Robotica Collaborativa: cobot e la simbiosi tra uomo e macchina

21-06-2022

Di Andrea Lamparelli

I robot, al giorno d’oggi, sono ampiamente diffusi all’interno delle realtà produttive, dal settore dell’automotive, a quello manifatturiero, sino ad arrivare anche alle piccole realtà metalmeccaniche.

Un robot è definibile come una macchina versatile, che a seguito di un’opportuna programmazione software, risulta in grado di svolgere numerosi compiti che spaziano dalla verniciatura, alla saldatura, all’assemblaggio, all’asservimento macchine, alle operazioni di finitura.

Con l’evolversi della tecnologia, i robot sono diventati sempre più sicuri, dotati di una maggiore autonomia ed in grado di fornire un importante contributo alla produttività aziendale, nonché alla qualità dei prodotti realizzati.

Molte aziende affidano a queste macchine compiti di crescente complessità, puntando a convertire processi produttivi eccessivamente pesanti e rischiosi per gli operatori umani.

I robot odierni sono in grado di adattarsi con estrema versatilità alle funzioni richieste, permettendo di considerare la robotica evoluta, tra le più importanti tecnologie abilitanti per l’Industria 4.0.

Con il termine “robotica collaborativa”, si intendono sistemi ad elevato livello tecnologico di sensorizzazione ed attuazione, che consentono ai robot di poter operare e muoversi anche in spazi condivisi con operatori umani, minimizzando i rischi per la sicurezza. In altre parole, il robot riesce a percepire la presenza umana nei suoi paraggi, adeguando di conseguenza i suoi spostamenti e garantendo una perfetta simbiosi uomo-macchina.

In questo contesto infatti, i robot, al pari delle altre macchine, possono essere integrati nelle realtà produttive mediante altre tecnologie abilitanti, quali ad esempio l’Internet of Things, il Cloud Computing ed i Big Data.

Nelle “Industrie 4.0” i robot ed i sistemi di automazione, scambiano continuamente dati sia tra loro che con gli operatori umani.

Un aspetto di fondamentale importanza è quello relativo all’utilizzo in sicurezza dei robot collaborativi (cobot). Tale aspetto è regolato dalla specifica tecnica ISO/TS 15066, che integra quanto previsto delle normative ISO 10218-1 e ISO 10218-2, dedicate alla sicurezza dei robot industriali e le armonizza per mezzo della Direttiva Macchine 2006/42/EC.

Cobot e robotica collaborativa

Le suddette norme forniscono le linee guida per la progettazione, le misure di protezione e le informazioni di utilizzo dei robot, a cui si aggiunge la norma ISO 13849-1, che dettaglia l’analisi del rischio di funzione di una macchina, stabilendo gli indici di prestazione per le funzioni di sicurezza e di protezione dell’operatore umano.

Su tutti i classici robot industriali, le norme che regolano la sicurezza sul lavoro, prevedono esclusivamente la presenza di sistemi di controllo della velocità e arresti di emergenza.

Per quanto riguarda invece i cobot, è necessaria la presenza di:

  • Arresto monitorato di sicurezza, ovvero il fermo macchina al rilevamento della presenza dell’operatore nella zona di rischio;
  • Sistema di guida manuale, comprensivo di arresto di emergenza e dispositivo di riduzione velocità e movimento;
  • Sistema di monitoraggio di velocità e posizionamento, al fine di garantire il rispetto di una opportuna distanza di sicurezza del cobot dall’operatore, con eventuale relativa riduzione della velocità;
  • Sistema di limitazione di potenza e forza, al fine di valutare la soglia limite di pressione sui corpi esposti al pericolo di contatto.

Il principale obiettivo dell’introduzione dei cobot nei contesti industriali è quello di mutare l’approccio produttivo, dando vita a sistemi intelligenti in cui i robot riescano ad eseguire compiti ripetitivi, logoranti ed a basso valore aggiunto, affidando invece agli operatori umani mansioni complesse e difficilmente automatizzabili.

Nel paradigma Industria 4.0 infatti, il focus è quello di massimizzare la flessibilità dei processi produttivi alle richieste del mercato. A tal proposito, i robot collaborativi, grazie alla loro intrinseca sicurezza nell’interazione con l’essere umano, risultano fondamentali per far sì che gli operatori lavorino in un adeguato spazio, non ostacolando le macchine e non temendo interferenze.

Questa simbiosi consente quindi un abbattimento sensibile dei tempi morti di attrezzaggio e setup delle macchine, migliorando di conseguenza le performances globali.

Andrea Lamparelli
Innovation Consultant – Leyton Italia