Un Cobot (Collaborative Robot), a differenza di un robot tradizionale, è un tipo di robot progettato non per svolgere le sue funzioni ben distante e isolato da altri operatori, ma per collaborare a stretto contatto con gli esseri umani.
Questo significa che essi, una volta inseriti nell’organico aziendale, dovranno non solo adempiere alle mansioni per le quali saranno destinati, ma anche farlo a fianco degli operatori umani, con i quali condivideranno lo stesso ambiente di lavoro e, spesso, anche l’esecuzione operativa della mansione.
La gestione di un Cobot, pertanto, richiede l’utilizzo di software di gestione che svolgono funzioni diverse ma complementari, fondamentali per garantire la sicurezza, l’efficienza e l’affidabilità del Cobot.
Alla base di questi ultimi, chiaramente, c’è spesso l’Intelligenza Artificiale, che ha già rivoluzionato la cosiddetta Logistica 4.0, apportando enormi migliorie soprattutto nella gestione dei magazzini 4.0 e della Supply Chain.
Di seguito, dunque, vedremo nel dettaglio il funzionamento di alcuni dei più importanti software per la gestione dei Cobot, ricordando che in Todsystem abbiamo i prodotti e le professionalità per fornire alle aziende soluzioni e servizi utili alla loro trasformazione 4.0.
Software di controllo
I software di controllo dei Cobot sono progettati per semplificare la programmazione del robot, garantire la sicurezza dei lavoratori e ottimizzare le prestazioni del sistema.
Questo tipo di software controlla i movimenti del Cobot, inclusi quelli delle sue braccia, del suo corpo e della sua testa, e può essere personalizzato per adattarsi alle esigenze specifiche dell’applicazione.
Inoltre, i software di controllo dei Cobot sono progettati per monitorare costantemente le attività dei robot e per garantire che vengano eseguite in modo sicuro e corretto.
Per questo includono funzionalità come:
Programmazione grafica: permette di programmare il robot senza bisogno di conoscenze avanzate di programmazione, utilizzando un’interfaccia grafica intuitiva;
Monitoraggio in tempo reale: permette di monitorare le attività del robot e di rilevare eventuali errori o malfunzionamenti;
Sicurezza e protezione: permette di configurare le funzionalità di sicurezza del robot, come il controllo della forza e l’arresto di emergenza, e di garantire che il robot lavori in modo sicuro e protetto;
Integrazione con altri sistemi: permette di integrare il software di controllo dei Cobot con altri sistemi di automazione, come i sistemi di visione artificiale o i robot tradizionali;
Analisi dei dati: permette di raccogliere e analizzare i dati sull’utilizzo del robot, come il tempo di ciclo e le prestazioni, per ottimizzare il funzionamento del sistema.
Software di visione artificiale
I software di visione artificiale sono una tecnologia chiave per l’automazione industriale e possono essere utilizzati in combinazione con i robot collaborativi o Cobot per migliorare l’efficienza e la precisione delle attività di produzione.
In questo particolare caso, sono specificamente progettati per permettere al robot di “vedere” e di interpretare le informazioni visive del suo ambiente di lavoro, come ad esempio le posizioni degli oggetti, le forme, i colori e le etichette.
Questo tipo di software utilizza algoritmi di intelligenza artificiale per riconoscere e identificare oggetti nell’ambiente di lavoro del Cobot. Ciò consente al Cobot di interagire con gli oggetti in modo più preciso e di evitare collisioni con oggetti non desiderati.
I software di visione artificiale per Cobot, infatti, includono funzionalità come:
Rilevamento degli oggetti: permette al robot di individuare e riconoscere gli oggetti nel suo ambiente di lavoro;
Guida del robot: permette al robot di posizionarsi in modo preciso e ripetitivo rispetto agli oggetti da manipolare;
Controllo qualità: permette al robot di rilevare eventuali difetti sui prodotti e di rifiutare quelli non conformi;
Lettura di etichette: permette al robot di leggere le etichette e le informazioni sulle confezioni, come il codice a barre o il QR code;
Istruzione del robot: permette al robot di apprendere e di migliorare continuamente le sue prestazioni, tramite l’utilizzo di tecniche di apprendimento automatico.
I vantaggi dell’utilizzo dei software di visione artificiale per Cobot includono l’aumento dell’efficienza e della precisione delle attività di produzione, la riduzione degli errori umani, la miglior gestione dell’inventario e la riduzione dei costi operativi complessivi.
Inoltre, i software di visione artificiale per Cobot possono essere facilmente integrati con altri sistemi di automazione, come i software di controllo dei Cobot, per creare sistemi automatizzati altamente efficienti e performanti.
Software di apprendimento automatico
Un Cobot può imparare nuove abilità e comportamenti in base all’esperienza.
Ciò significa che è in grado di migliorare continuamente la sua performance e adattarsi a nuove situazioni nell’ambiente di lavoro.
Per farlo sfrutta i cosiddetti software di apprendimento automatico (Machine Learning) che sono dunque progettati per permettere ai robot collaborativi di apprendere e migliorare continuamente le loro prestazioni durante l’esecuzione delle attività di produzione.
Questi rappresentano dunque una tecnologia chiave per l’automazione industriale, in grado di migliorare l’efficienza, la precisione e la flessibilità dei processi produttivi.
Il Machine Learning, per chiarezza, è quel ramo dell’intelligenza artificiale che utilizza algoritmi e tecniche statistiche per analizzare i dati e identificare i modelli di comportamento. In un ambiente di produzione industriale, i software di apprendimento automatico di un Cobot possono essere utilizzati per migliorare l’efficienza, la precisione e la flessibilità dei processi produttivi.
Le funzionalità di software di questo tipo includono:
Riconoscimento degli oggetti: il software di apprendimento automatico può essere utilizzato per insegnare al robot a riconoscere e a distinguere gli oggetti del suo ambiente di lavoro.
Apprendimento attraverso il feedback: il software di apprendimento automatico può essere utilizzato per fornire feedback al robot sulle sue prestazioni e per migliorare continuamente il suo comportamento;
Adattamento alle variazioni del processo: il software di apprendimento automatico può essere utilizzato per adattare il comportamento del robot alle variazioni del processo produttivo;
Addestramento con i dati di produzione: il software di apprendimento automatico può essere utilizzato per addestrare il robot utilizzando i dati di produzione storici, al fine di migliorare le prestazioni del robot durante le operazioni di produzione.
L’utilizzo di questa tipologia di software, applicata ai Cobot, offre vantaggi in ordine di:
Aumento dell’efficienza: i robot collaborativi addestrati con il machine learning possono eseguire le attività di produzione in modo più efficiente e preciso, riducendo il tempo e gli errori di produzione;
Miglioramento della flessibilità: i robot collaborativi addestrati con il machine learning possono essere adattati alle variazioni del processo produttivo e delle condizioni di lavoro, migliorando la flessibilità dell’intero sistema produttivo;
Riduzione dei costi operativi: i robot collaborativi addestrati con il machine learning possono ridurre i costi operativi complessivi grazie all’aumento dell’efficienza e alla riduzione degli errori.
Software di comunicazione
Una efficace comunicazione è tra i requisiti chiave per il corretto funzionamento dei Cobot.
Questi devono infatti essere in grado di comunicare in modo efficace con gli operatori umani e con gli altri robot all’interno di un sistema di produzione.
La garanzia di questo passaggio fondamentale è affidata ai software di comunicazione.
Un macrogruppo di software sotto il quale ricadono anche i già citati software di controllo, programmazione e monitoraggio, insieme ai software di simulazione.
Questo tipo di software viene utilizzato per simulare il comportamento del Cobot prima che venga effettivamente utilizzato in un ambiente di produzione. Il software di simulazione consente agli operatori umani di testare le prestazioni del Cobot in un ambiente simulato prima di utilizzarlo in modo effettivo.
Software di sicurezza
La progettazione dei Cobot richiede attente valutazioni del rischio per garantire la sicurezza degli operatori umani durante tutto il loro utilizzo.
È fondamentale che i produttori considerino tutti i possibili rischi, come possono essere i cosiddetti contatti transitori o quasi statici, nonché ciò che può accadere quando il robot è coinvolto in un arresto di emergenza.
Affinché un robot possa essere considerato adatto ad applicazioni collaborative, il suo software di sicurezza deve possedere quattro importanti funzioni:
1) L’arresto monitorato di sicurezza
Prevede la messa in pausa del robot nel momento in cui un lavoratore si avvicina a esso. Ha lo scopo di prevenire movimenti pericolosi. La funzione, nella nuova edizione della ISO 10218-1, è definita “arresto monitorato”;
2) La guida manuale
Consiste nel permettere all’operatore di muovere il robot mediante un dispositivo manuale per trasmettere comandi di movimento. Nel nuovo standard è definito “apparecchiatura per la guida manuale”, e deve avere un pulsante di arresto di emergenza;
3) Il monitoraggio di velocità e distanza
Questa funzione aumenta la sicurezza specificando la distanza minima di protezione tra un robot e un operatore nell’area di lavoro collaborativo. Può essere implementata utilizzando metodi diversi, come sensori esterni capaci di fornire dati di posizione e velocità dell’operatore per il calcolo interno di un piano di movimento per mantenere la distanza.
4) La limitazione di potenza e forza
Questa funzione consente il contatto tra l’operatore e un robot, ma tutela l’essere umano da possibili lesioni o dolori. Le cosiddette funzioni PFL (Power and Force Limiting) possono avvenire mediante progettazioni di sicurezza prestabilite, non regolabili o configurabili, oppure mediante funzioni di sicurezza che possono essere regolate o configurate. Per i robot con funzioni di sicurezza PFL regolabili o configurabili, il superamento di qualsiasi parametro limite deve causare un “arresto di protezione”.
