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L'industria manifatturiera si aggiorna continuamente con l'avvento di nuove e migliori tecnologie. Lo stesso vale per la lavorazione CNC.
Oggi la robotica CNC è ampiamente utilizzata nelle lavorazioni meccaniche per produrre oggetti complessi e di qualità superiore. Che si tratti di durezza, finitura superficiale o tolleranza fisica, la tecnologia robotica è in grado di svolgere più funzioni in una sola mano.
Le ricerche hanno dimostrato che la maggior parte dei lavori di fresatura e rettifica vengono attualmente eseguiti con l'aiuto della lavorazione robotizzata. Oltre alla capacità meccanica, vediamo cos'altro questa tecnologia robotica può offrire alla lavorazione CNC.
Cosa sono i robot di lavorazione CNC?
Prima di passare all'utilizzo della tecnologia robotica, è necessario sapere cosa sono i robot per la lavorazione CNC. Non è una novità che i robot siano sempre più presenti negli spazi di lavoro e che siano una parte vitale dell'industria metallurgica.
Le macchine CNC robotizzate sono quindi strumenti avanzati guidati da programmi che funzionano senza alcun input per la lavorazione. L'elenco della robotica è completo, poiché diversi robot svolgono funzioni diverse nelle macchine di fresatura o rettifica.
Tuttavia, il tipo e le specifiche di un robot non hanno importanza nel settore della lavorazione automatizzata se non svolge in modo efficiente la propria funzione. Ad esempio, i robot cartesiani caricano principalmente il materiale, lo manipolano e imballano il pezzo. Allo stesso modo, i robot SCARA hanno diverse configurazioni e svolgono le attività principali di lavorazione, imballaggio e ispezione con elevata precisione.
Quali sono i tipi più comuni di robotica utilizzati nella lavorazione CNC?
Ecco alcuni dei più diffusi robot di fresatura per eseguire diverse operazioni:
1. Robot articolati
La maggior parte delle industrie utilizza robot di produzione CNC articolati per i propri prodotti. Questi robot contengono giunti rotanti denominati assi che consentono ai robot di muoversi in modo indipendente offrendo ulteriori gradi di libertà. Alcuni robot articolati presentano due assi, mentre altri possono avere strutture complesse con 10 o addirittura più assi.
In genere, i robot articolati si distinguono per la loro maggiore flessibilità e per l'ampia gamma di movimenti che consentono di gestire perfettamente gli oggetti, indipendentemente dalle dimensioni. Tuttavia, se si richiedono livelli estremi di precisione, è possibile far sì che i bracci articolati superino le prestazioni con l'aggiunta di robot cartesiani. Di seguito sono riportate alcune applicazioni significative dei robot:
- Gestione degli oggetti
- Imballaggio e distribuzione dei pezzi
- Caricamento della macchina
- Saldatura ad arco
- Assemblaggio dei componenti
Inoltre, l'industria automobilistica, elettronica, metallurgica e dell'imballaggio fa un uso intensivo di questi robot.
2. Robot Delta
I robot Delta sono la scelta migliore se si desidera un robot CNC per applicazioni ad alta velocità nelle aziende manifatturiere. Si tratta principalmente di macchine e robot industriali CNC di automazione di tipo parallelo che prendono il nome dalla loro struttura triangolare rovesciata. Il loro design meccanico e la loro configurazione distintiva li rendono unici rispetto agli altri robot. Inoltre, possiedono ampi bracci che permettono di lavorare meglio.
Inoltre, questi robot sono di solito regolati sulla parte superiore delle postazioni di lavoro. Questo perché l'area di lavoro funge da trasportatore per spostare gli oggetti lungo le linee di produzione. Di seguito sono riportate alcune applicazioni popolari dei robot a delta:
- Smistamento dei materiali
- Montaggio e smontaggio
- Confezionamento dei prodotti finali
- Scegliere e posizionare
Inoltre, le industrie farmaceutiche, mediche, di additivi, cosmetiche, alimentari e delle bevande utilizzano questi robot per raggiungere elevati tassi di produzione.
3. Robot SCARA
I bracci robotici articolati a conformità selettiva (SCARA) funzionano in modo simile alle braccia umane, ma con una velocità e una precisione incredibili. Si tratta in genere di robot a quattro assi che aiutano a eseguire operazioni ripetitive in modo efficiente. Inoltre, la loro rapidità contribuisce a migliorare la produttività a costi inferiori e garantisce un ambiente sicuro per i lavoratori.
Inoltre, lo SCARA è progettato solo per muovere i bracci in dimensioni specifiche. Potrebbe sembrare uno svantaggio di questo robot, ma in realtà è l'ideale per alcune applicazioni. Soprattutto, questa rigidità è responsabile dell'elevato livello di precisione che altri tipi di robot non offrono.
Per quanto riguarda le applicazioni degli SCARA, essi vengono utilizzati per:
- Ispezioni
- Lavorazione meccanica
- Operazioni di imballaggio
- Montaggio e smontaggio
- Prelievo e posizionamento dei prodotti
Inoltre, gli SCARA possono essere utilizzati nei settori automobilistico, elettronico, della produzione al dettaglio, delle telecomunicazioni e farmaceutico. Sono considerati perfetti per l'assemblaggio di circuiti stampati e per le attività di saldatura, perché i circuiti stampati di forma piatta non richiedono una grande flessibilità da parte dei robot.
4. Robot a portale
Quando si tratta di pezzi più pesanti della media, potrebbe essere necessario aggiungere i robot a portale alla macchina CNC di caricamento robot. Per quanto riguarda la costruzione, questi robot utilizzano in genere tre assi e consistono in un manipolatore fissato sopra la loro testa per offrire movimenti sul piano orizzontale.
Poiché i robot a portale utilizzano i sistemi di coordinate X, Y e Z, sono molto più facili da programmare in base al movimento. Inoltre, si può preferire la loro elevata precisione di posizione per posizionare i componenti in modo appropriato nelle industrie. Inoltre, offrono configurazioni semplici che consentono di regolare facilmente le dimensioni, la velocità, la precisione e la lunghezza della corsa del robot.
I robot a portale forniscono principalmente i seguenti servizi ai loro utenti:
- Carico e scarico di materiali industriali
- Applicazioni di taglio e saldatura
- Raccogliere e posizionare oggetti pesanti
- Fissa e avvita gli oggetti
In che modo la tecnologia robotica favorisce la lavorazione CNC?
L'implementazione della tecnologia robotica nella lavorazione automatizzata CNC è la chiave per aumentare l'efficienza di diverse operazioni CNC, tra cui la tornitura, la fresatura e il taglio al plasma. Qui di seguito sono illustrati ulteriori vantaggi dell'applicazione della tecnologia robotica:
Sicurezza migliorata
La maggior parte dei robot possiede caratteristiche che garantiscono un elevato livello di sicurezza durante l'esecuzione delle operazioni. Fortunatamente, alcuni robot CNC autonomi presenti sul mercato sono convenienti, comodi da installare e possono essere utilizzati senza alcuna supervisione umana. In questo modo, si riduce la probabilità di rischi per la sicurezza dei lavoratori.
Facilità d'uso
I tender robotizzati sono piuttosto facili da gestire, soprattutto quando si tratta di installarli. L'esperienza minima dei lavoratori è sufficiente per installarle. È sufficiente seguire le tre fasi di installazione:
- Per prima cosa, posizionare il tender davanti alla macchina CNC.
- Quindi, fissarlo al suolo con dei dispositivi di fissaggio.
- Infine, collegare l'alimentazione e la rete Ethernet.
L'unico ruolo di un operatore è quello di programmare il robot per eseguire diverse operazioni come il carico, il prelievo, il posizionamento, l'assemblaggio o l'imballaggio.
Alta produttività e precisione
Con l'aggiunta dei robot ai processi di lavorazione, è possibile eseguire diverse operazioni CNC a una velocità maggiore. In confronto, vi offre la possibilità di produrre 47% più prodotti all'ora rispetto ad altre lavorazioni tradizionali.
Come è noto, i robot CNC partecipano solitamente al prelievo del materiale, al caricamento in una determinata macchina, allo scarico sul tavolo, ecc. Un braccio robotico di precisione esegue operazioni con un'accuratezza di quasi +/- 1 mm.
Riduzione delle spese
Le offerte di macchine CNC robotizzate consentono di ridurre le spese. Infatti, il costo iniziale di questi tender è relativamente basso. Inoltre, non richiedono manodopera aggiuntiva per l'installazione e il funzionamento, il che tende a far risparmiare sui costi di manodopera.
Offre una finitura superficiale liscia
È un compito piuttosto impegnativo puntare alla rugosità superficiale ideale. Tuttavia, l'interazione tra robot e robot di fresatura CNC consente di ottenere una finitura superficiale perfetta.
Attività multiple
Un altro vantaggio notevole dei robot CNC è la capacità di eseguire più operazioni. Come già detto, i robot possono eseguire simultaneamente processi di lavorazione CNC automatizzati (fresatura, listellatura, foratura, taglio) e altre operazioni. Queste operazioni possono essere il caricamento della macchina, il prelievo o il posizionamento dei pezzi, il controllo della qualità dei componenti o l'imballaggio dei prodotti finali.
Quali sono gli svantaggi dell'applicazione della tecnologia robotica nella lavorazione?
Sebbene la robotica CNC sia una forza trainante e acceleri il processo di produzione, non può sostituire la tecnologia di lavorazione CNC. L'utilizzo della tecnologia robotica nelle fresatrici automatiche comporta alcuni fattori di rischio. Vediamoli!
1. Componenti fondamentali dei robot industriali
La tecnologia robotica può indubbiamente migliorare l'ambiente di lavoro, ma a volte diventa difficile da gestire. Il motivo risiede nella funzionalità dei componenti principali di questi robot. In genere, questi componenti sono costituiti da controllori, servomotori, riduttori di alta precisione e azionamenti.
Ogni componente del robot CNC svolge un ruolo significativo nel funzionamento. Tuttavia, la maggior parte delle aziende importa questi componenti che non sono all'altezza. Inoltre, la mancanza di capacità di innovazione e di sviluppo sistematico di questi componenti è responsabile della limitazione della crescita dei robot industriali.
2. Scarso scambio di informazioni
I robot CNC richiedono un software e un hardware particolari per eseguire i diversi compiti operativi. Pertanto, deve esistere un buon rapporto tra il sistema di elaborazione dei robot e il sistema di gestione. Purtroppo, i robot industriali hanno uno scarso scambio di informazioni tra robot e uomo, che porta a diversi problemi.
Per risolvere queste barriere di comunicazione, i produttori di robot devono imparare il linguaggio standardizzato dei computer.
3. Problemi di precisione e rigidità
Oltre alle carenze nello scambio e nella gestione delle informazioni, la precisione è la sfida principale della tecnologia robotica nell'industria della lavorazione. Soprattutto quando si tratta di pezzi complessi, la lavorazione con robot ha problemi di precisione rispetto alla robotica di produzione CNC automatizzata di alto livello.
La causa principale della mancanza di precisione e rigidità è la rigidità dei robot. Di solito, la struttura a trave a sbalzo e i bracci sottili riducono la rigidità del robot. Ciò costituisce un ostacolo per i robot che devono trasportare gli oggetti perpendicolarmente ai loro bracci. Inoltre, la mancanza di rigidità impedisce loro di lavorare i pezzi in materiali duri.
Pensieri finali
L'introduzione dei robot nella tecnologia CNC ha portato notevoli benefici ai macchinisti CNC che hanno potuto svolgere le loro attività in modo efficiente. In conclusione, la combinazione di robot e macchine CNC sta facendo miracoli nella produzione, aumentando la produttività con un'elevata precisione. È sufficiente scegliere un robot CNC adatto in base ai requisiti del proprio settore e dei propri prodotti.
