Manipolatori industriali per sollevare e movimentare oggetti di qualunque forma, dimensione e peso. Vengono usati per automatizzare operazioni di assemblaggio nei più diversi settori, nell’automotive e nell’aeronautica, ma anche nel mondo del packaging, per attività di pallettizzazione, e in officine meccaniche per operazioni di carico-scarico di macchine utensili. Indeva, la società del gruppo Scaglia capitanata dal presidente Stefano Scaglia, ne vende mediamente 2.000 all’anno. Un volume d’affari che deriva per un 50% dal mercato italiano e per un 50% da una domanda internazionale. Una tecnologia in cui il gruppo è leader di mercato. «Siamo l’unico produttore italiano e il secondo player a livello mondiale di manipolatori a controllo numerico», dice Ezio Milesi, direttore vendite di Scaglia Indeva. Ergonomia e produttività dei cicli di lavoro. I manipolatori della serie Liftronic – macchine IoT ready, sensorizzate, abilitate ad essere connesse nella rete di fabbrica e scambiare dati con il Mes e i server aziendali – rilevano e bilanciano il peso dei componenti in automatico e in tempo reale, senza alcuna pre-impostazione del carico. In questo modo, anche il posizionamento in ambienti ristretti, come può essere l’abitacolo di un’auto, avviene in modo preciso.
Nell’offerta anche macchine ibride pneumatiche-elettroniche. E’ il caso della nuova linea di assemblaggio Urus di Lamborghini dove sedili, plance, alberi motori e molte altre parti vengono movimentate con manipolatori pneumatici completi di attrezzi di presa a controllo elettronico. «Quando non c’erano i manipolatori, per inserire nell’auto una plancia del peso di 150 kg c’era bisogno di 3, 4 persone, racconta Milesi. La dovevano posizionare, centrare, fare connessioni. Adesso basta una persona che supervisioni il tutto: il manipolatore esegue il carico a fatica e una serie di automatismi ne consentono il posizionamento corretto». La forza di sollevamento del manipolatore è data da un’impugnatura chiamata maniglia sensibile, un brevetto Indeva. Ha all’interno una sorta di cella di carico ovvero una bilancia che riconosce le intenzioni dell’operatore, se sta spingendo verso l’alto o verso il basso il pezzo, una forza che viene controllata e aumentata da un algoritmo elettronico. «E’ la stessa logica con cui funziona il servosterzo dell’auto, spiega Milesi. Fino a che non esisteva, girare il volante comportava fatica. Oggi basta un dito per compiere la stessa operazione. Lo stesso avviene in un manipolatore». Grazie al controllo con microprocessore, e alla maniglia sensibile che elimina le inerzie di spunto, al semplice tocco dell’operatore viene istantaneamente fornita energia per compensare la forza di inerzia sia in fase di accelerazione che di frenatura. Due le macro-categorie di manipolatori elettronici che progetta e sviluppa Scaglia Indeva.
Standard con le soluzioni Liftronic® Easy (in questo caso il manipolatore ha il solo gancio terminale o attrezzi di presa ad azionamento meccanico per cicli di lavoro semplici) e Pro, ovvero soluzioni personalizzate con attrezzatura di presa – a ventosa, a magnete o con pinze meccaniche per cicli di lavoro più complessi che richiedono la rotazione o inclinazione del carico movimentato e che pertanto vengono progettate in funzione dello specifico oggetto, parte o componente che deve essere afferrato e movimentato nell’area di lavoro. Tra le aziende automobilistiche nomi come Audi, Mercedes-Benz, Bentley, Bmw, Ducati, Lamborghini, Ford, General Motors, Stellantis. «Nell’automotive il manipolatore è da sempre parte integrante della linea di produzione e continuerà ad esserlo, anche nelle fabbriche dove si assemblano veicoli elettrici. Porte, cruscotti, plance, cofani, sedili, portelloni, cristalli. Il montaggio di queste componenti sarà sempre coadiuvato da un manipolatore», dice Milesi.
Nell’ambito aerospace il caso più recente è quello di Airbus Helicopters che utilizza i manipolatori Indeva per il montaggio rotori. Nello stabilimento francese è stata sviluppata una soluzione in grado di gestirne la completa movimentazione. In questo caso sono stati forniti 25 manipolatori Liftronic®. Alti 5 metri e con un braccio di snodo di 4 metri permettono agli operatori di movimentare le parti dei motori senza alcun sforzo. Automotive, aerospace, food & beverage, logistica di magazzino. Ecco il manipolatore multifunzionale di Scaglia Indeva per semplificare, migliorare e rendere sicure attività ripetitive e usuranti di movimentazione di carichi pesanti. Dal montaggio delle batterie degli autobus alla manipolazione di fusti di birra e casse, dalla movimentazione di parti metalliche per l’industria spaziale alla movimentazione di carichi di lavoro in processi dell’industria alimentare. Il denominatore comune di tutte queste applicazioni dove i cicli di lavoro comportano movimentazione di pesi variabili? La capacità del manipolatore di autoregolare il bilanciamento del carico in tempo reale e di migliorare l’ergonomia delle attività eseguite dal personale di fabbrica o di magazzino.
L’ecosistema tecnologico per la fabbrica 4.0 del Gruppo Scaglia tra manipolatori, cobot e agv
Quartier generale a Brembilla, in provincia di Bergamo, il Gruppo Scaglia conta 4 società. Scaglia Indeva, innanzitutto, e poi Scaglia srl, l’azienda da cui è originato il gruppo nel lontano 1838, all’epoca specializzato in pezzi torniti, pulegge e accessori per il settore tessile, che oggi produce accessori per le macchine tessili. A seguire Sit (soluzioni e componenti per la trasmissione di potenza, cinghie e pulegge per machine industriali e nastri trasportatori) e Sit Automation (componenti e sistemi per il controllo del moto). Il Gruppo ha chiuso il 2022 con 200 milioni di euro di fatturato di cui 40 generati da Scaglia Indeva. Le soluzioni di manipolazione industriale, che vengono ingegnerizzate e customizzate su richiesta del cliente per specifici cicli di lavorazione, si estendono alla manifattura collaborativa e all’intralogistica grazie alla disponibilità di cobot (della coreana Doosan, di cui Scaglia Indeva è dealer ufficiale per il mercato italiano) e di veicoli a guida autonoma (agv).
Scaglia Indeva propone una serie di Souzioni chiavi in mano per applicazioni collaborative per la pallettizzazione, la saldatura, l’asservimento macchine, l’assemblaggio. I robot possono essere usati sia in modalità stand alone sia in combinazione con il manipolatore. In questo caso si sfruttano al meglio le caratteristiche di ciascun sistema: il cobot permette una più agile e intelligente movimentazione mentre il manipolatore usa la propria potenza per sollevare carichi di lavoro che non sarebbero altrimenti gestibili. Possibili anche combinazioni ibride grazie all’utilizzo congiunto di agv e cobot. In prospettiva anche un’offerta di autonomous mobile robot, tecnologia sulla quale l’azienda sta sviluppando algoritmi di autoapprendimento sempre più sofisticati. Non solo, la gamma di veicoli autonomi verrà presto potenziata con la tecnologia della neo-acquisita.
Manipolatori, la produzione industrializzata e modulare che riduce al 15% la componente di personalizzazione
Come spiega Milesi, «Una volta fatte tutte le rilevazioni presso il cliente – misure, fotografie e quant’altro – l’ufficio tecnico identifica la tecnologia più idonea con cui costruire la macchina. In questi anni abbiamo investito molto per industrializzare la produzione. Per raggiungere la massima produttività è infatti necessario riuscire a comporre la macchina con moduli standard, personalizzando solo la parte finale di presa». Attualmente una macchina speciale tipo è composta per l’85% da moduli standard che vengono assemblati in una logica lego in funzione delle singole esigenze applicative.
«L’attrezzatura di presa deve essere calibrata rispetto alla forma dell’oggetto che si deve afferrare, alla rotazione e movimentazione che devono essere eseguite nell’area di lavoro e alla variabilità dei pesi da sollevare. Nulla può essere lasciato al caso, dice Milesi. Spesso entriamo nel merito della progettazione del layout di linea con attività di co-design. Il punto critico è capire come poter afferrare e movimentare il singolo oggetto perché possa essere assemblato nel modo più efficiente, quale tecnologia di presa adottare, quale la rotazione che si deve eseguire». Versatilità e precisione. Dispositivi di agganci rapidi permettono di intercambiare gli attrezzi di presa, per manipolare carichi di forme diverse, senza dover sostenere fermi di produzione.
Elettronici e pneumatici. Il confronto tra le due tecnologie di manipolatori
I manipolatori elettronici offrono una precisione e una personalizzazione che non ha eguali. Nulla di comparabile ai manipolatori pneumatici. Quale la discriminante nella scelta dell’uno o dell’altro? «Quando si ha che fare con pesi elevanti e ingombranti come lastre di verto o pannelli di vario genere ci si indirizza prevalentemente sulla tecnologia pneumatica, che però ha i suoi limiti. La configurazione meccanica (valvola, cilindro, pistone) non offre i continui margini di miglioramento della tecnologia a controllo numerico, tanto è vero che vengono classificate come macchine rigide», spiega Milesi. Insomma, i manipolatori tradizionali a controllo pneumatico, compresi quelli definiti auto-bilancianti riconoscono il carico all’atto del sollevamento, ma non ne rilevano automaticamente e di continuo il peso, e non adeguano il bilanciamento al variare dello stesso. Come osserva Milesi, «In questi casi la reazione agli impulsi dell’operatore non è immediata a causa della limitazione tecnologica propria del sistema pneumatico (di minor velocità di spostamento dell’aria rispetto all’impulso elettrico)».
Macchine IoT ready pronte per essere connessa in rete e abilitare applicazioni Industry 4.0
Un dispositivo elettronico controllato da plc bilancia automaticamente il peso del carico all’atto del sollevamento (funzione di auto-bilanciamento), rileva il peso continuamente (funzione di auto-rilevazione del peso) e adegua automaticamente il bilanciamento al variare dello stesso. In questo modo l’operatore è in grado di manipolare carichi dal peso differente o che variano di peso durante la manipolazione senza dover azionare selettori, né premere pulsanti e soprattutto senza interrompere il ciclo di lavoro. I manipolatori elettronici reagiscono, quindi, ai minimi impulsi dati dall’operatore, cosa impossibile con qualsiasi manipolatore industriale tradizionale pneumatico.
Altra differenza sostanziale. Il manipolatore elettronico è una macchina che può essere connessa nella rete di fabbrica, che può rilasciare informazioni riguardo a numeri di pezzi lavorati, al consumo energetico, e che quindi può godere degli incentivi fiscali previsti dal piano Industry 4.0. Può essere collegato via Wi-Fi ad App-Indeva, in modo che i dati della macchina possano essere trasferiti in tempo reale su un tablet o smartphone. Rapidi da installare e connessi con la rete aziendale, automatizzano il controllo qualità e la tracciabilità di quanto viene assemblato. La sensoristica abilita infine la diagnosi dei guasti, riducendo in modo significativo i costi di chiamata e i tempi di inattività dell’operatore. Non ultimo la sicurezza. Appositi dispositivi impediscono il movimento senza la presenza e il controllo di un operatore. In caso di mancanza di corrente, il motore viene bloccato con un blocco meccanico e il carico non può essere rilasciato fino a quando non viene ripristinata l’alimentazione o viene sostenuto l’intero peso del carico.
Automotive e aerospace. I manipolatori che semplificano la vita degli operatori, rendendo la produzione più precisa e affidabile
Nell’automobilistico, oltre a Lamborghini, che usa manipolatori con attrezzi di presa personalizzati per la movimentazione in linea di tutte le parti dell’auto, gli use case sono molteplici. Un importante multinazionale del settore li utilizza per l’impilamento delle ruote in modo sincronizzato e just-in-time, spostando oggetti del peso di 30 kg da un pallet all’altro. In questo caso il sistema di movimentazione è in grado di gestire fino a 3 tipi diversi di ruote, di peso e dimensioni differenti, senza dover sostituire la pinza di presa o regolare i parametri del manipolatore. Altro caso quelle di Wright Group, che li utilizza per il montaggio delle batterie nella parte inferiore degli autobus.
Le batterie pesano fino a 130 kg e l’altezza massima a cui il veicolo può essere sollevato è di 1,1 m. La soluzione individuata ha permesso di agevolare l’ergonomia delle operazioni, rendendo più agevole il sollevamento e l’introduzione della batteria in uno spazio di lavoro limitato. Un altro esempio applicativo è quello che vede la tecnologia Indeva utilizzata da un’azienda che si occupa di produzione di componenti per l’industria aerospaziale. In questo caso il manipolatore viene utilizzato in attività di decapaggio di parti metalliche. Nello specifico, l’esigenza era avere un manipolatore per la presa, rotazione e movimentazione di ceste metalliche, di un peso variabile tra i 20 e i 40 Kg, contenenti le parti da decapare. La soluzione individuata si occupa dell’intero ciclo di lavoro, permettendo agli operatori di compiere movimento ripetitivi in modo sicuro, efficiente e senza sforzo.
Food & Beverage. Dalla movimentazione dei fusti di birra alla logistica di magazzino
Posizionamento del fusto o barile in modo preciso senza scatti e senza necessità di contrastare forza d’inerzia al primo distacco, nell’inversione di direzione e nel rilascio. E’ il lavoro che viene eseguito dai manipolatori Indeva in aree logistiche e di magazzino del beverage. In aziende produttrici di salumi vengono invece utilizzati per movimentare carichi che arrivano fino a 50 Kg. “In cicli di lavoro così frequenti e veloci un manipolatore pneumatico risulterebbe troppo lento. Solo manipolatori elettronici possono dare risposte esaustive poiché la tecnologia pneumatica non garantisce un bilanciamento real time automatico del carico”.
Altro esempio applicativo. Quello di una grande distributore di bevande: ha applicato 3 manipolatori con braccio articolato su una via di corsa lunga 40 metri per servire l’area picking nel reparto spedizione. L’attrezzatura telescopica consente di afferrare da 1 a 6 cassette impilate per volta e di spostarle in modo ergonomico e sicuro. “Grazie al dispositivo pneumatico e automatico per il baricentro, l’attrezzatura è mantenuta sempre in perfetta verticalità sia in condizioni di vuoto che di carico”, spiegano i tecnici di Indeva. Da segnalare, inoltre, che in applicazioni food i manipolatori possono essere dotati di una struttura in acciaio inox, in modo da rispondere alle specifiche normative del settore. Anche gli attrezzi di presa possono essere forniti in acciaio inox in modo che possano entrare in contatto con gli alimenti senza rischi per la salute e rispettando l’igiene richiesto in ambienti controllati.
