Disponibili in una vasta gamma di livelli di prestazioni e fasce di prezzo, i robot stanno diventando onnipresenti in tutti i tipi di processi produttivi industriali. Comprendere le capacità di ogni tipologia di robot è fondamentale per fare la scelta migliore per la propria azienda.

Per mezzo secolo, l'immagine del grande robot articolato a sei assi intento a saldare carrozzerie di auto e camion si è impressa nell'immaginario collettivo. I robot sono impiegati in settori diversi come la sanità, l'industria alimentare e delle bevande, la siderurgia e la logistica, ovunque vi siano compiti ripetitivi o problematici dal punto di vista ambientale o ergonomico che possono essere svolti più velocemente, in modo più affidabile e/o più economico. Oggi, i robot arrivano persino ad assemblare nuovi robot.

I robot sono disponibili con un numero di assi che varia da uno a sette, ognuno dei quali fornisce un grado di libertà. Un sistema a portale cartesiano a due assi si muove tipicamente sugli assi XY o YZ. Un robot a tre assi ha tre gradi di libertà e svolge le sue funzioni attraverso gli assi XYZ. Questi piccoli robot hanno una struttura rigida e non possono inclinarsi o ruotare autonomamente, sebbene possano essere dotati di utensili che possono ruotare, orientarsi o adattarsi alla forma di un piccolo carico utile. I robot a quattro e cinque assi offrono una maggiore flessibilità di rotazione e inclinazione. Un robot articolato a sei assi ha sei gradi di libertà, ovvero la flessibilità di spostare oggetti in qualsiasi direzione o ruotarli in qualsiasi orientamento. Questi robot a sei assi vengono generalmente scelti quando un'applicazione richiede la manipolazione complessa di un oggetto grande o pesante. I robot a sette assi sono in grado di assumere orientamenti aggiuntivi per manovrare gli utensili in spazi ristretti. Possono operare più vicino al pezzo in lavorazione rispetto ad altri robot articolati, consentendo un potenziale risparmio di spazio.

Robot articolati
La popolarità dei robot articolati a sei e sette assi riflette la grande flessibilità che i sei gradi di libertà consentono. Sono facili da programmare, dotati di un proprio controller e le sequenze di movimento e l'attivazione degli I/O possono essere programmate tramite un pannello di controllo intuitivo. Possono raggiungere una portata considerevole, superiore a tre metri in alcuni modelli. Questa gamma di dimensioni rende i robot articolati adatti a un'ampia varietà di settori e applicazioni che prevedono la produzione o la movimentazione di materiali o prodotti finiti.

Per sua stessa natura, il robot articolato occupa uno spazio e un ingombro che non possono essere utilizzati per altri scopi. Presenta inoltre delle peculiarità, ovvero posizioni e orientamenti nello spazio circostante a cui non può accedere. Queste limitazioni spaziali richiedono precauzioni di sicurezza più complesse, poiché il robot verrà spesso utilizzato in aree in cui sono presenti lavoratori.

Robot cartesiani
Un robot cartesiano, o lineare, è in genere un robot a basso costo costituito da un insieme di attuatori lineari e/o attuatori rotativi all'estremità del braccio per applicazioni 3D. Questi robot sono molto adattabili e facili da installare e manutenere. Le corse e le dimensioni di ciascun asse possono essere personalizzate in base all'applicazione. La sua portata e il suo carico utile sono indipendenti l'uno dall'altro, non interconnessi. L'asse lineare è disponibile in diverse configurazioni che lo adattano ulteriormente alla funzione che svolge.

Il principale limite dei robot cartesiani è la loro relativa rigidità. Possono facilmente eseguire movimenti lineari su tre assi e rotazioni attorno a un quarto asse. Tuttavia, per effettuare rotazioni su più di un asse è necessario aggiungere un controllore di movimento. I robot cartesiani sono raramente utilizzati in ambienti soggetti a lavaggi frequenti, poiché non offrono una protezione sufficiente contro le infiltrazioni d'acqua. Inoltre, è richiesta precisione e accuratezza nell'installazione: ogni asse deve essere allineato con cura e la planarità della superficie deve essere adeguata, soprattutto nei sistemi di grandi dimensioni.

Robot SCARA
I robot SCARA sono progettati per applicazioni leggere. Rappresentano una versione semplificata dei robot articolati e la loro semplicità e le dimensioni ridotte ne facilitano l'integrazione nelle linee di assemblaggio. I robot SCARA possono raggiungere tempi di ciclo davvero notevoli, con un'elevata precisione. Sono particolarmente adatti a funzioni come l'inserimento di componenti in spazi con tolleranze ristrette, mantenendo la rigidità necessaria durante i movimenti, il che li rende una scelta economicamente vantaggiosa per numerose applicazioni di prelievo e posizionamento, nonché per la movimentazione di piccoli componenti.

Robot Delta
Il robot delta è rinomato per la sua velocità, con tassi di prelievo fino a 300 pezzi al minuto. Il suo tipo di montaggio lo posiziona al di sopra della zona di lavoro, limitando l'ingombro. Viene spesso abbinato a un sistema di visione per prelevare pezzi disposti in modo casuale in complesse applicazioni di smistamento e imballaggio. Come i robot articolati e SCARA, è generalmente dotato di un pannello di programmazione per una facile gestione. I robot delta sono spesso utilizzati nelle applicazioni di produzione alimentare ma, come i robot cartesiani, potrebbero richiedere una schermatura o una separazione aggiuntiva dall'ambiente circostante.

Robot collaborativi
I robot collaborativi, o cobot, rappresentano uno sviluppo relativamente recente con un futuro promettente nel rendere possibile un'interazione uomo-macchina sicura. Consentendo una collaborazione diretta tra un operatore e un robot, stanno ampliando la nostra comprensione di come l'automazione possa essere integrata nell'industria. Un cobot può essere un robot articolato, cartesiano, SCARA o delta. Tuttavia, ad oggi, la maggior parte rientra nella categoria dei robot articolati. Hanno una capacità di carico utile che varia da 4 a 35 kg, con dimensioni e portata (e di conseguenza anche il prezzo) che aumentano di conseguenza. Esistono modelli con fino a sette assi; questi ultimi possono svolgere compiti particolarmente complessi dal punto di vista ergonomico. I cobot vengono persino utilizzati come robot indipendenti nelle linee di produzione.

Fare la tua scelta
Quando si valuta un investimento in robotica, è opportuno considerare tutti gli aspetti di un'applicazione prima di prendere una decisione definitiva. Ecco alcuni dei fattori più importanti da tenere in considerazione:

Portata e carico utile.

Questi dovrebbero essere i primi criteri da considerare nel processo di selezione del robot, poiché tali fattori possono ridurre immediatamente l'elenco delle opzioni idonee. Ad esempio, un carico grande e pesante escluderebbe qualsiasi tecnologia di movimentazione leggera. D'altra parte, se il raggio d'azione è ampio ma il peso del carico utile è ridotto, un robot cartesiano a basso costo potrebbe essere sufficiente.

Flessibilità.

In un'applicazione che richiede cinque o sei gradi di libertà, un robot articolato potrebbe essere l'unica soluzione praticabile. In tal caso, per le aziende sensibili al prezzo che necessitano di uno o due robot, un'opzione potrebbe essere quella di utilizzare unità ricondizionate (usate). Tuttavia, per applicazioni più semplici, come il posizionamento e il carico di piccoli componenti, l'inserimento di parti elettroniche e il carico di scatole e macchine utensili – qualsiasi applicazione in cui due o tre assi siano sufficienti – perché pagare per un numero di assi superiore a quello effettivamente necessario?

Velocità.

L'applicazione richiede un'elevata velocità di prelievo, come quella di un robot delta, oppure è sufficiente una velocità di prelievo inferiore, tipica di un robot a portale cartesiano o di un robot SCARA?

Spazio e impronta.

Sempre più spesso, l'ingombro di macchinari e linee di produzione rappresenta un fattore chiave nella pianificazione. Lo spazio a terra è costoso e le aziende desiderano ottimizzare la disposizione dei propri impianti. I robot cartesiani e delta offrono un chiaro vantaggio rispetto alle altre tecnologie, poiché comportano la perdita di solo spazio verticale, che in genere è meno critico.

Ingegneria e sviluppo del progetto.

Nella valutazione comparativa dei costi, è necessario considerare i tempi e le spese di progettazione, assemblaggio, installazione e messa in servizio, soprattutto se si intende integrare un robot in una macchina o in un sistema più ampio. Ritardi nella ricezione e nell'assemblaggio del robot potrebbero bloccare l'intero progetto.

Manutenibilità, riparabilità e disponibilità.

I fermi macchina imprevisti sono l'incubo di ogni responsabile di produzione. I robot dovrebbero essere relativamente facili da manutenere e riparare.

Standardizzazione.

All'interno di un'azienda o di un settore, la scelta del robot potrebbe essere una valida motivazione commerciale, anche se il robot selezionato non è il più adatto o il più economico, ma comunque in grado di svolgere il lavoro. A volte, la strada più battuta si rivela quella di minor resistenza (e rischio).

La proliferazione delle tecnologie robotiche ha permesso alle aziende di ogni dimensione di accedere ai vantaggi dell'automazione. Il robot migliore per voi è solitamente quello che meglio si adatta alla vostra applicazione, non solo in termini di aumento di produttività derivante dall'investimento e di rispetto dei requisiti tecnici, ma anche dal punto di vista di questioni correlate come la sicurezza dell'impianto, l'utilizzo dello spazio e, naturalmente, il costo iniziale e l'assistenza post-vendita.