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Apr 18, 2023

Quando un robot di saldatura ha un cervello

In most of manufacturing, robots do what they’re told. They haven’t been able to

Nella maggior parte dei processi produttivi, i robot fanno ciò che viene detto loro. Non sono stati in grado di insegnare a se stessi. La situazione sta iniziando a cambiare, soprattutto con i robot di saldatura. Percorso Robotica

Un saldatore esperto può osservare una stampa, rivedere una procedura di saldatura, fissare una parte in posizione e iniziare a saldare. Non è così con un robot, almeno non tradizionalmente.

Storicamente, una combinazione di persone, hardware e software ha insegnato al robot cosa fare, solitamente con un operatore che utilizza un dispositivo di programmazione. Tutto ciò riduce il tempo produttivo di un robot. L'insegnamento potrebbe avvenire in modo cinetico, con l'operatore che muove il braccio del robot lungo un percorso particolare. Ciò potrebbe avvenire anche attraverso le interfacce di programmazione semplificate che stanno proliferando tra le celle di saldatura dei cobot.

Un'altra opzione prevede la programmazione e la simulazione offline. Questo spesso viene fornito completo di rappresentazioni digitali del robot, dei fissaggi, della parte stessa, persino dei componenti ausiliari attorno alla cella, tutti lì per prevenire collisioni e verificare il processo.

Tutto ciò riduce il lavoro sul campo a (nel peggiore dei casi) alcuni ritocchi di programmazione. Anche così, qualcuno deve sviluppare l'apparecchiatura ed eseguire il programma offline. Gli esseri umani e il software devono ancora svolgere l'insegnamento, sia offline in ufficio che in officina. Ciò richiede tempo e risorse di programmazione. Un robot non può semplicemente “guardare” un pezzo e iniziare a saldare, una limitazione che ha impedito alla robotica di permeare la “coda lunga” della produzione non in serie, ad alto mix, a basso volume.

La situazione potrebbe essere destinata a cambiare. I progressi nella visione, nel software e nell’apprendimento automatico stanno gettando le basi per un nuovo tipo di robot produttivo, dotato di cervello.

Il settore della fabbricazione dei metalli ha visto emergere alcune tecnologie che possono aiutare i robot a vedere e poi a fare. Omnirobotic, con sede vicino a Montreal, ha implementato robot e cobot ad autoapprendimento per la verniciatura a polvere e applicazioni simili. In Svezia, OpiFlex ha sviluppato robot mobili flessibili che possono essere addestrati a "vedere" un lavoro specifico su una macchina specifica (che si tratti di una pressa piegatrice, una pannellatrice, un centro di lavoro, una pressa per stampaggio o qualsiasi altra cosa) e sapere cosa fare dopo.

Gli approcci specifici differiscono, ma in generale a tale automazione viene impartita una sorta di "addestramento robotico" che governa il modo in cui il robot interagisce con la realtà. Pertanto, quando il robot "vede" una parte appesa a una linea di verniciatura a polvere in un determinato modo, orientamento e velocità, sa di muoversi e spruzzare in un certo modo.

Alcune aziende si sono impegnate nella ricerca di soluzioni simili per la saldatura robotizzata e negli ultimi anni diverse organizzazioni hanno introdotto le loro tecnologie sul mercato. A giudicare dal loro successo iniziale, il panorama della saldatura robotizzata potrebbe apparire molto diverso nei prossimi anni.

Andy e Alex Lonsberry sono cresciuti nel favoloso negozio di motociclette personalizzate dei loro genitori. I fratelli impararono a saldare in tenera età, ma invece di entrare nell'azienda di famiglia, i due finirono nel mondo accademico. I nativi dell'Ohio hanno conseguito il dottorato di ricerca presso la Case-Western Reserve University. Alex si è concentrato sulle neuroscienze computazionali, Andy sull'apprendimento automatico per robot bipedi che camminano.

"Ci siamo concentrati sul fatto che i sistemi imparassero come fanno gli esseri umani", ha detto Andy, aggiungendo che il loro lavoro ha portato i due ad avviare una società di consulenza. "Lo scopo di quella società era quello di trovare un punto dolente del mercato."

Due robot di saldatura lavorano in collaborazione per saldare un pezzo di grandi dimensioni. Disegnano direttamente dal file CAD e dalle informazioni di saldatura incorporate al suo interno. Abagy Robotic Systems Inc.

Alla fine i due incontrarono alcuni responsabili tecnici di un produttore di marmitte per discutere una questione che non aveva nulla a che fare con la saldatura. Come ha ricordato Andy, "Nel bel mezzo della riunione, il presidente dell'azienda entrò nella stanza e disse: 'Parliamo di saldatura.' Ha detto che avevano diversi saldatori che stavano invecchiando, che avevano difficoltà a reclutarne di nuovi e per questo motivo non erano in grado di far crescere l'azienda.

"Era un produttore ad alto mix e a basso volume con circa 3.000 SKU e gestiva lotti di dimensioni di 5 e 10. Stavano valutando più opzioni, inclusa l'offshoring. Ma erano un'azienda made in America. Erano non volevano perdere il riconoscimento del marchio e temevano una perdita di qualità." Inoltre, l'azienda non voleva tenere milioni di dollari in magazzino. "Erano un'attività con flussi di cassa. Volevano prendere un ordine, realizzarlo e spedirlo."