Il saldatore 4.0 | Saldare con il cobot | Robotica 4.0
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Il saldatore 4.0 – Saldare con il cobot

Il saldatore 4.0 – Saldare con il cobot

Per essere competitivi in un mercato carente di manodopera qualificata, con l’aumento dei costi dei fattori produttivi, l’esigenza di tempi di consegna impegnativi, la necessaria cura della salute e sicurezza delle persone siamo nel bel mezzo di un tangibile cambiamento globale.

Un elemento in evoluzione è il modo di concepire la produzione, Uomo + Macchina lavorano insieme siamo nell’ Era Collaborativa. Questo nuovo modo di vedere l’automazione si pone come obbiettivo principale quello di sollevare gli operatori dai lavori ormai riconosciuti pericolosi soprattutto se reiterati nel tempo.

Le malattie professionali sono in costante aumento e minacciano lo stato sociale e il futuro di milioni di persone. Nell’industria metalmeccanica, presente con aziende di diverse dimensioni e natura in tutto il territorio nazionale, vengono svolte lavorazioni che espongono i lavoratori a elevati rischi, tra le quali spiccano quelle della saldatura manuale.

Quali sono i rischi per gli operatori nella saldatura manuale?

I Rischi legati ai processi di saldatura manuale sono molteplici e ben conosciuti :

  • Inalazione di fumi e gas di saldatura
  • Radiazioni UV
  • Ustione
  • Campi elettromagnetici

Inoltre non possiamo dimenticare i rischi collaterali o ambientali come :

  • Rumore
  • Vibrazioni (HAV)
  • Posture incongrue
  • Movimenti ripetitivi
  • Amianto

L’esposizione a campi elettro magnetici ed a radiazioni ottiche artificiali aggiunti ai fumi in cui la maggior parte delle particelle emesse hanno la capacità di giungere in profondità nell’apparato respiratorio rendono il processo di saldatura manuale una delle attività con il più alto profilo di rischio per l’operatore e conseguentemente meno ambite da nuove leve. Trovare un sistema per compiere una netta inversione di tendenza è stata fatta con l’introduzione della robotica nella saldatura, ormai da svariati anni.

La comparsa dei primi robot industriali avviene intorno agli anni settanta, le prime applicazioni industriali sono nel campo automobilistico, infatti i robot vengono dotati di pinze di saldatura per saldare ed assemblare le scocche delle automobili.

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Il primo esempio di impiego massiccio in Italia è in Fiat, dove vengono usati diversi robot per la saldatura sulle vetture con il OpenRobogate® (COMAU) una struttura solida ad elevata ripetibilità e modularità, un’invenzione italiana adottata, in seguito, da tutte le industrie automobilistiche. Ad oggi esistono diversi costruttori di robot industriali e integratori specializzati che si occupano esclusivamente di saldatura con risultati eccellenti e indiscutibili. Questi si occupano soprattutto di supportare la produzione di serie (elevati volumi) di particolari anche complessi da realizzare.

Chiaramente la scelta per una cella robotica di saldatura e la giustificazione degli investimenti passa anche attraverso la valutazione dei lotti da realizzare e dalla qualità di saldatura che si vuole ottenere. La tendenza è sempre stata di automatizzare le parti grandi complesse che creano un significativo drenaggio di manodopera. Il settore della saldatura però è anche traboccante di applicazioni più semplici con lotti medio piccoli tipici delle aziende che compongono il nostro tessuto industriale. Con l’implementazione di sistemi per la saldatura “diversi” come quello che integra un robot collaborativo abbiamo verificato un incremento di efficienza dell’ azienda soprattutto quando l’implementazione dell’automazione avviene sulle parti più piccole e più semplici da saldare ma che coinvolgono saldatori professionisti per molto tempo.

La strategia di questi nuovi sistemi di saldatura collaborativa si fonda sulla possibilità di suddividere le operazioni tra uomo e cobot saldante. Mentre i saldatori manuali esperti si concentrano sui componenti complessi da realizzare l’automazione si occupa delle parti ripetitive più semplici.

Analizzando il processo di saldatura quando è possibile occorre suddividere le parti più grandi e complesse da realizzare in sottogruppi cercando di ottenere processi di saldatura semplificati nelle traiettorie così da garantirne l’esecuzione con una automazione conveniente.

Particolari con un design relativamente “aperto” per l’accesso della torcia, parti che non richiedono il riposizionamento, applicazioni con un tempo di arco elevato rispetto al numero di saldature, rendono la saldatura con il cobot efficace e efficiente.

I sistemi di saldatura robotizzati tradizionali sono molto performanti e il livello di automazione è necessariamente alto anche per la presenza di sistemi di singolarizzazione trasferimento e evacuazione delle parti. Questo tipo di automazione «rigida» è tipicamente progettata su misura per un particolare numero di pezzi o famiglia di pezzi. I sistemi di saldatura mediante robot industriale sono il modo più efficace per affrontare un’applicazione molto specifica. Ne sono per esempio i sistemi a doppia torcia per la saldatura di teste su gusci, i sistemi di saldatura ad arco sommerso, le saldatrici lineari per lunghe cuciture, ecc. Queste soluzioni sono principalmente orientate verso specifiche applicazioni ad alto volume e/o ad alto tempo d’arco.

Quando però si rende necessario un cambio sostanziale delle parti da lavorare occorre effettuare una riprogettazione della cella e questo potrebbe diventare una attività costosa e poco pratica. I sistemi di saldatura basati sulla robotica collaborativa invece sono contraddistinti da un livello di automazione in asservimento minimo dove il piazzamento delle parti avviene con attrezzature tipicamente manuali. Questo permette la massima flessibilità di sistema utile per i modelli di produzione attuali. Inoltre il sistema di saldatura collaborativo rimette al centro del processo di saldatura l’operatore cambiandone sostanzialmente le mansioni.

L’operatore esperto di saldatura con il cobot (Saldatore 4.0) conosce la tecnologia di saldatura, esegue il set up, prepara con attenzione le parti da lavorare, decide il processo, determina le varie fasi i modi e i tempi di saldatura, esegue il tuning della saldatrice, fa tutto quello che faceva quando saldava manualmente tranne che “saldare”.

Saldare con la torcia accesa in mano non è più necessario, questa attività con i rischi per la salute correlati è ormai compito del cobot. L’operatore evita i fumi e le radiazioni passando alla programmazione dei task di saldatura e l’impostazione delle traiettorie del cobot a saldatrice spenta.

Il primo risultato che abbiamo riscontrato da subito è stato un forte interessamento e riavvicinamento da parte soprattutto dei giovani alla saldatura. Le persone che abbiamo incontrato e coinvolto si sono mostrate ansiose di applicarsi. Provare l’emozione di vedere le proprie competenze in saldatura realizzate evitando i rischi che la tecnologia porta dentro la sua natura è stato subito un valore aggiunto. Questo aspetto di avvicinamento immediato è di rilevante importanza in quanto determinante per la possibilità di trovare nuove figure lavorative da formare anche con aspetti tecnici di difficile comprensione.

Attraverso la formazione gli aspetti tecnici possono essere trasferiti soprattutto se le persone sono desiderose di impararli. Questo entusiasmo lo abbiamo percepito a tutti i livelli aziendali dai proprietari ai loro figli, ingegneri, saldatori, operatori di macchine, capi officia, apprendisti. La ragione crediamo sia insita nella filosofia che i cobot esprimono.

I cobot sono robot industriali di nuova generazione pensati per condividere l’ambiente di lavoro con l’uomo. Questa tecnologia che mette al centro l’uomo e la sua sicurezza permette di sollevare l’operatore da compiti ripetitivi, pericolosi e logoranti rendendo le operazioni concettuali più efficaci.

Il concetto di robotica collaborativa nasce per creare rapporti sinergici fra operatori umani e robot che assumono il ruolo di collaboratori.

L’interazione uomo macchina determina nuovi sistemi per produrre che si pongono come obbiettivo l’aumento della produttività partecipando alla riduzione dei rischi per la salute sul lavoro per l’operatore e nel processo di saldatura questo viene enfatizzato.

I cobot aprono un nuovo capitolo nella storia della saldatura, forniscono ai saldatori esperti un potente assistente durante la loro routine lavorativa quotidiana.

A differenza di un robot industriale, il cobot integrato in maniera opportuna interagisce con l’operatore durante la programmazione dei task e le traiettorie di saldatura con metodo collaborativo (guida manuale). Verificato il suo lavoro di programmazione l’operatore da inizio al processo allontanandosi dalle fonti di rischio da saldatura manuale.

La costruzione leggera del cobot e la sua tecnologia di sicurezza integrata garantiscono l’interazione necessaria con gli esseri umani durante la programmazione, la distanza di separazione, durante l’esecuzione del processo, riducono al minimo i rischi per l’operatore. Questo porterà il saldatore a percepire il cobot come uno strumento di automazione naturale e necessario per il suo lavoro quotidiano.

La fenomenale facilità con cui il sistema di saldatura può essere programmato è la chiave che lo rende uno strumento eccezionale (Recordbot).

Il saldatore specializzato, ora può spostare l’attenzione su altri compiti più impegnativi e complessi. Mentre il carico e la rimozione dei pezzi dal tavolo di saldatura, così come il rilascio della sequenza di saldatura pre-programmata, possono essere effettuati da operai semi-specializzati senza effetti negativi sui risultati di saldatura.

Non dobbiamo dimenticare che il sistema di saldatura con il cobot è una aggiunta intelligente per la pianificazione della produzione che mantiene il livello di qualità costante ed eccellente.

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