Come abbiamo risolto i problemi nascosti nella pallettizzazione dei torniti

Il Punto di Partenza

Il progetto ha coinvolto una multinazionale del settore manifatturiero, con uno dei suoi impianti produttivi situato in Toscana, specializzato nella realizzazione di componenti meccanici per iniettori. I pezzi lavorati provenivano da una macchina utensile (tornio) e l’ambiente operativo era particolarmente sfidante: si trattava di un’area produttiva caratterizzata da una forte presenza di olio lubrificante e da condizioni poco favorevoli all’uso di tecnologie sensibili o delicate.

La condizione iniziale prevedeva una pallettizzazione completamente manuale, attività che comportava:

• un elevato dispendio di manodopera;
• un maggior rischio di errori o danni ai componenti;
• una scarsa tracciabilità delle performance produttive.

L’obiettivo del cliente era duplice:

1. Automatizzare il processo di pallettizzazione, migliorandone efficienza e affidabilità;
2. Integrare un sistema di controllo, sia per la qualità dei componenti che per le performance del macchinario, offrendo agli operatori la possibilità di intervenire rapidamente sul sistema in caso di necessità, senza interrompere completamente il ciclo produttivo.

La Sfida da Affrontare

Il processo manuale di pallettizzazione presentava una serie di difficoltà operative che rendevano la gestione poco efficiente e non sostenibile nel lungo periodo. I pezzi in uscita dal tornio venivano rilasciati a velocità costante, ma in condizioni altamente variabili, che complicavano qualsiasi tentativo di automazione:

• Orientamento casuale dei componenti, che impediva una presa coerente e ripetibile;
• Presenza di trucioli e residui di lavorazione sulla superficie dei pezzi;
• Abbondante olio lubrificante, che rendeva i componenti scivolosi e contaminabili;
• Tipologie diverse di pezzi, con geometrie variabili da gestire in modo flessibile.

Queste criticità venivano gestite manualmente, con un impatto diretto su qualità, efficienza e costi complessivi del processo.

Affidare questo compito a un operatore significava impiegare risorse qualificate in attività ripetitive e a basso valore aggiunto. Inoltre, la mancanza di un sistema di tracciamento delle performance produttive impediva il monitoraggio dell’efficienza e l’intervento tempestivo in caso di anomalie.

Dal punto di vista del business, automatizzare il processo avrebbe consentito di:

• Utilizzare il personale in modo più efficiente, liberandolo da compiti manuali non specializzati;
• Ridurre il costo operativo complessivo;
• Migliorare la qualità e la pulizia dei pezzi lavorati, limitando il rischio di scarti;
• Monitorare in tempo reale la produttività della macchina, garantendo maggiore controllo, tracciabilità e possibilità di ottimizzazione continua.

La Nostra Strategia

Per risolvere le complesse criticità dell’applicazione, abbiamo adottato un approccio metodico e tecnologicamente avanzato, combinando robotica collaborativa, visione industriale e intelligenza artificiale.

Tecnologie e strumenti scelti

• Robot collaborativi Universal Robots UR3
  Scelti per le dimensioni compatte e la capacità di operare in sicurezza accanto agli operatori, senza barriere fisiche, favorendo così un’interazione fluida uomo-macchina.
• Laser scanner Keyence
  Utilizzato come barriera virtuale di sicurezza, consente agli operatori di interagire con la macchina senza interrompere il processo produttivo, migliorando continuità e reattività.
• Guida robot Cognex
  La guida robot Cognex, basata su visione avanzata, consente di verificare la presenza del singolo pezzo nel pallet, identificarne l’orientamento in uscita dal tornio e rilevare eventuali trucioli di grandi dimensioni. Queste funzionalità permettono al sistema di operare in modo affidabile anche in condizioni variabili e garantiscono il corretto funzionamento della macchina.

Sistema di visione Keyence con AI
Impiegato per identificare piccoli residui di lavorazione, migliorando il controllo qualità in tempo reale.

I pezzi lavorati provenivano da una macchina utensile (tornio) e l’ambiente operativo era particolarmente sfidante: si trattava di un’area produttiva caratterizzata da una forte presenza di olio lubrificante e da condizioni poco favorevoli all’uso di tecnologie sensibili o delicate.

La condizione iniziale prevedeva una pallettizzazione completamente manuale, attività che comportava:

• un elevato dispendio di manodopera;
• un maggior rischio di errori o danni ai componenti;
• una scarsa tracciabilità delle performance produttive.

L’obiettivo del cliente era duplice:

1. Automatizzare il processo di pallettizzazione, migliorandone efficienza e affidabilità;
2. Integrare un sistema di controllo, sia per la qualità dei componenti che per le performance del macchinario, offrendo agli operatori la possibilità di intervenire rapidamente sul sistema in caso di necessità, senza interrompere completamente il ciclo produttivo.

Va sottolineato che l’approccio adottato è stato progettato in modo modulare e scalabile, con l’obiettivo di renderlo pienamente riutilizzabile anche in contesti diversi: linee produttive con altre tipologie di componenti, settori industriali differenti o macchine utensili diverse. L’architettura tecnologica impiegata permette infatti una riadattabilità trasversale, in grado di affrontare esigenze simili legate alla manipolazione, al controllo qualità e all’interazione uomo-macchina.

L’Impatto della Soluzione

L’implementazione del sistema automatizzato ha portato a risultati concreti e misurabili, migliorando l’efficienza operativa, la qualità dei pezzi e il monitoraggio del processo.

1. Tempo ciclo ottimizzato: Grazie alla perfetta integrazione tra cobot, guida robotica e visione artificiale, il tempo ciclo è stato ridotto a 10 secondi per ogni presa e deposito. Questo ha incrementato notevolmente la produttività, mantenendo precisione e affidabilità.
2. Controllo smart e trasparente, in tempo reale: Integrato con l’infrastruttura IT aziendale, il sistema dialoga direttamente con il server centrale tramite un modello di controllo del routing di produzione.
3. Miglioramento della qualità del prodotto finito: La visione artificiale con AI ha permesso di identificare in modo affidabile trucioli e contaminazioni, migliorando la qualità e riducendo gli scarti.
4. Il valore del capitale umano valorizzato: Gli operatori intervengono solo in caso di necessità, senza fermare il sistema. Questo ha portato a una maggiore sicurezza, ergonomia e valorizzazione delle competenze.
5. Costi operativi sotto controllo, ROI accelerato: La combinazione di automazione, visione e AI ha ridotto i costi di manodopera, scarti e fermi linea, contribuendo a un ritorno dell’investimento in tempi contenuti.

Questa soluzione dimostra come, attraverso un approccio integrato e flessibile, sia possibile trasformare un’attività manuale critica in un processo automatizzato e tracciabile, adattabile a diversi ambiti industriali.