Robotica collaborativa: cos'è e quali sono i suoi vantaggi

Si parla di cobot, o robot collaborativi, ormai da quasi 15 anni: rispetto ai robot, per così dire, tradizionali, i cobot stanno guadagnando una popolarità sempre maggiore, e risultano sempre più diffusi nelle aziende di tutti i settori.

Pertanto, molte imprese, anche piccole e medie, che muovono i primi passi nel mondo della robotica, si pongono molte domande a riguardo: cosa sono i cobot, e quali vantaggi offrono? In cosa si distinguono dai robot standard? E, soprattutto, in quali settori industriali possono garantire maggiori benefici? Ecco una breve guida con la risposta a queste e altre domande.

Che cosa sono i robot collaborativi?

Un cobot, come suggerisce il termine stesso, è un robot ad alta tecnologia in grado di collaborare con l’uomo. Anche i robot classici, quelli più utilizzati fino a 10 anni fa, per intenderci, servono per dare una mano all’essere umano nello svolgimento di determinati compiti: la differenza principale sta nel fatto che i cobot operano in un ambiente privo di protezioni, cioè collaborano “fisicamente” con l’operatore.

Il primo robot davvero collaborativo, omologato per operare in totale sicurezza accanto ai lavoratori, è stato lanciato nel 2008 dal produttore danese Universal Robot, attuale leader mondiale del settore. Si chiamava UR5, e non comportava la necessità di essere protetto da barriere, gabbie o altro; la sua struttura era quella di un robot antropomorfo, in grado di effettuare movimenti continui lungo tutti gli assi spaziali grazie al suo braccio meccanico.

Con UR5 era nata una nuova visione della collaborazione uomo-macchina, ed era iniziata l’era dei cobot alla portata di tutti. Moltissime aziende, incluse alcune PMI, iniziarono a interessarsi a questa nuova tipologia di robot dal costo relativamente accessibile, che permetteva di automatizzare processi e stabilimenti in maniera flessibile e semplice, senza la necessità di ampi investimenti nell’ammodernamento dell’intera catena di produzione.

Al modello UR5 ne sono seguiti altri, con una portata fino a 16 kg e un’estensione del braccio che raggiunge anche il metro; altri competitor si sono inseriti nel settore, ma il producer principale è rimasto Universal Robot. I suoi cobot sono dotati di una cospicua serie di funzioni di sicurezza, tali da permettere una condivisione totale degli spazi con la forza lavoro, rivoluzionando così l’intera concezione della robotica industriale.

I vantaggi e i benefici dei robot collaborativi

I robot collaborativi offrono diversi benefici alle aziende che decidono di implementarli nelle loro attività; alcuni di questi sono condivisi anche dai robot tradizionali, seppure in misura minore, mentre altri sono esclusivi dei cobot. Indicativamente, tra i vantaggi più importanti possiamo menzionare i seguenti:

  • Facilità e velocità di programmazione. Il cobot è pensato per essere collaborativo fin dal momento della programmazione, che può essere effettuata anche da operatori non esperti attraverso periferiche intuitive come tablet con touchscreen, dotato di software e interfacce user-friendly;
  • Automatizzazione flessibile e rapida. Il cobot, come specificheremo più avanti, può automatizzare in maniera estremamente flessibile un gran numero di processi, specie quelli più ripetitivi, faticosi o tediosi, come il sollevamento e lo spostamento dei carichi, la manipolazione di materiali, il packaging e la pallettizzazione, l’assemblaggio e così via;
  • Aumento della sicurezza e dell’ergonomia. Grazie alle sue funzionalità elettroniche, il cobot è estremamente sicuro, non richiede protezioni e barriere particolari e può operare a contatto con gli addetti senza rischi, migliorando anche l’ergonomia dei luoghi di lavoro;
  • Incremento della produttività. Implementando una forte automatizzazione della propria azienda tramite robot collaborativi, è possibile aumentare la produttività complessiva a livelli ben superiori rispetto a quanto avviene con i robot tradizionali;
  • Maggior qualità del prodotto. I cobot possono svolgere in maniera perfetta e impeccabile tutte quelle mansioni che, pur essendo indispensabili, risultano spesso gravose e pesanti, tanto da sottoporre il lavoratore a un maggior rischio di errori. In questo modo, la qualità del prodotto finito è assicurata, e l’intera lavorazione risulta più sostenibile grazie alla riduzione degli sprechi;
  • Miglior gestione delle risorse umane. Se si sceglie di sfruttare i cobot all’interno della propria azienda, è possibile sollevare la forza lavoro da compiti essenziali ma poco gratificanti, per reindirizzarla sulla formazione o su task e operazioni di valore superiore o che richiedono abilità e competenze complesse;
  • Possibilità di far fronte ai picchi di lavoro. In determinati settori, nei quali le quantità di articoli da lavorare o da produrre sono variabili a seconda degli ordini ricevuti, l’uso di cobot dà un contributo notevole nell’incremento della produzione e permette di gestire i compiti più pressanti dovuti ai picchi temporanei di richieste.

Cobot o robot? Le differenze

In molti potrebbero obiettare che tra robot e cobot, in fin dei conti, cambi poco; alcuni pensano addirittura che quello dei robot collaborativi sia un fuoco di paglia, un progetto che per avere successo richiederebbe delle tecnologie più avanzate. In verità, la superiorità dei cobot sui robot industriali è oggettiva, e si può notare da molteplici punti di vista. Per esempio:

  • I cobot sono delle macchine estremamente più semplici da programmare e utilizzare. Non è un vantaggio dappoco: significa, per esempio, che non occorre ogni volta l’assistenza di un esperto dalla casa produttrice per far svolgere al dispositivo un determinato compito, o modificarne i comandi e le mansioni. Questo vale fin dal primo utilizzo: i cobot sono, di fatto, già pronti all’uso, e la loro messa in opera risulta molto veloce e pratica;
  • Per la medesima possibilità di interagire con l’uomo in modo intuitivo e semplice, un cobot può essere integrato più facilmente nella linea produttiva. È sufficiente una riprogrammazione da parte di un addetto interno all’azienda, e il robot collaborativo potrà offrire nuove soluzioni per svolgere le mansioni richieste. I cobot possono essere anche programmati in modo tale da creare un vero e proprio smart center all’interno dell’azienda, una rete che contribuisca alla gestione della linea produttiva in maniera intelligente e automatizzata;
  • I cobot garantiscono una tipologia di automazione flessibile, non rigida come quella dei robot industriale vecchio stampo, e sono in grado di modificare rapidamente sia la qualità che la quantità dei prodotti che gestiscono. Grazie alla sua flessibilità, inoltre, il cobot può lavorare in spazi e ambienti con dimensioni e caratteristiche estremamente varie;
  • Come abbiamo già detto, i cobot risultano estremamente più sicuri dei robot. Questo è ciò che permette di renderli davvero “collaborativi” e integrabili con il lavoro degli addetti, ai quali non sarà più richiesta la medesima massima attenzione necessaria per operare accanto ai robot tradizionali. La sicurezza è garantita da diverse funzioni native, dall’equipaggiamento di un’ampia gamma di sensori e dall’impiego dell’intelligenza artificiale.

Cobot: settori e campi di applicazione

Da quanto abbiamo detto, si comprende facilmente che i cobot possono svolgere mansioni assai diverse, in modo da adattarsi a qualsiasi richiesta da parte delle singole aziende. Possono, per esempio, eseguire con successo attività di:

  • controllo qualità, estremamente facilitato dalla presenza di sensori e sistemi di visione sul cobot;
  • avvitatura alla tensione corretta, in maniera rapida e precisa;
  • analisi di laboratorio di campioni numerosi, anche in spazi ridotti;
  • logistica, packaging e pallettizzazione su larga scala di prodotti di ogni genere, da quelli agricoli ai semilavorati industriali;
  • pick and place, ossia movimentazione di carichi da una zona all’altra (per esempio, da un nastro trasportatore a un mezzo di trasporto), grazie alla loro facoltà di movimento su più assi;
  • stampaggio a iniezione di materiali plastici;
  • assemblaggio di componenti e strumenti meccanici, elettrici, elettronici e così via, possibile grazie all’ampia libertà di movimento dei bracci del cobot;
  • incollaggio e saldatura di materiali di qualsiasi genere.

Tutte queste attività possono essere svolte dai cobot in molteplici settori industriali, molti dei quali destinati nel futuro prossimo a un’applicazione e a un’integrazione sempre maggiori di nuove tecnologie. Tra questi settori e ambiti possiamo menzionare:

Il settore chimico-farmaceutico, nel quale è richiesto il rispetto di standard di sicurezza assai elevati. I robot collaborativi possono garantire, grazie alle loro caratteristiche, la più alta qualità del prodotto finale;

  • La ricerca scientifica. I cobot, grazie alla loro estrema precisione, sono alleati affidabili per l’esecuzione di test, analisi obiettive e altre forme di raccolta di dati e di informazioni utili per la ricerca e lo sviluppo;
  • L’agroalimentare. Per trattare il cibo bisogna offrire ai consumatori delle garanzie di qualità importanti. I cobot possono operare in condizioni igieniche elevate e soddisfare tutte le prescrizioni qualitative prescritte dalla legge e dalle linee guida del settore;
  • Il settore dell’elettronica e del digital. Si tratta di un ambito complesso, che richiede precisione e flessibilità operativa, assicurate oggi dai cobot più sofisticati in tutte le fasi di lavorazione;
  • L’industria del mobile, un campo che ancora richiede quantità ingenti di lavoro manuale e può beneficiare dei cobot nell’esecuzione di attività ripetitive e faticose, come la verniciatura o l’assemblaggio;
  • Il settore metallurgico. Il cobot può eseguire tutti i compiti più ripetitivi e precisi, ma anche quelli pericolosi, così da ridurre il rischio cui vengono esposti i lavoratori;
  • L’industria della plastica e dei polimeri. Anche in questo caso, un robot collaborativo può efficacemente sostituire gli addetti dell’azienda nell’esecuzione di lavori rischiosi, in condizioni insalubri o tali da richiedere grande efficienza e velocità di lavorazione.
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