Il primo cobot pneumatico al mondo

Il primo cobot pneumatico al mondo è targato Festo e arriverà sul mercato nel 2023.

Festo ha recentemente presentato il cobot pneumatico, primo nel suo genere in un mondo dove i cobot sono tradizionalmente elettrici.

«Con questo prodotto Festo porta sul mercato una grande innovazione, un prodotto sensazionale» assicura Frank Melzer, Chief Technology Officer di Festo.

Il ruolo dei cobot

Ma andiamo con ordine. Cosa è un cobot?

«La parola Cobot deriva dalla fusione dei due termini inglesi collaborative e robot» ha spiegato Melzer.

Si tratta di robot che collaborano direttamente con l’operatore umano condividendone attività e spazi; di robot che non sono più “chiusi in una gabbia”, isolati dall’operatore ma che sono costruiti e programmati in maniera tale da adattarsi alla sua velocità, ai suoi ritmi e modalità di lavoro senza costituire un rischio per lo stesso.

Più piccoli, leggeri e maneggevoli, i cobot rappresentano l’evoluzione del robot: si ritiene che quasi nessun segmento del mercato industriale crescerà così rapidamente nei prossimi anni come la collaborazione uomo-robot.

I cobot sollevano i dipendenti da compiti particolarmente faticosi o monotoni: «Un cobot sostiene l’operatore in alcune delle sue mansioni, lo allevia dai compiti più monotoni e faticosi, aumentando sia la produttività del lavoro sia il comfort dell’operatore stesso» ha affermato Melzer.

Di cobot ve ne sono già sul mercato ma sono esclusivamente elettrici.

Quello presentato da Festo è il primo cobot pneumatico e arriverà sul mercato nel 2023.

Con la novità dell’introduzione della pneumatica, Festo è convinta di poter far fare al settore dei passi avanti importanti: la collaborazione uomo-robot non si ottiene con altre tecnologie in modo così sensibile come con la pneumatica.

Il plus valore del cobot Festo

«Le operazioni da compiere su una linea di produzione divengono sempre più complesse, i prodotti sempre più sofisticati e la velocità più elevata. Ciononostante, è necessario che le macchine rimangano semplici da utilizzare cosicché ogni operatore della linea possa essere in grado di utilizzarle anche senza particolari conoscenze di robotica» afferma Christian Tarragona, Direttore della Robotica.

“Easy” è il concetto che fa da filo rosso attraverso tutte le caratteristiche del cobot di Festo che vediamo qui di seguito elencate:

– Easy to use: il cobot di Festo è disegnato per essere facile da usare. Deve essere tale che ogni operatore possa maneggiarlo senza problemi. La semplicità d’uso è fondamentale perché aumenta l’accoglienza della macchina in azienda.

– Easy collaboration: il cobot deve poter lavorare con l’operatore umano senza nessun rischio. Negli azionamenti pneumatici il mezzo di trasmissione della forza è l’aria e l’aria è comprimibile. Questo conferisce ai movimenti del cobot non solo elevata precisione ma anche una certa “morbidezza” in caso di collisione con l’operatore umano.

– Easy Integration: il cobot possiede tutti gli allacciamenti standard dell’industria rendendolo quindi integrabile con la maggior parte degli ecosistemi.

– Easy to move: il cobot è leggero (meno di 20 kg) e facile da muovere da una linea all’altra in modo da poterlo utilizzare al massimo. Queste caratteristiche ne ampliano i campi di applicazione rendendo anche più veloce il ritorno d’investimento. A tal proposito Festo vuole posizionare il suo cobot sul mercato in maniera economicamente più vantaggiosa dei cobot elettrici. Di quanto però non è ancora dato ora di sapere.

Compatto e flessibile

Il cobot può supportare l’operatore umano in operazioni ripetitive, monotone o pesanti da eseguire.

Quattro sono le attività per cui questo cobot risulta particolarmente interessante:

• Etichettatura e labelling;
• Machine Tending: carico e scarico di oggetti anche piccoli da una macchina di processo, attività condotta oggi per lo più manualmente;
• Pulitura da resti di lavorazione;
• Verniciatura.

Si tratta di operazioni molto diffuse nell’industria manifatturiera, indicando un ambito di applicazione molto ampio per il cobot e una grande flessibilità d’uso.

La flessibilità del cobot non si limita alle ampie possibilità di impiego ma prosegue nella grande maneggevolezza: poiché i comandi sono tutti compattati nel piede del cobot, risulta particolarmente agevole spostarlo da un luogo di impiego all’altro e questo permette un aumento delle potenzialità di utilizzo.

Oltre a ciò, tale costruzione permette di risparmiare spazio.

Maggiore sicurezza per l’operatore

A proposito di “easy collaboration”: in caso di collisione con l’operatore, l’impatto risulta estremamente morbido.

«Grazie alla flessibilità degli azionamenti pneumatici, il cobot agisce in modo sensibile, a una velocità adeguata alla situazione, con movimenti fluidi e armoniosi. Quando viene toccato, è morbido come il contatto umano» ha aggiunto Tarragona.

Come si raggiunge questa morbidezza di movimenti in caso di collisione?

Il segreto risiede nella pneumatica alla base dei movimenti del cobot.

Il cobot contiene nel suo braccio sei azionamenti pneumatici, costituiti ciascuno da due camere d’aria separate da due ante a rotazione.

Le due camere lavorano a diverse pressioni e questa differenza è all’origine dei movimenti del cobot.

Questa differenza di pressione è sotto controllo elettronico; ad esempio, qualora dovesse variare in seguito a una collisione, la sensoristica invierebbe immediatamente un segnale di allarme, generando un blocco del movimento e un riequilibrio della pressione tra le due camere ad aria.

Come conseguenza, il robot si ferma senza esercitare forza sul corpo con cui collide.

«Grazie a precisi regolatori di pressione nelle articolazioni, il robot riconosce quando viene toccato e reagisce con funzioni di sicurezza appropriate» ha concluso Tarragona.

Il dipendente può collaborare in totale sicurezza con il suo attento “collega tecnico”.

I vantaggi della pneumatica

Quali sono i vantaggi di un cobot pneumatico rispetto a un classico cobot elettrico?

«Il primo grande vantaggio è che vi sono azionamenti diretti e nessun ingranaggio – risponde Tarragona -. Questo permette uno scarico parziale delle masse e le parti del cobot possono essere considerate in maniera indipendente le une dalle altre, rendendo così il cobot cedevole e morbido in caso di collisione».

La pneumatica, inoltre, permette di ottenere una finezza di movimenti che il cobot elettrico non riesce ancora a raggiungere.

Infine, il fatto che i comandi, cavi ed elettronica, siano tutti compattati nel piede del cobot lo rende particolarmente maneggevole, un vantaggio rispetto al cobot elettrico.

Perché portare sul mercato un cobot pneumatico quando tutti gli altri sono elettrici?

«Questa è stata una vera sfida per Festo, perché siamo convinti dei vantaggi della pneumatica –  prosegue Tarragona -. La flessibilità che la pneumatica offre è molto convincente. La si può rendere morbida quanto si vuole e non si ha alcuna resistenza con i movimenti. La sensazione è completamente diversa rispetto all’elettrico. Infine, la maggiore densità di energia della pneumatica consente gli azionamenti diretti».

Il cobot Festo deve dunque molti dei suoi vantaggi – come la sensibilità, il peso e anche il rapporto prezzo/prestazioni – ai benefici della pneumatica: gli azionamenti diretti nei giunti sono più economici e particolarmente leggeri perché, a differenza delle soluzioni elettriche, non sono necessari pesanti ingranaggi e costosi sensori di forza-coppia.

Allo stesso modo, il primo cobot pneumatico è il risultato della grande esperienza di Festo nella pneumatica controllata.

Economico anche per piccole e medie imprese

Il cobot Festo rende economico l’utilizzo dei cobot anche per le piccole e medie imprese, spesso caratterizzate da processi di lavoro manuali.

Ciò è possibile grazie a opzioni di applicazione flessibili: anche i piccoli lotti o le fasi di lavoro possono ora essere elaborati automaticamente.

Grazie all’intuitività e alla semplicità della messa in funzione e della programmazione, il periodo di familiarizzazione è rapido ed efficiente e non richiede lunghe misure di formazione.

Il cobot pneumatico secondo Festo sarà più conveniente rispetto ai cobot elettrici di questa classe e avrà un interessante rapporto prezzo/prestazioni nel suo campo di applicazione principale, la movimentazione di piccoli pezzi con carichi utili fino a 3 kg.

«Quando sarà in vendita nel 2023, il Cobot Festo stabilirà nuovi standard nella collaborazione uomo-robot grazie alla sua facilità d’uso» ha concluso Melzer.

Cobot: in un’ora pronto per funzionare

E a proposito di semplicità: quanto tempo richiede mettere in funzione il cobot Festo e programmarlo per una semplice azione?

La risposta è stupefacente: dal momento in cui si toglie il cobot dall’imballaggio al momento di montarlo e programmare una semplice operazione quale può essere un “pick&place” – azione per altro molto diffusa nell’industria – trascorre, secondo Festo, al massimo un’ora.

Come è possibile riuscire a rendere le operazioni così semplici da far bastare un’ora per mettere in funzione la macchina, anche da parte di utenti senza particolari conoscenze di robotica?

L’interfaccia utente è molto semplice e intuitiva. Inoltre, l’utente può mostrare al cobot movimenti e posizioni guidandolo direttamente con la sua mano e il cobot è in grado di imparare e ripetere quei movimenti in modo fedele.

Ma ciò non significa che un esperto di robotica non abbia nulla da fare con il cobot.

Festo offre anche la possibilità di realizzare programmazioni complesse.

«Con questo cobot possiamo rivolgerci a entrambe le categorie di tecnici, a chi non ha conoscenze di robotica e a chi invece le ha e può far fare al cobot operazioni anche molto complesse» ha concluso Tarragona.

Alcuni dati tecnici

In termini di velocità e precisione il cobot pneumatico è paragonabile ai cobot elettrici oggi presenti sul mercato:

• Materiale di costruzione del braccio robotico: pressofusione di alluminio.
• Peso: 17 kg.
• Carico utile: fino a 3 kg.
• Raggio d’azione del braccio: 670 mm, la portata di un braccio umano.
• Consumo d’aria: 100 Nl/minuto, a seconda delle operazioni.
• Ripetibilità: circa 0,3 mm.
• Collegamenti: tutti i collegamenti standard: profinet, iolink ecc.
• Equipaggiamento richiesto: collegamento all’aria compressa e 24 Volt.

di Maria Luisa Doldi