Avvitare con i Cobot

Di fronte alla carenza di manodopera e alle iniziative di reshoring, i produttori stanno utilizzando robot collaborativi per automatizzare le applicazioni di avvitatura. Foto per gentile concessione di Universal Robots A/S

L'avvitamento tende ad essere un compito noioso e ripetitivo per gli esseri umani, che lo rende soggetto a errori. È un candidato perfetto per l'automazione, che può fornire flessibilità e ripetibilità.

L'avvitamento robotizzato differisce dalle applicazioni più tradizionali, come l'avvitamento fisso o manuale. Tra le altre cose, i robot semplificano i cambi rapidi e l’esecuzione di lotti piccoli e di dimensioni variabili di assemblaggi correlati.

Inoltre, i robot possono azionare viti da tutte le direzioni senza problemi di ergonomia e con diversi gradi di coppia. Hanno anche la capacità di azionare viti di diverse dimensioni utilizzando vari alimentatori per ciascun tipo di dispositivo di fissaggio. I produttori possono ottenere cicli più elevati per mandrino di avvitatore e tempi di ciclo più rapidi per vite, migliorando al tempo stesso la qualità.

Di fronte alla grave carenza di manodopera e alle iniziative di reshoring, i produttori grandi e piccoli stanno investendo in sistemi di avvitatura collaborativi che consentono a esseri umani e robot di lavorare in stretta prossimità sulle catene di montaggio.

“La carenza di manodopera e l’elevato turnover dei dipendenti stanno colpendo l’intero mondo produttivo in questo momento”, afferma Catherine Leclerc, proprietaria del prodotto per le applicazioni di avvitatura presso Robotiq Inc. “Un compito noioso e ripetitivo come l’avvitamento, che può causare lesioni da sforzo a lungo termine, è semplicemente non è una buona prospettiva di lavoro.

"Tuttavia, l'avvitamento è spesso un processo critico che garantisce la qualità del prodotto, o un potenziale indicatore per il cliente finale della qualità che può aspettarsi dal prodotto in mano", osserva Leclerc. “È in gioco la reputazione dei produttori. Questa necessità di mantenere la qualità nel tempo e la sfida di assumere e trattenere i lavoratori sono ciò che rende l'avvitatura un ottimo candidato per l'automazione.

“L’avvitatura [automatizzata] era un’attività complessa, costosa e occupava molto spazio sulla catena di montaggio”, spiega Leclerc. “In quanto tale, era riservato all’uso in impianti di grandi dimensioni con grandi budget di automazione che producevano in grandi volumi.

“Questo tipo di progetto personalizzato da parte di un integratore difficilmente potrebbe soddisfare la realtà dei piccoli produttori che hanno a che fare con uno spazio [limitato] sulla catena di montaggio, budget limitati e personale [scarso] per l’automazione”, sottolinea Leclerc. “Ora, con i cobot e i sistemi di avvitatura progettati appositamente per i cobot, la tecnologia è diventata accessibile a qualsiasi produttore.

"Esistono sistemi di avvitatura che possono essere acquistati immediatamente, spediti entro pochi giorni lavorativi, facilmente installati e adattati ai cambiamenti di produzione", afferma Leclerc. “È un’era completamente nuova.”

Il sistema Robotiq include un cacciavite SD-100 e un alimentatore a vite SF-300 compatibili con le macchine di Universal Robots A/S (UR). Le celle popolari sono utilizzate da una varietà di produttori, tra cui Continental, Faurecia, Hella, Philips e Siemens.

Un’altra azienda che ha sviluppato mandrini per avvitatori specifici per i cobot è OnRobot A/S. Tre anni fa, ha presentato un cacciavite e un alimentatore a vite pronti all'uso che consentono ai piccoli produttori di automatizzare un'ampia gamma di processi di assemblaggio in modo rapido, semplice e flessibile. Può essere utilizzato con i robot ABB, Doosan, Fanuc, UR e Yaskawa.

"Ciò fornisce un gradito sollievo ai produttori desiderosi di automatizzare processi di avvitatura manuale ripetitivi, poco ergonomici e spesso incoerenti, ma che hanno difficoltà a integrare e programmare i tipici sistemi di avvitatura frammentari", afferma Kristian Hulgard, direttore generale di OnRobot US Inc.

"Abbiamo progettato uno strumento automatizzato che semplifica un processo estremamente complesso per i nostri utenti, rendendo conveniente e semplice per i produttori ottenere risultati rapidi in termini di tempi di attività, output, coerenza e qualità più elevati", spiega Hulgard.

“La programmazione è semplice: basta inserire la lunghezza della vite e il valore di coppia appropriati nell’interfaccia utente integrata nel terminale di apprendimento di qualsiasi robot leader”, afferma Hulgard. "Grazie al controllo preciso della coppia e all'asse incorporato, il cacciavite calcola automaticamente la velocità e la forza necessarie per un avvitamento costante e preciso."