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Cobot Universal Robots nella produzione della nuova Fiat 500 elettrica

I cobot Universal Robots svolgono applicazioni di assemblaggio, avvitatura, dispensing e controllo dimensionale nella linea di produzione della 500 elettrica di Stellantis. Lavorano al fianco degli operatori, per una maggiore produttività e una migliore ergonomia.

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  • n.7 - Luglio 2022
  • n.6 - Giugno 2022
  • n.5 - Maggio 2022

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Alice Alinari

Oggi sono numerose le aziende che scelgono di ricorrere ai cobot nei propri stabilimenti. Tra queste c’è anche Stellantis, che ha scelto di implementare i cobot di Universal Robots sulle linee di produzione della nuova 500 elettrica. Presso lo stabilimento di Mirafiori, culla torinese prima di Fiat, poi di Fca e oggi principale stabilimento del gruppo Stellantis in Italia, sono installati 11 cobot grigio azzurri, di diversa taglia, integrati in diverse applicazioni.

Le ragioni che hanno spinto il gruppo a scegliere i cobot UR sono principalmente legate all’affidabilità e alla semplicità di interfacciamento che i cobot offrono. Lungo la dorsale di produzione della 500, infatti, operano al fianco degli operatori dando origine ai layout aperti e flessibili all’interno dei quali coabitano competenza umana e precisione robotica.

Il processo di implementazione dei robot collaborativi Universal Robots nello stabilimento di Mirafiori è stato graduale e ha permesso un efficace comprensione – da parte degli operatori – della natura e del funzionamento delle automazioni prescelte.

L’azienda ha deciso di inserire la robotica collaborativa in risposta anche a un diffuso maggior bisogno di ergonomia. L’innalzarsi dell’età media degli operatori ha reso necessario inserire strumenti che potessero sollevarli dalle attività più usuranti e pericolose per la salute.

Ecco, quindi, che i cobot sono in entrati in produzione automatizzando attività che prima erano svolte manualmente, garantendo al tempo stesso maggiore produttività e precisione, così come un maggior benessere per gli operatori. Nel dettaglio i cobot si occupano di attività di rullatura, assemblaggio, avvitatura, ispezione visiva e controllo qualità erogazione. Tutti task complessi in cui vengono esaltate le caratteristiche di flessibilità, precisione e controllo di forza dei robot danesi.

La rullatura del telino paracqua

Il telino è posto all’interno delle portiere della vettura e isola e protegge l’elettronica ivi alloggiata. La sua applicazione avviene attraverso la pressione esercitata da un rullino dinamometrico integrato al polso del robot che – seguendo un percorso curvo – fissa il telino alla struttura metallica dell’ossatura porta.

Due cobot UR10e (12,5 kg di payload per 2,6 metri di diametro d’azione) operano in parallelo sulla linea di assemblaggio degli sportelli. Un sistema di visione rileva il passaggio dello sportello e attiva il cobot che, grazie al rullino integrato al polso, applica una pressione costante sul telino che viene così applicato. L’applicazione è risultata particolarmente sfidante perché il percorso che il cobot deve seguire è complesso, esso deve infatti evitare i rilievi push pin del pannello, muovendosi in uno spazio limitato e traguardando la sigillatura completa del telino per evitare infiltrazioni d’acqua. Il cobot opera con una precisione millimetrica garantendo una ripetibilità di +/- 0,05 mm.

Il dispensing e il controllo dimensionale sulla linea capote

Nella stazione sono impiegati 2 cobot UR10e su diverse mansioni. Il primo – operando in collaborazione con un robot antropomorfo che movimenta l’ossatura della capote – esegue un controllo dimensionale della struttura tramite un sistema di visione. Una volta validata quest’ultima entra in azione l’altro braccio robotico collaborativo che dà il via alla seconda fase: l’erogazione del collante che sigilla il telo capote alla struttura.

Il cobot, grazie a un tampone integrato al polso, esegue dapprima la pulitura della canalina dove verrà, subito dopo, applicato il collante. Poi, una volta assicurata la pulizia preliminare, eroga il collante. Infine, sempre grazie a un sistema di visione, esegue un controllo della continuità e della conformità dimensionale del cordolo.

Una volta accertate dimensioni e continuità, delibera la fine del processo e la capote viene rimossa dalla linea dal braccio antropomorfo. Questa applicazione ha garantito diversi vantaggi inerenti produttività e qualità. I cobot, infatti, assicurano che l’estrusione del collante sia conforme e verificano con puntualità la conformità dimensionale dell’ossatura della capote.

La rivettatura tailgate

È la prima delle molte applicazioni di assemblaggio presenti sulla dorsale della 500. Un cobot UR10e fissa tramite dei rivetti a strappo (i cosiddetti rivetti pop) le giunture del baule all’ossatura del baule stesso. Si tratta di un task estremamente ripetitivo e a basso valore aggiunto, oltre che scarsamente ergonomico.

Ciononostante, l’automazione ha permesso di ottenere una serie di notevoli vantaggi. Dapprima l’ottimizzazione della forza lavoro, poiché l’operatore prima occupato in questa attività, è ora impiegato in compiti di processo e programmazione, a maggior valore. In secondo luogo, perché il ritmo costante del cobot ha permesso di ottimizzare i parametri di input e output dell’applicazione. Infine, il beneficio ergonomico è evidente anche in questa applicazione: oggi l’operatore è sollevato dalla rivettatura, un’attività che ha alcuni pesanti contraccolpi sull’articolazione della mano.

L’avvitatura del cofano

La seconda applicazione di assemblaggio della linea vede coinvolto un cobot UR10e che esegue le avvitature. L’applicazione esalta le capacità di movimento del cobot e la sua agilità. La vettura perviene in stazione con le viti di fissaggio già imboccate nella stazione precedente. Una gabbia vincola la geometria della vettura.

Una volta eseguita l’operazione il cobot va a eseguire il fissaggio operando con il cofano chiuso. Questo particolare rende evidenti i vantaggi di ergonomia e di processo garantiti dal cobot. Infatti, con il cofano chiuso l’operatore è costretto a eseguire l’avvitatura pressoché alla cieca (con il rischio di eseguire il task in maniera non corretta) e in una posizione estremamente scomoda. Il cobot garantisce un’esecuzione coerente turno dopo turno.

L’avvitatura delle cerniere 600 door’s

Per la versione della 500 dotata di portino supplementare laterale posteriore, era necessario integrare un’automazione in grado di eseguire un complesso ciclo di avvitatura. Con l’ausilio di un attrezzo evoluto (una struttura automatizzata su cui è integrato il cobot) la porta viene posizionata nei riferimenti della scocca. Dopodiché viene dato avvio al cobot (un modello UR10e) per il ciclo di avvitatura che, dalla parte posteriore del vano portellone, va ad eseguire i fissaggi necessari.       

Il cobot risponde a due diverse esigenze di processo: da un lato solleva l’operatore dall’eseguire l’avvitatura in una postura poco ergonomica, in cui non sarebbe in grado di vedere le posizioni di fissaggio all’interno della scocca e in cui sarebbe esposto a lesioni causate dalla lamiera tagliente. Dall’altro previene il contraccolpo dato dall’utensile di avvitatura (che opera con una coppia di 75 Nm) al braccio dell’operatore. Anche in questo caso al vantaggio ergonomico si somma quello di qualità e ripetibilità garantito dall’automazione.

L’avvitatura dei parafanghi

In questa stazione della linea di lastratura la scocca arriva con i parafanghi destro e sinistro già imbastiti. Sull’attrezzo evoluto sono installati due cobot UR5 e due UR10. L’attrezzo si cala sull’asse z e si riferisce sulla scocca. La chiusura delle ali dell’attrezzo blocca la geometria e dà avvio al ciclo di avvitatura sulle 24 viti necessarie al fissaggio. Ciascuno dei quattro cobot è dotato di avvitatore automatico con controllo di coppia.

I vantaggi offerti da questa applicazione sono diversi. L’automazione collaborativa garantisce infatti un vantaggio ergonomico per gli operatori (non più soggetti a un’attività che avviene sottoscocca, quindi esposta al rischio di lesioni così come di avvitature non eseguite correttamente). Inoltre, con il serraggio delle viti che avviene per coppie, vengono eliminati i tensionamenti dei lamierati. Infine, anche il tempo ciclo ne risulta ridotto con un aumento della produttività dell’intera stazione.  

Cobot Universal Robots nella produzione della nuova Fiat 500 elettrica - Ultima modifica: 2022-07-29T11:28:11+02:00 da Alice Alinari
Cobot Universal Robots nella produzione della nuova Fiat 500 elettrica - Ultima modifica: 2022-07-29T11:28:11+02:00 da Alice Alinari