Se hai scartato la possibilità di automatizzare la produzione a causa di materiali di difficile manipolazione, BPR Group può aiutarti.
La realizzazione di fasi di sperimentazione rende possibile testare la movimentazione, adottando varie soluzioni di presa, con l’intento di mantenere la qualità del prodotto, aumentando l’efficienza della produzione.
In questo caso studio, vi mostreremo la sperimentazione portata avanti in Arix, al fine di introdurre un robot collaborativo per la manipolazione e la movimentazione di spugne all’interno di un contesto industriale.
Il contesto e la richiesta di Arix
Arix nacque a Viadana nel 1969, in un lembo di pianura, noto per la produzione di scope, pennelli e spugne. Silvio Ballasini, allora commerciante di spugne tedesche, comprese il potenziale del mercato italiano e scelse di dare vita ad un’azienda che, nel tempo, è diventata un punto di riferimento, in Italia e all’estero, per spugne, pannispugne e pelli sintetiche.
Oggi l’azienda ha scelto di investire nell’automazione dei processi, al fine di imporsi sui competitor, migliorando la propria efficienza produttiva. Per farlo, Arix si è affidata al team di BPR Group, il quale ha studiato il contesto esistente, realizzando una soluzione su misura per il cliente.
L’inizio del progetto di BPR Group in Arix
La linea di confezionamento di spugne, scelta per incominciare il processo di automazione, lavorava su 2 turni con cadenze medie di 70 confezioni/minuto e processava un elevato mix di articoli, i quali variavano a seconda della tipologia di spugna, della quantità di spugne per sacchetto e del numero di sacchetti per imballo finale.
In prima battuta, la direzione ha fatto presente l’esigenza di analizzare le attività uomo e le cadenze della linea per misurare i livelli di performance attuali e le opportunità di miglioramento. Lo studio ha avuto anche l’obiettivo di ipotizzare l’introduzione di automazioni allo scopo di ridurre attività poco efficienti o faticose per gli operatori.
In fase di analisi, una delle postazioni risultate più critiche era quella di ribaltamento della spugna: a seguito del taglio longitudinale della lastra di spugna in strisce, un operatore in spazi ristretti e per tutta la durata del turno ne effettuava il ribaltamento manuale su un nastro trasportatore. D’accordo con l’azienda, si è deciso di sperimentare l’automazione su tale postazione, caratterizzata da un’attività logorante e monotona, ancor prima di intervenire sul fondo linea.
Come agire, però, in presenza di spazi ristretti e layout non modificabile? Come fronteggiare la necessità di setup rapidi per processare un elevato mix di articoli? Come manipolare materiale che risulta essere non rigido e di difficile presa come la spugna?
L’inizio della sperimentazione e la realizzazione del progetto in Arix
La scelta dell’azienda è stata quella di dare vita ad un percorso Industry 4.0, utilizzando un cobot per migliorare la qualità del lavoro degli operatori.
Tuttavia, le difficoltà nell’introduzione dell’innovazione non sono mancate; prima tra tutte la difficoltà di manipolare le spugne mediante il robot. Ma cosa rende la spugna difficile da manipolare? Nonostante la sua semplicità costruttiva, la spugna cela svariate caratteristiche che la rendono difficile da manipolare. Infatti, le strisce di spugna:
- Sono flessibili e non mantengono la stabilità;
- Sono costituite di materiale fragile che può essere facilmente danneggiato;
- Sono voluminose (nonostante la leggerezza) e molto pronunciate in lunghezza;
- Tendono a rimanere solidali tra loro dopo il taglio (difficile movimentarle singolarmente);
- Necessitano di essere riorientate al fine di avere la parte abrasiva sempre nella stessa direzione;
- Possiedono dimensioni e colori differenti a seconda del modello.
Alla luce di queste considerazioni, è stato necessario progettare un sistema di presa ad hoc per la movimentazione di spugne.
La spugna si presenta generalmente con buona propensione alla presa tramite vuoto, in quanto la non uniformità della densità può, in taluni casi, pregiudicare la qualità della presa.
Il primo sistema di presa testato era composto da quattro amplificatori d’aria che, grazie all’effetto di vuoto d’aria generato, permettevano di movimentare con sicurezza su entrambi i lati alcuni modelli di spugna. La tenuta della presa sulla parte della fibra è risultata essere eccellente; più critica, invece era quella sul lato abrasivo della spugna.
Un secondo sistema di presa meccanico è stato introdotto con l’intento di simulare la presa attualmente effettuata dagli operatori. Mediante l’utilizzo della pinza angolare pneumatica, le prese si sono dimostrate salde ed il consumo d’aria è stato esiguo. La presa salda del prodotto ha permesso il distacco delle strisce di spugna mediante i movimenti del robot. L’azione meccanica delle pinze provocava una deformazione della fibra e della spugna non permanente.
Per la movimentazione delle strisce di spugna in questione, è stato scelto il cobot TECHMAN TM12. I vantaggi che annoveriamo nella scelta di tale prodotto sono i seguenti:
- Ridurre l’ingombro in pianta della cella robotizzata;
- Evitare modifiche significative di layout con l’introduzione di protezioni in rete;
- Facilitare la programmazione dei cicli di lavoro;
- Facilitare l’accesso alla macchina in caso di necessità.
Conclusioni
Talvolta la semplicità di un’applicazione di robotica collaborativa e la sua velocità di messa in servizio possono scontrarsi con il problema della manipolazione di oggetti di difficile presa. Grazie all’esperienza maturata in tale campo è stato possibile arrivare ad una soluzione che permettesse al cliente di fruire a pieno dei benefici di tale applicazione.
L’introduzione in linea del robot collaborativo di presa ad hoc ha permesso di risolvere le criticità legate al ribaltamento non ergonomico delle strisce, nel rispetto delle cadenze e dei volumi produttivi richiesti al sistema. Tale scelta ha permesso, inoltre, di intervenire in maniera non invasiva sulla linea e sul layout attuale con un’automazione “economica” e flessibile, assicurando un payback period estremamente basso (poco più di 1 anno, dovuto alla riduzione dell’incidenza di MOD sulla linea sui 2 turni).
I robot per l’automazione sono in grado di sgravare gli operatori da mansioni poco ergonomiche e ripetitive, facilitando i processi di programmazione e garantendo flessibilità del sistema produttivo. Contattaci per scoprire ulteriori informazioni.