Una cella di saldatura robotica per rendere più veloce la lavorazione in piccoli lotti
L’idea principale è quella di riunire i due programmi (quello che gestisce il movimento del robot e quello che esegue il processo di saldatura) in un’unica interfaccia nella quale la comunicazione avviene in modo indiretto, mentre l’operatore può avviare ciascun programma allo stesso tempo.
Laurent Marquis, coordinatore del progetto FIT4Weld
I sistemi di saldatura robotica tradizionali sono costruiti per ripetere lo stesso lavoro su vasta scala e spesso incontrano difficoltà nel caso in cui vengano modificate le progettazioni: ogni nuovo ordine per un pezzo saldato diverso determina la necessità che gli ingegneri ricostruiscano e ricalibrino manualmente le dime, ovvero i dispositivi che tengono fermi i pezzi metallici durante la saldatura, determinando il prolungamento dei tempi di fermo macchina e l’aumento dei costi. Sostenuto dall’UE attraverso Orizzonte Europa(si apre in una nuova finestra), IFD(si apre in una nuova finestra) e LMT(si apre in una nuova finestra), il progetto FIT4Weld(si apre in una nuova finestra) ha affrontato questo problema creando una cella di saldatura robotica concepita pensando prima di tutto alla flessibilità, piuttosto che alla scalabilità. Combinando una piattaforma software intuitiva, un robot commerciale e dime autoregolabili montate su esapodi (piattaforme meccaniche a sei gambe), il sistema consente ai produttori di riconfigurare la produzione molto più rapidamente rispetto a quanto possibile nel passato.
Le dime autoregolabili per risparmiare tempo in fabbrica
Nelle configurazioni tradizionali, ciascun ordine comporta lo scambio fisico delle dime e il loro riallineamento al robot, un processo che incrementa le ore di inattività e costringe gli operai a maneggiare attrezzature pesanti. L’innovazione concepita da FIT4Weld consiste nel fatto che le dime si riconfigurano da sole: gli operatori devono semplicemente selezionare la successiva configurazione pre-programmata e il robot sposta gli esapodi in posizione prima di riprendere la saldatura. Come spiega Laurent Marquis, che ha rivestito il ruolo di coordinatore del progetto: «L’idea non è quella di cambiare la dima tra un ordine e l’altro, come si fa tradizionalmente, ma di utilizzare una dima autoregolabile: per essere chiari, ciò significa che ci avvaliamo del robot per riposizionare la dima.» Una volta posizionato, il robot prende la pistola di saldatura e consente al processo di continuare sui nuovi pezzi senza interruzioni. Questo approccio elimina la necessità di conservare decine di dime, riducendo la manutenzione associata al trasporto o alla regolazione delle stesse: il risultato è una maggiore fluidità delle operazioni e una riduzione dei tempi di inattività tra un processo di produzione e l’altro.
Un’interfaccia di controllo unificata per rendere accessibile l’automazione
Uno degli obiettivi stabiliti da FIT4Weld è stato quello di semplificare la programmazione, in modo che il sistema potesse essere utilizzato anche da personale non specializzato. La saldatura robotica tradizionale richiede due programmi separati, uno per i movimenti del robot e un altro per i parametri di saldatura; FIT4Weld mantiene i due programmi in background, ma consente all’operatore di avviarli entrambi da un’unica interfaccia, regolando inoltre il dispositivo per la configurazione successiva senza entrare nel programma del robot. Come nota Marquis: «L’idea principale è quella di riunire i due programmi (quello che gestisce il movimento del robot e quello che esegue il processo di saldatura) in un’unica interfaccia nella quale l’integrazione degli stessi viene eseguita in background, mentre l’operatore può avviare ciascun programma allo stesso tempo.» Gli operatori possono preparare in anticipo la prossima configurazione da utilizzare mentre il robot completa l’attuale compito in cui è impegnato, eliminando la necessità di competenze specialistiche di codifica e rendendo in tal modo il sistema più accessibile alle piccole aziende che non dispongono di ingegneri di automazione interni.
Testata, convalidata e pronta per l’adozione
La cella di FIT4Weld è stata installata e testata presso un produttore di mobili industriali, nel cui impianto si è dimostrata affidabile per pezzi di dimensioni diverse: gli operatori hanno apprezzato la diminuzione dei tempi associati alla configurazione e la riduzione della movimentazione fisica. Come riporta Marquis: «Gli operatori sono soddisfatti del processo in quanto ora possono passare facilmente da un pezzo all’altro senza dover cambiare la dima meccanicamente.» Oltre all’installazione presso il produttore di mobili industriali, il team ha dimostrato il sistema anche a diverse aziende del settore metallurgico, una delle quali ha già adottato la tecnologia. I partner intendono ora estendere il suo utilizzo ad altri processi come il taglio laser, la saldatura a punti e l’assemblaggio, dimostrando come l’automazione flessibile sia in grado di rimodellare la produzione al di là della saldatura e sfruttando l’interesse del mercato già dimostrato dai produttori di metallo che necessitano di transizioni più rapide. Il consorzio, che ha riunito Flex Hex ApS, l’Università della Danimarca meridionale (SDU) e LT Technologies UAB, è stato co-finanziato dall’UE attraverso il programma Orizzonte Europa, dal Fondo danese per l’innovazione (IFD) e dal Consiglio per la ricerca della Lituania (LMT).