Avvitare con i Cobots: sfatiamo i principali dubbi

Quando parliamo di automazione industriale ci avventuriamo all’interno di un mondo in continua evoluzione, che può offrire innumerevoli modalità per ottimizzare la produttività e i tempi di lavorazione all’interno di settori molto diversi tra loro.

Grazie all’esperienza che ho accumulato in questi anni immerso nel mondo dell’automazione, ho potuto rendermi conto di tutte le opportunità che specialmente i Cobot possono offrire in molteplici ambiti di applicazione. Questo è vero in modo particolare anche nel settore dell’avvitatura industriale, dove si possono però incontrare spesso dubbi e domande a cui dare risposta.

Partiamo con ordine.

Cosa sono i Cobot?

I Cobot sono Robot antropomorfi “Collaborativi” integrabili all’interno di linee di produzione, caratterizzati da specifiche peculiarità che li differenziano dai robot tradizionali:

-          Lavorano a distanza ravvicinata agli operatori, i quali eseguono azioni ripetitive in alternanza al Robot Collaborativo, garantendo loro massima sicurezza

-          Sono facili da integrare in flussi di lavoro già esistenti

-          Sono customizzabili, grazie alla possibilità di applicare diversi strumenti al polso del Cobot stesso (il loro giunto finale)

-          Sono leggeri, poco ingombranti e facili da spostare, ancorabili a terra, a parete o a soffitto, garantendo flessibilità dei layout operativi e possibilità di rapide modifiche di set-up per adattarsi velocemente a variabili esigenze di produzione

Perché i Cobot sono quindi perfetti per l’avvitatura?

Come emerge da questo breve elenco, le loro caratteristiche intrinseche rendono i Cobot delle ottime soluzioni per effettuare azioni ripetitive come quelle dell’avvitatura, generando un sistema che garantisce ripetibilità, precisione e costanza senza alcun pericolo per gli operatori che vi interagiscono a stretto contatto. Automatizzare un’applicazione di avvitatura resta comunque un obiettivo sfidante, con precise condizioni necessarie a determinarne un corretto funzionamento. Un esempio è l’uguaglianza delle viti utilizzate, non essendo infatti possibile gestire più formati di viti con lo stesso sistema di avvitatura, soprattutto quando si parla di un sistema automatico o semiautomatico. 

Analizzando quindi i principali dubbi che possiamo incontrare in questo settore, vediamo quindi come i Cobot si rivelino invece preziosi alleati per le fasi di avvitatura:

-          Sono davvero precisi? La ripetibilità è una delle principali caratteristiche dei Cobot, la maggior parte dei produttori, infatti, ha fatto in modo di equipaggiare il proprio prodotto con un sensore di forza e di coppia. Questo li rende sensibili anche ai minimi movimenti e sono programmati per eseguire operazioni di precisione con un’accuratezza che oscilla tra +/- 3/5 centesimi di millimetro. Nell’ambito dell’avvitatura permettono anche di percepire il posizionamento del componente su cui avvitare, correggendo l’avvicinamento grazie a un movimento di ricerca del foro in “forza” che permette di posizionarsi esattamente al centro del punto di avvitatura.

-          Sono davvero sicuri? I cobot sono equipaggiabili con misure di sicurezza molto efficaci come laser scanner e barriere fotoelettriche programmabili per irrigidire o rendere più “morbide” le condizioni di sicurezza. In merito a questo aspetto è necessario però portare all’attenzione il fatto che, per quanto il Cobot possa essere un sistema collaborativo, bisogna allargare il concetto di collaboratività all’intera applicazione, eseguendo l’analisi dei rischi potenziali per determinare il grado di sicurezza (e dei relativi sistemi) da inserire nell’impianto. Per esempio, un Cobot al cui polso è montato un cannello per la saldatura NON È COLLABORATIVO.

-          La frizione dell’avvitatore può creare problemi? I possibili impatti che possono generarsi al raggiungimento della coppia sono gestiti senza creare blocchi, danni al braccio o altre problematiche, grazie al sensore di coppia e forza, per cui il Cobot dovrebbe fungere automaticamente da braccio di reazione.

-          I costi non sono troppo elevati? Queste soluzioni non solo sono Industry 4.0, diventando quindi oggetto delle agevolazioni fiscali previste dalla normativa, ma sono soprattutto sistemi che consentono un velocissimo ritorno dell’investimento, arrivando addirittura a Pay Back di 6 o 7 mesi al massimo!

Ecco che quindi, automazione e avvitatura si uniscono al servizio dell’operatore, per una collaborazione attiva e continuativa che permette di impiegare al meglio il tempo dell’avvitatura - gestita dal Cobot - per migliorare la produttività e la qualità dei prodotti finiti.

E tu hai qualche altro dubbio relativo al mondo dei Cobot?

Se vuoi approfondire con domande specifiche contattami: ifonti@fiamgroup.com

ENGLISH VERSION

Tightening with Cobots: let's break down the main doubts

When we talk about industrial automation, we venture inside an ever-evolving world that can offer countless ways to optimize productivity and processing times within very different sectors. 

Thanks to the experience I have gathered over the years immersed in the world of automation, I have been able to realize all the opportunities that especially Cobots can offer in multiple application fields. This is particularly true also in the sector of industrial tightening, where, however, we can often encounter doubts and questions to be answered.

Let's start with order.

What are Cobots?

Cobots are anthropomorphic "Collaborative" Robots that can be integrated within production lines, characterized by specific peculiarities that differentiate them from traditional robots:

-          Work at close range from the operators, who perform repetitive actions in alternation with the Collaborative Robot, ensuring their maximum safety

-          Easy to integrate into existing workflows

-          Can be customized, thanks to the possibility of attaching different tools to the wrist of the Cobot itself (their final joint) 

-          Lightweight, space-saving and easy to move, can be anchored to the floor, wall or ceiling, ensuring flexibility of operational layouts and the possibility of rapid set-up changes to adapt quickly to varying production needs

So Why are Cobots perfect for tightening?

As evident from this short list, their inherent characteristics make Cobots excellent solutions for performing repetitive actions such as tightening, generating a system that guarantees repeatability, precision and consistency without any danger to the operators who interact with them in close contact. Automating a tightening application still remains a challenging goal, with precise conditions required to determine proper operation. One example is the equality of the screws used, since it is not in fact possible to handle multiple screw formats with the same tightening system, especially when talking about an automatic or semiautomatic system.

Analyzing then the main doubts we may encounter in this sector, we then see how Cobots prove instead to be valuable allies for the tightening phases:

-          Are they really accurate?  Repeatability is one of the main characteristics of Cobots; in fact, most manufacturers have ensured to equip their product with a strength and torque sensor. This makes them sensitive to even the smallest movements and they are programmed to perform precision operations with an accuracy between +/- 3/5 hundredths of a millimeter. In the context of tightening, they also allow to sense the positioning of the component to be tightened on, correcting the approach thanks to a hole-finding movement in force that allows them to position exactly in the center of the tightening point.

-          Are they really safe?    Cobots are equipped with very effective safety measures such as laser scanners and programmable light curtains to harden or soften safety conditions. With regard to this aspect, however, it is necessary to bring to attention the fact that, as much as the Cobot can be a collaborative system, it is necessary to broaden the concept of collaborativeness to the whole application by performing the analysis of potential risks to determine the degree of safety ( and of the related systems) to be included in the system. For example, a Cobot with a welding torch mounted on its wrist is NOT COLLABORATIVE. 

-          Can the clutch of the screwdriver create problems?  Possible impacts that may be generated when torque is reached are handled without creating blockages, arm damage, or other problems, thanks to the torque and strength sensor, so the Cobot should automatically act as a reaction arm. 

-          Aren't the costs too high?    Not only these solutions are Industry 4.0, but they are above all systems that allow a very fast return on investment, even reaching Pay Back of 6 or 7 months at most!

Here, then, automation and screwing come together in the service of the operator, for an active and continuous collaboration that allows the best use of tightening time, managed by the Cobot, to improve productivity and the quality of finished products.

Do you have any other Cobot-related doubts?

If you would like to explore further with specific questions please contact me: ifonti@fiamgroup.com