L’acronimo del progetto è GALBOT e sta ad indicare “Adaptive robotic solutions for galvanic processing”.
Il progetto GALBOT si concentra sull’introduzione di un sistema robotico adattivo in una linea produttiva, mirato a migliorare sia l’efficienza che la sicurezza grazie a soluzioni automatizzate e flessibili.
La sfida nasce su misura della realtà BRG Zinco, un’azienda operante nel settore della galvanotecnica. L’idea progettuale ricerca una soluzione tecnologica per agevolare l’attuale ciclo di lavoro, in cui è l’operatore a svolgere il prelievo del materiale trattato, inserirlo in un idroestrattore per asciugatura e, successivamente, estrarlo per lo smistamento finale.
La soluzione proposta in GALBOT consiste in un braccio robotico industriale dotato di un’adeguata capacità di carico e un ampio range di movimento. Integrando avanzati sistemi di sensori, il braccio sarà in grado di svolgere operazioni in maniera efficiente e sicura, garantendo la conformità alle normative vigenti. Questo permette all’azienda l’integrazione di soluzioni automatizzate adattive che efficientano processi e aumentano la competitività e i livelli di sicurezza sul lavoro.
I Partner che contribuiranno a questo progetto sono: BRG Zinco, Sigma Ingegneria come partner tecnico e system integrator di robot KUKA e MADE Competence Center
La problematica alla base del progetto GALBOT
Il cuore dell’idea progettuale di GALBOT risiede nell’introduzione di sistemi di automazione e robotica per migliorare in modo significativo l’efficienza dei processi. GALBOT è nato nel particolare settore galvanico, ma effettivamente applicabile a molti altri ambiti industriali per ottimizzare il lavoro e ridurre i rischi, aumentando la sicurezza degli operatori.
Attualmente, presso la piccola realtà di BRG Zinco, la movimentazione manuale di cestelli contenenti componenti metallici trattati richiede un considerevole dispendio di tempo e può essere fisicamente gravosa per gli operatori, generando risultati limitati in termini di efficienza produttività. Per l’applicazione specifica di scarico e l’asciugatura del materiale trattato, sono impiegate 2 o 3 risorse in rotazione, creando un potenziale collo di bottiglia legato alla disponibilità immediata di uno degli operatori nell’area di lavoro. Questo può tradursi in tempi produttivi più lunghi e inefficienze complessive nel processo.
Prima dell’integrazione del braccio all’interno del processo, l’attività prevede l’utilizzo di un paranco motorizzato montato su una gru con braccio girevole per sollevare un cestello contenente componenti metallici trattati, con un peso massimo compreso tra 80 e 90 kg. L’operatore sposta quindi il cestello per svuotarlo all’interno dell’idroestrattore, un macchinario dedicato all’asciugatura dei componenti. Terminato il ciclo di asciugatura, l’operatore apre il coperchio dell’idroestrattore e, utilizzando nuovamente il paranco motorizzato, preleva il cestello con i componenti asciutti.
Successivamente, l’operatore svuota il contenuto su un banco di lavoro e suddivide manualmente i componenti asciutti in diversi contenitori per le fasi successive del processo produttivo. Il raggio operativo per il movimento del cestello varia tra 2,5 e 3 metri.
GALBOT: La soluzione robotica integrata
Benché le attuali attività produttive, i macchinari in uso e le procedure di lavoro siano ben definiti dall’azienda e già dotati di adeguati livelli di sicurezza, l’uso di sistemi di automazione avanzati, dotati di sensoristica atta a rendere le operazioni automatiche ma anche adattive, nonché di dispositivi di sicurezza per il monitoraggio sicuro dell’area operativa del robot, propongono un avanzamento verso un’elevata qualità del processo produttivo.
Tecnologie
Al fine di integrare un sistema robotizzato adattivo nella linea produttiva di BRG Zinco e rendere il processo produttivo più efficiente e sicuro, si è integrato un braccio robotico industriale KUKA di portata massima 120 kg, raggio d’azione 2.70 m, insieme ad una serie di sensori con lo scopo di rendere adattiva e automatica l’operazione.
Il braccio individuato per il progetto GALBOT è un KUKA KR120 R2700-2, che si presta per una grande varietà di applicazioni.
Sigma Ingegneria si è occupata dello sviluppo di un pacchetto progettuale relativo ad hardware robotico (robot con end-effector, sensori di processo e di sicurezza) e software operativo e della verifica e progettazione delle opere civili per l’ancoraggio del robot; inoltre supporterà BRG Zinco nell’integrazione hardware e software del sistema robotico progettato, definendo insieme un piano di test mirato a verificare le prestazioni operative e di sicurezza.
Funzionamento
Il sistema GALBOT rappresenta sostanzialmente un’ applicazione di pick and place, che consiste in più fasi:
Il robot si troverà inizialmente in una posizione di riposo, da quest’ultima si sposta verso la zona di carico posizionandosi dove si trova il cestello contenente componenti metallici trattati.
Un “gripper” pneumatico – disegnato ad hoc per l’applicazione – aggancia il cestello, poi il robot si posiziona sopra l’idroestrattore per depositarlo al suo interno.
Successivamente, nel tempo di attesa dell’idroestrattore, il robot movimenta un secondo cestello, che predispone un aumento del throughtput, posizionandolo nella zona di carico, pronto per il successivo ciclo.
Una volta conclusa l’asciugatura, il robot estrae il cestello e, dopo aver raggiunto in modo adattivo la postazione di scarico, rovescia il materiale con un movimento articolato, chiudendo il ciclo.
Impatti della soluzione adottata
- Ottimizzazione del Processo Produttivo: aumento dell’efficienza operativa grazie all’automazione delle attività manuali e riduzione dei tempi di ciclo per le operazioni di movimentazione e asciugatura.
- Sicurezza del Personale: diminuzione dei rischi di infortuni legati alla movimentazione manuale di carichi pesanti e miglioramento delle condizioni di lavoro per gli operatori.
- Utilizzo del Personale: riassegnazione del personale a compiti più qualificanti e di valore aggiunto e possibilità di formazione e sviluppo di nuove competenze tecnologiche.
- Flessibilità e Scalabilità: possibilità di adattare il sistema a future modifiche o espansioni del processo produttivo e capacità di integrare ulteriori tecnologie al robot.
Benefici per l’impresa
- Competitività e Innovazione: miglioramento della competitività sul mercato grazie all’adozione di tecnologie avanzate e alla modernizzazione dei processi produttivi.
- Aumento dell’Efficienza: riduzione dei tempi di ciclo grazie all’automazione delle operazioni, che porta a una maggiore produttività complessiva.
- Riduzione dei Costi: minori costi operativi a lungo termine grazie alla diminuzione della necessità di lavoro manuale e alla riduzione degli errori.
- Ottimizzazione delle Risorse Umane: possibilità di riallocare il personale verso compiti più qualificanti e strategici, migliorando l’utilizzo delle competenze umane.
Questo progetto rientra nel contesto del Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza (PNRR) e coinvolge il MADE Competence Center, che si occupa di innovazione e Industria 4.0.
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