I robot collaborativi (o cobot) nascono per favorire l’interazione tra la macchina e l’uomo nell’ambiente produttivo. 

Ideati alla fine degli anni Novanta da due professori della Northwestern University, J. Edward Colgate e Michael Peshkin, i cobot sono diventati sempre più performanti e sicuri. A introdurli sul mercato è stata l’azienda danese Universal Robots, negli anni Duemila, vendendo il primo prodotto nel 2008 e aprendo così le porte allo smart manufacturing.

Ma come avviene la collaborazione tra uomo e macchina? In cosa si differenziano dai classici robot? E possono davvero migliorare la produzione? In questo articolo risponderemo a tutte queste domande.

Robot Cobot: cosa sono, differenze con i robot e caratteristiche principali 

I cobot collaborativi sono dei robot innovativi nati per agevolare la cooperazione e l’interazione tra i lavoratori e la macchina. Possono cioè alleggerire il carico di lavoro dell’operatore e sostenerlo nelle mansioni più rischiose e pesanti.  

Questa collaborazione è resa possibile da alcune caratteristiche fondamentali che differenziano i cobot dai robot tradizionali (come la leggerezza, il design, le dotazioni innovative con sensori di sicurezza). Da una parte facilitano l’inserimento della macchina nel luogo di lavoro e dall’altra ne incrementano l’intelligenza (artificiale) per migliorare e massimizzare la produttività, automatizzando quasi tutte le operazioni.

Le principali differenze con i robot tradizionali 

I cobot si differenziano dai classici robot per flessibilità e leggerezza. I robot, infatti, sono solitamente massicci, pesanti e stazionano su una postazione fissa. Occupano grandi spazi e le persone devono mantenersi a debita distanza da loro, rispettando i confini delineati dalle barriere di sicurezza. 

I robot collaborativi, invece, sono una vera rivoluzione nel mondo della robotica industriale. Sono leggeri, compatti e progettati con un design antropomorfo che riprende alcune fattezze umane. Per esempio, alcuni di questi cobot ricalcano nelle forme i lineamenti del braccio, copiandone persino i movimenti. 

I cobot, inoltre, prevedono una condivisione di spazio con le persone, quando le aree di lavoro lo consentono. Sono stati progettati, infatti, per consentire al lavoratore di svolgere diverse operazioni a stretto contatto con la macchina e – previa analisi dei rischi – nella maggior parte dei casi vengono implementati senza barriere protettive e in totale sicurezza. 

Per quanto riguarda la produttività, invece, i robot tradizionali sono performanti sui grandi volumi, ma sono caratterizzati da un’elevata rigidità. I cobot, invece, sono flessibili, facili da impiegare anche su attività differenti. 

Le caratteristiche che rendono unici i cobot 

I robot collaborativi si possono inserire in un ambiente lavorativo con maggiore facilità rispetto ai robot tradizionali (che necessitano, invece, di spazi precisi, oltre alle barriere protettive che abbiamo già citato). Sono versatili e programmabili per svolgere differenti attività, soprattutto compiti faticosi, in ambienti ostili, automatizzando le operazioni noiose e ripetitive per il lavoratore.  

Anche la vicinanza tra uomo e macchina è un plus perché si può combinare l’esperienza del lavoratore alla precisione e alla resistenza del cobot. Entrambi, infatti, lavoreranno sugli stessi componenti ma con mansioni differenti, aumentando così la produzione e abbattendo la percentuale d’errore. 

Queste braccia meccaniche, poi, grazie alle dimensioni contenute, non modificano l’assetto produttivo e sono veloci da installare. Non richiedono, infatti, modifiche elettriche speciali. Inoltre, grazie all’interfaccia di programmazione semplice e intuitiva, i cobot si possono integrare perfettamente anche in una linea di produzione esistente e tutti i lavoratori (anche senza una precedente esperienza in robotica collaborativa) possono impostarne con rapidità le funzioni. 

Infine, i cobot consumano poca energia, riducendo così al minimo gli sprechi. 

Ricapitolando, i cobot offrono:

• design innovativo;
• flessibilità; 
• leggerezza nella struttura e nei movimenti; 
• facilità di programmazione;
• maggiore sicurezza; 
• ingombri limitati;
• collaborazione con i lavoratori. 

Tutte caratteristiche che li rendono unici e ottimi alleati per aumentare la produttività.

La “questione sicurezza” 

La sicurezza dei cobot è un tema che merita un approfondimento. Come abbiamo anticipato, la maggior parte dei robot collaborativi non richiede l’installazione di barriere ma sono comunque necessarie delle precauzioni per garantire l’assoluta incolumità del personale. 

Una di queste è la limitazione della velocità, come previsto dalla Norma Tecnica UNI EN ISO 10218-2:2011, contenuta nella Direttiva Macchine 2006/42/CE. La norma prevede che il cobot sia predisposto per modificare le sue azioni e i suoi movimenti in base alla presenza umana. In questo modo, la macchina può ridurre la velocità non appena una persona entra nell’area di lavoro, tornando poi alla normale operatività dopo l’uscita.

Tutto questo è possibile grazie ai sofisticati e affidabili sensori e sistemi di controllo del movimento che rilevano con precisione e immediatezza la presenza umana (e di altri ostacoli) nella zona di lavoro. 

Alcuni cobot, poi, sono dotati di altre implementazioni utili per la sicurezza come, per esempio, una superficie sensibile che si arresta immediatamente al contatto con le persone e una limitazione sull’orientamento degli utensili, nel caso in cui l’addetto entri in un’area rischiosa.

Robotica collaborativa e industria: quale futuro? 

Il settore industriale si sta accorgendo dell’impatto positivo che i cobot e, più in generale, la robotica collaborativa possono offrire nell’ambito lavorativo.

La collaborazione uomo-macchina, infatti, può sollevare i lavoratori da certi incarichi pesanti, ripetitivi e rischiosi, permettendo loro di concentrarsi su altre attività. Inoltre, i cobot si possono implementare in diversi progetti, per ridurre i tempi e i costi totali; senza contare il risparmio energetico sui consumi generali.

I sensori di cui sono dotati, poi, sono così sensibili che garantiscono la massima precisione, in tutte le fasi del processo di lavorazione, assicurando qualità e accuratezza nella produzione. 

Ecco perché l’acquisto di questi nuovi macchinari intelligenti è un trend in crescita. La ricerca Global Collaborative Robot Market – 2023 di Interact Analysis stima, infatti, che “le dimensioni del mercato globale dei robot collaborativi dovrebbero raggiungere i 10,8 miliardi di dollari entro il 2028, con una crescita anno su anno del 40,1%”.

Perché utilizzare i robot cobot in ambito metalmeccanico e metallurgico  

Come abbiamo visto, implementare il proprio parco macchine con i cobot può migliorare (e innovare) la produzione, ma soprattutto supportare l’operatore nei lavori più pericolosi o pesanti. 

La robotica collaborativa, infatti, può essere impiegata con facilità in più settori, anche in ambito meccanico o nel settore metallurgico. Questa è un’innovazione che risponde al meglio alle esigenze della smart manufacturing – per una gestione intelligente dei processi e delle persone – e che consente di stare al passo con i tempi, offrendo sempre prodotti capaci di rispondere alle mutevoli esigenze del mercato.

In particolare, nel settore meccanico e metallurgico, i cobot possono migliorare la precisione delle lavorazioni, riducendo al minimo i rischi d’errore. 

Sono utili in fase di: 

• Assemblaggio: per comporre parti in metallo, plastica e altri materiali; avvitare e fissare diversi componenti.
• Saldatura: per saldare componenti in sicurezza e in diverse modalità (compresa la tecnologia a laser).
• Asservimento: per automatizzare il carico e lo scarico di materiale. 

I robot collaborativi sono quindi una tecnologia all’avanguardia che può migliorare le prestazioni aziendali e il processo produttivo, senza sostituire l’uomo, ma perfezionando – anzi – il suo lavoro. 

In Metal’s stiamo finalizzando dei progetti che vedono l’applicazione di cobot per automatizzare varie fasi del nostro processo, in particolare per svolgere operazioni di:

• Saldatura MIG e TIG;
• Saldatura laser;
• Spazzolatura;
• Scarica condensatori.

La robotica collaborativa può integrarsi perfettamente nella linea di produzione già esistente per svolgere compiti complessi che richiedono un alto livello di precisione e di qualità di lavorazione. Potranno sollevare gli operatori dalle mansioni più faticose, migliorare le finiture (aumentando il livello di precisione) e la costanza nella produzione, innovando ulteriormente il nostro parco macchine. 

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