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Il rivestimento di precisione ad alta velocità con i robot aumenta la produttività manifatturiera

L'utilizzo di un robot per l'erogazione di materiali di rivestimento può incrementare notevolmente la produttività e risulta ulteriormente potenziato dal collegamento di un servocomando e di un controllo dell'erogatore per garantire una velocità ottimale e uno spessore costante del rivestimento.

Il rivestimento di precisione ad alta velocità con i robot aumenta la produttività manifatturiera
Funzione di erogazione servocomandata di Yamaha potenziata con controller RCX340

I produttori di tutto il mondo dipendono più che mai dall'automazione ad alta velocità per affrontare le sfide odierne relative alla produttività. Tuttavia, aumentare la produzione mantenendo inalterata la qualità è sempre più difficile utilizzando l'automazione convenzionale. L'incremento della velocità di un processo di rivestimento o erogazione può mettere a rischio l'accuratezza e la ripetibilità; richiede quindi una regolazione di precisione complessa per ottenere la qualità desiderata alla fine della linea. In genere, solo un piccolo numero di tecnici qualificati ed esperti è in grado di configurare e mantenere stabili tali processi, il che può rallentare l'introduzione di nuovi prodotti ed esporre le linee di assemblaggio al rischio di interruzioni.

Rivestimento di precisione ad alta produttività

L'esperienza di Yamaha Robotics nella collaborazione con clienti in vari settori, ad esempio autotrazione, elettronica e apparecchi medicali, offre alcuni spunti. Il deposito di sigillante lungo i bordi di accoppiamento di strutture fuse di metallo o componenti in plastica come coperture e involucri, prima dell'assemblaggio, è un requisito comune affrontato frequentemente utilizzando unità convenzionali per coordinare il movimento lineare e l'erogazione del sigillante.

Per depositare un cordone continuo di sigillante, il sistema di controllo del movimento deve seguire accuratamente un percorso predeterminato lungo i bordi diritti e agli angoli. Generalmente, la velocità deve essere ridotta agli angoli per tracciare accuratamente il punto desiderato. D'altro canto, aumentare la velocità è preferibile lungo i bordi diritti, per ridurre il tempo complessivo di completamento del processo.

Per garantire il deposito di un volume costante di sigillante su tutti i punti, il meccanismo di erogazione deve essere controllato in modo da ridurre il flusso di sigillante agli angoli procedendo a bassa velocità e aumentare l'erogazione quando l'unità si muove più velocemente. Tale condizione è difficile da ottenere e le aziende dipendono così da poche persone che dispongono delle conoscenze necessarie. Se la configurazione non è corretta, possono verificarsi incongruenze, come un volume eccessivo di sigillante agli angoli, che alla fine comportano un maggior numero di unità scartate alla fine della linea. D'altra parte, l'impostazione di velocità di traslazione e di erogazione lente e costanti può semplificare il controllo del processo, a scapito però del ritmo della produzione e della produttività complessiva, che risulteranno inferiori.

In genere, i produttori desiderano ottenere sia alta qualità sia alta velocità senza dover fare affidamento su competenze specialistiche. Ciò richiede una soluzione che sia in grado di regolare automaticamente la velocità di erogazione del sigillante al variare della velocità di escursione, consentendo di applicare il volume di materiale desiderato alla massima velocità possibile appropriata in qualsiasi punto.

Automazione con i robot

Diversi settori oggi adottano l'automazione robotica per aumentare la produttività e garantire una flessibilità valida per le esigenze future. Yamaha Robotics ha inoltre progettato la serie RCX di controller per robot e strumenti di programmazione grafica associati in modo da garantirne la facilità di utilizzo, per aiutare gli utenti a massimizzare i vantaggi di questa tecnologia.

Il controller RCX340 di Yamaha supporta funzionalità di movimento avanzate e semplifica la configurazione dell'erogatore robot. In particolare, la funzione di controllo dell'erogazione può essere collegata al servocomando, consentendo all'RCX340 di controllare la velocità di erogazione unitamente alla velocità di spostamento per garantire alta precisione, alta velocità e spessore stabile del rivestimento. Questa "erogazione servocomandata" (figura 1) è applicabile ai robot SCARA e cartesiani di Yamaha.

Inoltre, il controller permette il collegamento facile di più robot da controllare in contemporanea e supporta un set di istruzioni esteso, che include istruzioni di visione dedicate per semplificare la programmazione e aiutare a ridurre al minimo il tempo di avvio dell'apparecchiatura. L'ambiente di programmazione RCX STUDIO 2020 contiene funzioni di debug che supportano attività multiple e offre funzionalità per accelerare l'input del programma e consentire una rapida configurazione.

Inoltre, il sistema si avvale di interfacce di comunicazione comunemente utilizzate nell'automazione industriale, consentendone una facile integrazione nell'ambiente di fabbrica esistente. Oltre alle porte RS-232C ed Ethernet, l'RCX340 supporta i bus di campo più diffusi come CC-Link, EtherNet/IP, DeviceNet, PROFIBUS, PROFINET ed EtherCAT. Anche le connessioni con servoamplificatori generici o sistemi di visione di terzi sono facilmente implementabili e semplificano l'introduzione della tecnologia robotica nei processi di produzione esistenti.

Rivestimento ad alta velocità - Un esempio pratico

Di recente, Yamaha Robotics ha aiutato un cliente del settore automobilistico ad accelerare la deposizione di precisione di sigillanti liquidi su strutture fuse di alluminio utilizzando il controller RCX340 e i robot Yamaha. Il produttore non riusciva a incrementare la produzione aumentando la velocità di azionamento del sistema di erogazione automatico esistente. Il semplice aumento della velocità aveva compromesso il controllo dell'erogazione del sigillante, dando luogo a grossi grumi di sigillante nei punti in cui la velocità di traslazione era più lenta. Ciò aveva costretto l'azienda a utilizzare l'apparecchiatura a una velocità costante, con conseguente rallentamento del ritmo della produzione.


Il rivestimento di precisione ad alta velocità con i robot aumenta la produttività manifatturiera
I produttori del settore automobilistico devono combinare alta produttività con una qualità estremamente elevata.

Il responsabile del team di progetto, alla ricerca di una soluzione più rapida che fosse anche facile da configurare senza ricorrere a tecnici qualificati, ha contattato Yamaha per sapere se la tecnologia robotica potesse fornire un'alternativa praticabile. Dopo aver visto la dimostrazione di erogazione servocomandata di Yamaha, ha installato rapidamente un sistema di prova in fabbrica per esplorarne il potenziale.

"Era evidente che la velocità di produzione era aumentata; la nostra analisi ha mostrato che anche la qualità del rivestimento era perfetta", commenta, aggiungendo: "Abbiamo anche consultato Yamaha in merito al processo di erogazione, che avevamo precedentemente configurato in base alla nostra esperienza interna in azienda. L'esperienza aggiuntiva ci ha aiutato a calcolare le impostazioni ottimali in modo estremamente rapido, riducendo in modo significativo il carico di lavoro dei nostri tecnici".

Fiducioso di ottenere l'aumento di velocità desiderato e una qualità costante, il team del progetto è passato alla verifica finale e ha introdotto successivamente il processo sulla linea di assemblaggio. Non appena completato il lavoro, hanno iniziato a esplorare le opportunità di utilizzare i robot Yamaha per migliorare altri processi in fabbrica.

Conclusione

I produttori dell'autotrazione e di altri settori devono adottare un'automazione avanzata per ridurre i tempi di ciclo e mantenere inalterata la qualità, cercando di aumentare ulteriormente la produttività. I robot possono soddisfare questi requisiti se combinati con le più recenti tecniche di controllo del movimento, nonché con strumenti opportuni per assistere la programmazione e la configurazione. La facilità d'uso è essenziale per aiutare gli utenti a introdurre rapidamente i nuovi processi nel loro ambiente di fabbrica.

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