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Progettazione di robot a portale e applicazioni comuni

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ROBOT DI PALLETIZZAZIONE MULTI LINEA e SISTEMI AUTOMATIZZATI DI STOCCAGGIO E RECUPERO (ASRS)

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COSA SONO I ROBOT A PORTALE?

Un robot a portale è un sistema industriale automatizzato che può essere definito anche robot cartesiano o robot lineare. I robot a portale si muovono in genere secondo percorsi lineari, creando un involucro cubico tridimensionale all'interno del quale possono lavorare.

Per questo motivo, il termine robot cartesiano è ideale in quanto lo spazio di lavoro complessivo dall'alto verso il basso è delimitato da due percorsi lineari che si intersecano ad angolo retto per creare il piano di lavoro (tipicamente indicati come X e Y). Sebbene questi tre assi siano le forme principali di movimento, i robot a portale possono contenere un numero di assi pari o inferiore a quello necessario per eseguire il compito richiesto.

Un'opzione comune è quella di aggiungere un quarto asse di rotazione, "U", alla base della trave Z. Questo asse ruota l'estremità del braccio. Questo asse ruota l'estremità dell'utensile del braccio in modo che questo rimanga parallelo al pavimento. Esistono opzioni per ruotare l'utensile in modo verticale anziché orizzontale.

I robot a portale Sage utilizzano diversi sistemi di vie e azionamenti meccanici. I sistemi di movimento includono ruote e binari, binari profilati e ruote e travi. I metodi di azionamento includono cinghia, fune metallica, trattore, catena e attrito ad anello chiuso.

In rari casi, i robot a portale vengono erroneamente definiti gru intelligenti, poiché assomigliano alle gru a ponte industriali. I robot a portale non sono definiti come gru, ma condividono somiglianze visive e concetti fondamentali. Le gru hanno in genere sistemi di cavi o funi metalliche non supportati sull'asse z, mentre i robot a portale offrono una soluzione meccanica rigida sull'asse z, con poca flessione ed elevata ripetibilità. Le gru a ponte sono azionate manualmente, quindi il termine "intelligente" si applica ai robot a cavalletto, che sono completamente autonomi senza bisogno dell'intervento dell'operatore.

Essendo autonomi, i robot a portale operano indipendentemente dall'uomo nella loro cella di lavoro e offrono una precisione e un'accuratezza non disponibili per i carriponte.

QUANDO UTILIZZARE UN ROBOT A PORTALE?

Qualsiasi tipo di robot può essere utilizzato per automatizzare attività che richiedono un'elevata ripetibilità. L'automazione industriale può ottimizzare la produzione, ridurre gli infortuni e consentire ai dipendenti di concentrarsi su altre attività, come il controllo qualità. In particolare, un robot a portale è ideale quando è necessario manipolare e gestire con precisione un oggetto grande o pesante o quando l'attività richiede la manipolazione dell'oggetto su un'ampia area.

I robot a portale Sage sono progettati in un'ampia gamma di dimensioni, forze e configurazioni. Un piccolo robot a portale ha dimensioni simili a quelle di una piccola stanza, mentre un robot a portale di grandi dimensioni può essere lungo come un campo da calcio e largo fino a 15 metri o più, a seconda dei vincoli della struttura dell'utente finale. Il carico utile può variare da pochi chili a diverse tonnellate.

I robot a portale sono utilizzati soprattutto nelle applicazioni di prelievo e posizionamento, ma sono stati implementati in una varietà di attività, tra cui:

- PALLETIZZAZIONE

- DEPALETTIZZAZIONE

- CARICO/SCARICO DI MACCHINE

- IN PROCESSO

- FINE LINEA

- MOVIMENTAZIONE DEL MATERIALE

- GESTIONE DELLE MACCHINE

- SMISTAMENTO E STOCCAGGIO

- IMBALLAGGIO

APPLICAZIONI COMUNI DEI ROBOT A PORTALE

La pallettizzazione multilinea è una delle attività più comuni che richiedono l'automazione.

Fondamentalmente, questo tipo di sistemi costruisce carichi di pallet di singoli tipi di prodotti per più linee di produzione simultanee, pronti per essere spediti agli utenti finali o alle strutture di distribuzione. I prodotti sono trasportati al robot da trasportatori individuali dedicati ai rispettivi prodotti o da linee principali che trasportano una moltitudine di prodotti. Quando si utilizzano linee di trasporto multiprodotto, un trasportatore di smistamento devia i singoli prodotti verso corsie predeterminate per la pallettizzazione. Il robot riceve le informazioni sul prodotto per ogni corsia e crea i modelli di pila appropriati per ogni prodotto.

I robot a portale sono una delle soluzioni migliori per le situazioni di pallettizzazione su più linee. Le postazioni di costruzione di carichi multipli e le corsie di ingresso dei prodotti occupano spazio e richiedono un robot con un'area di lavoro adeguata per raggiungere tutte le linee di ingresso e le postazioni di costruzione. Un robot a portale offre una corsa sufficiente per servire numerose linee di produzione con una sola testa robotica. Al contrario, il raggio d'azione limitato di un braccio articolato a montaggio fisso gli impedisce di pallettizzare più di qualche linea di produzione adiacente. Tuttavia, alcune soluzioni utilizzano un braccio articolato posizionato su una rotaia o un'altra piattaforma mobile. In questi casi, il braccio articolato è diventato di fatto lo strumento di fine braccio di un robot a portale. Grazie al loro ingombro di lavoro completamente personalizzabile e alla semplicità meccanica, i robot a portale rappresentano la soluzione ideale per gli scenari di pallettizzazione su più linee.

I sistemi di stoccaggio e prelievo automatizzati sono applicazioni intermedie di produzione comuni per i robot a portale.

L'involucro all'interno di un portale viene utilizzato non solo come luogo di stoccaggio, ma anche per l'accumulo e l'immagazzinamento temporaneo. Le variazioni della produzione e della domanda determinano la durata dello stoccaggio per ogni tipo di prodotto all'interno dell'involucro. I robot a portale ASRS ottimizzano lo spazio a terra e lo stoccaggio in magazzino, mantenendo l'accesso diretto ai prodotti.

I sistemi di database tengono traccia della durata delle posizioni di stoccaggio, consentendo un flusso di prodotti FIFO (First In, First Out). In questo modo è possibile scaricare le SKU obsolete o fare spazio a SKU più comuni. Inoltre, prodotti identici possono essere raggruppati in singoli prelievi o in ubicazioni adiacenti, massimizzando la produttività e l'organizzazione.

Per le operazioni che coinvolgono prodotti grandi o pesanti che limitano l'utilità di un sistema a scaffale, i sistemi ASRS con robot a portale offrono un'alternativa flessibile.