Automotive, l’alternativa di automazione è collaborativa

I cobot sono flessibili e possono automatizzare con successo numerosi processi all’interno di un’industria che tradizionalmente ha scelto la robotica tradizionale. I cobot UR sono applicati in decine di stabilimenti sia di grandi marchi che nella subfornitura. Ecco alcuni esempi applicativi e vantaggi

Automotive, l’alternativa alternativa di automazione è collaborativa

PPer molto tempo l’unica forma di automazione creduta compatibile con un settore ad alta cadenza come l’automotive è stata quella di tipo tradizionale. La gestione di pesi e di aree di lavoro ampie rendeva la robotica antropomorfa l’unica realmente applicabile al settore automobilistico. In realtà, come in molti altri settori “pesanti” vi sono miriadi di attività che possono essere adeguatamente automatizzate con altre forme di robotica, ad esempio quella di tipo collaborativo. In ogni processo vi sono porzioni di task che possono avvalersi della robotica collaborativa con evidenti vantaggi. Tutte quelle porzioni – ad esempio - in cui l’intervento umano è ancora preponderante. Spesso gli operatori di linea vengono applicati su attività caratterizzate da un valore aggiunto piuttosto basso, scarsa ergonomia, rischi potenziali per la salute. È il caso, ad esempio, di tutte quelle attività di assemblaggio e avvitatura sulle linee di ferratura, che espongono gli operatori a un duplice rischio: lesioni dovute alla lamiera tagliente, contraccolpi articolari dati dagli strumenti di avvitatura. In questi task la robotica collaborativa è un valido aiuto e consente di ottimizzare i processi con valori di qualità e rendimento più elevati.

La gamma Universal Robots

La gamma cobot UR comprende 5 modelli, caratterizzati da payload e sbraccio progressivi e dalle medesime safety native (17 completamente personalizzabili) in PLD. Cat. 3. UR3e (3kg di portata e 500 mm di raggio d’azione), pensato come tool evoluto da banco e per piccoli assemblaggi (resi possibili anche dalla rotazione infinita al polso). UR5e (5kg di payload e 750 mm di reach) flessibile e sufficientemente potente per il machine tending di piccoli componenti e per assemblaggi minuti. UR10e (10 kg di capacità di carico e 1300 mm di raggio d’azione) pensato per l’automa-

zione di attività pesanti e su un’ampia area di lavoro. UR16e, dotato di una capacità di carico di 16 kg e di 900 mm di reach. Infine UR20, il cobot più potente della gamma, con payload di 20 kg e un raggio utile di 1750 mm: la soluzione per la pallettizzazione, il welding e il carico e scarico macchine con componenti di peso elevato. UR5e e UR10e sono al momento i cobot più utilizzati dall’industria automobilistica.

I cobot per l’automotive: applicazioni e vantaggi

I cobot Universal Robots vengono applicati con successo nel settore automotive in molti grandi marchi e nella subfornitura. Ne sono un esempio le applicazioni in Nissan, Continental, Stellantis, PSA, Vitesco…Aziende che hanno tratto dai cobot diversi vantaggi. Di ordine economico, andando a migliorare produttività e qualità e coerenza dei processi, di ordine ergonomico (sollevando gli operatori da attività faticose e usuranti o supportando una popolazione particolarmente anziana nello svolgere mansioni quotidiane). Infine, i cobot sono anche il veicolo con cui inserire competenze nuove in azienda, creando processi di reskilling della popolazione aziendale. Vediamo alcuni esempi concreti. Stellantis, una delle maggiori realtà dell’automotive al mondo, ha implementato 11 cobot Universal Robots lungo la dorsale di produzione della nuova 500 elettrica. I cobot sono applicati in diverse attività: assemblaggio e avvitatura, controllo qualità, dispensing. La popolazione aziendale dello stabilimento di Mirafiori, storico centro produttivo del marchio, era particolarmente anziana. Dopo un’accurata analisi ergonomica dei processi, i cobot sono stati applicati laddove era più impellente migliorare la qualità del lavoro degli operatori. Ecco quindi che i cobot sono stati integrati nella linea di rullatura delle portiere, dove – con un rullino dinamometrico integrato al polso – procedono alla sigillatura del telino paracqua all’interno delle portiere (sollevando quindi gli operatori dall’eseguire un’azione particolarmente usurante per l’articolazione del polso). Oppure sono stati inseriti nella linea di ferratura, dove svolgono assemblaggi del cofano, dei parafanghi, del portello posteriore della versione a 3 porte della 500. In tutte queste applicazioni il vantaggio per gli operatori è duplice: minori rischi di lesioni e ferite contro i bordi taglienti della lamiera, minori lesioni articolari date dagli strumenti di avvitatura. Inoltre, molte delle operazioni di avvitatura e assemblaggio dovevano avvenire con cofani e parafanghi in posizione vettura, cioè chiusi. Questa configurazione pone non poche sfide all’operatore che deve avvitare (con coppia costante) in luoghi non facilmente raggiungibili e con scarsa o nulla visibilità. L’ergonomia così raggiunta per gli operatori, si sposa però anche con un miglioramento della qualità dei processi: le avvitature e gli assemblaggi vengono infatti eseguiti con coerenza e coppia costanti. Un altro esempio di come i cobot abbiamo migliorato i parametri di ergonomia e produttività è quello fornito da Vitesco Technologies Italy. L’azienda – fra i leader mondiali nella produzione di valvole e iniettori per motori endotermici – ha integrato nei propri stabilimenti di San Piero a Grado e Fauglia in provincia di Pisa 24 cobot Universal Robots. Vitesco, che ha sempre investito in automazione e che da anni si avvale dei processi di lean manufacturing per progettare le sue linee, è partita dall’analisi delle attività a minor valore per progettare alternative automatizzate al lavoro manuale. I cobot UR sono stati così integrati nell’assemblaggio dei DDU (sistemi per la rigenerazione dei filtri antiparticolato) oppure nella linea di produzione delle RDU (valvole per il dosaggio dei gas in camera di scoppio). Oppure ancora nel carico/scarico macchine e nella pallettizzazione di componenti metallici all’interno di tray. I cobot hanno dovuto superare diverse sfide per assicurare un’automazione di successo. L’assemblaggio delle RDU prevede infatti l’inserimento di guaine gommose su componenti tubolari di diversa forma e angolazione e con tolleranze diversificate. Soltanto un’automazione flessibile, con un evoluto controllo di forza integrato al polso, avrebbe potuto eseguire il compito assicurando la qualità dell’esecuzione. PSA, gigante francese che raccoglie i marchi Peugeot, Citroen e altri, ha integrato i cobot danesi all’interno del proprio stabilimento di Sochaux. Due cobot UR10 sono stati implementati nello stabilimento in applicazioni di avvitatura su linee di assemblaggio body-in-white per aumentare le prestazioni e ridurre i costi di produzione in fabbrica. I risultati ottenuti dall’applicazione includono risparmi sui costi, una migliore tolleranza geometrica e migliori condizioni di lavoro ergonomiche per gli operatori. Nella fattispecie i cobot UR sono stati inseriti all’interno di una struttura a gabbia che si cala sulla scocca della vettura in transito sulla linea. La gabbia assicura la geometria del veicolo. Una volta acquisita quest’ultima i cobot eseguono 2 coppie di avvitature nella parte posteriore e inferiore della scocca, posizioni poco ergonomiche per gli operatori, che oltretutto non avrebbero potuto garantire avvitature corrette operando quasi alla cieca nel sottoscocca. 