Robot da cucito: come la robotica risolve le applicazioni più impegnative

Robot cartesiani e bracci articolati

L'automazione ha trovato spazio in quasi tutti gli aspetti della produzione. Tuttavia, la cucitura è stata tradizionalmente un compito difficile da affrontare per la robotica industriale e altri strumenti di automazione. I nuovi progressi della tecnologia di automazione stanno ampliando il mondo dell'automazione per i produttori di cucito, anche per le attività di cucito precedentemente considerate troppo difficili da automatizzare.

Introduzione ai robot di cucito

La cucitura automatizzata è l'applicazione della robotica a compiti di cucitura industriali e commerciali, come la cucitura di pelle, tessuti e lana. Ognuno di questi materiali pone delle sfide, ma l'attrattiva dell'aumento dei tassi di produzione, dell'efficienza e dell'affidabilità ha portato i produttori di robot a sviluppare risposte per le sfide più difficili che il settore può offrire.

I produttori hanno utilizzato l'automazione nelle industrie tessili per oltre 100 anni, anche se in genere è stata limitata a compiti semplici come il taglio. Negli ultimi anni, tuttavia, nuovi prodotti sono entrati sul mercato per risolvere questi limiti.

Perché cucire è così difficile?

La destrezza e la precisione necessarie per maneggiare fili di tessuto sciolti e minuscoli possono essere molto difficili da ottenere meccanicamente. I fili sono soggetti a spostamenti, disallineamenti e allungamenti. Inoltre, i tessuti sono soggetti a imperfezioni che richiedono regolazioni fini durante la cucitura.

L'attuale generazione di sistemi di visione artificiale e i progressi della tecnologia dei robot end effector (le "mani" del robot) hanno aperto un mondo di possibilità per i produttori di tessuti. La visione artificiale consente ai robot di reagire ai problemi del materiale, "vedendo" essenzialmente quando il tessuto si disallinea o si sgualcisce e consentendo di effettuare le regolazioni. I progressi nei movimenti dei robot e negli effettori finali consentono un controllo sempre più raffinato. Funzioni come il controllo della coppia forniscono una "sensazione" di pressione e tensione adeguata sul materiale.

Come funziona la cucitura robotica

La cucitura robotizzata è un'applicazione di automazione di nicchia che ha requisiti specifici. Ad esempio, molti robot di cucitura sono costruiti appositamente in base alle specifiche di un'azienda: non esiste una soluzione unica come in altri settori. I robot di cucitura richiedono anche una meccanica unica per cucire i materiali, come teste di cucitura, pinze supplementari e bracci robotici multipli ed effettori finali.

Tipi di robot da cucito

Come in ogni altro settore, solo alcuni tipi di robot sono adatti alle applicazioni di cucito. Spesso sono dotati di opzioni speciali costruite appositamente per affrontare le sfide della cucitura su scala industriale, tra cui:

1. Robot industriali a sei assi

2. Robot collaborativi

3. Robot cartesiani

4. Robot a doppio braccio

Confronto tra diverse opzioni per la cucitura

I produttori che desiderano automatizzare le operazioni di cucitura hanno a disposizione alcune opzioni, a seconda delle esigenze specifiche dell'applicazione e dell'azienda.

Le soluzioni di automazione per la cucitura consentono ai produttori di migliorare la loro capacità produttiva in diversi modi. La robotica può aumentare la produttività, la coerenza e la ripetibilità. Questi sistemi robotizzati in genere riducono gli scarti e i tempi di inattività, aumentando la produttività. Ecco alcune delle principali opzioni da considerare:

Robot cartesiani

I robot cartesiani (nella foto sopra) sono apparecchiature di grandi dimensioni e altamente scalabili. Questi sistemi molto diffusi vengono applicati a processi di cucitura di tutte le dimensioni. Cuciono più prodotti contemporaneamente utilizzando più teste di cucitura. Inoltre, questi sistemi possono avere un'ingegneria di alta precisione per garantire la coerenza. Tuttavia, ci sono degli svantaggi. I robot cartesiani sono macchinari industriali grandi e complessi e possono essere costosi rispetto ad altre opzioni.

Bracci articolati

I robot a sei assi, collaborativi e a doppio braccio sono un altro tipo di soluzione di automazione. Questi robot rappresentano un sottoinsieme di robot chiamati bracci articolati. Si tratta di macchine altamente destre, perfette per compiti delicati come la cucitura, dove i tessuti possono essere indisciplinati e richiedono abilità motorie fini per essere gestiti. Inoltre, poiché si adattano bene a un'ampia gamma di applicazioni, sono facili da riprogrammare e da impiegare in compiti diversi. Questi robot sono così adattabili che non c'è motivo per cui un cobot da cucito non possa essere impiegato in un'attività di saldatura. Basta cambiare l'effettore finale con uno più adatto alla saldatura e il robot è pronto per essere riprogrammato. Un robot cartesiano, invece, è costruito appositamente e richiederebbe una revisione significativa dei componenti meccanici per poter essere impiegato in una nuova applicazione, come il taglio al plasma. I cobot hanno anche il vantaggio di essere collaborativi: sono progettati per lavorare vicino alle persone con un rischio ridotto di lesioni.

Tuttavia, anche i bracci robotici altamente adattabili hanno dei limiti. Non sono scalabili come quelli cartesiani e in genere non possono cucire più capi di abbigliamento contemporaneamente. Non offrono nemmeno la stessa velocità e precisione dei robot cartesiani.

Come integrare un robot da cucito

A questo punto, potreste essere entusiasti della prospettiva di automatizzare una parte del vostro processo di cucito. Tuttavia, ci sono ancora alcuni passi essenziali da compiere per prendere una decisione informata.

Definire la portata del progetto

La parte più importante del processo inizia, come è ovvio, all'inizio. Una corretta definizione dell'ambito del progetto sarà determinante per il successo dell'implementazione. Dovete considerare fattori quali:

1. Dettagli e caratteristiche del prodotto

2. Chiarire le fasi esatte del processo di produzione

3. Definire le metriche e gli indicatori chiave di prestazione (KPI) relativi al processo attuale (tasso di produzione, efficienza, tempi di attività, ecc.) e i risultati desiderati dopo l'automazione

4. Identificare i costi reali associati al processo (materie prime, manodopera, ecc.)

5. Definire il budget disponibile