I robot al centro della logistica nella produzione di domani

Grazie al robot mobile KMR iiwa, KUKA sta implementando una soluzione per il trasporto autonomo all’interno della sua filiera produttiva nella sede principale di Augusta. Il robot mobile KMR iiwa fornisce in maniera automatica il materiale di produzione alla stazione di assemblaggio in-line KR QUANTEC.

di Ulrike Kroehling

A lungo termine, la semplice collaborazione fra esseri umani e robot (HRC) non è sufficiente per rendere la produzione più flessibile. Nel futuro prossimo, dovrà essere possibile utilizzare i robot all’interno di applicazioni mobili. Montati su piattaforme mobili, i robot si muovono indipendentemente attraverso le varie aree produttive e trasportano merci o pezzi di lavoro – modernizzando in questo modo i processi logistici della produzione del domani. Anche KUKA Roboter GmbH beneficia ora di queste innovazioni nella sua sede principale di Augusta. L’azienda è uno dei leader globali di mercato nello sviluppo, produzione e vendita di robot, controller e software industriali. Lo stabilimento di produzione di robot dell’azienda è passato ora da un sistema a linee multiple a uno a linea singola, in conformità con i metodi più all’avanguardia della produzione “lean”. Il robot mobile KMR iiwa (KMR sta per “KUKA Mobile Robotics”, e iiwa è acronimo di “intelligent industrial work assistant”) è una piattaforma di navigazione autonoma combinata con un robot leggero KUKA LBR iiwa. All’interno dello stabilimento, fornisce in maniera automatica il materiale di produzione alla stazione di assemblaggio in-line KR QUANTEC.

Raggiungere una capacità produttiva di oltre 20.000 robot l’anno
“Vogliamo orientare le nostre attività produttive rivolgendoci verso il futuro, e allo stesso tempo aumentare considerevolmente la nostra efficienza. Il nostro obiettivo nello stabilimento di Augusta è quello di raggiungere una capacità produttiva di più di 20.000 robot l’anno. È evidente che potremo raggiungere il nostro scopo solo ristrutturando i processi di assemblaggio dei nostri robot, in conformità con i più recenti metodi di produzione lean”, ci spiega Andreas Ostermann von Roth, vicepresidente operativo di KUKA Robotics, per farci comprendere come mai questa linea di produzione di circa 140 m sia stata costruita con un maggior grado di automazione. A questo proposito, la consegna just-in-sequence (JIS) del materiale da assemblare è un elemento molto importante. KUKA ha sviluppato una gamma completa di soluzioni rivolte a questo obiettivo, da robot leggeri riposizionabili manualmente a sistemi che funzionano in maniera interamente autonoma. Sono già possibili molte nuove applicazioni di queste tecnologie, soprattutto nella logistica, e in particolar modo nello stoccaggio. Questo permette sia ai materiali che ai robot di essere attivati sempre e solo dove sono più necessari.

Consegna automaticamente dadi, bulloni e molto altro ancora
KUKA utilizza il robot KMR iiwa anche all’interno della sua stessa filiera produttiva. Per l’assemblaggio del KUKA KR QUANTEC, per esempio, si sta implementando una soluzione kanban nella quale il KMR iiwa controlla attivamente la distribuzione di viti, bulloni, anelli di tenuta, dadi e altre piccole parti. WÜRTH consegna le scatole kanban richieste allo scaffale centrale del magazzino. A intervalli regolari, il KMR iiwa usa la sua estrema sensibilità per controllare tutti i ripiani e rimuovere le scatole consegnate piene di piccole parti. Il robot leggero solleva la scatola fino a uno scanner di codici a barre QR montato sulla piattaforma, permettendogli di identificare la posizione di destinazione finale di ogni scatola. La piattaforma di navigazione autonoma trasporta quindi i container attraverso l’officina di produzione, e li consegna automaticamente alla stazione di lavoro.
“Questa consegna just-in-sequence fa parte del nuovo concetto logistico per la produzione dei nostri robot”, ci spiega Sebastian Bodenmüller, capo della sezione di assemblaggio robot di KUKA Roboter GmbH. Sono due gli aspetti chiave che garantiscono un rapporto costi/benefici ottimale: il KMR iiwa non percorre distanze inutili e lavora instancabilmente senza bisogno di pause.

Navigazione sicura e autonoma nello stabilimento produttivo
La soluzione integrata KUKA Navigation Solution, combinata con gli scanner laser di sicurezza, permette al KMR iiwa di individuare all’istante gli ostacoli sulla sua strada, navigando quindi in maniera sicura e autonoma attraverso lo stabilimento produttivo. Una caratteristica essenziale del KMR iiwa è, infatti, la sua capacità di condividere percorsi comuni con persone e treni logistici. Non sono necessarie misure di sicurezza speciali o modifiche aggiuntive dei percorsi.
“KUKA rappresenta l’innovazione, e adesso questo si evince anche dalla nostra filiera produttiva. I dipendenti hanno accettato velocemente il KMR iiwa in qualità di collega a pieno titolo. Apprezzano i vantaggi di questo assistente intelligente e mobile”, dice Sebastian Bodenmüller, riassumendo le prime settimane di attività del lavoratore robotico. Il robot si occupa principalmente di compiti monotoni ed ergonomicamente molto difficili da effettuare per gli esseri umani. Non ha bisogno di pause, ed è sempre pronto a lavorare quando necessario. Per quanto riguarda i compiti logistici, i possibili campi di applicazione del KMR iiwa sono stati sfruttati soltanto in minima parte. Si può ipotizzare di utilizzarlo per la cura di varie macchine industriali tanto quanto per la collaborazione diretta con uno o più colleghi umani in un ambiente di lavoro diviso o condiviso.

Un assistente produttivo indipendente e altamente flessibile
Con il KMR iiwa, KUKA ha combinato i punti di forza del robot leggero e sensibile LBR iiwa con una piattaforma mobile e autonoma. Nel padiglione 7 della sede principale di KUKA ad Augusta, il robot è ormai diventato un assistente produttivo indipendente dall’ubicazione e altamente flessibile, con uno spazio di lavoro senza restrizioni; una base ideale per rispettare i requisiti di Industria 4.0.
La flessibilità è il presupposto fondamentale per la produzione versatile e adattabile del domani. Grazie alle ruote Mecanum sviluppate appositamente per questo scopo, la piattaforma del KMR iiwa può muoversi in qualsiasi direzione con partenza da fermo. Il robot e il veicolo sono gestiti tramite il controllo KUKA Sunrise, che è in grado di gestire sistemi cinematici multipli, semplificando così notevolmente il controllo e l’utilizzo degli operatori in qualsiasi applicazione pratica. Degli scanner ambientali aggiuntivi sul veicolo permettono di individuare gli ostacoli. Delle batterie Li-ion alimentano direttamente sia il veicolo che il robot.
Il software di navigazione SLAM sviluppato da KUKA permette al KMR iiwa di spostarsi in maniera sicura, totalmente autonoma e senza connessioni via cavo. Il sistema ha un design modulare e può essere ampliato con hardware aggiuntivo in base alle necessità delle singole applicazioni.

Gli investimenti in automazione sono la chiave per il successo
Aumentando il livello di automazione della sua filiera produttiva, KUKA sta impostando la via per il futuro. “Mentre in molti luoghi si sta ancora discutendo di Industria 4.0, nel nostro stabilimento produttivo abbiamo già iniziato a viverla. A lungo termine, saranno gli investimenti nell’automazione – come quello del KMR iiwa nelle applicazioni logistiche per viti – a garantire il nostro successo”, aggiunge Andreas Ostermann von Roth, descrivendo le sue ragioni dietro al robot mobile. “In futuro, saremo in grado di reagire in maniera molto più veloce e flessibile alle esigenze dei clienti e del mercato”, prevede infine il vicepresidente operativo di KUKA Robotics.

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