Robot industriali: postazioni robotizzate sicure

I robot industriali sono dispositivi automatici avanzati progettati per svolgere attività di produzione, assemblaggio e movimentazione dei materiali. Grazie alla loro precisione, velocità ed efficienza, questi robot svolgono un ruolo chiave nella modernizzazione e nell’ottimizzazione dei processi industriali. Nell’attuale contesto tecnologico in rapida evoluzione, i robot industriali stanno diventando un elemento indispensabile in molti settori, dall’automotive all’industria elettronica e dei semiconduttori fino al settore farmaceutico.

Tipi di robot industriali e possibilità applicative

I robot industriali possono essere suddivisi in alcune categorie fondamentali, in base alla loro struttura e alla destinazione d’uso:

• Robot cartesiani: dispongono di tre movimenti lineari lungo gli assi X, Y e Z. Sono comunemente impiegati nei processi pick and place, nell’assemblaggio e nelle applicazioni CNC.
• Robot SCARA: questi robot hanno quattro gradi di libertà e risultano particolarmente efficaci nell’assemblaggio di componenti, nel confezionamento e nella movimentazione dei materiali.
• Robot cilindrici: sono caratterizzati da un movimento cilindrico e vengono utilizzati nella saldatura, nella colata e nelle operazioni di assemblaggio.
• Robot sferici: hanno movimenti sferici e vengono impiegati nei processi di assemblaggio e manipolazione in cui è richiesto un posizionamento preciso.
• Robot Delta: hanno una struttura leggera e sono utilizzati in applicazioni pick and place ad alta velocità, nel confezionamento e nello smistamento.

I robot industriali trovano impiego in diversi settori, come l’automotive, l’elettronica, l’industria alimentare, il settore farmaceutico e molti altri. La loro versatilità e la capacità di eseguire compiti complessi li rendono indispensabili nell’industria moderna, soprattutto come componente di sistemi di automazione industriale.

I produttori di robot industriali più diffusi

Nel settore della robotica industriale operano alcuni produttori leader che detengono una quota significativa del mercato sia a livello europeo sia in Polonia. Di seguito una panoramica dei principali operatori:

Questi dati provengono dai più recenti rapporti e dalle analisi di mercato, che evidenziano la predominanza di alcuni grandi operatori nel mercato della robotica industriale. ABB, KUKA, FANUC e Yaskawa sono aziende che si distinguono per l’innovazione e per l’ampiezza della gamma di prodotti, sviluppati per rispondere a diverse esigenze industriali (Fortune Business Insights) (Expert Market Research) (Market Research Future).

Robot industriali: postazioni robotizzate

Le postazioni robotizzate sono aree di lavoro appositamente progettate e dotate di robot industriali per l’esecuzione di compiti specifici. Queste postazioni possono essere utilizzate in diverse applicazioni, come saldatura, assemblaggio, lavorazioni meccaniche o confezionamento. L’introduzione di postazioni robotizzate comporta numerosi vantaggi, tra cui maggiore efficienza, precisione e sicurezza sul lavoro.

Vantaggi dell’impiego di postazioni robotizzate

1. Maggiore efficienza: i robot industriali possono lavorare 24 ore al giorno, 7 giorni su 7, aumentando in modo significativo la produttività. Grazie all’automazione dei processi, le aziende possono ottenere una qualità più elevata dei prodotti in tempi più brevi.
2. Precisione e ripetibilità: i robot eseguono i compiti con elevata precisione e ripetibilità, riducendo al minimo gli errori di produzione e garantendo uniformità nella qualità dei prodotti.
3. Sicurezza degli operatori: l’introduzione di robot per l’esecuzione di attività pericolose, come la saldatura o la lavorazione dei materiali, riduce sensibilmente il rischio di incidenti sul lavoro. I robot possono operare in condizioni difficili, in cui la presenza umana sarebbe pericolosa. In questo contesto, un audit di sicurezza di macchine e linee di produzione può supportare la verifica delle postazioni robotizzate.
4. Flessibilità: le postazioni robotizzate possono essere adattate con facilità a compiti e processi produttivi differenti, aumentando la flessibilità della produzione e consentendo una rapida risposta ai cambiamenti del mercato.

Esempi di applicazione delle postazioni robotizzate

• Saldatura: i robot di saldatura sono ampiamente utilizzati nell’industria automobilistica, dove precisione e rapidità sono fondamentali. Grazie all’impiego di tecnologie avanzate, come la saldatura laser, è possibile ottenere giunzioni saldate di elevata qualità, spesso con l’ausilio di specifiche attrezzature di saldatura.
• Assemblaggio: i robot di assemblaggio vengono impiegati per montare componenti elettronici, meccanici e di altro tipo. I manipolatori di precisione consentono di assemblare in modo rapido e accurato anche gli elementi più piccoli.
• Imballaggio: i robot di imballaggio automatizzano il processo di confezionamento dei prodotti, accelerando l’intera linea produttiva. Grazie all’uso di sistemi di visione avanzati, i robot possono riconoscere e smistare prodotti di forme e dimensioni diverse.
• Lavorazioni meccaniche: i robot possono essere equipaggiati con diversi utensili per le lavorazioni meccaniche, come fresatura, tornitura o rettifica. L’automazione di questi processi aumenta la precisione e l’efficienza della produzione.

Robot industriali: requisiti chiave della norma UNI EN ISO 10218-1

La norma UNI EN ISO 10218-1 definisce una serie di requisiti e linee guida finalizzati a garantire la sicurezza nell’utilizzo dei robot industriali. Di seguito presentiamo i dieci aspetti più importanti di questa norma:

1. Identificazione dei pericoli e valutazione del rischio

L’identificazione dei potenziali pericoli associati ai robot industriali e la valutazione del rischio sono passaggi fondamentali per garantire la sicurezza. La norma richiede che tutti i pericoli siano identificati e che il rischio venga valutato. Sulla base di tale valutazione vengono adottate adeguate misure di protezione, con l’obiettivo di ridurre al minimo il rischio per gli operatori e gli altri lavoratori.

Il processo di valutazione del rischio dovrebbe comprendere l’identificazione di tutti i potenziali pericoli e la valutazione del rischio ad essi associato, nonché l’attuazione di adeguate misure di protezione.

2. Progettazione di sistemi robotici sicuri

La progettazione dei sistemi robotici in conformità alla norma deve prevedere la riduzione del rischio già in fase di progettazione. Ciò riguarda i componenti della trasmissione di potenza, le apparecchiature elettriche e i sistemi di comando. Tutti questi elementi devono essere progettati in modo da garantire il massimo livello di sicurezza d’uso.

3. Misure di protezione

La norma UNI EN ISO 10218-1 definisce i requisiti relativi alle misure di protezione, come barriere fisiche, interblocchi e dispositivi di arresto di emergenza. Tali misure hanno lo scopo di impedire l’accesso accidentale alle zone di lavoro pericolose dei robot e di garantire che, in situazioni di emergenza, il robot possa essere arrestato rapidamente e in sicurezza.

4. Sistemi di comando legati alla sicurezza

I sistemi di comando dei robot devono soddisfare specifici criteri prestazionali per garantire che ogni guasto conduca a uno stato sicuro. La norma richiede che tali sistemi siano progettati in modo da ridurre al minimo il rischio di guasto e da assicurare adeguati meccanismi di protezione in caso di problemi tecnici.

5. Uso sicuro dei robot

La norma definisce i requisiti per l’uso sicuro dei robot, comprese le procedure di avviamento, arresto e commutazione delle modalità operative. È importante che gli operatori siano adeguatamente formati e consapevoli dei potenziali pericoli legati all’utilizzo dei robot.

6. Istruzioni per l’uso e documentazione

Ogni robot deve essere fornito con una documentazione completa, che includa le istruzioni per l’uso, le avvertenze di sicurezza e le indicazioni relative alla manutenzione. Questa documentazione è un elemento essenziale per garantire la sicurezza e deve essere facilmente accessibile a tutti gli utilizzatori dei robot.

7. Formazione degli operatori

Gli operatori dei robot industriali devono ricevere una formazione adeguata sull’uso sicuro delle apparecchiature. La formazione dovrebbe comprendere sia gli aspetti teorici sia quelli pratici del funzionamento dei robot, nonché le procedure da seguire nelle situazioni di emergenza.

8. Manutenzione e controlli tecnici

La manutenzione regolare e i controlli tecnici sono indispensabili per mantenere i robot in condizioni operative sicure. La norma definisce i requisiti relativi alla frequenza e all’estensione dei controlli, nonché alle procedure di manutenzione, che devono essere eseguite da personale qualificato.

9. Valutazione della conformità e certificazione

I robot industriali devono soddisfare i requisiti della norma UNI EN ISO 10218-1 e di altri pertinenti standard di sicurezza. La valutazione della conformità e la certificazione sono elementi fondamentali per garantire che i robot soddisfino tutti i criteri di sicurezza richiesti prima della loro immissione sul mercato.

10. Controllo dopo l’implementazione

Dopo l’introduzione dei robot nell’ambiente di lavoro, è necessario effettuare controlli periodici e monitorarne regolarmente il funzionamento. L’obiettivo è verificare che i robot continuino a soddisfare i requisiti di sicurezza e individuare, nonché eliminare, i potenziali pericoli che possono emergere durante l’esercizio.

I robot industriali e le postazioni robotizzate svolgono un ruolo fondamentale nell’industria moderna, garantendo maggiore produttività, precisione e sicurezza. L’applicazione di norme di sicurezza, come la UNI EN ISO 10218-1, è indispensabile per ridurre al minimo il rischio e tutelare i lavoratori. Con l’evoluzione della tecnologia robotica, è prevedibile un ulteriore aumento della sua importanza e del suo impiego in diversi settori industriali. Il futuro della robotica industriale è promettente, con numerose nuove applicazioni e innovazioni che possono rivoluzionare la produzione e altri comparti.

Robot industriali e marchio CE

I robot industriali, pur essendo spesso parte di sistemi integrati più ampi, devono soddisfare requisiti specifici per ottenere il marchio CE. Il marchio CE è una marcatura richiesta per molti prodotti commercializzati nello Spazio economico europeo (SEE) e indica che il prodotto è conforme agli standard europei in materia di salute, sicurezza e tutela dell’ambiente.

Quasi-macchine

I robot industriali sono considerati quasi-macchine, poiché di norma richiedono l’integrazione con altri sistemi all’interno di più ampie linee di produzione. In conformità alla Direttiva Macchine (2006/42/CE), le quasi-macchine non possono essere marcate CE autonomamente. Tuttavia, devono soddisfare alcuni requisiti:

1. Dichiarazione di incorporazione (Declaration of Incorporation):
   • Il fabbricante della quasi-macchina deve fornire una dichiarazione di incorporazione che attesti che la macchina è destinata a essere incorporata in altre macchine o sistemi e non può essere utilizzata autonomamente finché non sia stata integrata e valutata in conformità alla Direttiva Macchine.
2. Istruzioni di assemblaggio:
   • Il fabbricante deve fornire istruzioni di assemblaggio dettagliate, che specifichino come integrare in sicurezza la quasi-macchina con altre apparecchiature.

Processo finale di certificazione CE

Quando un robot industriale viene integrato con altri sistemi come parte di una macchina più ampia, la responsabilità di ottenere la marcatura CE completa ricade sul fabbricante finale. Il processo di certificazione CE comprende:

1. Valutazione della conformità:
   • L’intero sistema integrato deve essere sottoposto a una valutazione della conformità secondo le direttive applicabili, tra cui la Direttiva Macchine (2006/42/CE), la Direttiva EMC (2014/30/UE) e altre direttive pertinenti, come ad esempio la Direttiva Bassa Tensione (LVD).
2. Documentazione tecnica:
   • Il fabbricante finale deve predisporre una documentazione tecnica completa, contenente informazioni su tutti i componenti integrati, sulla valutazione dei rischi e sulle prove di conformità.
3. Dichiarazione CE di conformità:
   • Il fabbricante finale deve redigere la dichiarazione CE di conformità, attestando che l’intero sistema integrato soddisfa tutti i requisiti delle direttive applicabili.
4. Marcatura CE:
   • Una volta concluso il processo di valutazione della conformità e redatta la dichiarazione CE di conformità, il fabbricante finale può apporre il marchio CE sull’intero sistema integrato (si noti che il marchio CE sul solo robot non riguarda la Direttiva Macchine).

Robot industriali: aspetti pratici

Esempio

Un’azienda integratrice di robot industriali fornisce i propri prodotti come parti di sistemi più ampi di automazione industriale. Ogni robot viene fornito con dichiarazione di incorporazione e istruzioni di assemblaggio. L’integratore che inserisce questi robot in una linea produttiva è responsabile di garantire che l’intero sistema soddisfi i requisiti delle direttive dell’Unione europea e di ottenere il marchio CE per l’intero sistema.

Automazione industriale e robot industriali

L’automazione industriale e i robot industriali sono due elementi chiave della produzione moderna, che operano in stretta sinergia per ottimizzare i processi e aumentare l’efficienza. I punti di contatto tra questi ambiti sono numerosi e comprendono diversi aspetti, dalla progettazione e programmazione fino all’implementazione e alla manutenzione dei sistemi.

1. Automazione dei processi produttivi:
   • L’automazione industriale impiega robot industriali per automatizzare le diverse fasi della produzione, aumentando l’efficienza e riducendo i costi. Questi robot possono essere programmati per eseguire operazioni precise, come assemblaggio, saldatura o confezionamento.
2. Programmazione PLC:
   • La programmazione PLC (Programmable Logic Controllers) svolge un ruolo chiave nell’integrazione dei robot industriali con gli altri sistemi di automazione. I PLC controllano il funzionamento dei robot, garantendo la sincronizzazione e il regolare funzionamento dell’intero sistema produttivo.
3. Ufficio tecnico di progettazione e Progettazione di macchine:
   • Gli uffici tecnici di progettazione si occupano della progettazione di macchine che operano in sinergia con i robot industriali. La progettazione e costruzione di macchine comprende lo sviluppo di componenti e sistemi compatibili con i robot, un aspetto fondamentale per un’automazione efficace.
4. Sicurezza delle macchine e norme armonizzate:
   • Garantire la sicurezza delle macchine è uno degli aspetti più importanti nell’integrazione tra automazione industriale e robotica. Le norme armonizzate, come UNI EN ISO 10218-1, definiscono i requisiti di sicurezza che devono essere soddisfatti affinché i sistemi possano funzionare in modo sicuro ed efficiente.
5. Outsourcing di ingegneri:
   • L’outsourcing di ingegneri consente alle aziende di avvalersi di specialisti per la progettazione, la programmazione e l’implementazione di sistemi di automazione e robotica. In questo modo, le imprese possono beneficiare delle tecnologie più recenti e di competenze specialistiche senza dover mantenere stabilmente un ampio team di ingegneri.
6. Costruzione di macchine industriali:
   • La costruzione di macchine industriali tiene conto dell’integrazione di robot e sistemi di automazione. La struttura delle macchine deve essere predisposta per lavorare con i robot, il che richiede una pianificazione accurata e il coordinamento tra diversi team di ingegneria. In alcuni casi, ciò richiede anche calcoli strutturali (FEM) per verificare il comportamento dei componenti.

L’automazione industriale e i robot industriali danno vita a sistemi complessi e integrati, che richiedono collaborazione a più livelli, dalla progettazione e programmazione fino all’implementazione e alla manutenzione. Le norme armonizzate e la sicurezza delle macchine sono elementi fondamentali per garantire che questi sistemi operino in modo efficiente e sicuro.