L’APPORTO DELL’AUTOMAZIONE ALLE IMPRESE DELLA GOMMA

Il webinar organizzato da L’Industria della Gomma lo scorso 6 ottobre ha esaminato come l’automazione stia sempre più entrando anche in un settore complesso come quello della trasformazione della gomma. Spinte dall’ingresso delle nuove tecnologie digitali e dai sistemi di incentivi che abbiamo visto nel webinar precedente le aziende del comparto si stanno rapidamente allineando a quelle di altri ambiti, come quelli della meccanica, del packaging, della cosmetica o della farmaceutica nel dotarsi di sistemi per migliorare produzione e gestione. I robot sono forse gli strumenti più evocativi di questa transizione tecnologica. Ecco i contenuti sviluppati dagli esperti che abbiamo chiamato a intervenire durante il nostro evento

Secondo i dati da poco resi noti della IFR, la Internationa Federation of Robotics, i robot installati nel mondo hanno superato la cifra di 3 milioni. Non molti a dir la verità, se si pensa come queste macchine siano temute da alcuni e spesso dipinte come i principali responsabili della riduzione dell’occupazione in molti ambiti industriali. In realtà chi fa impresa, soprattutto nel manifatturiero, sa che per essere competitivi e soddisfare le richieste di qualità sempre più spinte dei grandi committenti, le macchine e l’automazione sono sempre più necessarie. Non tanto per un fatto quantitativo, di numeri di pezzi prodotti, quanto soprattutto per un fatto di qualità. Robot e macchine intelligenti sono in grado di sbagliare molto meno rispetto all’uomo oppure di trovare difetti che sfuggono all’occhio umano, soprattutto quando si lavora con un materiale come la gomma. Visti con quest’ottica robot e macchine automatiche non tolgono lavoro all’uomo. Al contrario consentono alle aziende che li adottano di conservare le commesse, farsi apprezzare per il lavoro fatto, acquisire ulteriori ordini

e trasformare il lavoro dei propri addetti in qualcosa di molto più sostenibile e meno usurante.

PERCORSO COMPLESSO Adottare certe soluzioni, quindi, intraprendere il percorso verso un’automazione sempre più spinta, diventa quasi una tappa obbligata per le aziende del manifatturiero. Impone però scelte delicate, a partire dai macchinari che si decide di introdurre in azienda per arrivare al personale, a cui determinate svolte devono essere comunicate con chiarezza, e che occorre aggiornare professionalmente all’utilizzo di nuovi strumenti. Soltanto pensando ai robot, per esempio, le scelte possibili possono essere diverse. Abitualmente si sono sempre utilizzati robot industriali (come quello di Fanuc in basso a destra) asserviti alle macchine, in celle chiuse che richiedono soluzioni per proteggere gli operatori e occupano un discreto spazio nello stabilimento. Di recente sono apparsi i robot collaborativi (in alto a destra un braccio Universal Robots) in grado di lavorare a stretto contatto con le persone senza separazioni. E nelle ultime settimane in Italia sono stati proposti anche robot umanoidi per l’impiego in azienda, come il RoBee dell’azienda brianzola Oversonic (nella pagina accanto un momento della presentazione). Al di là degli umanoidi, forse ancora non pronti per task industriali sfidanti, quale può essere la scelta migliore per un produttore di articoli tecnici?

GLI ATTI DELL’EVENTO Per capire come un’impresa del settore gomma possa intraprendere la strada dell’automazione e trovare risposte a quesiti di questi di questo tipo abbiamo quindi coinvolto quattro esperti. Due si occupano in particolar modo di robotica, Flavio Marani di Tiesse Robot, distributore per l’Italia degli automi Kawasaki, e Roberto Martoglio, system integrator che ha al suo attivo lo sviluppo di soluzioni robotizzate utilizzate da importanti operatori del settore gomma. Fabrizio Bonfadini di IMG Macchine ha invece spiegato come le presse a iniezione, le macchine più diffuse e sofisticate nel settore della trasformazione della gomma, stiano diventando sempre più intelligenti e automatizzate. Infine Giovanni Cavagnola, di Doss Visual Solutions, ha condotto il pubblico a una conoscenza più approfondita dei sistemi di visione artificiale, oggi sempre più efficaci nell’individuare eventuali difetti di produzione anche su pezzi complicati come quelli in gomma, spesso di colore nero, senza ombre, difficili da indagare con l’occhio umano, spesso anche molto piccoli e difficili da maneggiare. Inoltre la gomma può nascondere difetti anche nella sua trama interna, nelle parti di un pezzo non superficiali e quindi impossibili da vedere a occhio nudo. L’adozione di nuove tecnologie di visione, dai raggi X alla tomografia rende possibile perfino trovare queste non conformità. Un aiuto, in questa direzione, arriva perfino da tecniche di intelligenza artificiale applicate all’analisi e al riconoscimento delle immagini. Tutti i materiali del webinar sono disponibili sul sito www. industriagomma.it. u

Robot industriali e cobot: trend e applicazioni

Flavio Marani, esperto che da anni opera, con Tiesse Robot di Brescia, per trovare nuove applicazioni ai robot industriali Kawasaki in un gran numero di settori, descrive le tendenze del mercato, il lavoro svolto in stretta collaborazione con i system integrator per trovare nuove soluzioni e i possibili utilizzi degli automi nel settore gomma. Roberto Martoglio, integratore che ha lavorato anche per importanti imprese del settore gomma, spiega come si procede nello sviluppo di nuovi progetti

La robotica può dare un apporto importante al manifatturiero. Flavio Marani, sales manager di Tiesse Robot, è la persona giusta per parlarne. La sua azienda, che ha sede a Brescia, distribuisce in Italia i prodotti di Kawasaki, uno dei principali produttori mondiali, con una gamma che copre ogni portata, da 3 a 1.500 kg, ogni tipologia, dai robot a cinematiche parallele a quelli collaborativi e le necessità di molti comparti industriali (vedi la slide sotto).

TRE TIPI DI ROBOTICA «Distinguo abitualmente la robotica industriale», dice Marani, «in standard, safe e collaborativa. I robot standard sono caratterizzati da protezioni perimetrali, che possono essere fisse o mobili (vedi slide nella pagina a fianco in alto), da porte con elettroserrature, barriere ottiche e scanner-laser. Il robot è solo un componente dell’impianto, il cui requisito fondamentale deve essere la salute e la sicurezza dell’operatore». Nella robotica “safe” si utilizzano robot tradizionali (vedi slide nella pagina a fianco al centro), arricchiti e integrati, però, da una speciale scheda che, dice Marani, «controlla il robot istante per istante, rilevando le posizioni dei singoli encoder e conoscendo le dimensioni di tutte le componenti, compreso il sistema di presa. Conoscendo questi parametri è possibile programmare questa scheda hardware che consente di creare zone in cui il robot non può operare o in cui gli operatori possono entrare quando vengono riconosciuti da sensori. Quando questo accade il robot si può rallentare o fermare per annullare i rischi per gli operatori».

ROBOT COLLABORATIVI Collaborativi sono invece i robot, detti anche cobot, i cui bracci possono lavorare a contatto con l’operatore, adempiendo a particolari norme tecniche. Kawasaki produce un modello di cobot, il Duaro (nella slide in basso) a due bracci e montato su un carrello per posizionarlo dovunque serva in azienda. «Nel manifatturiero», osserva Marani, «molto si può fare con i robot

standard e la robotica safe. I vantaggi della robotica collaborativa, che consistono soprattutto nella facilità di programmazione, si possono ottenere con opportune soluzioni anche utilizzando robot tradizionali o safe», spiega Marani, a tutto vantaggio della produttività, visto che parliamo di macchine molto più rapide dei cobot.

LA LEGGE DI BILANCIO 2020 Roberto Martoglio, amministratore e direttore tecnico della Martoglio sas, ha poi spiegato come opera una realtà come la sua, che collabora con svariate realtà industriali nello sviluppare soluzioni automatizzate, in cui i robot trovano ampia applicazione. Varie realizzazioni di Martoglio riguardano anche le aziende della gomma. «Qual è il nostro approccio quando un cliente ci contatta? Innanzi tutto stabilire una stretta collaborazione con gli uffici tecnici che conoscono perfettamente le caratteristiche del prodotto e le necessità della produzione». In particolare la gomma pone problemi tecnici complessi legati al materiale che richiedono sempre un’approfondita analisi preventiva. «Appurate le necessità si procede poi alla scelta dei robot e alla messa a punto della soluzione, che in molti casi richiede un processo di ricerca e sviluppo, viste le particolarità uniche del settore gomma». u

L’evoluzione tecnologica delle presse a iniezione

Fabrizio Bonfadini di IMG Macchine descrive il lavoro di ricerca e sviluppo condotto nella sua azienda, tra i principali produttori di presse a iniezione per la gomma. Uno sforzo che mira ad arricchire le macchine di funzionalità non solo per ridurre i tempi ciclo, ma anche per automatizzare sempre di più il processo e renderlo sempre più facile da monitorare e controllare. Tra le nuove funzioni delle nuove presse 4.0 spiccano la facile integrabilità con robot, la possibilità di manutenzione preventiva e il controllo intelligente del processo per verificare il corretto funzionamento.

IMG è un’azienda bresciana nata nel 2006 che sviluppa presse a iniezione per il settore gomma e distribuisce invece per il settore plastico le presse prodotte da Haitian. «Quando si parla di automazione per le presse a iniezione», dice Fabrizio Bonfadini, R&D Manager di IMG, «intendiamo un insieme di controlli che non solo gestiscono la macchina ma anche i processi, riducendo al minimo gli interventi umani soprattutto nelle situazioni più pericole per l’uomo».

AUTOMAZIONE DI MACCHINA IMG negli ultimi tempi ha sviluppato diverse tipologie di presse (slide in basso), da quelle verticali in cui introduzione ed estrazione del materiale sono eseguite in modo manuali a quelle orizzontali che possono essere completamente automatiche, anche nello scalzo del prodotto stampato. L’automazione delle presse viene poi enfatizzata (slide in alto nella pagina a fianco) dall’impiego di soluzioni tecnologiche come piani magnetici o piani termoregolati, spazzolatori i soffiatori per facilitare lo scalzo dei pezzi e anche sistemi di manipolazione dei componenti, costituiti per esempio da bracci robotici antropomorfi asserviti alle macchine. AUTOMAZIONE DI PROCESSO Le presse a iniezione possono anche costituire vere e proprie isole robotizzate (slide al centro nella pagina a fianco), quando si integrano con altri macchinari che compiono lavorazioni a monte o a valle. Insiemi di questo tipo vanno a costituire un’entità da considerare come un’unica macchina ai fini delle norme di sicurezza. L’automazione di processo si basa invece in particolare sulla trasmissione e scambio di dati in verticale o in orizzontale nel sito produttivo, agevolata da protocolli di comunicazione, come OPC-UA, che stan-

no diventando uno standard nel mondo industriale (slide in basso). I dati trasmessi non riguardano soltanto la produzione, ma anche la qualità della produzione e lo stato di salute delle presse. Queste macchine sono sempre più in grado di trasferire dati, come le temperature di esercizio, e soprattutto di coordinarsi in maniera indipendente tra loro. Sempre di più sta diventando possibile, per esempio, gestire integralmente l’automazione di un’isola produttiva dal controllo numerico di una macchina, anche se si tratta di programmare il robot che la deve asservire o altre automazioni.

INTELLIGENZA ARTIFICIALE La quantità di dati prodotti dalle presse di nuova generazione può anche essere esaminata e valutata da algoritmi di intelligenza artificiale che, spiega Bonfadini per illustrare uno sviluppo attualmente in corso sulle macchine IMG, può anche tenere sotto controllo il suo funzionamento, e individuare eventuali scostamenti da determinati parametri per assicurare una costanza di funzionamento e segnalare agli operatori quando questa potrebbe venire a mancare. Questa soluzione, denominata Light Machine Learning, è quasi pronta per essere implementata sulle presse IMG. u

Nuove soluzioni per il controllo della qualità con l’aiuto della visione artificiale

Giovanni Cavagnola di Doss Visual Solution racconta come la visione artificiale, grazie a sensori e telecamere sempre più performanti, e l’apporto dell’intelligenza artificiale stanno trasformando il controllo di qualità nel settore della gomma. Verifiche un tempo condotte manualmente e a campione ora sono gestite in modo completamente da macchine su tutto il lotto prodotto, pezzo per pezzo, rendendo sempre più vicino il raggiungimento dell’obiettivo degli “zero difetti”. Per aziende fornitrici di grandi gruppi industriali dotarsi di queste soluzioni ormai è diventata una necessità.

Giovanni Cavagnola di Doss Visual Solutions ha infine concluso gli interventi del webinar del 6 ottobre. L’azienda produce sistemi di controllo della qualità dei prodotti in gomma basati su sistemi di visione artificiale. Questi sistemi hanno un gran numero di applicazioni in realtà, anche per la guida robot, per esempio, e ogni giorno vengono utilizzati in modi nuovi e innovativi, per merito dell’evoluzione continua che riguarda queste tecnologie. L’attività delle macchine per il controllo della qualità basate su visione artificiale, inoltre, sta diventando strategica perché giunge alla fine del processo, e oltre alla qualità dei pezzi prodotti può fornire indicazioni interessanti su come lavorano le macchine e le linee a monte.

RICERCA DELLE DIFETTOSITÀ Nella ricerca delle difettosità, i sistemi di visione hanno consentito, negli ultimi anni, di individuare problemi nei pezzi sempre più difficili da riscontrare per l’occhio umano, grazie allo sviluppo delle telecamere e fotocamere e dei sistemi di illuminazione e grazie alla comparsa di software sempre più sofisticati, in alcuni casi basati anche su tecniche di intelligenza artificiale. I difetti in questione possono essere piccoli tagli nella superficie di un o-ring, modifiche della sua geometria a causa di una sbavatura errata, permanenza di bave, problemi di fuori registro, abrasioni superficiali. Oggi nuove tipologie di telecamere, sempre più miniaturizzate ma anche in grado

di lavorare su frequenze multispettrali, sono in grado di indagare nel dettaglio gli articoli tecnici e rilevare difetti praticamente invisibili. A queste si aggiungono anche sistemi di illuminazione o stazioni composte da diverse fotocamere, in grado di riprendere i pezzi da più angolazioni.

LA FORZA DEL DEEP LEARNING Nuove funzionalità, che le macchine Doss Visual Solutions hanno già in dotazione, riguardano la possibilità di utilizzare sistemi di “deep learning”, di apprendimento profondo, per istruire le macchine stesse a riconoscere esempi di non conformità e a individuarle sui pezzi esaminati. Un’altra applicazione del deep learning consiste nella capacità di classificare e riconoscere centinaia di prodotti diversi, con minime differenze di forma, per effettuare una cernita precisa senza margine d’errore.

LIVE STREAMING Un servizio sviluppato da Doss Visual Solutions durante la pandemia consiste infine in un live streaming che utilizza telecamere per guidare a distanza l’installazione di un macchinario quando non sia possibile inviare, per motivi di sicurezza, una squadra di tecnici. La soluzione ha consentito all’azienda di effettuare consegne anche nei momenti più critici del lockdown. u