Movimentazione degli inserti più efficiente

Si chiama Supata, ma la parola non deve ingannare. Non è giapponese, ma 100% made in Italy. Il termine, identificativo del prodotto, trae spunto dalle origini dell’azienda ideatrice: nel dialetto piemontese significa infatti “movimentata con vigore”. Ed è proprio ciò che fa quest’isola robotica di singolarizzazione e posizionamento degli inserti sviluppata da EPF, azienda specializzata nei settori dell’automazione industriale, dello stampaggio a iniezione delle materie plastiche e delle energie rinnovabili.

Intelligente e flessibile

«Il sistema nasce dal recepimento di un’esigenza del mercato dell’automazione industriale, coniugando la nostra trentennale esperienza come system integrator negli impianti robotizzati e nell’ambito dell’intelligenza artificiale, che ci ha permesso di sviluppare internamente robusti algoritmi di deep learning, applicandoli alla visione industriale per la guida di robot e al controllo di qualità per l’individuazione di elementi non oggettivi» spiega Gian Luca Dadone, Business Development Manager di EPF. Concepito con una logica modulare per garantire una maggiore flessibilità di utilizzo, Supata è costituito da un’unità di alimentazione, che comprende tramoggia e piano vibrante, dispositivi di visione, robot per la manipolazione dei pezzi e un’interfaccia uomo-macchina (HMI). Queste attrezzature – insieme – operano come un’unità intelligente, capace di svolgere diverse mansioni; una delle più semplici è la selezione e l’applicazione di inserti all’interno di uno stampo nei processi di stampaggio e co-stampaggio.

«La tecnologia alla base di Supata utilizza la vibrazione per singolarizzare, quindi per passare da uno stato di disordine a uno di ordine, operazione che prevede l’utilizzo di sistemi di visione con intelligenza artificiale per gestire i componenti, manipolarli e posizionarli» continua Gian Luca Dadone. «Ad esempio, riesce a disporre nella posizione corretta i pezzi in uscita da una pressa a iniezione in modo da facilitarne la presa e l’assemblaggio, fornendo così un grande aiuto a un comparto industriale caratterizzato sempre di più da piccoli lotti e cambi di produzione frequenti, nei quali i fattori tempo, risorse e attrezzature impiegate incidono pesantemente sul costo finale». È ben noto, infatti, che un impianto di automazione e di assemblaggio asservito a un processo garantisce un’adeguata marginalità solo nella mass production. «E molte aziende nel packaging primario – soprattutto le PMI – sono costrette a rinunciare a commesse potenzialmente interessanti perché sanno di non poter gestire, a costi competitivi, una produzione di pochi pezzi con continui cambi nell’impostazione della linea produttiva» precisa il Business Development Manager di EPF.

Supata® è in grado di singolarizzare componenti plastici e metallici con peso unitario variabile da 25 a 300 grammi e dimensioni comprese tra 10 e 250 millimetri

«Supata nasce principalmente per risolvere queste criticità, permettendo di usufruire di un sistema flessibile, che può essere spostato e integrato tra le linee di uno stabilimento senza la necessità di nessuna infrastruttura, con estrema semplicità, con un’interfaccia intuitiva e senza avvalersi di particolari figure professionali. Il sistema è dotato di una sola interfaccia e può passare rapidamente da una produzione all’altra, per infinite tipologie di inserti, senza aggiungere ulteriori attrezzature, a partire dai diversi vibroalimentatori tradizionali che sarebbero necessari per ogni tipologia di pezzo» aggiunge Moreno Carvani, Director di EPF Plastic.

Massima precisione

Il sistema sfrutta in modo sinergico i vantaggi di diverse tecnologie. Nel caso del posizionamento di inserti metallici, ad esempio, la doppia vibrazione combinata permette di operare senza particolari difficoltà, indipendentemente dal modo in cui gli inserti sono disposti sul piano vibrante. «Intelligenza artificiale, sistemi di visione e tecnologia deep learning forniscono al robot le necessarie coordinate per manipolare i pezzi» continua Moreno Carvani. «Nelle applicazioni in cui è richiesta la massima precisione, un ulteriore sistema ottico permette di correggere la posizione del componente con tolleranze al centesimo».

L’attrezzatura viene montata su un telaio fisso o mobile, facilmente trasportabile da un’isola all’altra. Tra le varianti fornite, vi è la possibilità di inserire cassetti, contapezzi o luci, per completare una piattaforma integrabile con robot di qualsiasi tipo (antropomorfi, scara o collaborativi) e brand, indipendentemente dalle logiche di programmazione in uso presso il cliente. Nel caso fosse necessaria un’autonomia di lavoro molto spinta, la tramoggia può essere più ampia e motorizzata per poter coprire capacità importanti, anche per un intero turno di produzione. «La versatilità del sistema e della nostra offerta permette di realizzare soluzioni realmente a misura di cliente, che possono sfruttare l’isola automatica con grandissima elasticità: sostituirne una parte, ad esempio il robot, per effettuare operazioni differenti (packaging o etichettatura dei pezzi), oppure comporre linee a piacimento abbinando diversi Supata, che possono essere separati e associati ad altre linee produttive a seconda delle esigenze» precisa Moreno Carvani.

Supata in configurazione Insert molding. Il sistema è dotato di robot antropomorfo per singolarizzare componenti metallici da posizionare, con precisione fino a 0,1 millimetro, su una maschera intermedia di posaggio dalla quale vengono prelevati, da un secondo robot, e quindi inseriti in uno stampo per co-stampaggio a iniezione

Per configurare il sistema sono sufficienti cinque informazioni essenziali: peso del pezzo, tempo ciclo, autonomia, precisione di posizionamento e manipolazione. Dati che servono per scegliere la migliore configurazione e permettere a Supata di identificare la dimensione del piatto vibrante, il robot, la pinza e le camere necessarie per essere attivabile con un semplice clic: il sistema, infatti, è configurato per essere plug and play e opera secondo i requisiti di Industria 4.0. Tutto questo soddisfa le esigenze emerse dal confronto con gli utilizzatori finali. «Il punto di forza non è la velocità, ma la precisione unita alla versatilità e alla capacità di lavorare a ciclo continuo con evidenti miglioramenti della produttività e della qualità del prodotto finale, quindi riducendo gli scarti, con un rapido ritorno dell’investimento» sottolinea Moreno Carvani. «Un ulteriore vantaggio è legato alla salute dell’operatore. Sostituendosi all’uomo in operazioni di manipolazione ripetitive e nel lungo periodo usuranti permette all’azienda di destinare il personale verso mansioni dal maggiore valore aggiunto».

Basta una ricetta

La semplicità di utilizzo – un altro requisito imprescindibile – è comprovata dal dialogo costante con gli stampatori-clienti di EPF, che ha permesso, tre anni fa, di pensare e progettare Supata proprio per dare una risposta a precise richieste: gestire componenti metalliche e plastiche di diverse forme e geometrie, e soprattutto poter contare su un sistema adattabile alle nuove produzioni senza la necessità di interventi invasivi e costosi. «Il rapporto con l’utilizzatore è fondamentale per comprendere le esigenze di processo, sulla base delle quali elaboriamo la configurazione del sistema e sviluppiamo la programmazione delle operazioni, cioè una rete dedicata, che metta l’operatore nelle condizioni di dover solo premere il pulsante di avvio» prosegue Gian Luca Dadone. «Ovviamente interveniamo anche nel caso di adattamenti a nuove linee di produzione. Ogni parametro è regolabile da remoto e una semplice dimostrazione visiva del nuovo pezzo da manipolare sul piano vibrante è sufficiente per addestrare la rete in poco tempo, senza dover cambiare nulla e solo verificando quale pinza sarà più adatta per il robot. Operazione, questa, che può essere svolta anche con un cambio pinza automatico, che possiamo fornire al cliente che ha spesso la necessità di manipolare pezzi diversi». Il sistema è adatto anche per le operazioni di controllo qualità, perché è in grado di segnalare scarti di produzione grazie ai dispositivi di visione e agli algoritmi sviluppati da EPF.

Supata in configurazione Kitting con due (o più) tramogge e due piatti vibranti che singolarizzano, con robot scara, i componenti per comporre un kit imballato in sacchetto o contenitore

Testato per ogni esigenza

Supata ha già dimostrato sul campo tutte le sue potenzialità, risolvendo problemi complessi, come la gestione di componenti differenti nella realizzazione di un unico pezzo assemblato. «Grazie ai vibratori, ogni componente, di qualsiasi forma, viene orientato nel modo giusto per favorire il prelievo da parte del robot, perché la macchina è in grado di risolvere con precisione ed efficienza l’orientamento e la singolarizzazione del pezzo» continua Moreno Carvani. «Un nostro cliente, ad esempio, aveva la necessità di inserire in una scatola un gadget stampato a iniezione, realizzato in migliaia di varianti diverse contenute in grandi sacchi suddivisi per tipologia. Con Supata, l’operatore si limita a vuotare i sacchi nella tramoggia, mentre il sistema – dotato di visori e di intelligenza artificiale – posiziona ciascun gadget con ordine e si adatta automaticamente quando l’unità di alimentazione viene riempita con il contenuto del sacco successivo». È solo un esempio concreto di collaborazione con i clienti, ai quali vengono normalmente richieste campionature per effettuare prove statistiche per gestire al meglio le dimensioni del piano vibrante e di conseguenza fornire la soluzione più adatta.

«Supata rappresenta la perfetta sintesi della capacità di integrare tutte le conoscenze tecniche e ingegneristiche necessarie all’automazione, le competenze informatiche e sullo stampaggio a iniezione, riuscendo a fare la differenza nello sviluppo dell’applicazione» conclude Moreno Carvani. Le prime unità sono state sviluppate per l’automotive e successivamente per i settori del giocattolo e farmaceutico, dove, data la presenza di componenti molto piccoli e un elevato tasso di manualità delle linee, stanno dimostrando potenzialità importanti. Oggi i sistemi installati sono ormai un centinaio, distribuiti sia in PMI, che hanno visto nel Supata un vantaggio competitivo, sia in aziende multinazionali che devono mantenere ritmi di produzione serrati e tenere i costi sotto stretto controllo.