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L’assemblaggio è una parte importante dei processi industriali. È il penultimo passaggio in cui i componenti di un prodotto che sono stati realizzati separatamente vengono assemblati per renderlo completo. È un processo decisivo che spesso fa la differenza tra i prodotti che superano il test di qualità e le unità che rifiutano.
Data l'importanza di un corretto assemblaggio, è essenziale che venga eseguito con elevata precisione. Le fabbriche, d’altro canto, preferiscono che ciò avvenga velocemente per risparmiare sui costi e mantenere un elevato ritmo di produzione. Da questa necessità è nata robot di assemblaggio. Se stai pensando di investire in alcuni di essi, ecco una guida tutto quello che devi sapere su perché e come possono essere applicati.
Cosa sono i robot della catena di montaggio?
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Un robot della catena di montaggio è una macchina programmata utilizzata per unire le parti costitutive di un prodotto in uno solo. Rispetto al lavoro umano, i robot di assemblaggio sono veloci e hanno una precisione meccanica che gli esseri umani potrebbero non essere in grado di raggiungere. Anche altri fattori, come la capacità di gestire carichi utili più elevati durante l’assemblaggio di parti di grandi dimensioni, rendono i robot di assemblaggio fondamentali nella produzione.
Un robot di assemblaggio è composto dalle seguenti parti:
Un braccio robotico da catena di montaggio: si tratta di un manipolatore flessibile che viene utilizzato come sostituto del braccio umano per sollevare e posizionare le parti da assemblare. Questo tipo di braccio robotico è progettato con diverse capacità di carico utile e portata per renderli adatti all'assemblaggio di prodotti diversi.
Effetto finale- un effettore finale è uno strumento fissato all'estremità del braccio di un robot di assemblaggio per consentirgli di raccogliere le parti che devono essere assemblate. Variano nel design in base alla parte. Gli esempi includono pinze, distributori di adesivi e strumenti di aspirazione utilizzati per movimentare il vetro.
Sensori: i sensori guidano i robot di assemblaggio rilevando parametri quali la forza da applicare durante l'installazione di un componente o il modo in cui posizionarlo.
Sistemi di visione- sistemi di visione vengono solitamente installati vicino all'estremità di un braccio robotico di assemblaggio. Aiutano a renderlo più preciso poiché consentono al braccio del robot di “vedere” la parte e dove posizionarla.
In cosa consistono i sistemi di assemblaggio robotizzato?
A sistema di assemblaggio robotizzato comprende una serie di robot della catena di montaggio che lavorano in tandem per assemblare unità di prodotto. Questo è solitamente applicabile quando un prodotto ha componenti di dimensioni e forme diverse perché richiederebbero di essere gestiti da robot di assemblaggio diversi. Un sistema di tipo trasportatore fa passare l'unità da assemblare da una fase di assemblaggio a quella successiva.
Un esempio di ciò potrebbe essere l’assemblaggio di veicoli. Parti come i sedili delle auto e i parabrezza non possono essere gestiti in modo efficiente dallo stesso robot. Pertanto, una serie di robot installerebbe il sedile del veicolo e, più in basso nel sistema di assemblaggio, un altro gruppo di robot di assemblaggio installerebbe il parabrezza.
Sebbene tutti i robot di un sistema di assemblaggio siano progettati per l’assemblaggio, potrebbero non essere necessariamente identici. Il loro carico utile e la loro portata possono variare in base alle parti che devono movimentare. Anche gli effettori finali di cui sono dotati vengono scelti in base al loro compito.
Tipi di robot della catena di montaggio
Diversi tipi di robot sono adatti per tipi unici di processi di assemblaggio. Ciò dipende da quanti gradi di libertà hanno e dai carichi utili che possono gestire. I principali tipi di bracci robotici utilizzati come robot di assemblaggio includono quindi
Robot SCARA
Robot SCARA sono flessibili sull'asse XY e rigidi sull'asse Z. Ciò li rende ideali per i processi di assemblaggio in cui possono prelevare parti su un lato e assemblarle su un altro lungo un piano parallelo. Coprono un'ampia area di lavoro cilindrica e possono gestire carichi utili considerevoli. Altri vantaggi derivanti dall'utilizzo di un robot SCARA per l'assemblaggio includono:
Alta velocità perché i loro bracci compatti lottano con una coppia inferiore
Hanno un'elevata precisione e ripetibilità
Possono gestire efficacemente piccole parti
Robot Delta
Robot Delta sono costituiti da tre bracci robotici a forma di triangolo montati su una base e ciascun braccio è alimentato dal proprio servomotore. Quando un robot delta viene utilizzato in una catena di montaggio, viene montato sopra la testa. Ciò fornisce maggiore stabilità ai bracci del robot e riduce la quantità di coppia sperimentata durante il sollevamento delle parti durante l'assemblaggio. Di conseguenza, funzionano in modo estremamente veloce e sono estremamente precisi, soprattutto se dotati di sensori.
Data la loro struttura, i robot Delta possono gestire solo piccoli carichi utili. Questo è forse il motivo per cui solo di recente hanno iniziato ad essere utilizzati nelle catene di montaggio. Ciò nonostante, sono molto efficienti nell'assemblare piccoli componenti come schermi o cover di telefoni cellulari, tra le altre cose.
Robot articolati
Bracci robotici articolati hanno più giunti rotanti che consentono loro di flettersi in diverse direzioni. È questa elevata flessibilità che viene sfruttata quando vengono utilizzati per processi di assemblaggio complessi. Sono particolarmente efficaci laddove è necessario girare o manovrare le parti durante l'installazione.
A causa delle molteplici articolazioni nella loro struttura, i bracci robotici articolati sono leggermente più lenti rispetto ad altri robot. Tuttavia, ciò che manca in termini di velocità viene compensato dalla capacità di gestire carichi utili pesanti, coprire aree di lavoro di grandi dimensioni e allungarsi sopra e sotto per installare le parti. Possono essere resi ancora più efficaci dotandoli di sistemi di visione.
Applicazione dei robot nell'assemblaggio
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Le linee di assemblaggio differiscono da un settore all'altro in termini di parti da assemblare e di altri processi coinvolti. Di conseguenza, diversi tipi di robot di assemblaggio vengono applicati in modo univoco in ciascun tipo di catena di montaggio. Di seguito sono riportati esempi di come vengono applicati i robot di assemblaggio.
Assemblaggio di microparti elettroniche: le parti interne dei dispositivi elettronici comprendono una serie di microparti che sarebbero difficili da tenere traccia per l'occhio umano. Sono ancora più difficili da assemblare, specialmente in disposizioni complesse come le schede di circuito. È quindi più efficace utilizzare robot di assemblaggio come i robot SCARA e delta che possono gestire piccole parti con facilità e precisione.
Assemblaggio automobilistico: le auto sono composte da centinaia di parti di dimensioni variabili. L'assemblaggio automobilistico viene quindi eseguito tramite un sistema di assemblaggio robotizzato con diverse parti installate in più fasi. Data la quantità di manovre necessarie per raggiungere l'interno della scocca di un'auto per installare le parti, i bracci robotici articolati sono i più comunemente utilizzati per questo tipo di assemblaggio.
Assemblaggio adesivo – questo è un tipo di assemblaggio in cui le parti di un prodotto devono essere unite insieme utilizzando un adesivo di resistenza industriale. Può essere rischioso per il personale inalare tali fumi o se la loro pelle entra in contatto con tali adesivi. Per questo motivo, è possibile utilizzare robot di assemblaggio come SCARA per distribuire l'adesivo mentre un altro dotato di pinza può unire le parti più a valle della catena di montaggio.
Assemblaggio in camera bianca: i dispositivi medici come le anche artificiali e gli strumenti di trattamento devono essere fabbricati in ambienti sterili e con elevata precisione. I bracci robotici sterilizzati e dotati di protezione di ingresso per una facile pulizia sono adatti a questo tipo di produzione. Sono molto più facili da mantenere in condizioni sterili e, a differenza degli esseri umani, non richiedono attrezzature sanitarie ogni giorno.
Vantaggi dei robot di assemblaggio
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Alta velocità: più tempo ci vuole per assemblare un'unità di prodotto, più alti sono i costi di produzione. Inoltre, lunghi tempi di produzione possono ritardare la tua supply chain. I robot di assemblaggio lavorano molto più velocemente del lavoro umano e mantengono la tua linea di produzione in funzione 24 ore su 24.
Precisione: parti mal assemblate danno come risultato un prodotto di scarsa qualità complessiva. Una valvola per tubi, ad esempio, che è assemblata strettamente finirebbe per perdere quando arriva al consumatore. La precisione meccanica dei robot di assemblaggio elimina tali errori di produzione.
Efficienza dei costi: un robot di assemblaggio assembla i componenti del prodotto più velocemente e con più precisione di quanto possano fare alcuni lavoratori umani. Mentre il costo iniziale di un robot può essere elevato, a lungo termine è molto più economico di una busta paga gonfia e ricorrente. Meno errori riducono anche gli sprechi, il che ti fa risparmiare denaro sul fronte della produzione.
Standardizzazione della qualità: l'elevata ripetibilità dei robot di assemblaggio produce prodotti finiti identici nel design e nella qualità. Questo è importante perché conferisce ai tuoi prodotti coerenza anziché affidarsi al lavoro umano, dove ogni lavoratore ha diversi livelli di abilità.
Maggiore sicurezza: i processi di assemblaggio possono essere rischiosi per il personale in una miriade di modi. Sollevare componenti pesanti, applicare adesivi, inchiodare insieme parti e processi simili possono andare male in qualsiasi momento. Assegnando queste attività ai robot di assemblaggio, i lavoratori possono assumersi responsabilità più sicure, più gratificanti e meno faticose.
Svantaggi dei robot di assemblaggio
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Perdita del lavoro: quando le attività inizialmente eseguite manualmente diventano automatizzate, alcuni dipendenti passano ad altre posizioni, ma la maggior parte finisce per essere licenziata. Questa perdita di mezzi di sostentamento è il motivo per cui molte persone sono contrarie all'idea che la robotica possa progredire ulteriormente rispetto a quanto ha già fatto.
Problemi di sicurezza: i robot di assemblaggio per parti di grandi dimensioni come quelli utilizzati per grandi componenti elettronici o veicoli richiedono ampio spazio sul pavimento non solo per adattarsi ma anche per la sicurezza. A meno che non siano robot collaborativi con i sensori di sicurezza sarebbe pericoloso per i lavoratori lavorare a stretto contatto con i robot di assemblaggio. Se non viene mantenuta la distanza di sicurezza, possono verificarsi collisioni e altri incidenti in qualsiasi momento. Ciò potrebbe anche impedirti di incorporarli se la tua fabbrica non è grande.
Elevati costi di investimento: i vantaggi dei robot di assemblaggio sono innegabili, ma anche i loro costi possono essere piuttosto elevati. Tali costi non includono solo i costi di acquisto, ma anche quelli di manutenzione ordinaria e le perdite subite durante i tempi di fermo imprevisti.
Conclusione
C’è molto da guadagnare investendo nei robot di assemblaggio. Tuttavia, i guadagni possono essere realizzati solo se scegli il robot giusto per la tua configurazione. Trovare un certificato produttore di robot di assemblaggio che offre unità durevoli di alta qualità potrebbe ugualmente rendere la trasmissione nell'assemblaggio automatizzato molto più agevole.