotica tradizionale i collaborativi offrono anche vantaggi tipici e peculiari, fra cui un approccio semplificato alla programmazione, tempi di set up e integrazione ridotti e una spiccata flessibilità operativa e applicativa. E proprio su questo rivoluzionario approccio che si è giocato il successo della robotica collaborativa presso le PMI, che hanno finalmente trovato una chiave d’accesso ai vantaggi dell’automazione compatibile con i propri bisogni produttivi.

Gestire lotti corti, alto mix e bassi volumi di produzione, scenario in cui la maggior parte delle PMI (e non solo) si trova a giocare, non è infatti possibile in maniera ragionevolmente economica e produttiva con automazione rigide e che richiedono ingenti quantità di tempo (e denaro) per la riprogrammazione.

La robotica collaborativa, con il suo portato di semplicità e intuitività d’uso, ha reso possibile gestire flussi produttivi in costante cambiamento, così come ampliare il portfolio dei prodotti senza per questo stravolgere layout e processi.

Le applicazioni collaborative

Ma cosa è possibile fare con un robot collaborativo (o cobot)? Quali mansioni possono essergli affidate? Quali processi automatizzare?

Le prime applicazioni sviluppate dalle imprese e dai system integrator erano, a onor del vero, piuttosto semplici e limitate a compiti di manipolazione e pick & place. Vigeva – e in parte ancora permane – un certo scetticismo sulla possibilità di applicare i cobot in ambienti produttivi caratterizzati da cicli intensi e processi “pesanti”. Quindi il primo e naturale ambito in cui i cobot sono stati integrati è stato quello del material handling “leggero”, tipicamente in asservimento macchine utensili con pezzi di piccole dimensioni.

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Due fattori hanno contribuito ad ampliare il ventaglio di possibilità applicative negli anni successivi.

  • Il continuo progresso tecnologico applicato ai bracci robotici, che ha permesso per esempio di ampliare payload, percezione/sensibilità, portata e ripetibilità, rendendo possibile l’applicazione in compiti più demanding e complessi.
  • Un cambio di cultura che ha reso consapevoli le imprese delle possibilità offerte da un’automazione capace di plasmarsi (con flessibilità) ai bisogni produttivi.

In questo cambio di percezione hanno giocato un ruolo strategico i system integrator italiani, la cui competenza ed eccellenza è riconosciuta, e spesso acquistata, anche all’estero.

Oggi lo scenario applicativo dei robot collaborativi è molto più ampio e complesso. Ai compiti di manipolazione leggera si sommano compiti in cui il cobot esprime compiutamente una delle sue principali missioni: garantire un vantaggio ergonomico.

Rientrano in questa casistica applicazioni che riguardano l’asservimento macchine (in cui il cobot solleva l’operatore da movimenti ripetitivi, noiosi e valorizza l’apporto umano), la saldatura (in cui il braccio malleva l’addetto dall’esposizione a fumi tossici, radiazioni, calore e bagliori), rimozione di materiale (fresatura, sabbiatura, finitura superficiale) in cui l’operatore può evitare di manipolare oggetti pesanti e non è sottoposto a esposizione di vibrazioni.

I vantaggi principali portati dall’evoluzione tecnologica in termini di percezione, ripetibilità e precisione, hanno invece reso possibile sviluppare applicazioni di assemblaggio collaborativo, in cui il cobot grazie al sensore di forza pone in battuta il pezzo con precisione, cerca un foro, serra giunzioni e dadi con controllo di coppia e forza. In queste attività il vantaggio produttivo è evidente (i pezzi vengono assemblati, con maggiore coerenza e qualità finale) ma lo è altrettanto il vantaggio ergonomico per l’operatore, non più chiamato a compiti che possono causare infortuni muscolo scheletrici e tendiniti.

C’è infine un ulteriore vantaggio. Mutare le condizioni di lavoro, e i compiti a cui sono chiamati gli operatori, comporta necessariamente un cambiamento nel mix di competenze richieste. I cobot sono un efficace tramite per inserire in fabbrica nuove competenze: programmazione, gestione dei flussi di lavoro, interazione diretta (e consapevole) con automazioni complesse. Il trasferimento di queste competenze verso operatori prima chiamati a compiti routinari, noiosi, di scarso valore aggiunto, è uno dei vantaggi erogati dalla robotica collaborativa, un’automazione percepita come prossima, di facile interazione, capace di far tornare l’uomo al centro del processo produttivo.

Uno sguardo al futuro

Big data, intelligenza artificiale, deep learning, sono i fattori e strumenti con cui la robotica dovrà entrare in relazione in un futuro prossimo. Dalla capacità della robotica di incamerare dati, apprendere in maniera autonoma e interagire in modo sicuro e vantaggioso con l’ambiente, deriverà un ulteriore ampliamento della casistica applicativa.

Apprendere per interazione e imparare autonomamente attraverso l’integrazione di protocolli di IA, ha però un costo difficilmente sostenibile per molte piccole e medie imprese. La sfida più ardua sarà quella di far sì che i robot collaborativi possano imparare da moli di dati ridotte. Questo obiettivo – che chiama in causa produttori, così come integratori – renderà i cobot più facilmente integrabili, così come programmabili, anche per operazioni di straordinaria complessità anche da imprese con budget limitati.

Il futuro applicativo dei cobot è quindi caratterizzato da maggiore interazione con l’essere umano, maggiore autonomia operativa e – di conseguenza – maggiori possibilità di automazione.

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