Ad attenderci sulla soglia dello stand Denso, un duetto scintillante; protagonista una coppia degli ultimi modelli VS H2O2/UV, robots antropomorfi dal design accattivante, progettati e sviluppati rivolgendo particolare attenzione all’impiego in ambito farmaceutico/medicale. Grazie alle loro superfici cromate, completamente lucidate, questi robots (payload 4 kg – Arm Reach 520 mm) risultano estremamente facili da pulire e resistono all’aggressività di agenti quali H2O2 e raggi UV, frequentemente richiesti dal settore medicale per la pulizia delle attrezzature che operano in tale ambito (Figura 1). Le forme sinuose e arrotondate, la totale assenza di viti e i cablaggi totalmente racchiusi all’interno della struttura dei robots, limitano, inoltre, l’accumulo di batteri e il potenziale danneggiamento dell’apparato, causato dall’uso di prodotti chimici corrosivi.

Novità anche per il controllo di processo. Particolare attenzione merita l’isola in cui vediamo operare i controller RC8 (Figure 2 e 3) e il supervisore MC8. RC8, inconfondibile per le sue dimensioni ridotte e per la sua compattezza (attualmente il più piccolo della classe 3 kW), non passa certamente inosservato anche per la sua estrema versatilità: “universale”, può essere utilizzato con tutti i tipi di robot della gamma, poiché cambiano soltanto i moduli di alimentazione assi; “intuitivo”, menu e interfaccia grafica semplificati, sistema in grado di utilizzare risorse esistenti (n.b. ancor più semplice per chi ha già utilizzato l’RC7); “razionale”, se utilizzato con ORiN, non serve imparare un nuovo linguaggio di programmazione robot e, sempre grazie a ORiN (o PacScript) è in grado di programmare un’intera linea di produzione; “flessibile”, oltre a offrire un’ampia gamma di interfacce di connessione, è possibile gestire, via Profinet o Ethernet I/P, una ricca libreria di comandi; il tutto, da svariati brands di PC e PLC, quali Siemens, Rockwell, Omron, etc.; “economico”, ha bassi consumi energetici ed è compatibile con gran parte degli accessori già esistenti. MC8, considerato una versione “speciale”, oltre a condividere gran parte delle caratteristiche di RC8, è in grado di gestire fino a 8 motori Denso, esterni alla cinematica robot. In termini di flessibilità, aggiungendo una scheda di espansione e utilizzando dei providers interni al sistema, con RC8 è possibile gestire anche motori e azionamenti di terze parti.

Parola d’ordine “cooperazione”. Nell’applicazione di Cooperative Transportation & Force Control System, ci è possibile apprezzare la nuova funzione di cooperazione tra due robot VS050 e VS060 (Figura 4). La configurazione contempla un controller Master, che gestisce i movimenti, e un controller slave, che esegue i comandi di interpolazione, ricevuti via Ethernet/Ethercat. Il sistema è in grado di far cooperare fino a tre robots, tutti programmabili attraverso la stessa tastiera touch screen. Il robot VS050 (6 assi, payload 4 kg, Arm Reach 505 mm) è, in questo caso, equipaggiato con un sensore di forza che, inviando i dati al controller, permette al robot di adattare la forza dei giunti, a seconda della necessità. Il sensore è collegato via Ethernet al controller. Tale sistema è totalmente gestibile, in tempo reale, attraverso le librerie di ORiN2. L’applicazione di “Conveyor Tracking” in mostra (Figura 5) prevede invece due robots scara che lavorano, in contemporanea, sullo stesso nastro trasportatore, e due robots serie VS, che lavorano su un secondo nastro trasportatore; entrambi i nastri sono dotati di encoder, che permettono di comunicare ai controller una specifica posizione di avanzamento. Gli oggetti vengono prelevati, in depallettizzazione, dallo scara Serie HM, per poi essere depositati sul nastro 1; su questa linea, il primo robot VS (Master) preleva , in tracking, i pezzi (in questo caso, confezioni di caramelle) riconosciuti dalla telecamera posta sopra il nastro. I pezzi che non possono essere gestiti dal primo robot, vengono prelevati dal secondo VS (Slave) della linea; tale input è trasmesso, dal Master allo Slave, tramite ORiN2 via Ethernet . I pezzi prelevati, vengono scaricati sul secondo nastro dove, con lo stesso concetto, sono poi manipolati dai 2 SCARA.

Un sistema di asservimento flessibile. Altra interessante proposta dello stand Denso è l’EYEFEEDER, il sistema di asservimento flessibile, equipaggiato con servomotori direttamente gestiti dal controller del robot Denso (Figura 6). Utilizzabile in applicazioni di assemblaggio, packaging, pick-and-place, controllo qualità, e molte altre ancora, EYEFEEDER è una soluzione compatta, che permette di prescindere, all’interno dell’applicazione, da dispositivi di ricircolo pezzi o Conveyor Tracking. Un alimentatore a tramoggia (o circolare) scarica i pezzi sul nastro dell’EYEFEEDER, il quale, attraverso un movimento combinato di avanzamento e scuotimento del nastro, favorisce la presenza di elementi all’interno dell’area di rilevamento del sistema di visione. Questo deciderà quale azione intraprendere, in base alla condizione degli oggetti presenti sul nastro: se questi si troveranno in una posizione dal prelievo facilitato, verrà inviato l’input al robot, che darà il via alle operazioni di pick-and-place; in caso contrario (qualora non fossero presenti elementi a sufficienza o qualora risultassero “non prendibili”), il sistema di visione richiederà nuovamente all’EYEFEEDER di esercitare un’azione di scuotimento, in maniera tale da modificare la giacitura dei componenti presenti sul nastro. Sviluppare un sistema con EYEFEEDER e un robot Denso, permette di utilizzare qualsiasi sistema di visione (collegandolo facilmente, attraverso la porta Ethernet), grazie alla grande quantità di librerie presenti all’interno del controller del robot . Disponibile nelle versioni da 800, 1.000, 1.200 mm o nella versione “MINI” (particolarmente indicata per la movimentazione di componenti molto piccoli ), EYEFEEDER vi permetterà di ottenere una produzione continua, flessibile, dai costi e gli spazi contenuti e ragionevoli.

Air Hockey: uomo vs robot. Ultima e oramai storica, ma non meno importante, un’applicazione che continua a incuriosire i più grandi e divertire gli innumerevoli studenti in visita: “uomo contro robot” in una demo di Air Hockey (Figura 7). Una telecamera, posta al di sopra del tavolo da gioco, comunica al robot la posizione e il transito del disco lanciato dall’avversario umano; in questa maniera il robot, il cui braccio ha un vero e proprio “piattino integrato”, è pronto a rispondere al colpo, difendendo la sua porta e rispedendo il disco dritto al mittente!

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L’edizione 2014 di Automatica si chiude con un bilancio positivo rispetto a due anni prima: visitatori in crescita di oltre il 10% ed espositori del 7%. Nel dettaglio i numeri parlano chiaro per la biennale della robotica e dell’automazione ospitata a Monaco di Baviera: 34.500 visitatori da oltre 100 Paesi e 731 espositori da 42 Paesi. Il 32% dei visitatori è giunto dall’estero, con un incremento di oltre il 15%. Ottimo debutto per la robotica di servizio. Il direttore della fiera, Reinhard Pfeiffer, ha dichiarato: “I tassi di crescita e l’alto livello di soddisfazione di espositori e visitatori confermano che Automatica ha ulteriormente consolidato la sua leadership”. Patrick Schwarzkopf, direttore generale di Vdma Robotik + Automation conferma: “Come vetrina dell’innovazione, Automatica svolge un ruolo determinante per l’evoluzione dell’industria manifatturiera. È qui che gli operatori provenienti da tutto il mondo scoprono come sarà il futuro”.

La prossima edizione di Automatica è in programma dal 21 al 24 giugno 2016. Cresce l’importanza della robotica. “Il motto di Automatica ‘Optimize Your Production’ gode di una congiuntura favorevole in tutto il mondo – ci spiega Hans-Dieter Baumtrog, presidente del Consiglio di amministrazione di Vdma Robotik + Automation -. Il tema riguarda la qualità, la sicurezza e la sostenibilità dei prodotti. E, in questo contesto, le soluzioni di assemblaggio integrate, la robotica e la visione industriale sono le chiavi per il successo. La crescente internazionalità di Automatica è un chiaro indice di questa evoluzione.” Stefan Kapferer, segretario di Stato presso il ministero tedesco dell’Economia e dell’Energia, evidenzia come “Automatica ha ribadito ancora una volta la leadership della Germania nel campo della robotica e dell’automazione.” Anche nell’Unione Europea il ruolo del settore è ben chiaro: Neelie Kroes, vicepresidente della Commissione Europea, ha aperto Automatica 2014 annunciando il più grande programma mondiale di promozione e incentivazione della robotica civile: Sparc. Con un investimento complessivo di 2,8 miliardi di euro, l’Europa punta a consolidare la propria leadership nella robotica e a creare oltre 240.000 posti di lavoro. Neelie Kroes ha sottolineato: “Automatica è la vetrina ideale per la tecnologia robotica europea più avanzata”. In futuro uomo e macchina. La collaborazione fra uomo e macchina proietta la robotica e l’automazione in una nuova dimensione. I robot sgravano gli operatori umani dalle mansioni monotone, nocive alla salute e a basso valore aggiunto. Le postazioni di lavoro diventano così più produttive, flessibili ed ergonomiche. Con molti esempi concreti Automatica ha dimostrato l’enorme potenziale anche per le piccole e medie imprese. La robotica di servizio, ormai matura per la commercializzazione, ha suscitato grande interesse: oltre 60 aziende specializzate in robotica di servizio in ambito B2B, hanno mostrato le straordinarie possibilità di robot e componenti intelligenti nei campi della medicina e della cura della persona, dell’ispezione, della manutenzione e della logistica. L’azienda berlinese Argo Medical Technologies ha vinto la prima edizione del Service Robotics Masters Start-up Award con il suo ‘vestito esoscheletro’ che restituisce la capacità di camminare ai paraplegici. Quarta rivoluzione industriale Ormai da tempo la quarta rivoluzione industriale non è più solo una visione. Dimostrazioni dal vivo e presentazioni di specialisti ed esperti hanno mostrato agli operatori in visita gli effetti concreti della Industry 4.0 sulla produzione. “La piena realizzazione dell’Industria 4.0 determinerà il nostro futuro, perché solo così possiamo riuscire a creare una forma di economia integrata, estremamente flessibile e capace di garantire l’uso efficiente delle risorse,” ha dichiarato Kapferer. L’offerta del Salone ha garantito padiglioni affollati e un clima di ottimismo fra espositori e visitatori. L’istituto indipendente di ricerche di mercato tns infratest ha fornito i seguenti risultati: il 97% dei visitatori intervistati ha giudicato buona od ottima la completezza dell’offerta, mentre il 95% ha apprezzato la presenza dei leader di mercato. Altrettanto positivo il riscontro degli espositori: per il 95 percento delle aziende intervistate, il clima in fiera è stato buono o eccellente.

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L’utilizzo di sistemi robotizzati in produzione non è una novità. Particolare è invece l’applicazione di robot antropomorfi nella produzione di maschere di carnevale. In questo caso il sistema non si limita alla ripetitività dei movimenti e la relativa alta produzione, ma esegue traiettorie nello spazio simili a quelle di un esperto maestro di decorazione. Insomma, il robot realizza movimenti naturali una copia di manualità di tipo artistico, piuttosto che di una riproduzione descritta tramite dati numerici o programmi. Istruire l’artista meccatronico. In particolare, senza che l’operatore artista/creativo abbia o debba apprendere alcuna capacità di programmazione, è in grado di addestrare il robot nella decorazione di oggetti, facendogli riprodurre i percorsi nello spazio, le fermate, i particolari usi dello strumento sul pezzo, al fine di ottenere un prodotto finale del tutto artigianale, che contenga le esperienze manuali dell’operatore stesso. Nel caso specifico, l’oggetto della decorazione è una maschera di carnevale e lo strumento è un cordolo di colla a caldo, usata per decorare la superficie nei modi più disparati. La particolarità dell’applicazione è quindi quella di trovare una modalità di istruzione del robot che sia basata su movimenti manuali, senza descrizione ulteriori e che permettano all’operatore di muoversi liberamente, come farebbe se dovesse decorare direttamente il pezzo. In questo caso è fondamentale lo sviluppo dell’editor grafico. Esso è estremamente intuitivo e semplice da programmare. Il sistema è basato sull’uso di un braccio di misura molto leggero, che permette di intercettare ad alta velocità la posizione di un puntale nello spazio. L’operatore potrà quindi utilizzare questa ‘penna’ per decorare virtualmente un pezzo reale, alla stessa velocità e con gli stessi movimenti che di solito utilizza durante una decorazione artigianale. Appena completato il processo, potrà vedere immediatamente il risultato prodotto dal robot, senza dover fare nulla di più che premere un tasto di conferma del percorso (in modo che venga salvato permanentemente) e venga poi elaborato per eliminare i punti non utili, le eventuali fermate non funzionali, ovvero per ottenere un percorso efficiente, in modo del tutto automatico. Questa particolare applicazione è realizzata con un robot del costruttore giapponese Denso, distribuiti nel nostro Paese da Klain Robotics. I vantaggi dell’automazione. Il software di gestione della macchina è stato sviluppato in modo da permettere la modifica di una parte di maschera una volta finito l’addestramento nel caso non sia gradito il risultato finale. Inoltre, permette all’operatore/ artista di modificare in qualsiasi momento i movimenti (anche un solo segmento dell’intera maschera), le velocità di lavorazione (il robot può lavorare sia più velocemente sia più lentamente rispetto alla velocità di addestramento). Questo può sembrare banale, ma permette di creare modelli diversi di maschere uguali fuorché un piccolo particolare o una parte di decorazione senza dover riaddestrare parti in comune. Ogni modifica è eseguita dal robot in real-time, quindi permette di avere il pieno controllo sia sull’avanzamento nel processo di creazione sia sui successivi interventi da eseguire. Il sistema è così efficiente in termini di interfaccia, che un nuovo operatore (naturalmente esperto in decorazione artistica) può utilizzarlo al pieno dopo qualche decina di minuti di istruzione. Dal punto di vista produttivo, il sistema è estremamente compatto (circa 1,5 x 1,5 m per un altezza totale di 2 m) ed è quindi una valida soluzione anche in caso di installazioni in spazi ristretti. La macchina è in grado di prelevare in autonomia i pezzi da un caricatore e depositare poi il prodotto finito su un nastro di scarico, senza bisogno di alcun intervento manuale. L’applicazione ha permesso di eliminare un’operazione manuale che aveva un pesante impatto sulla produzione. Il problema più gravoso non era tanto il consueto bisogno di ridurre le lavorazioni manuali, ma specialmente il fatto che gli operatori non riuscivano a condurre questa lavorazione continuativamente per più di un paio d’ore, con conseguenze complesse nella gestione del personale, che in ogni caso doveva avere delle ottime capacità manuali/artistiche specifiche. Ulteriori benefici dall’utilizzo della macchina sono la completa compatibilità con il catalogo dei prodotti del cliente. Questo è possibile grazie a un sistema ingegnerizzato di attacchi per fissare la flangia del robot allo stampo della maschera e un vano di prelievo pezzi compatibile, senza nessuna necessità di modifica della macchina. Il sistema di presa e deposito delle maschere è gestito da una serie di comuni ventose a soffietto, il che permette la sostituzione in caso di usura con costi estremamente contenuti unendo il tutto a una presa sicura e adattabile alle minime differenze specifiche dovute a un prodotto artigianale. Riassumendo questo sistema robotizzato è stato sviluppato cercando di integrare le necessita di una produzione prettamente artigianale e variegata (altamente modificabile nel tempo) con una tecnologia che permetta di ripetere il tutto in modo meccanico e preciso, permettendo di ridurre drasticamente il carico gravoso affidato ai pochi operatori capaci di svolgere questo compito. Cosa dire. In ultima analisi, ma non meno importante, bisogna far notare che avendo sviluppato un sistema estremamente flessibile la macchina, come sistema, può essere utilizzata per un numero innumerevole di applicazioni artigianali che richiedevano una preparazione manuale specifica da parte dell’operatore; questo fa si che il campo di applicazione sia estremamente più amplio rispetto alla decorazione delle maschere utilizzando un filo di colla. Basta sostituire la colla con del colore, oppure aggiungere alla testa del robot una spazzola e le opportunità di lavorazione sono numerosissime. Tante alternative per un utilizzo della robotica davvero variegato e soprattutto creativo.

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