In molte applicazioni, il rivestimento superficiale come la galvanica è una parte importante del processo di produzione e, se eseguito manualmente, richiederà una notevole quantità di spazio e risorse umane. Tuttavia, un buon esempio dei vantaggi dell’automazione avanzata e della robotica è lo sviluppo di un’innovativa cella robotizzata che consente la galvanica completamente automatizzata e si è rivelata un grande vantaggio per l’azienda svizzera di automazione Roth Technik.
Una collaborazione a tre tra il cliente, lo specialista di rivestimenti superficiali Collini con sede a Dubendorf, vicino a Zurigo, con l’azienda di automazione Roth Technik e lo specialista di sensori BAUMER, ha portato allo sviluppo di un sistema completamente automatico per i telai galvanici. Lo spazio minimo era un fattore chiave per il cliente, motivo per cui cercava una soluzione salvaspazio che consentisse di appendere piccole parti in modo rapido e affidabile su rack in preparazione del trasferimento al bagno galvanico.
Marco Fuchs, Responsabile Ingegneria di Prodotto Collini, spiega: “Scatole contenenti piccole parti metalliche erano accatastate in una stretta nicchia con spazio appena sufficiente per manovrare un singolo pallet tra la parete e i serbatoi dei liquidi. Dietro questo gruppo ci sono file di vasche galvaniche fitte e questa mancanza di spazio è stata un fattore chiave per cui stavamo cercando una soluzione salvaspazio che offrisse un modo veloce e affidabile per appendere piccole parti sui rack per il bagno galvanico”.
Il metodo convenzionale di caricamento manuale delle scaffalature richiede molto spazio e risorse umane perché è necessario caricare più scaffalature contemporaneamente. Collini ha confermato: “Ecco perché abbiamo voluto passare a un nuovo sistema di rivestimento automatizzato. Tuttavia, questo tipo di sistema doveva ancora essere creato, quindi ci siamo lanciati nella ricerca di aziende pionieristiche con cui collaborare per raccogliere la sfida”.
La ricerca ha portato alla collaborazione tra Collini e gli specialisti di automazione Roth Technik, che a sua volta si affida alle soluzioni di sensori intelligenti di Baumer.
Lavorando insieme, il team ha iniziato lo sviluppo di una linea di carico completamente automatica e compatta. Al centro della linea di carico ci sono quattro robot che caricano automaticamente i pezzi sui ganci vuoti delle scaffalature, e la sfida più grande è che non esistono due scaffalature uguali. Le posizioni dei ganci non si trovano esattamente nello stesso punto sulle cremagliere saldate e alcuni ganci potrebbero essere piegati o mancanti del tutto. Sebbene questo non sia un problema per un sistema manuale, rappresenta una grande sfida per i robot che richiedono dati di posizionamento precisi. Inoltre, l’enorme varietà e l’elevata produttività dei pezzi presentavano altre sfide. In che modo il “team” ha risolto il problema della precisione del posizionamento delle scaffalature, consentendo ai robot di “imparare” le posizioni esatte dei ganci per ciascuna scaffalatura?
Il sensore di profilo si è rivelato un componente chiave
Una soluzione semplice ma efficace di Baumer, il sensore di profilo ultracompatto OXM200 si è rivelato un componente chiave per l’efficacia del sistema. Montato sul braccio del robot, il sensore rileva la posizione esatta di ogni singolo gancio mentre si muove lungo la scaffalatura e trasmette questi dati al controllo del robot. Con l’aiuto di una telecamera, il robot preleva quindi un pezzo dopo l’altro dal carosello di separazione e lo appende a un gancio. Il robot utilizza le coordinate di posizione precedentemente raccolte dal sensore di profilo per regolare con precisione la posizione del pezzo e ciò consente al sensore di profilo di guidare il robot in modo preciso e rapido sul rack galvanico.
Markus Roth, CEO di Roth Technik, spiega: “Sebbene il processo possa sembrare semplice ma richiede che il sensore fornisca prestazioni eccezionali, abbiamo dovuto installare un sensore che rileva e misura con precisione ganci molto sottili, non solo nello spazio bidimensionale ma anche in quello tridimensionale”.
Inizialmente, il team Roth Technik ha testato vari sistemi basati su fotocamera e altri scanner basati su laser, ma alla fine ha deciso che il sensore era la strada da percorrere. Markus conferma: “Alla fine abbiamo scelto il sensore di profilo Baumer OXM200 perché era la soluzione migliore per i nostri severi requisiti di precisione, design ultracompatto e capacità di rilevamento di oggetti”.
L’OXM200 offre un altro grande vantaggio: grazie a potenti strumenti di misurazione integrati, il sensore emette i valori misurati per le coordinate X e Z direttamente in mm, riducendo significativamente il numero di calcoli nel controllo. Ciò ha comportato un minor lavoro di integrazione sul software e ha consentito al progetto di essere operativo più rapidamente.
Inoltre, grazie a Power over Ethernet (PoE) è sufficiente un unico cavo per collegare il sensore al controllo e alimentarlo, un dettaglio importante quando si tratta di montare il sensore su un braccio robotico mobile. Un ulteriore risparmio di tempo si ottiene scansionando le posizioni dei ganci una sola volta quando il rack viene inserito e poiché il controllo memorizza tutte le posizioni dei ganci, i rack non devono essere scansionati ogni volta. Il risultato… due celle robotizzate consentono una produzione di 15 milioni di pezzi all’anno utilizzando uno spazio minimo, eliminando al tempo stesso i problemi associati a un sistema manuale.
Per maggiori informazioni: www.baumer.com