Automatizzare i processi, in tutta sicurezza

I concetti di sicurezza e automazione difficilmente possono scindersi nell’attuale contesto produttivo, e il settore dell’assemblaggio non fa certo eccezione. Con il supporto degli esperti di SICK, siamo andati a scandagliare il portafoglio prodotti dello specialista tedesco, alla ricerca delle più innovative soluzioni per la gestione della sicurezza nelle celle di lavoro robotizzate e dei sistemi all’avanguardia per il controllo qualità e la tracciabilità del processo.

di Fabrizio Dalle Nogare

La gestione ottimale e sicura di uno spazio di lavoro condiviso tra macchine, robot e operatori è un punto fondamentale di un sistema produttivo evoluto. Per conciliare efficienza e sicurezza dell’operatore occorrono quindi dispositivi in grado di monitorare l’accesso degli operatori all’interno dell’area di lavoro e far sì che le macchine rallentino la loro corsa o si fermino qualora ci sia il rischio di contatto con l’operatore stesso.
Dispositivi come i laser scanner possono essere utilizzati proprio con questo scopo. Un esempio sono le aree di lavoro condivise tra operatori e robot collaborativi. “Rispetto a quelli tradizionali, i cobot – spiega l’ingegner Marco Sordelli, National Application Engineer Industrial Safety di SICK – hanno delle funzioni di sicurezza intrinseche e native, che si integrano con i dispositivi di sicurezza SICK, come i laser scanner. Questi possono gestire diverse aree di lavoro pre-programmate, consentendo a un robot, per esempio, di lavorare a pieno regime quando l’operatore è lontano e a velocità ridotta quando quest’ultimo si avvicina”.
In particolare, la nuova serie di laser scanner di sicurezza microScan3 di SICK, che si avvale dell’innovativa tecnologia di scansione proprietaria safeHDDM™, garantisce la protezione di zone, accessi e punti pericolosi anche in condizioni ambientali difficili. “Rispetto alla generazione precedente – aggiunge Sordelli – gli scanner microScan3, disponibili in versione stand-alone oppure integrabili direttamente nel PLC di sicurezza del cliente, sono in grado di filtrare meglio le interferenze ambientali, quali illuminazione, riflessioni, interferenze ottiche oppure fisiche come polvere o scarti di lavorazione”.

Barriere di sicurezza ad alta integrabilità
Un altro dispositivo particolarmente diffuso nella gestione della sicurezza di macchina sono le barriere. Quelle della serie deTec4 di SICK si caratterizzano per elevata integrabilità e installazione semplificata, nonché per l’altezza del campo protetto compresa tra 300 e 2.100 mm. Un LED verde/rosso consente di monitorare in qualsiasi momento lo stato operativo della barriera di sicurezza, mentre gli indicatori di funzionamento e di allineamento mostrano codici di errore, semplificando la diagnosi in caso di guasto.
“La risoluzione di 14 mm fa sì che le barriere deTec4 Core possano essere installate a ridosso della zona di pericolo”, afferma l’ingegner Sordelli. “Inoltre, il grado di protezione IP65 e IP67, unito alla temperatura di funzionamento compresa tra -30°C e +55°C, garantisce la massima affidabilità della barriera anche in ambienti complessi. Sempre in tema di barriere, oggi i clienti esprimono esigenze sempre più stringenti in termini di spazio; per questo, SICK ha nel suo portafoglio diverse soluzioni con dimensioni ridotte”.

Le potenzialità dei sistemi di visione 3D
Spostando lo sguardo dalla sicurezza all’automazione di processo vera e propria, all’ing. Marco Catizone, Head of Industrial Integration Space di SICK, abbiamo chiesto quali sono le esigenze che oggi esprimono i costruttori di macchine automatiche e semi-automatiche di assemblaggio e collaudo.
“Il controllo qualità e la tracciabilità dei prodotti lungo tutta la filiera di produzione sono requisiti primari, da ricercarsi attraverso strumenti affidabili e flessibili in grado di adattarsi alle situazioni più disparate e agli ambienti di lavoro più diversi. La gamma di soluzioni che proponiamo è destinata sia a sistemi di assemblaggio più tradizionali che a sistemi robotizzati e include, per esempio, gli smart sensors, vale a dire sensori con funzionalità evolute, come conteggi o temporizzazioni, che aggiungono, appunto, intelligenza al sensore sgravando allo stesso tempo il PLC da compiti che in teoria dovrebbero spettargli”.
In tema di controllo qualità, tuttavia, sono grandi le potenzialità dei sistemi di visione, sia 2D che 3D: si tratta di sistemi sempre più integrabili e semplici da utilizzare e programmare. La telecamera Ranger3 di SICK, in particolare, ha una risoluzione di 2560 x 832 pixel e, grazie alla tecnologia ROCC (Rapid on Chip Calculation), può acquisire fino a 7.000 profili al secondo su tutto il sensore e fino a 46.000 profili/s se viene utilizzata solo una parte del sensore, come accade per esempio quando vengono inquadrati campi larghi in cui transitano però oggetti di altezza limitata.
Il modello TriSpectorP1000 è, invece, una camera 3D stand alone programmabile in grado di acquisire immagini 3D degli oggetti in movimento sulla linea di produzione sfruttando il principio di triangolazione laser: il rilevamento dell’altezza degli oggetti avviene indipendentemente dal contrasto e dal colore, per risultati estremamente precisi anche ad alte velocità.
“La possibilità di ottenere acquisizioni dei particolari anche in 3 dimensioni fa sì che si possano valutare anche le proprietà morfologiche di un oggetto, quindi la buona riuscita di operazioni fondamentali nell’assemblaggio, come avvitature o inserimenti, per esempio. Facilità di controllo e maggiore sicurezza rientrano sicuramente tra i vantaggi delle telecamere 3D”, spiega Catizone.

Risalire alla storia del pezzo
In tema di esigenze di attualità nel mondo dell’assemblaggio, come non citare l’identificazione univoca dei pezzi al fine di ottenere la completa tracciabilità del processo di produzione. “Oggi i costruttori chiedono di poter identificare ogni singolo item lungo la catena”, conferma Marco Catizone. “Ci si sta spostando, insomma, dal tag con identificativo RFID sul pallet porta pezzo al tag inserito sul pezzo stesso perché lo si possa identificare anche alla fine del processo di assemblaggio e risalire alla sua storia attraverso il sistema RFID”.
A questo scopo, SICK ha inserito a catalogo il dispositivo di lettura/scrittura RFID RFU65x, in grado di rilevare transponder a lungo raggio e di registrare contemporaneamente la posizione e la direzione in cui gli oggetti si muovono. I dati raccolti possono essere inviati direttamente a un sistema ERP o MES, riducendo così i tempi di elaborazione.