I bracci robotici industriali svolgono funzioni simili a quelle delle braccia umani

Il braccio robotico industriale prende slancio in magazzino

29 marzo 2022

La riduzione dei tempi logistici ha obbligato le aziende ad automatizzare i processi per raggiungere la massima produttività. Ne è un esempio la diffusione dei bracci robotici industriali, perché accelerano le attività ripetitive svolte in passato da un operatore. 

Di fatto, questa tecnologia non si limita a migliorare l’efficienza in produzione e logistica, ma consente di effettuare automaticamente, senza alcun intervento da parte dell’uomo, il carico di oggetti pesanti e i cicli operativi che richiedono un’elevata precisione

sempre più aziende puntano su questa soluzione. Uno studio della società di consulenza Information and Communication Technology (ICT) Market Research evidenzia che il volume di affari per questi macchinari passerà da 18.900 milioni di dollari a 39.000 milioni nel 2024 con un aumento del 206%. 

In questo articolo raccontiamo l’esordio e il consolidamento dei bracci robotici nel magazzino, analizzandone i vantaggi e le principali applicazioni in campo industriale. 

Che cos’è un braccio robotico industriale?

Un braccio robotico industriale è un macchinario programmabile con funzioni e comportamento simili a quelli di un braccio umano. Il robot è formato da parti unite e assemblate tra loro in modo tale che possa  realizzare movimenti rotatori e di traslazione.

All’estremità del braccio è presente l’estensione della mano robotica a forma di pinza, ventosa o morsetto a seconda della funzione che deve svolgere, ad esempio:di presa, spostamento della merce, picking o assemblaggio di componenti

La parte terminale del braccio robotico può comprendere un morsetto o una pinza a seconda delle funzioni e del volume di carico da movimentare
La parte terminale del braccio robotico può comprendere un morsetto o una pinza a seconda delle funzioni e del volume di carico da movimentare

Sebbene il primo prototipo di robot industriale sia considerato quello che l’ingegnere inglese Bill Griffith P.Taylor costruì nel 1938, fu solo negli anni ’70 che si cominciò ad assistere a un febbrile sviluppo tecnologico, in particolare tra le aziende giapponesi e nordamericane, con l’obiettivo di rivoluzionare il mercato della produzione industriale di massa con la robotica. Attualmente, l’azienda tedesca Kuka e l’impresa svizzera ABB sono tra i produttori leader nello sviluppo di questi macchinari.

A cosa serve? Applicazioni del braccio robotico industriale

Queste apparecchiature vengono utilizzate principalmente per simulare o sostituire le capacità del braccio umano durante i cicli operativi di produzione o logistica. Essendo completamente automatico, il braccio robotico industriale svolge le stesse funzioni di un operatore, con la capacità però di movimentare carichi più pesanti in tempi più rapidi e senza la fatica che la ripetitività dei movimenti implica per una persona. 

Questi macchinari, che operano sia in autonomia che in una linea di montaggio, vengono utilizzati in settori che richiedono un’estrema precisione come, ad esempio, quello dell’automotive. Inoltre, sono utili nei settori in cui è necessario effettuare la movimentazione e il pick and place (prelievo e deposito) di carichi pesanti

Questo è il caso, ad esempio, di Porcelanosa, leader nel settore ceramico. Mecalux ha attrezzato con tecnologia di ultima generazione il centro logistico dell’azienda a Vila-Real (Spagna), dal quale rifornisce le otto società del gruppo. In ogni postazione di picking è stato installato un braccio di movimentazione meccanico per aiutare l’operatore con i carichi più pesanti. Questo macchinario trasferisce i colli più pesanti dal buffer (area di accumulo) alla stazione di picking al momento opportuno, evitando di ricorrere a transpallet o carrelli elevatori per la movimentazione del carico.

Braccio robotico industriale: i vantaggi dell’automazione del ciclo operativo

L’implementazione di un braccio robotico industriale in un impianto di produzione o di stoccaggio consente di:

  • Aumentare notevolmente il rendimento del ciclo operativo: a differenza di un operatore, il braccio robotico industriale è in grado di ripetere la stessa attività tutte le volte necessarie. 
  • Ottimizzare e rendere efficienti i processi complessi: in caso di carichi pesanti o cicli operativi che richiedono notevole precisione, come avviene nel settore automotive durante il montaggio di alcuni componenti, il massimo rendimento si ottiene solo con un braccio robotico. 
  • Garantire la massima sicurezza di tutti gli operatori: l’inserimento dei robot nelle linee di produzione e nella logistica evita che gli operatori siano esposti a cicli di lavoro poco ergonomici soggetti a grossi rischi. 
  • Ridurre i costi di produzione e la forza lavoro: nonostante l’investimento iniziale, nel lungo periodo l’automazione riduce i costi e potenzia la forza lavoro necessaria, offrendo un rapido ritorno sull’investimento (ROI).
  • Assicurare la fattibilità dei cicli operativi che si svolgono in condizioni estreme: solo un braccio robotico industriale può garantire la produttività in aree refrigerate o ad atmosfera controllata. 

In cambio, bisogna tenere conto del fatto che l’implementazione dei bracci robotici comporta un elevato investimento iniziale per l’azienda. Inoltre, offre un vantaggio concreto solo nelle attività ripetitive estremamente specifiche, in cui vengono movimentati carichi di volumi simili. Per questo motivo, il braccio robotico è sconsigliato in assenza di movimenti ripetitivi propri di un braccio (piccoli spostamenti o rotazioni) e di merce non omogenea.

La nuova area di picking di Porcelanosa vanta otto postazioni di picking allineate dotate di un braccio robotico ciascuna
La nuova area di picking di Porcelanosa vanta otto postazioni di picking allineate dotate di un braccio robotico ciascuna

Tipi di braccio robotico industriale

Il braccio robotico può essere di molti tipi a seconda dei movimenti che esegue, dei prodotti che movimenta e dei cicli operativi a cui è destinato. Vediamo  le principali tipologie disponibili sul mercato:

  • Robot cartesiano: macchinario con tre assi lineari che, di conseguenza, si muove solo trasversalmente. Questa tipologia viene utilizzata soprattutto nei cicli operativi di pick and place e nelle attività di montaggio. 
  • Robot cilindrico: utilizzato spesso con i macchinari di pressofusione e saldatura a punti, oppure per eseguire attività di montaggio estremamente complesse. La configurazione cilindrica consente al macchinario di svolgere due movimenti lineari e uno rotatorio. 
  • Robot polare o a configurazione sferica: deve il suo nome alle coordinate sferiche che tracciano i movimenti del macchinario rispetto a un altro sistema di riferimento. Sono utili in particolari processi di saldatura a gas, fusione o fresatura. 
  • Robot SCARA: acronimo dell’inglese Selective Compliant Assembly Robot Arm, questa apparecchiatura si caratterizza per la flessibilità poiché offre fino a quattro gradi di libertà. Di conseguenza, è veloce e semplice rispetto ad altri tipi di robot come, ad esempio, quello cartesiano. 
  • Robot articolato: questo macchinario con almeno tre articolazioni rotatorie ha un uso consolidato nei processi produttivi più complessi. Viene utilizzato nel settore automotive, ad esempio per la verniciatura spray. 
  • Robot parallelo: noto anche come robot delta, è dotato di una piattaforma mobile e articolazioni rotatorie che garantiscono un’ampia gamma di movimenti. Viene utilizzato per la preparazione degli ordini, specialmente di prodotti di piccolo volume. 

Quando si automatizza un impianto, il Responsabile della logistica deve decidere quale tipo di braccio robotico installare in magazzino in base alla struttura dell’impianto, al flusso della merce, al tipo di carico o al volume di picking, tra i vari fattori. 

Implementazione progressiva dell’intelligenza artificiale

il braccio robotico articolato è un altro esempio della scommessa sull’automazione che si sta progressivamente affermando in magazzini e centri di produzione. Evidentemente, l’integrazione dei macchinari garantisce la massima produttività e competitività delle aziende.

Pertanto, i robot si integreranno sempre di più a sistemi di stoccaggio automatico quali i trasloevatori, i trasportatori o i Pallet Shuttle già esistenti nel magazzino 4.0. 

I bracci robotici possono essere integrati in una catena di montaggio o in una stazione di picking per alleggerire i processi in magazzino
I bracci robotici possono essere integrati in una catena di montaggio o in una stazione di picking per alleggerire i processi in magazzino

In sostanza, l’industria richiede efficienza e sicurezza in ogni ciclo operativo della supply-chain. Un braccio robotico industriale garantisce una produzione più dinamica e priva di errori

Se intendi implementare soluzioni automatizzate nel tuo magazzino, non esitare a contattarci. Un consulente esperto ti fornirà suggerimenti su come automatizzare il tuo magazzino.