Come l’automazione intelligente riduce gli errori di fabbricazione
I nuovi sensori tattili di forza/coppia, sviluppati di recente e facili da installare, conferiscono ai bracci robotici industriali il senso di tatto di cui hanno bisogno
MILANO - L’etichetta "fatto a mano" spesso viene utilizzata per rendere più appetibili alcuni prodotti. Che si tratti di un vasetto di marmellata, di un capo d'abbigliamento o di una calzatura, l’espressione è sinonimo di marchio di qualità sui prodotti fabbricati manualmente. Tuttavia, anche se i consumatori più esigenti sono disposti a pagare prezzi più alti per oggetti artigianali, nella produzione industriale i processi svolti a mano che rischiano di deviare dalla norma sono a malapena tollerati. Nel peggiore dei casi possono causare errori di fabbricazione, che rappresentano un costo a tutti i livelli, un grande spreco di materiali e una fonte di notevole frustrazione. In queste situazioni il danno economico immediato può essere espresso numericamente, ma i problemi a lungo termine rischiano di assumere rapidamente proporzioni ancora peggiori, mettendo a repentaglio la fiducia dei clienti e la reputazione dell'azienda. Un metodo accessibile per ottenere processi affidabili a garanzia della qualità del prodotto è quello di unificare la produzione attraverso l'automazione. Per ottenere un miglioramento della qualità a 360° gradi, tuttavia, dev’essere possibile automatizzare anche le attività che richiedono sensibilità tattile.
«Che si tratti di confezionamento, lucidatura, installazione di precisione o controlli di qualità, la maggior parte delle aziende continua a fare affidamento sul senso del tatto dei dipendenti per alcune operazioni - racconta Ákos Dömötör, CEO, OptoForce -. Il buon vecchio lavoro manuale è ancora la regola in molti campi della produzione industriale. Anche se in passato, in certi casi, l'automazione è stata presa in considerazione, le pinze montate su bracci robotici non si sono dimostrate in grado di svolgere compiti così complessi. I robot industriali erano troppo poco sensibili per lavorare materiali delicati, reagire all’irregolarità dei pezzi o agire in ambienti produttivi non perfettamente ordinati». OptoForce è un'azienda hi-tech con sede a Budapest/Ungheria fondata nel 2012. La storia dell'azienda è iniziata come un progetto universitario quando i due fondatori dell'azienda stavano studiando bionica e robotica nella stessa classe all'università. Hanno iniziato un progetto per costruire un robot a due zampe. Una delle aree di attenzione era quella di sviluppare i sensi del robot in modo che fosse necessario misurare le forze che agiscono sulla gamba lungo gli assi X-Y-Z. Hanno sviluppato una struttura a strati in cui il silicone avrebbe effettivamente cambiato forma sotto un carico maggiore e questo ha reso possibile la misurazione in tutte le direzioni.
In passato, le grandi aziende hanno risolto il problema spostando le fasi di produzione più semplici in paesi a basso costo del lavoro o in via di sviluppo, mentre le piccole imprese, con costi di manodopera più elevati e problemi di qualità derivanti dalla produzione manuale, non hanno avuto quasi nessuna possibilità di affermarsi sul mercato globale. Mantenere una qualità uniforme nella produzione senza alzare i costi era semplicemente impossibile. Con la concorrenza sempre più agguerrita sul mercato, la situazione era davvero difficile.
Tuttavia, d’ora in poi, per risolvere questi problemi basta un solo concetto, tanto semplice quanto geniale: il senso del tatto. «I nuovi sensori tattili di forza/coppia, sviluppati di recente e facili da installare, conferiscono ai bracci robotici industriali il senso di tatto di cui hanno bisogno per maneggiare con cura materiali delicati, o per lavorare pezzi irregolari - continua Ákos Dömötör -. E non è solo l'hardware che rende possibile tutto ciò, ma anche i pacchetti software forniti con i sensori: i programmi si interfacciano con il controller del braccio robotico e permettono agli operatori di configurare applicazioni e compiti in modo rapido e semplice, senza bisogno di esperienza tecnica o conoscenze nella programmazione robotica».
I compiti che richiedono livelli di precisione che in precedenza solo gli operatori umani potevano offrire ora possono essere automatizzati, ottenendo una qualità costantemente elevata e a basso costo. I costi di ispezione risparmiati e l'aumento della qualità si traducono in un notevole miglioramento a livello competitivo.
Aumento strategico dell’affidabilità dei processi
Oltre alle nuove capacità di automazione specifiche, il senso del tatto nei robot industriali può rappresentare un vantaggio strategico. I sensori di forza/coppia, infatti, misurano circa 1.000 dati di processo al secondo. Ciò consente ai robot di reagire in tempo reale dove necessario, ad esempio se viene rilevato un pezzo difettoso. In questo modo si prevengono errori di fabbricazione che, nel peggiore dei casi, potrebbero fermare la produzione o addirittura compromettere la propria reputazione o la fiducia dei clienti. Ma non va sottovalutato neanche il vantaggio strategico a lungo termine di questo tipo di misurazione. Un'attenta valutazione dei dati di processo può rivelare fattori di disturbo sistematici nella produzione, come ad esempio irregolarità nella lavorazione dei pezzi, consentendo di eliminarli una volta per tutte.
Quanto più flessibile e adattabile è un sistema robotizzato, tanto più facilmente può essere integrato, ripagare l’investimento e produrre profitti. Il senso del tatto ottenuto con i sensori di forza/coppia a sei assi rappresenta un passo in avanti significativo nell'adattabilità dei sistemi robotizzati, il che significa che più linee di produzione possono essere automatizzate nello stesso tempo. Il prezzo dei sensori di solito non è un problema rispetto ai vantaggi ottenuti.
«L’affidabilità del processo può essere misurata non solo in termini di risparmi concreti nel controllo qualità e nella gestione delle crisi, ma porta anche vantaggi strategici di soddisfazione dei clienti e reputazione aziendale per quanto riguarda puntualità e qualità», spiega ancora Ákos Dömötör.
I sensori di forza/coppia consentono quindi di utilizzare i robot industriali per attività produttive in cui la sensibilità della mano umana è sempre stata fondamentale, aiutando le aziende ad aumentare efficienza e produttività anche in questi settori – un fattore fondamentale per affrontare la concorrenza globale e locale. Se questo valore possa essere quantificato, dovrete deciderlo voi stessi. Tuttavia, è innegabilmente un fattore decisivo per il futuro di qualsiasi impresa.