Quanto sono versatili questi SCARA!
In una linea altamente modulare e riconfigurabile per l’assemblaggio e il collaudo di una valvola di sicurezza nel settore automotive, progettata e sviluppata da Camas, sono al lavoro 8 robot SCARA Epson, distribuiti da Sinta sul mercato italiano, appartenenti a tre diverse serie. Senza rinunciare alla velocità di esecuzione, i robot garantiscono flessibilità nelle operazioni di pick & place e svolgono un ruolo chiave all’interno di una linea in grado di produrre 15 diverse varianti della valvola.
di Fabrizio Dalle Nogare
Fin dalla loro introduzione – erano i primi anni ’80 – i robot SCARA sono stati associati a velocità e ripetibilità elevate: due caratteristiche che hanno fatto la fortuna di questo tipo di robot nelle linee di assemblaggio. L’inevitabile evoluzione del settore ha fatto sì che gli OEM esprimessero altre necessità, come flessibilità e riconfigurabilità della produzione. In questo quadro, i robot SCARA, pur mantenendo sostanzialmente inalterate le loro caratteristiche distintive, si stanno dimostrando particolarmente adatti a soddisfare tali esigenze. Come? Grazie a elementi quali programmazione semplificata, integrazione più agevole nelle linee di assemblaggio, facilità d’uso. E, soprattutto, a una grande versatilità.
La dimostrazione plastica di tutto ciò l’abbiamo avuta visitando lo stabilimento di Rovato (BS) di Camas, azienda attiva da più di 30 anni nella progettazione e costruzione di macchine di assemblaggio e collaudo per svariati settori industriali. Camas ha ideato e sviluppato una linea automatica per l’assemblaggio e il collaudo di una valvola di sicurezza per il circuito serbatoio nel settore automotive. La linea, composta da 5 blocchi (4 tavole rotanti e un nastro a pallet liberi) dedicati al montaggio dei vari sottogruppi più un’isola di collaudo, è in grado di realizzare ben 15 varianti della stessa tipologia di prodotto: un requisito, questo, che richiede una serie di accorgimenti progettuali finalizzati soprattutto a rendere più agevole ed efficiente il cambio formato.
Una certezza nel pick & place
La linea sviluppata da Camas presenta ben 8 robot SCARA Epson – forniti da Sinta, distributore per il mercato italiano – appartenenti a tre diverse serie e aventi caratteristiche differenti tra loro in termini dimensionali e di prestazione. “Una linea di tale complessità nasconde molte insidie a livello progettuale”, spiegano in Camas. “Avere delle certezze, tra cui i sistemi di manipolazione, ci aiuta moltissimo a essere competitivi con i clienti. Abbiamo deciso di affidare le fasi di pick & place ai robot SCARA per più di una ragione. Innanzitutto, diversamente da altri manipolatori, ci consentono di gestire il prelievo rapido anche di due componenti alla volta. Inoltre, le fasi di programmazione e messa a punto sono semplificate e le esigenze di manutenzione ridotte, senza peraltro che questo intacchi le performance in termini di velocità”.
Non bisogna dimenticare, infatti, che la linea deve essere in grado di produrre un pezzo finito ogni 3,6 secondi.
Nello specifico della composizione della linea, la prima macro area è dedicata all’assemblaggio del sottogruppo che gestisce le fasi di apertura e chiusura. La scelta del robot SCARA in questo segmento consente di prelevare due componenti a ogni ciclo di dimensioni molto ridotte con un livello di precisione elevato con due tipologie di presa: vuoto e pinza. La seconda macchina è dotata di due robot SCARA che, oltre ad agevolare notevolmente il riattrezzaggio – spiegano in Camas – permettono di caricare in macchina i pezzi con l’orientamento desiderato. Il pezzo arriva, viene analizzato da un sistema Camas che ne identifica le caratteristiche e invia la variabile allo SCARA, che posiziona il pezzo con il corretto orientamento.
Si tagliano così i tempi perché, fondamentalmente, non c’è un orientatore meccanico da attrezzare secondo il modello di valvola.
L’architettura software progettata in-house
Nelle due successive stazioni avvengono le operazioni di assemblaggio degli altri sottogruppi che compongono la valvola, con caratteristiche diverse a seconda della variante di prodotto selezionata.
Leit motiv dell’intera linea sono i controlli, molto accurati come si conviene alle esigenze del mondo automotive. Nell’ultima macro area di montaggio, che presenta altri due robot SCARA, vengono caricati gli ultimi componenti per completare l’assemblaggio finale della valvola, in base alla referenza specifica selezionata tra le 15 possibili.
“La logica centrale, il PLC, sovrintende alla gestione dell’intera linea”, proseguono in Camas. “Tutti i dati di produzione della macchina, compreso il lotto di produzione di ogni singolo componente, vengono tracciati, salvati e scritti nel server di gestione dell’end user in automatico. Il nostro attrezzato reparto IT ci consente di essere al fianco del cliente, aiutandolo a identificare e costruire il sistema più adatto alle sue esigenze”. La realizzazione del sistema di raccolta e gestione dei dati, così come l’HMI, sono interamente gestiti da Camas, in modo da essere il più possibile flessibili nella proposizione al cliente.
Nel caso specifico della linea in questione, si esportano circa 200/250 valori per ogni pezzo finito, contando solo quelli relativi al processo di assemblaggio.
Oltre a sistemi evoluti di pick & place come gli SCARA, la linea si arricchisce della presenza di tavole programmabili, in modo che i diversi tipi di posaggi, che si adattano quindi alle molteplici referenze di prodotto selezionabili, siano già presenti in macchina. Impostando la referenza corretta, dunque, è il sistema stesso a scegliere quale posaggio utilizzare, sgravando l’operatore da questo compito e quindi riducendo il rischio di errore umano.
Back-up e controllo completano la linea
Le fasi finali della linea presentano altre particolarità legate all’utilizzo dei robot SCARA, come spiegano i tecnici di Camas.
“In questo caso specifico, il cliente ha voluto creare una stazione di back-up dove, a fine giornata, vengono ripresi, valutati, eventualmente sistemati e quindi ripassati in macchina i pezzi scartati senza dover buttare l’intera valvola. Grazie alla flessibilità garantita dallo SCARA i pezzi, caricati manualmente nella zona di competenza, sono prelevati dallo stesso robot che durante la normale fase di lavoro li preleva dalla macchina automatica di montaggio.
Questo ci ha permesso di non dover progettare un sistema di pick & place dedicato soltanto alla lavorazione dei pezzi di scarto”.
Il più performante tra gli SCARA installati sulla linea è al lavoro nell’isola finale di controllo, un sistema multi-test costituito da 12 stazioni e gestito da un robot della serie G10 che preleva il pezzo finito dalle stazioni di montaggio e lo porta alla prima stazione libera di prova, deposita il pezzo e la stazione parte con il test.
Quando il controllo è finito, il robot ritorna, preleva il pezzo che è stato processato e ne deposita due nuovi. “Il sistema non è sequenziale: è il PLC che identifica la stazione libera e conduce lì il robot. Questo permette di ottimizzare il ciclo di collaudo e fa sì che il sistema possa bypassare una stazione in caso di momentanea indisponibilità. Le caratteristiche del robot SCARA, in grado di raggiungere ognuna delle 12 stazioni e di orientare a dovere il pezzo, agevolano la gestione della macchina”.
Un ventaglio ampio di opzioni
Brand riconosciuto sul mercato, certezza di competenza e assistenza da parte del distributore – Sinta, in questo caso – ma anche possibilità di scegliere la giusta soluzione all’interno di un’ampia gamma di opzioni.
“Su questa linea, Camas ha installato robot SCARA di tre diverse serie”, spiegano da Sinta. “I robot della serie T sono sul mercato da pochi anni, sono davvero plug & play e hanno il controller integrato. Gli SCARA della serie LS si caratterizzano per una maggiore velocità e per l’utilizzo della tecnologia QMEMS, un micro-sistema elettromeccanico che, per stabilità di frequenza e precisione, diminuisce sensibilmente le vibrazioni cinematiche così da consentire movimenti estremamente rapidi e accurati, aumentare la velocità produttiva e garantire qualità costante in fase di assemblaggio; la serie G invece è in assoluto la più performante in termini di precisione e velocità e assicura ampia possibilità di scelta sia per quanto riguarda le configurazioni di montaggio del robot che per disponibilità di versioni clean room, IP54, IP65 e così via. Quando supportiamo un cliente cerchiamo di proporre per ogni singola applicazione la soluzione tecnica migliore, senza dimenticare naturalmente l’aspetto del costo, fermo restando che l’aspetto del programmatore resta invariato per tutti i modelli di robot, sia SCARA che a sei assi”.