Con robotica collaborativa ci si riferisce ai cosiddetti “cobot”, termine che indica COllaborative roBOT, ovvero robot industriali concepiti, progettati, realizzati e certificati per operare in stretta connessione con l’essere umano. I cobot operano senza infrastrutture e sistemi di protezione intorno, e vengono utilizzati per condividere attività e spazi di lavoro in sicurezza con i lavoratori, al fine di svolgere compiti produttivi comuni: una prerogativa definita ‘collaboratività’.
La sicurezza in un ambiente condiviso con dei robot collaborativi è sempre garantita: qualora l’operatore umano si avvicinasse o addirittura entrasse in contatto con il robot, in maniera volontaria o involontaria, quest’ultimo si fermerebbe immediatamente, senza applicare in alcun caso una forza eccessiva. Naturalmente l’applicazione collaborativa va di volta in volta valutata nei confronti della sicurezza, dal momento che l’organo terminale o l’eventuale oggetto manipolato dal robot possono essi stessi costituire fonti di pericolo.
I robot collaborativi, quindi, non sostituiscono ma affiancano gli operatori, interagendo in modo funzionale all’esercizio di un compito: la collaborazione deriva dal loro utilizzo, oltre che dalle loro proprietà.
Automazione flessibile: semplicità e rapidità di programmazione dei robot collaborativi
Come anticipato, ciò che sostanzialmente contraddistingue i robot collaborativi è la sicurezza, in quanto sono dotati di funzioni di sicurezza integrate nella propria struttura e controllati dai propri sistemi. Si tratta dunque di strumenti, intrinsecamente sicuri, in possesso di funzionalità che ne rendono possibile l’operatività a stretto contatto con gli addetti, ferma restando una valutazione del rischio associato all’applicazione specifica. Non è quindi generalmente necessaria nessuna infrastruttura di sicurezza (gabbie, cancellate, ecc.) il che comporta anche un considerevole risparmio in termini di spazio occupato dal robot.
Un’altra prerogativa fondamentale dei robot collaborativi è la facilità di programmazione, caratteristica che enfatizza la loro flessibilità. Genericamente, infatti, le interfacce di programmazione dei cobot sono semplificate e più intuitive rispetto a quelle dei tradizionali robot industriali; inoltre, non richiedendo scrittura di codice di programmazione, l’uso è facilitato anche a persone non esperte e si prestano a nuove modalità di insegnamento da parte dell’operatore tramite guida manuale, cioè muovendo il braccio nello spazio e registrando dei waypoint specifici che forniranno al robot le coordinate attraverso cui ripetere il movimento programmato.
Per queste sue caratteristiche la robotica collaborativa può essere considerata una sorta di “entry level” dell’automazione di fabbrica soprattutto per una PMI. I robot collaborativi, infatti, sono in grado di automatizzare un gran numero di applicazioni e la loro sicurezza, semplicità, facilità di installazione, risparmio in termini di spazio occupato e rapidità di programmazione ne fanno strumenti flessibili, pronti a entrare in produzione e passare da un’attività a un’altra in tempi molto rapidi. Una caratteristica che avvantaggia soprattutto le piccole e medie imprese.
Il meglio delle competenze di operatori e robot collaborativi
Nelle applicazioni che includono i robot collaborativi trovano spazio precisione, ripetibilità e produttività, specificità tipicamente ascrivibili alle soluzioni di automazione. Tuttavia, questi robot sono progettati per integrarsi con l’intelligenza e le abilità tipiche dell’essere umano, per risolvere i problemi del lavoratore. Oltre alla semplice coesistenza nelle linee di produzione di uomo e robot, la robotica collaborativa esprime i suoi vantaggi principali in presenza di effettive operazioni di collaborazione tra i due agenti, ovvero quando entrambi cooperano per il compimento del task produttivo, migliorando gli indici di produttività delle medesime operazioni eseguite separatamente da uomo e robot.
In un recente studio dell’EPRS (European Parliamentary Research Service) dal titolo “Analysis exploring risks and opportunities linked to the use of collaborative industrial robots in Europe”, viene chiaramente mostrato come, quando si utilizzano robot collaborativi, produttività e velocità aumentino in funzione dei diversi tipi di condivisione dello spazio di lavoro tra esseri umani e robot e raggiungano il massimo quando le applicazioni vengono gestite in tandem da un operatore e da un robot collaborativo, proprio per la capacità del cobot di combinare vantaggiosamente il meglio dell'effort umano e della precisione dell'automazione.
I robot collaborativi sono quindi i collettori in grado di riportare al centro del processo industriale una componente umana fondamentale, essenziale per rispondere in maniera efficace alla continua ricerca di personalizzazione dei prodotti. Lo stesso studio, tuttavia, precisa che, oggi, nella maggior parte delle applicazioni collaborative (98% del mercato) non è previsto un reale contatto tra il robot e l'uomo. Le tipologie di produzione collaborativa definite dall’IFR (Federazione Internazionale di Robotica) si dividono in:
- “coesistenza”, quando non c’è uno spazio di lavoro condiviso, ma uomo e robot lavorano insieme;
- “collaborazione sequenziale”, quando uomo e robot condividono in parte o interamente uno spazio di lavoro, ma non lavorano contemporaneamente.
I vantaggi dell’automazione in ambienti di lavoro condivisi
Grazie all’automazione industriale, la maggiore parte delle aziende, soprattutto nel settore manifatturiero, è in grado di migliorare e velocizzare i processi, aumentare la qualità delle lavorazioni, incrementare la produttività e favorire la crescita delle aziende.
I robot collaborativi sono lo strumento ideale, per diverse tipologie di produttore, per incrementare la produttività e raggiungere gli obiettivi di prestazione, anche se la robotica collaborativa rappresenta comunque un settore di nicchia nel mercato globale della robotica industriale.
Secondo i dati del World Robotics 2023 Report dell’IFR, con 55.000 unità vendute, i robot collaborativi registrano una crescita significativa rispetto all’anno precedente: +31%. Le installazioni di robot collaborativi arrivano per la prima volta nella storia a rappresentare il 10% delle vendite complessive di robot industriali.
Una crescita che si motiva con i molteplici benefici che sono comunque in grado di portare al mondo della produzione manifatturiera.
Scopo della robotica collaborativa è infatti, l’automazione, almeno parziale, dei processi produttivi, che consente una serie di vantaggi.
Assistenza ai lavoratori
La robotica collaborativa permette di assistere i lavoratori nei diversi processi, in termini di benefici cognitivi, ergonomici e fisici, compresi i disturbi dell’apparato muscolo-scheletrico, sgravandoli da compiti e operazioni ripetitive e usuranti e riservando loro compiti a più alto valore aggiunto. Il cobot esegue i lavori pericolosi, ripetitivi e in qualsiasi ambiente e circostanza, per ridurre lo stress delle azioni reiterate e i rischi di lesioni accidentali agli operatori.
L’installazione semplificata del cobot
La robotica collaborativa ha ridotti tempi di installazione e, non richiedendo infrastrutture fisiche di protezione, occupa minor spazio negli ambienti produttivi.
Leggerezza e compattezza
I robot collaborativi sono facili da riutilizzare in applicazioni multiple senza dover modificare il layout della linea di produzione, e spostarli a un nuovo processo è un’operazione facile e veloce che consente all’azienda l’agilità e la flessibilità di poter automatizzare anche piccoli lotti con frequenti cambi di linea.
Aumento della qualità e riduzione dei costi
I cobot limitano la possibilità di errore e la possibilità di produrre fuori standard qualitativo, riducendo i costi delle rilavorazioni. Migliorano la produttività, perché consentono di aumentare i volumi e ridurre i tempi.
I vantaggi della robotica collaborativa per le PMI e il ruolo di MADE4.0
La robotica collaborativa, come detto in precedenza, è particolarmente vantaggiosa per le PMI per diverse ragioni legate alla facilità di installazione, il risparmio sia in termini economici che di spazi, la facilità di messa in servizio e di programmazione. Anche l’abbassamento del carico cognitivo legato alle soluzioni di robotica collaborativa è un altro dei vantaggi immediati che le PMI possono sperimentare.
Anche se le imprese non dispongono di competenze robotiche specifiche in house, possono sfruttare il vantaggio dei robot collaborativi grazie alla loro semplicità e immediatezza di programmazione. Elementi che rendono i cobot attraenti per quelle piccole e medie imprese che, abituate a produzioni manuali, vogliono passare a un livello iniziale di automazione. Si tratta della ‘democratizzazione della robotica’, che diventa alla portata di tutti quelli che operano nei processi produttivi.
Il ruolo di MADE Competence Center è quello di indirizzare le imprese, soprattutto le PMI, verso un percorso di digitalizzazione fornendo una serie di strumenti dimostrativi, attività di orientamento, formazione e finalizzazione di progetti di trasferimento tecnologico, per permettere a tutte le aziende di raggiungere i vantaggi desiderati dall’automazione. Inoltre, MADE Competence Center ha aperto un bando finanziato dal PNRR rivolto a qualsiasi entità produttiva – Micro Imprese e Startup, PMI, Medie, Grandi Imprese e Consorzi composti da aziende in Associazione Temporanea di Scopo (ATS) – per Progetti di Ricerca Industriale e Sviluppo Sperimentale.
All’interno di MADE Competence Center, nell’area dedicata alla “Robotica collaborativa e ai sistemi intelligenti di assistenza al lavoratore”, è stato ricreato un ambiente produttivo con due aree di assemblaggio, che mostra i vantaggi della robotica collaborativa in presenza di effettive operazioni di collaborazione tra robot e operatore, e quelli forniti dagli equipaggiamenti indossabili, i cosiddetti “wearable devices”, permettendo alle PMI di trovare soluzioni e fare un’attività di ‘test-before-invest’. Quest’area è a disposizione anche dei progetti che hanno partecipato ai bandi aperti dal Competence Center per una collaborazione di sviluppo sperimentale e ricerca industriale.
L’offerta formativa si completa con un corso sulla robotica collaborativa che si sviluppa su 5 giornate, pur essendo essere fruibile anche in modalità ridotta. Il corso si pone l’obiettivo di fornire una visione ampia e strategica del ruolo che la robotica collaborativa può rivestire nelle PMI (o in qualsiasi impresa che ambisce a diventare una smart industry) e di comprendere le molteplici opportunità di innovazione del business che possono derivare dal suo inserimento, nonché le implicazioni normative e di sicurezza.
