Tre robot SCARA per un collaudo più efficiente

Tecnologika è una piccola ma competitiva realtà di Brugnera, in provincia di Pordenone, specializzata nella progettazione e realizzazione di macchine di assemblaggio e collaudo, in particolare per le industrie automotive e degli elettrodomestici. Grazie anche alle soluzioni disponibili all’interno della gamma di robot SCARA Epson, distribuiti in Italia da Sinta, l’azienda friulana ha costruito una macchina per il collaudo di pacchi lamellari per motori elettrici compatta e performante, in grado di assicurare un tempo ciclo di appena 6 secondi.

di Fabrizio Dalle Nogare

È una cittadina di confine, Brugnera, tra Veneto e Friuli Venezia Giulia. Appartenente a una regione, quest’ultima, che segna a sua volta il confine orientale del territorio italiano. Una terra verde, ospitale e, soprattutto, operosa, con un tessuto di piccole realtà altamente specializzate e in grado, grazie a quella qualità tutta italiana che si chiama inventiva, di competere a livello globale. Come? Attingendo alla migliore tecnologia disponibile sul mercato e combinandola, come nella storia che stiamo per raccontare, per realizzare macchine speciali di assemblaggio e collaudo.
Stefano Rossi, che ci ha accolto nella sua azienda e ci ha mostrato una macchina per il collaudo di pacchi lamellari per motori elettrici praticamente pronta per la consegna, è il CEO di Tecnologika, “una piccola ditta di automazione industriale”, come la definisce, che occupa non più di 15 persone ed è attiva con questo nome da nemmeno 10 anni. L’esperienza di Rossi nel settore è, però, più lunga. E comincia con una società specializzata nella realizzazione di quadri elettrici.
“Eravamo integratori della parte elettrica, lavoravamo a stretto contatto con i costruttori di macchine”, ci racconta Stefano Rossi. “Presto, però, quello che facevamo ha iniziato a starci stretto, così abbiamo deciso di fare un passo in più e diventare, a nostra volta, costruttori. Abbiamo, nel corso degli anni, costruito macchine speciali di assemblaggio e collaudo per diversi settori, anche se oggi la nostra attività si rivolge prevalentemente all’industria automotive e a quella degli elettrodomestici: due ambiti molto sfidanti in termini di richieste da parte dei clienti”.

Trasversalità delle competenze
Progettazione meccanica ed elettrica, costruzione meccanica ed elettrica, sviluppo software e assemblaggio della macchina stessa. Sono, queste, tutte attività che Tecnologika è in grado di svolgere grazie alla presenza di professionisti con competenze trasversali. “In linea di massima, l’80-90% delle nostre macchine è realizzato all’interno: fanno eccezione alcuni componenti meccanici per cui ci rivolgiamo a selezionati fornitori”, illustra il CEO. “Lavoriamo in autonomia anche per quanto riguarda il sistema software per la tracciabilità della produzione e la raccolta e lo storage dei dati a livello locale. Abbiamo al nostro interno personale specializzato in grado di programmare il PLC così come, per esempio, di gestire i robot. Questa trasversalità è una qualità molto apprezzata dai nostri clienti perché ci permette di essere veloci nello sviluppo delle soluzioni, e oggi la rapidità è una variabile sempre più importante”.
A proposito di clienti, chiediamo a Stefano Rossi se, secondo la sua esperienza, stanno cambiando le loro richieste in tema di digitalizzazione e gestione dei dati in epoca di Industra 4.0. “Naturalmente, noi forniamo le macchine ‘Industry 4.0-ready’, poi c’è una parte di integrazione con il gestionale del cliente o di collegamento a un livello superiore rispetto a quello locale che non ci compete. Nel mondo dell’assemblaggio la tracciabilità della produzione è ormai uno standard. Gli incentivi governativi hanno certamente acceso l’interesse per il passo successivo, quello della digitalizzazione vera e propria, ma vediamo che non tutti ancora sono pronti”.

Gli SCARA come soluzione conveniente per le esigenze di manipolazione
A proposito di evoluzione e cambiamenti che interessano la progettazione e la realizzazione delle macchine, salta immediatamente all’occhio, una volta messo piede in officina, che i robot hanno un ruolo fondamentale nel concetto di automazione portato avanti da Tecnologika. “In effetti – continua Stefano Rossi – da parecchi anni lavoriamo con i robot e, specialmente nell’ultimo periodo, stiamo utilizzando quasi esclusivamente robot Epson per la manipolazione leggera. Rispetto a qualche anno fa, quando optavamo prevalentemente per gli antropomorfi, che ci assicuravano la possibilità di fare determinate movimentazioni, prendiamo molto più in considerazione i robot SCARA. Al contrario di quanto accadeva in passato, quando abbiamo l’esigenza di gestire una piccola manipolazione, diventa conveniente rivolgersi a soluzioni pronte sul mercato e facilmente integrabili, piuttosto che progettare appositamente dei manipolatori”.
Parlando in generale, quali sono le caratteristiche più importanti per i compiti che vengono tipicamente richiesti ai robot SCARA? “La velocità, certamente. Ma non solo”, spiega Rossi. “La versatilità è spesso un’esigenza fondamentale nelle applicazioni di cui ci occupiamo. Se, infatti, è indubbio che per effettuare un pick & place da un punto A fino a un punto B, un semplice portale è più che sufficiente, qualora il compito preveda una complessità maggiore, allora diventa importante un oggetto che consenta di essere versatili. Nello specifico della collaborazione con Sinta per la fornitura dei robot Epson, un altro elemento per noi centrale è l’ampiezza della gamma di soluzioni tra cui scegliere, che ci permette di trovare il modello più adatto per ogni singola applicazione”.

La macchina per il controllo dei pacchi lamellari
Una di queste applicazioni, quella che abbiamo visto durante la nostra visita a Brugnera, è una macchina progettata e realizzata per il controllo dei pacchi lamellari per motori elettrici destinati al settore automotive. Il pacco lamellare arriva alla macchina da una pressa di tranciatura tramite due canali di ingresso. Il primo dei tre robot SCARA Epson prende il pezzo e lo convoglia sulla tavola rotante principale, composta da più di una stazione di lavorazione. Nella prima stazione, il pezzo viene compresso e calibrato. La compressione avviene con una forza determinata in partenza e con un metodo che permette di mantenere la geometria verticale del pezzo. In questa fase viene anche misurata l’altezza sotto sforzo, cioè quella che risulta una volta che la compressione è terminata e il pezzo venga rilasciato. Nella seconda stazione, il pezzo viene misurato senza forza e si è in grado di fare una valutazione di quanto è stato quello che possiamo definire “effetto molla”. Queste misure vengono successivamente analizzate e, in funzione di soglie impostabili dal cliente, si stabilisce se il componente è buono o meno.

Un tempo ciclo di appena 6 secondi
Una volta completate queste prime lavorazioni, un secondo SCARA preleva il pezzo e lo posiziona su un piattello dove, tramite dei profilometri o con un sistema di visione, viene fatto un controllo di qualità analizzando la geometria. Questo serve per sapere se il pezzo stesso rispetta determinate tolleranze angolari. La macchina costruita da Tecnologika prevede anche un sistema che serve per orientare il pezzo, che verrà successivamente prelevato e spostato su una seconda tavola rotante, più piccola della prima, dove un getto d’aria pulisce il componente in lavorazione dalle impurità.
La successiva stazione è quella destinata alla marcatura laser. Qui viene marcato il codice data matrix del pezzo, che contiene informazioni sul prodotto e il numero progressivo, indispensabile per la tracciabilità del processo. Da qui, il pezzo marcato viene scaricato e posto davanti a un lettore che controlla che la marcatura sia stata effettuata in modo corretto con un’operazione tecnicamente definita come grading.
L’ultimo dei tre robot SCARA ha quindi il compito di scaricare il componente su una delle quattro piste disponibili: due sono destinate ai buoni, una ai pezzi di scarto che possono essere recuperati e l’altra a quelli che non possono essere recuperati.
“Quella del controllo è, evidentemente, una fase cruciale di questo processo”, aggiunge Stefano Rossi. “Entrambe le stazioni di controllo che abbiamo previsto sulla macchina utilizzano un encoder lineare magnetico. La movimentazione del pezzo è altrettanto importante: in questo caso specifico, abbiamo inserito tre SCARA per mantenere un tempo ciclo molto basso, di un pezzo controllato ogni 6 secondi, per l’esattezza. Di conseguenza, la possibilità di utilizzare più robot è fondamentale per raggiungere l’obiettivo. In questa applicazione, i robot sono spinti al limite delle loro possibilità, in termini di prestazioni, velocità e anche di vibrazioni che devono sopportare”.