Dall’AI alla robotica, le tecnologie più o meno emergenti continuano ad essere sfruttate nelle evoluzioni industriali per risolvere sfide sempre crescenti e per migliorare metodi lavorativi. Sebbene la tecnologia faccia passi da gigante, rimane fondamentale l’abilità intrinseca degli esseri umani a saper superare gli ostacoli di gestione dei processi. La congiunzione tra l’ingegno umano e le macchine ha portato alla creazione di sistemi di robot collaborativi. Sistemi tecnologicamente complessi che, affinché possano operare in modo sicuro ed efficiente, diviene cruciale poter monitorare e controllare con precisione le forze applicate durante il loro funzionamento. È qui che le celle di carico, come quelle prodotte da Picotronik con il marchio Tempo Technologies®, sono di significativa importanza, perché permettono alle macchine e ai robot di misurare e dosare accuratamente la forza esercitata durante l’interazione con oggetti o persone. Queste misurazioni sono utilizzate per prevenire danni ai materiali e assicurare la protezione delle persone durante l’interazione fisica con un cobot.

Picotronik, leader nella progettazione e produzione di celle di carico e di sensori ad alta precisione con sede a Mirandola (Mo), offre soluzioni di pesatura come le celle AHA e AKD, progettate, tra le altre cose, per essere integrate in robot e cobot. I due modelli offrono controllo affidabile delle forze applicate, essenziale per applicazioni che richiedono un dosaggio accurato, come il montaggio di componenti delicati o la manipolazione di materiali fragili. Con un errore di linearità inferiore allo 0,05%, le due celle assicurano un controllo rigoroso nei processi di assemblaggio ad alta precisione.

Esistono diverse tipologie di celle, ciascuna progettata per specifiche applicazioni. Le celle AKD sono particolarmente adatte per applicazioni unidirezionali o multidirezionali, mentre le celle AHA sono ideali per misurazioni di forze più contenute ma con altissima precisione. La gamma di misura delle celle di Picotronik varia da pochi grammi a diverse tonnellate, il che le rende estremamente versatili per una vasta gamma di applicazioni industriali. I trasduttori AKD e AHA che invece vengono utilizzati nella robotica avanzata arrivano ad una portata di 150 kg.

Altra caratteristica delle celle di Picotronik è la resistenza in condizioni operative difficili. Grazie alle protezioni IP65/IP67, i modelli AHA e AKD resistono a corrosione, vibrazioni e variazioni di temperatura, il che rende le celle perfette per ambienti industriali severi come quelli polverosi o umidi. Inoltre, sono comprese diverse opzioni di output, segnali analogici e digitali, per facilitare l’integrazione nei sistemi di controllo esistenti. Su richieste specifiche Picotronik fornisce ed integra celle a doppio ponte ridondanti, per elevare il grado di sicurezza.

L’inclusione di queste celle di carico nei sistemi robotici richiede una configurazione specifica

Solitamente, vengono montate sugli end-effector, come pinze o bracci robotici, per monitorare la forza in tempo reale. I dati raccolti dalle celle vengono poi trasmessi al controller del robot, che può regolare dinamicamente le operazioni in base alle informazioni ricevute.

La configurazione e il monitoraggio delle celle avvengono tramite amplificatori e software di Picotronik, che permette agli operatori di calibrare i sensori, visualizzare i dati in tempo reale e impostare allarmi per condizioni di sovraccarico, in maniera intuitiva e user friendly.

Implementazioni delle celle Tempo Technologies® di Picotronik

Le celle di carico di Picotronik sono una soluzione competitiva e versatile, già utilizzata in diverse applicazioni nel campo della robotica. Un esempio significativo è l’impiego della cella AKD in robot di assemblaggio al fine di assicurare che ogni componente venga fissato con la forza corretta. Questo approccio garantisce qualità costante e affidabile del prodotto finito perché riduce il rischio di difetti di produzione come sovra o sotto-serramenti.

In contesti collaborativi, come nei cobot di pick-and-place, le celle di carico AHA monitorano la forza di presa durante la manipolazione di oggetti delicati. Sottoposte a contesti ad alta velocità, le celle mantengono stabilità della presa senza impattare precisione o efficienza.

In quei settori dove la sicurezza è un tema sensibile, come l’automotive e la logistica, le celle di Picotronik che vengono integrate nei cobot servono per rilevare forze anomale o collisioni. In caso di contatto imprevisto con un operatore, il sistema si ferma immediatamente per prevenire potenziali infortuni.

In ottica di manutenzione predittiva, le celle di carico vengono utilizzate per monitorare lo stato di salute dei sistemi robotici: per esempio, un graduale incremento della forza necessaria per svolgere un’operazione potrebbe indicare un imminente problema meccanico. In questo modo, è possibile intervenire tempestivamente ed evitare fermi macchina.

Un esempio proveniente dall’industria automobilistica riguarda l’assemblaggio dei motori, dove le celle Tempo Technologies® monitorano le forze applicate da un braccio robotico al fine di assicurare un processo di alta precisione e riduzione dei tassi di scarto. In un’azienda elettronica, invece, le celle AKD sono impiegate nel monitoraggio delle forze durante l’inserimento di componenti delicati e circuiti stampati, per prevenire danni durante la produzione.

La flessibilità è un altro punto di forza delle celle di carico di Picotronik: le celle possono essere facilmente scalate per adattarsi a sistemi di diverse dimensioni, che si tratti di robot industriali di grandi dimensioni o micro-cobot, le celle AHA e AKD vengono personalizzate per rispondere a specifiche esigenze operative o applicazioni particolari.

Picotronik continua a innovare per migliorare ulteriormente le prestazioni delle proprie celle. Tra queste, l’integrazione di funzionalità intelligenti come l’autodiagnosi, assicurano che le celle di carico rimangano performanti anche nei sistemi robotici di prossima generazione.

Articolo realizzato per Automazione e Strumentazione – ottobre 2024 : Automazione-e-Strumentazione-celle-di-carico-Picotronik-per-il-settore-robot-cobot.pdf