Fornitura dei pezzi per i cobot: prelievo dalla cassa, vassoi o alimentazione flessibile?

Il cobot è stato acquistato, il primo programma è pronto in un attimo. E poi sorge la domanda a cui nessuna scheda tecnica risponde: come far arrivare i pezzi al robot in modo che possa afferrarli in modo affidabile? Proprio le aziende che mettono in funzione il proprio cobot senza ricorrere a un integratore si rendono conto a questo punto che il processo di presa raramente è il problema. Il problema sta prima di quello.

Questa guida mette a confronto i tre metodi più diffusi di alimentazione dei pezzi per i cobot, illustrandone i punti di forza e i limiti. Inoltre, spiega chiaramente in quali casi un sistema di alimentazione flessibile come feedy non sia la scelta giusta.

Perché la distribuzione è determinante per la cella cobot

Un cobot preleva solo ciò che trova. Ha bisogno che il pezzo si trovi in una posizione nota e in un orientamento noto. Se i pezzi sono disposti alla rinfusa in una cassa, mancano entrambe le condizioni. Tre domande aiutano a chiarire la situazione:

- Come arrivano oggi i pezzi: sfusi, disposti in vassoi o direttamente da un processo a monte?

- Quanti pezzi diversi dovrà lavorare la cella nei prossimi anni?

- Qual è il tempo di ciclo effettivo richiesto dalla cella?

Chi ha risposto a queste tre domande, di solito ha già preso metà della decisione.

Metodo 1: attingere alla scatola con la fotocamera 3D

Durante la prelievo dalla cassa (in gergo tecnico “bin picking”), una telecamera 3D è posizionata sopra il contenitore. Un software calcola per ogni pezzo un punto di presa e il robot preleva direttamente dal materiale sfuso.

Punti di forza: i pezzi non devono essere pre-selezionati e rimangono nel contenitore in cui vengono consegnati. Questo sistema funziona bene con pezzi più grandi e robusti, dotati di superfici di presa ben definite.

Limiti: nel caso di pezzi di piccole dimensioni che si sovrappongono o si incastrano tra loro, l’affidabilità diminuisce sensibilmente. La calibrazione della telecamera, la pianificazione della presa e la prevenzione delle collisioni con la parete del contenitore richiedono esperienza; senza un integratore, si tratta di un progetto impegnativo. Spesso, dopo la presa, è necessario un ulteriore movimento di riposizionamento per afferrare il pezzo dall’altra parte, poiché non è stato afferrato nella posizione richiesta dal montaggio. A ciò si aggiunge la produttività: di solito si attesta al massimo a circa 10 pezzi al minuto.

Va bene se i pezzi sono più grandi, arrivano in casse dal fornitore e la posizione dopo la presa non ha molta importanza.

Metodo 2: Vassoi e portapezzi

I pezzi sono disposti in modo ordinato negli scomparti. Il cobot segue uno schema fisso e non necessita di elaborazione delle immagini.

Punti di forza: è il sistema più semplice da programmare e garantisce un’elevata affidabilità del processo. I pezzi delicati o di valore rimangono protetti.

Limiti: qualcuno deve riempire i vassoi. Se ciò avviene manualmente, il lavoro manuale viene semplicemente spostato altrove. Ogni pezzo richiede un proprio vassoio; quando vengono introdotte nuove varianti, si aggiungono nuovi vassoi e nuovi spazi di stoccaggio. E il tempo per cui la cella può funzionare senza operatore dipende dal numero di vassoi disponibili.

È una soluzione adeguata quando i componenti arrivano già ordinati dal fornitore o dalla fase di lavorazione precedente e vengono prodotte solo poche varianti.

Metodo 3: Alimentazione flessibile con telecamera

Nel sistema di alimentazione flessibile, spesso denominato «Flexfeeder», il materiale sfuso viene versato e separato; una telecamera rileva la posizione di ogni pezzo. feedy posiziona quindi i pezzi nell’orientamento corretto in una posizione di trasferimento fissa. Il cobot preleva quindi sempre dallo stesso punto. Quando arriva un nuovo pezzo, viene semplicemente programmato senza bisogno di modifiche all’impianto; il cambio di prodotto richiede circa un minuto.

Punti di forza: il materiale sfuso rimane tale; nessuno deve riempire i vassoi. Lo stesso impianto è in grado di gestire numerose varianti. Il programma del cobot rimane semplice, poiché la posizione di trasferimento è fissa. feedy non necessita di una cabina di protezione e si adatta quindi al concetto collaborativo della cella; con le sue dimensioni di 120 × 40 × 50 cm, si adatta anche alle postazioni di lavoro esistenti.

Limiti: la gamma di pezzi è limitata. feedy lavora pezzi da 3 a 50 mm e fino a 30 g, purché siano asciutti, puliti e non magnetizzati. La produttività arriva fino a 40 pezzi al minuto. L’investimento è superiore rispetto a quello necessario per un set di vassoi e si ripaga soprattutto nei casi in cui si alternano diverse varianti.

È l'ideale quando i piccoli componenti arrivano sfusi, se si effettuano cambi frequenti o se su una cella vengono lavorate molte varianti.

E il classico trasportatore a spirale? Per un singolo pezzo prodotto in grande serie è difficile da battere. Il nostro confronto mostra dove incontra i suoi limiti.

Alternativa al trasportatore a vibrazione

Confronto tra i tre percorsi

Criterio	Una mano nella cassa	Vassoi	Alimentazione flessibile (feedy)
I componenti vengono forniti come	Materiale sfuso	disposte nel vassoio	Materiale sfuso
Lavoro preparatorio svolto dal personale	nessuna	Riempire e sostituire i vassoi	Rabboccare il materiale sfuso
Prestazioni	di solito al massimo circa 10 pezzi al minuto	a seconda del cobot; pausa durante il cambio del vassoio	fino a 40 pezzi/min
Nuovo pezzo	Adattare e testare la pianificazione dei gripper	nuovo vassoio	imparare, circa un minuto
Dimensioni dei pezzi	pezzi piuttosto grandi con superfici di presa ben definite	praticamente qualsiasi	Da 3 a 50 mm, fino a 30 g
Tempo dedicato alla programmazione del cobot	in alto (telecamera, pianificazione della presa)	basso (griglia)	bassa (posizione fissa di consegna)
Posizione dopo la presa	spesso è necessario cambiare presa	definito	definito
Applicazione tipica	parti di grandi dimensioni, posizione non critica	poche varianti, componenti delicati	Piccoli componenti, numerose varianti

Quando un Flexfeeder non è adatto

Un sistema di alimentazione flessibile non è una panacea. In questi casi consigliamo una soluzione alternativa:

- Volumi di produzione molto elevati: se la cella richiede più di 40 pezzi al minuto, un trasportatore classico rappresenta la scelta migliore. In molte celle cobot, tuttavia, il tempo di ciclo è di pochi secondi per pezzo; in questi casi, l’alimentazione raramente costituisce il collo di bottiglia.

- Pezzi grandi o pesanti: tutto ciò che supera i 50 mm o i 30 g va inserito in un’altra soluzione, ad esempio il manico nella scatola.

- Pezzi unti, bagnati o magnetizzati: non è possibile separarli in modo affidabile.

- I componenti arrivano già ordinati: in tal caso sarebbe uno spreco ridurli prima a merce sfusa. Il vassoio rappresenta in questo caso la soluzione più semplice.

- Un unico pezzo, grandi quantità, nessuna inversione: è qui che il trasportatore a spirale dà il meglio di sé.

Se si verifica una di queste situazioni, ve lo comunicheremo chiaramente nella valutazione dei componenti.

Cosa devono tenere presente le aziende che non si avvalgono di un integratore

La valutazione dei rischi rimane. Un cobot non rende automaticamente sicura un’applicazione. Si valuta l’intera applicazione: pinza, pezzo, movimento e ambiente circostante. Un sistema di alimentazione privo di involucro di protezione facilita tale valutazione, ma non la sostituisce.

Mantenere semplice il trasferimento. Un punto di presa fisso riduce il lavoro di programmazione e calibrazione. Meno il cobot deve cercare da solo, più stabile è il funzionamento della cella.

Considerare anche la pinza. Ventosa o pinza a ganasce? Se si prevede che sulla cella passino pezzi diversi, è necessario prevedere nella pianificazione il cambio della pinza.

Effettuare i test con componenti reali. Le bave, le tolleranze e le finiture dei pezzi prodotti in serie presentano caratteristiche diverse rispetto a quelle dei campioni. Un test effettuato con i vostri componenti è più eloquente di qualsiasi scheda tecnica.

Pianificare il rifornimento. Per quanto tempo la cella deve funzionare senza operatore? Da ciò si deduce quale debba essere la quantità di scorta presente nell'alimentatore.

Domande frequenti

Qual è il sistema di alimentazione dei pezzi più semplice da implementare per un cobot?

Per i pezzi che arrivano già ordinati, i vassoi sono la soluzione più semplice. Per i piccoli componenti sfusi, un sistema di alimentazione flessibile con una posizione di trasferimento fissa è solitamente la soluzione più semplice, poiché il cobot non necessita di una propria telecamera.

Il mio cobot ha bisogno di una propria telecamera quando lavora con feedy?

No. La telecamera è integrata in feedy. feedy riconosce i pezzi e li posiziona correttamente in una posizione fissa; il cobot li preleva da lì.

Feedy è compatibile con il mio cobot?

feedy è compatibile con i più diffusi sistemi di cobot e robot. Durante la valutazione dei componenti stabiliremo quale soluzione di integrazione sia più adatta alla vostra cella.

Quanto è veloce feedy?

Fino a 40 pezzi al minuto, ovvero circa un pezzo ogni secondo e mezzo.

Feedy ha bisogno di un involucro protettivo?

No, feedy può funzionare senza involucro di protezione. È comunque necessaria una valutazione dei rischi per l'intera applicazione del cobot.

Posso provare feedy prima di investire?

Sì. La valutazione dei componenti richiede al massimo una settimana ed è gratuita. Successivamente potrete testare feedy nel vostro impianto per 3 mesi. Al termine, sarete voi a decidere: acquistare al prezzo offerto oppure restituirlo dietro pagamento di una somma forfettaria di 5.000 €.

I vostri componenti, il vostro cobot, il vostro test

Inviateci i vostri componenti per la valutazione; il servizio è gratuito. Riceverete i risultati insieme a un video del test effettuato sui vostri componenti.