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08
'25
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Yamaha: Headline Reingegnerizzazione dei processi industriali per robot
I robot industriali automatizzano produzione e imballaggio in modo flessibile ed efficiente, grazie all’esperienza dei fornitori e a strumenti di simulazione che ottimizzano attrezzature e flussi di lavoro.
www.yamaha-motor.com
I robot SCARA offrono una soluzione rapida e conveniente per spostare e posizionare oggetti con elevata precisione
Il settore della produzione e della vendita è in continua evoluzione. Gli operatori di fabbrica devono reagire a molteplici forze di cambiamento: nei mercati, tra i concorrenti, nella legislazione e nel potenziale ingresso di nuovi operatori nel panorama competitivo. Nella ricerca continua di miglioramenti, l'automazione è uno strumento potente che richiede anche un investimento finanziario significativo e un impegno in termini di tempo e risorse. Pertanto, una pianificazione adeguata è fondamentale e il processo decisionale deve anche tenere conto del fatto che l'automazione scelta, una volta installata, diventa parte di un contesto in evoluzione in cui la flessibilità è essenziale.
Automazione flessibile
I robot sono generalmente considerati una tecnologia in grado di sostituire le attività manuali che richiedono un intenso impiego di manodopera, ma possono anche rappresentare un'alternativa flessibile, compatta e riprogrammabile all'automazione industriale tradizionale. Le macchine in formati consolidati, come i robot SCARA e cartesiani, sono disponibili in dimensioni ridotte, con bracci di lunghezza compresa tra oltre un metro e pochi centimetri. Possono essere configurate per trasportare carichi da 40-50 kg fino a meno di 1 kg e le macchine SCARA più veloci hanno un tempo di ciclo inferiore a un secondo. L'ampia scelta di tipi e dimensioni offre ai progettisti di impianti molte opzioni nella ricerca di una soluzione adeguata. Possono iniziare modificando un processo che causa un collo di bottiglia o cambiare un'intera linea di assemblaggio che può comportare qualsiasi combinazione di lavoro manuale e automazione tradizionale.
Quando si inizia a prendere in considerazione l'automazione basata sui robot, è importante individuare le aree in cui le nuove macchine possono essere impiegate in modo più efficace, al fine di ottenere i migliori risultati. Spesso si consiglia di iniziare con un'implementazione su piccola scala, trasferendo solo uno o pochi processi a un sistema basato sui robot. Partendo in piccolo, è possibile realizzare una soluzione funzionante in tempi relativamente brevi e il progetto può evidenziare le principali sfide di implementazione che indicano dove potrebbero essere necessarie ulteriori conoscenze per portare a termine i progetti successivi. L'esperienza acquisita può essere utile per queste attività man mano che l'automazione viene estesa ad altri processi della linea di produzione e in tutto lo stabilimento.
Poiché velocità, precisione, forza e resistenza sono i principali vantaggi dei robot, oltre alla loro flessibilità programmabile, la loro introduzione nei processi industriali può sfruttare uno o una combinazione di questi attributi. Le loro capacità di sollevamento ne sono un esempio. Alcuni prodotti industriali, come i moduli delle batterie per veicoli elettrici, possono pesare tra i 30 e i 50 kg. D'altra parte, i contenitori riempiti con liquidi come oli tecnici o fluidi detergenti possono pesare solo pochi chilogrammi. L'introduzione di un robot SCARA ad alta velocità alla fine della linea può migliorare la produttività sostituendosi alle operazioni ripetitive di sollevamento e spostamento, che possono diventare faticose per qualsiasi operatore umano nel corso di un turno. La fatica aumenta la probabilità di infortuni. Inoltre, il robot è in grado di collocare l'oggetto con precisione nella posizione richiesta. La precisione di un lavoratore umano tende a diminuire con il tempo, in particolare se gli oggetti pesano qualche chilogrammo o più.
Implementazione
In occasione di recenti fiere di settore in Europa, Yamaha Robotics ha presentato soluzioni che implementano processi di fine linea utilizzando robot, tra cui una stazione di collaudo e assemblaggio per batterie di veicoli elettrici. Questo manipolatore di moduli batteria ha dimostrato la capacità di sollevare carichi pesanti, posizionare rapidamente e con precisione moduli agli ioni di litio da 35 kg in un dispositivo di collaudo elettrico, per poi impilarli in pacchi batteria.
La movimentazione del modulo batteria EV di fine linea ha dimostrato il sollevamento di carichi pesanti, l'alta velocità e il posizionamento accurato con un robot SCARA
La precisione è un altro punto di forza dei robot SCARA e le macchine più piccole possono svolgere compiti di assemblaggio di precisione come l'inserimento a pressione di componenti o il serraggio di viti. Gli avvitatori pneumatici sono ampiamente utilizzati nelle aree di assemblaggio per aiutare gli operatori a lavorare rapidamente e garantire l'applicazione della coppia corretta. Tuttavia, possono verificarsi errori. Un esempio è rappresentato dai casi in cui è necessario inserire viti in fori profondi. Alcune possono sfuggire all'operatore, che non è in grado di vedere se sono state inserite. L'automazione dei processi di avvitatura garantisce che ogni elemento sia inserito e serrato in modo soddisfacente.
Un robot installato in una postazione specifica della linea di produzione può subentrare in un'attività come l'avvitamento e migliorare significativamente la resa complessiva della produzione e la garanzia della qualità. Un robot articolato, o cobot, può eseguire l'attività più o meno allo stesso modo di un operatore umano, garantendo una maggiore ripetibilità. In alternativa, un robot SCARA, integrato con un alimentatore a vite adatto in una cella di lavoro compatta, può fornire una ripetibilità superiore e un tempo di ciclo estremamente veloce. Il controllo del movimento fluido che caratterizza i robot SCARA rende queste macchine ideali anche per l'erogazione di adesivi polimerizzabili all'aria, materiali per guarnizioni o sigillanti.
Un altro approccio diffuso è quello di impiegare i robot in processi offline, come il collaudo di gruppi elettronici e la personalizzazione o la configurazione individuale dei prodotti prima di immagazzinarli o spedirli a un cliente. Nel 2024, Yamaha ha presentato una soluzione che configura i connettori elettrici in base alle istruzioni contenute in un file di rete. La cella contiene un robot SCARA che seleziona e carica l'utensile di punzonatura appropriato, con visione integrata per verificare che siano stati perforati i perni corretti e che non vi siano sbavature. Il processo è guidato da un codice a barre per evitare errori e può gestire diversi connettori nella stessa operazione. È stato inoltre dimostrato il carico e lo scarico automatizzato di gruppi elettronici in un dispositivo di prova per test in circuito e funzionali, basato su un robot cartesiano per garantire un posizionamento preciso del gruppo per la continuità elettrica.
I robot cartesiani possono spostare oggetti ed eseguire processi con elevata precisione
Selezione e ottimizzazione
La creazione di una soluzione di automazione chiavi in mano richiede una combinazione di competenze per riunire robot e software, strumenti specifici per l'applicazione e integrazione di sistema. Per garantire che i robot possano funzionare nel modo più efficiente possibile, potrebbe essere necessario adattare il flusso di lavoro e il layout fisico dell'impianto.
Strumenti di simulazione adeguati possono fornire un valido aiuto per pianificare la linea di produzione, selezionare i tipi di automazione più appropriati per ogni processo e ottimizzare il tempo di ciclo e la produttività. Fornendo strumenti per creare modelli digitali delle linee di produzione, il software di simulazione consente di visualizzare i layout e i flussi di lavoro prima dell'implementazione fisica, oltre a individuare eventuali colli di bottiglia o altre inefficienze nel sistema simulando il flusso dei materiali e dei processi e le interazioni tra robot, altri sistemi di automazione e persone in tutta l'area dello stabilimento. La simulazione con strumenti come il Robot Simulator di Yamaha RCX Studio consente di sperimentare diverse configurazioni, posizionamenti delle attrezzature e flussi di lavoro. Ciò consente ai team di progetto di trovare la configurazione più efficiente prima di impegnarsi nell'acquisto di hardware o di apportare modifiche fisiche alla fabbrica.
In collaborazione con agenti di vendita e partner di integrazione di sistema designati, Yamaha lavora costantemente allo sviluppo di celle robotizzate per sfide di produzione specifiche. Attingere a queste esperienze può contribuire ad accelerare la ricerca di soluzioni ai problemi più comuni.
Conclusione
L'automazione con i robot può fornire una soluzione efficace per migliorare la produttività manifatturiera, garantendo al contempo la flessibilità necessaria per adattarsi ai cambiamenti dei requisiti di produzione o delle caratteristiche di progettazione del prodotto. Che siano implementati in linea o in processi autonomi eseguiti offline, i robot possono essere introdotti in modo selettivo per verificare l'approccio e acquisire esperienza prima di procedere alla scalabilità per automatizzare un'intera sequenza dall'inizio alla fine.
La simulazione è uno strumento potente che può integrare uno studio accurato per ottimizzare i processi, la posizione dei robot nella linea e il tempo di ciclo, al fine di ottenere il massimo utilizzo possibile delle attrezzature. Le competenze e le conoscenze di organizzazioni esterne, tra cui il fornitore del robot e l'integratore di sistema, sono essenziali per realizzare una soluzione efficace e ottimizzata.
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Il settore della produzione e della vendita è in continua evoluzione. Gli operatori di fabbrica devono reagire a molteplici forze di cambiamento: nei mercati, tra i concorrenti, nella legislazione e nel potenziale ingresso di nuovi operatori nel panorama competitivo. Nella ricerca continua di miglioramenti, l'automazione è uno strumento potente che richiede anche un investimento finanziario significativo e un impegno in termini di tempo e risorse. Pertanto, una pianificazione adeguata è fondamentale e il processo decisionale deve anche tenere conto del fatto che l'automazione scelta, una volta installata, diventa parte di un contesto in evoluzione in cui la flessibilità è essenziale.
Automazione flessibile
I robot sono generalmente considerati una tecnologia in grado di sostituire le attività manuali che richiedono un intenso impiego di manodopera, ma possono anche rappresentare un'alternativa flessibile, compatta e riprogrammabile all'automazione industriale tradizionale. Le macchine in formati consolidati, come i robot SCARA e cartesiani, sono disponibili in dimensioni ridotte, con bracci di lunghezza compresa tra oltre un metro e pochi centimetri. Possono essere configurate per trasportare carichi da 40-50 kg fino a meno di 1 kg e le macchine SCARA più veloci hanno un tempo di ciclo inferiore a un secondo. L'ampia scelta di tipi e dimensioni offre ai progettisti di impianti molte opzioni nella ricerca di una soluzione adeguata. Possono iniziare modificando un processo che causa un collo di bottiglia o cambiare un'intera linea di assemblaggio che può comportare qualsiasi combinazione di lavoro manuale e automazione tradizionale.
Quando si inizia a prendere in considerazione l'automazione basata sui robot, è importante individuare le aree in cui le nuove macchine possono essere impiegate in modo più efficace, al fine di ottenere i migliori risultati. Spesso si consiglia di iniziare con un'implementazione su piccola scala, trasferendo solo uno o pochi processi a un sistema basato sui robot. Partendo in piccolo, è possibile realizzare una soluzione funzionante in tempi relativamente brevi e il progetto può evidenziare le principali sfide di implementazione che indicano dove potrebbero essere necessarie ulteriori conoscenze per portare a termine i progetti successivi. L'esperienza acquisita può essere utile per queste attività man mano che l'automazione viene estesa ad altri processi della linea di produzione e in tutto lo stabilimento.
Poiché velocità, precisione, forza e resistenza sono i principali vantaggi dei robot, oltre alla loro flessibilità programmabile, la loro introduzione nei processi industriali può sfruttare uno o una combinazione di questi attributi. Le loro capacità di sollevamento ne sono un esempio. Alcuni prodotti industriali, come i moduli delle batterie per veicoli elettrici, possono pesare tra i 30 e i 50 kg. D'altra parte, i contenitori riempiti con liquidi come oli tecnici o fluidi detergenti possono pesare solo pochi chilogrammi. L'introduzione di un robot SCARA ad alta velocità alla fine della linea può migliorare la produttività sostituendosi alle operazioni ripetitive di sollevamento e spostamento, che possono diventare faticose per qualsiasi operatore umano nel corso di un turno. La fatica aumenta la probabilità di infortuni. Inoltre, il robot è in grado di collocare l'oggetto con precisione nella posizione richiesta. La precisione di un lavoratore umano tende a diminuire con il tempo, in particolare se gli oggetti pesano qualche chilogrammo o più.
Implementazione
In occasione di recenti fiere di settore in Europa, Yamaha Robotics ha presentato soluzioni che implementano processi di fine linea utilizzando robot, tra cui una stazione di collaudo e assemblaggio per batterie di veicoli elettrici. Questo manipolatore di moduli batteria ha dimostrato la capacità di sollevare carichi pesanti, posizionare rapidamente e con precisione moduli agli ioni di litio da 35 kg in un dispositivo di collaudo elettrico, per poi impilarli in pacchi batteria.
La movimentazione del modulo batteria EV di fine linea ha dimostrato il sollevamento di carichi pesanti, l'alta velocità e il posizionamento accurato con un robot SCARA
La precisione è un altro punto di forza dei robot SCARA e le macchine più piccole possono svolgere compiti di assemblaggio di precisione come l'inserimento a pressione di componenti o il serraggio di viti. Gli avvitatori pneumatici sono ampiamente utilizzati nelle aree di assemblaggio per aiutare gli operatori a lavorare rapidamente e garantire l'applicazione della coppia corretta. Tuttavia, possono verificarsi errori. Un esempio è rappresentato dai casi in cui è necessario inserire viti in fori profondi. Alcune possono sfuggire all'operatore, che non è in grado di vedere se sono state inserite. L'automazione dei processi di avvitatura garantisce che ogni elemento sia inserito e serrato in modo soddisfacente.
Un robot installato in una postazione specifica della linea di produzione può subentrare in un'attività come l'avvitamento e migliorare significativamente la resa complessiva della produzione e la garanzia della qualità. Un robot articolato, o cobot, può eseguire l'attività più o meno allo stesso modo di un operatore umano, garantendo una maggiore ripetibilità. In alternativa, un robot SCARA, integrato con un alimentatore a vite adatto in una cella di lavoro compatta, può fornire una ripetibilità superiore e un tempo di ciclo estremamente veloce. Il controllo del movimento fluido che caratterizza i robot SCARA rende queste macchine ideali anche per l'erogazione di adesivi polimerizzabili all'aria, materiali per guarnizioni o sigillanti.
Un altro approccio diffuso è quello di impiegare i robot in processi offline, come il collaudo di gruppi elettronici e la personalizzazione o la configurazione individuale dei prodotti prima di immagazzinarli o spedirli a un cliente. Nel 2024, Yamaha ha presentato una soluzione che configura i connettori elettrici in base alle istruzioni contenute in un file di rete. La cella contiene un robot SCARA che seleziona e carica l'utensile di punzonatura appropriato, con visione integrata per verificare che siano stati perforati i perni corretti e che non vi siano sbavature. Il processo è guidato da un codice a barre per evitare errori e può gestire diversi connettori nella stessa operazione. È stato inoltre dimostrato il carico e lo scarico automatizzato di gruppi elettronici in un dispositivo di prova per test in circuito e funzionali, basato su un robot cartesiano per garantire un posizionamento preciso del gruppo per la continuità elettrica.
I robot cartesiani possono spostare oggetti ed eseguire processi con elevata precisione
Selezione e ottimizzazione
La creazione di una soluzione di automazione chiavi in mano richiede una combinazione di competenze per riunire robot e software, strumenti specifici per l'applicazione e integrazione di sistema. Per garantire che i robot possano funzionare nel modo più efficiente possibile, potrebbe essere necessario adattare il flusso di lavoro e il layout fisico dell'impianto.
Strumenti di simulazione adeguati possono fornire un valido aiuto per pianificare la linea di produzione, selezionare i tipi di automazione più appropriati per ogni processo e ottimizzare il tempo di ciclo e la produttività. Fornendo strumenti per creare modelli digitali delle linee di produzione, il software di simulazione consente di visualizzare i layout e i flussi di lavoro prima dell'implementazione fisica, oltre a individuare eventuali colli di bottiglia o altre inefficienze nel sistema simulando il flusso dei materiali e dei processi e le interazioni tra robot, altri sistemi di automazione e persone in tutta l'area dello stabilimento. La simulazione con strumenti come il Robot Simulator di Yamaha RCX Studio consente di sperimentare diverse configurazioni, posizionamenti delle attrezzature e flussi di lavoro. Ciò consente ai team di progetto di trovare la configurazione più efficiente prima di impegnarsi nell'acquisto di hardware o di apportare modifiche fisiche alla fabbrica.
In collaborazione con agenti di vendita e partner di integrazione di sistema designati, Yamaha lavora costantemente allo sviluppo di celle robotizzate per sfide di produzione specifiche. Attingere a queste esperienze può contribuire ad accelerare la ricerca di soluzioni ai problemi più comuni.
Conclusione
L'automazione con i robot può fornire una soluzione efficace per migliorare la produttività manifatturiera, garantendo al contempo la flessibilità necessaria per adattarsi ai cambiamenti dei requisiti di produzione o delle caratteristiche di progettazione del prodotto. Che siano implementati in linea o in processi autonomi eseguiti offline, i robot possono essere introdotti in modo selettivo per verificare l'approccio e acquisire esperienza prima di procedere alla scalabilità per automatizzare un'intera sequenza dall'inizio alla fine.
La simulazione è uno strumento potente che può integrare uno studio accurato per ottimizzare i processi, la posizione dei robot nella linea e il tempo di ciclo, al fine di ottenere il massimo utilizzo possibile delle attrezzature. Le competenze e le conoscenze di organizzazioni esterne, tra cui il fornitore del robot e l'integratore di sistema, sono essenziali per realizzare una soluzione efficace e ottimizzata.
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