VADEMECUM DI ROBOTICA

IO, ROBOT

La robotica industriale è ormai da molti anni parte della realtà quotidiana della produzione manifatturiera. Ma cosa sappiamo realmente dei robot?

Partiamo da qui: l’uomo è la base da cui è stato sviluppato il concetto di robot, per replicarne (e amplificarne) capacità e possibilità e – soprattutto – per sollevare l’uomo stesso dai compiti più gravosi, faticosi e pericolosi. Un robot è in grado di rendere le lavorazioni più rapide, precise e di qualità.

La similitudine fra uomo e robot non è peregrina. Entrambi condividono somiglianze strutturali e funzionali. Laddove lo scheletro è il supporto fisico dell’uomo, la struttura meccanica lo è del robot. I muscoli che permettono il movimento, prendono nel robot la forma degli attuatori. I sensi che ci permettono di interagire in maniera intelligente con l’ambiente che ci circonda divengono sensori nella fisiologia robotica e svolgono (con le dovute approssimazioni) le stesse funzioni dei nostri sensi.

Esistono diverse definizioni di robot:

• Secondo il RIA (Robot Industries Association) un robot è “un manipolatore multifunzionale e riprogrammabile progettato per spostare materiali, parti, strumenti o dispositivi specializzati attraverso movimenti programmati variabili per l'esecuzione di una varietà di compiti”
• Secondo la norme ISO 8373 si tratta invece di: “meccanismo programmabile con movimenti su due o più assi che si muove all'interno del suo ambiente, per eseguire i compiti previsti”.
• Infine secondo una definizione coniata dal professore di Robotica Industriale alla Sapienza di Roma, Alessandro De Luca, si tratta invece di una “connessione intelligente fra percezione e azione” in grado di trasformare in movimento e azione un comando predefinito o il frutto di un’analisi ambientale

A CIASCUNO IL SUO (ROBOT)

Esistono poi anche diverse tipologie di robot, adatte a differenti tipologie di lavorazioni e produzioni:

• SCARA: è l’acronimo di Selective Compliance Robot Arm, ovvero braccio robotico a cedevolezza selettiva, è un tipo di robot industriale che muove un "braccio" sul piano orizzontale e una presa che può salire e scendere in quello verticale. È particolarmente adatto ad eseguire compiti di assemblaggio verticale.
• CARTESIANO: un robot in grado di muoversi sui tre assi cartesiani, x,y e z in maniera lineare
• PUMA: acronimo di Programmable Universal Machine for Assembly, sono composti da due componenti principali: il braccio meccanico e il sistema di controllo. Di solito questi sono collegati tra loro da uno o due grandi cavi multi-conduttori. Quando sono usati due cavi, uno porta la corrente al servomotore e ai freni mentre il secondo porta il segnale di posizione per ogni giuntura al sistema di controllo.
• ANTROPOMORFI: robot che presentano più assi di movimento e che sono in grado di replicare i movimenti di un braccio umano.
• COLLABORATIVI: robot piccoli e flessibili, con 6 o più gradi di libertà, in grado di interagire con sicurezza nei pressi dell’operatore, anche senza barriere, e di essere facilmente riprogrammati per diverse funzioni.

Ad eccezione dell’ultima, tutte le categorie elencate sopra, condividono una spiccata specializzazione e difficilmente possono venire applicate con flessibilità su operazioni di volta in volta diverse. Inoltre tutte (a eccezione dell’ultima) necessitano di barriere di sicurezza intorno. Tutti i sistemi robotizzati sono però in grado di aumentare produttività, efficienza e qualità delle lavorazioni, abbattendo incertezze e tassi di errore.

L’APICE EVOLUTIVO DELLA ROBOTICA

I robot collaborativi rappresentano l’ultimo stadio evolutivo della robotica industriale. Sia perché incorporano sofisticati sistemi di sicurezza e di controllo di forza, sia perché sono automazioni in grado di assecondare il bisogno di flessibilità del mercato odierno adattandosi ai mutamenti in atto.

I robot collaborativi hanno inoltre ampliato le possibilità di automazione anche alle aziende piccole e medie e in settori che non si erano mai rivolti prima al mercato della robotica. Ciò è dovuto alla:

• Semplicità di programmazione, che li rende accessibili anche ai meno esperti
• Costo contenuto, che consente anche ad una piccola azienda locale di sostenere l’investimento
• Rapido ritorno dell’investimento, motivo che – sommato al precedente – li rende particolarmente appetibili dalle PMI
• Flessibilità operativa, che li rende gli strumenti adatti per aziende che producono su lotti corti ad alto mix
• Dimensioni contenute, che li rendono integrabili anche in layout privi di spazio

Un altro elemento che rende i cobot un tassello essenziale della moderna concezione della robotica è la loro capacità di operare in stretta connessione con l’essere umano, una caratteristica definita collaboratività. Sono gli strumenti in grado di guidare la transizione all’automazione in maniera socialmente sostenibile (non sostituiscono l’uomo, ma si limitano a sollevarlo da alcune lavorazioni, tipicamente le più ripetitive, sporche e pericolose).

Grazie a queste caratteristiche la loro crescita a livello settoriale di mercato è stata continua e ininterrotta fin da quando (nel 2005) Universal Robots ha immesso il primo modello sul mercato. Si stima che la robotica collaborativa sia il segmento con i maggiori margini di crescita nel più generale comparto dell’automazione robotica.