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Il cobot LBR iisy nel controllo qualità
Macinare la quantità di caffè con precisione al grammo: con questa funzione, che in precedenza era riservata alle costose macchine da caffè per la ristorazione, il nuovo marchio LIGRE sta conquistando il settore consumer. Gli ingegneri progettisti di Gronbach si sono affidati al supporto del Cobot LBR iisy di KUKA, sviluppando una configurazione di prova per un controllo di qualità approfondito del nuovo macinacaffè, sia in termini di durata che di precisione del peso prestabilito del caffè.
Fornitore premium per dispositivi e gruppi costruttivi di fascia alta
Il gruppo Gronbach è stato fondato nel 1964 come produttore di cerniere. Lo sviluppo commerciale è stato rapidissimo: oggi l'azienda gestisce cinque siti produttivi in Europa, ha un ufficio vendite negli Stati Uniti e impiega circa 1.200 persone. In qualità di OEM, la Gronbach è specializzata nello sviluppo e nella produzione di gruppi tecnici, ovvero di prodotti completi, che vengono forniti a livello internazionale a oltre 500 clienti diversi, dalle grandi aziende alle start-up, principalmente del settore degli elettrodomestici , ad esempio macchine da caffè, piani cottura a induzione, vaporiere e molto altro. La base clienti comprende anche i settori ristorazione, medico, automotive e beni di consumo.
Alla qualità viene data la massima importanza. Nel sito di Niederndorf in Tirolo, dedicato alla produzione e alla ricerca e allo sviluppo, lavorano circa 200 dipendenti. Il sito riveste grande importanza per il Gruppo Gronbach nell’ambito dello sviluppo complessivo di soluzioni di prodotto, infatti qui convergono ambiti diversi, come la meccanica, l’elettrotecnica, l’elettronica, il software ecc. Un team dedicato di esperti è impegnato nella ricerca e nello sviluppo su misura di apparecchi e gruppi costruttivi. Tutti i prodotti hanno un elevato standard di qualità in termini di tecnologia, sostenibilità ed efficienza energetica. Per il controllo approfondito della qualità di un nuovo macinacaffè, gli ingegneri progettisti si sono affidati al supporto del cobot LBR iisy di KUKA, con l’obiettivo di migliorare i processi in una configurazione di prova.
55.000 passaggi di macinatura e pesatura: il cobot LBR iisy di KUKA ha supportato gli ingegneri progettisti di Gronbach nel controllo qualità di un nuovo macinacaffè.
In qualità di OEM premium, Gronbach ha un'ampia esperienza nella produzione, con un know-how completo nell'area della ricerca e dello sviluppo. Il patrimonio di esperienza maturato in centinaia di progetti specifici e riusciti confluisce ora nel proprio marchio LIGRE: con questo nome, l'azienda sta entrando nel mercato come produttore di macchine high end per la preparazione del caffè. Oltre alla macchina espresso, uno dei primi prodotti lanciati sul mercato è il macinacaffè LIGRE siji.
Particolare attenzione alla qualità: la macchina espresso di alta gamma LIGRE, insieme al macinacaffè LIGRE siji.
Una funzione completamente nuova per un macinacaffè nel segmento consumer è la possibilità di preimpostare al grammo esatto la quantità di caffè da macinare. Per garantire che la qualità premium non rimanga solo uno slogan, gli esperti di ricerca e sviluppo di Gronbach hanno deciso di sottoporre questo nuovo prodotto ad un approfondito controllo qualità, utilizzando una serie di test. Il punto di partenza era la previsione che il macinacaffè avrebbe macinato o lavorato circa 500 kg di caffè nel corso di circa dieci anni. Per poter pesare nel lungo periodo circa mezza tonnellata di caffè con un risultato di pesatura preciso in varie condizioni operative, era necessario utilizzare un metodo che non solo consentisse una forte accelerazione del processo, ma che garantisse anche un'enorme precisione di ripetibilità. Inoltre, i risultati ottenuti dovevano essere affidabili e le conoscenze acquisite dovevano poter essere integrate negli sviluppi e nei miglioramenti futuri.
Avevamo come obiettivo di testare il macinino per il suo periodo di vita simulato, al fine di ottenere informazioni sull'usura e sulla precisione.
La convenienza del controllo qualità
Attraverso una configurazione di prova, gli esperti di ricerca e sviluppo di Gronbach hanno convenuto che un controllo qualità conveniente fosse possibile solo attraverso l’automazione mediante robot. La scelta è caduta subito su KUKA, anche perché vari robot industriali erano già in uso presso la sede di Niederndorf, vicino a Kufstein. Per fortuna KUKA ha in programma un robot, il cobot LBR iisy, perfetto per processi come questi.
Solo l'automazione di robot come il cobot di LBR iisy ha reso possibile un controllo qualità conveniente.
Con il suo carico utile massimo di 3 kg, questo agile cobot non viene sollecitato al massimo nel caso specifico, ma “siamo contenti che ci sia margine per eventuali altre applicazioni e processi”, afferma Alexander Fahringer. Quest’ultimo si dice convinto che il progetto iniziale dimostrerà che i robot collaborativi, in particolare, in futuro avranno un posto permanente nei reparti di sviluppo, come in quello della gestione della qualità. Ovviamente, anche i carichi più grandi non rappresentano un problema: infatti, KUKA propone anche i cobot LBR iisy, con un carico utile massimo fino a 15 kg e un raggio d’azione compreso tra 760 e 1.300 mm.
Gestione della qualità con l'aiuto dei robot: Grazie alla collaborazione uomo-robot con la semplice funzione di apprendimento Teach-in, la messa in servizio e la programmazione del cobot LBR iisy è facile e veloce.
Gestione della qualità: test in sei fasi
Per testare il controllo qualità vero e proprio è stato previsto un periodo di due mesi, durante il quale il cobot LBR iisy è stato incaricato di eseguire 55.000 processi di macinatura e pesatura del caffè completamente automatizzati. Ogni processo è stato eseguito in sei fasi identiche: taratura del portafiltro sulla bilancia di precisione, presa del portafiltro e traslazione fino al macinacaffè, sgancio del portafiltro e attesa della fine del processo di macinatura, presa del portafiltro pieno e traslazione fino alla bilancia, sgancio e memorizzazione del valore della bilancia nel database, presa del portafiltro, svuotamento e riposizionamento sulla bilancia.
Per garantire la massima ripetibilità dei movimenti: sempre più laboratori di sviluppo e di prova utilizzano le applicazioni robotiche e cobot, ad esempio per il controllo qualità.
Il cobot LBR iisy si distingue soprattutto per la semplicità di programmazione attraverso la collaborazione uomo-robot, grazie al pulsante Teach:“È possibile guidare il robot collaborativo a mano e insegnargli i compiti desiderati, come i movimenti e i tempi di attesa ecc. semplicemente premendo un pulsante”, Michael Reindl, Account Manager di KUKA, sottolinea l'alto livello di facilità d'uso del robot. Grazie alla gestione intuitiva, il cobot LBR iisy permette una grande flessibilità applicativa e può essere messo in funzione e utilizzato in modo rapido e sicuro sia dagli esperti di automazione che dai principianti della robotica. Naturalmente, il robot soddisfa tutti i requisiti di sicurezza per il funzionamento collaborativo.
Nuovi metodi nella gestione della qualità: presso la Gronbach, il cobot LBR iisy di KUKA ha svolto un ruolo di supporto, macinando e pesando per 55.000 cicli, nell’ambito di un controllo di qualità attraverso un test time-lapse di lunga durata.
Diversi milioni di cicli
“I piccoli cobot LBR iisy, nella versione con un carico utile fino a 3 kg, sono predestinati per lo svolgimento di compiti di movimentazione piuttosto semplici, monotoni e spesso ripetitivi con la massima sicurezza, nelle immediate vicinanze dei dipendenti”, afferma Michael. Le versioni da 11 e 15 kg sono anche resistenti alla polvere e agli spruzzi (classe di protezione IP 54). La semplicità di funzionamento e l'elevata flessibilità distinguono i cobot dai robot industriali convenzionali.
I robot collaborativi della serie LBR iisy di KUKA sono disponibili con un carico utile massimo di 3, 11 e 15 kg.
In questo modo si evitano fasi di lavoro poco gradite o anche pericolose, con il valore aggiunto tangibile della precisione, dell'accuratezza della ripetibilità e della semplicità di utilizzo. Questo vale anche nel caso concreto della gestione della qualità. Ogni singola fase, sia la macinazione che la pesatura, è stata eseguita e registrata in modo assolutamente affidabile in un processo continuo, in modo da poter riconoscere rapidamente eventuali scostamenti e garantire la massima qualità. Reindl: “In questa applicazione, il controllo robot fungeva da master per tutti gli altri componenti”. Ciò è possibile grazie alla capacità di interfacciarsi con svariati sistemi. Ecco l’ottimo risultato del test: “Il macinino ha funzionato benissimo e per una durata di vita simulata di oltre dieci anni, non mostrando praticamente alcun segno di usura, il che significa che durerà molto più a lungo”, dice Fahringer. E non è tutto: per il cobot, svolgere le 55.000 macinature di prova è stato un gioco da ragazzi. “È a malapena un rodaggio”, dice Reindl con ironia, alludendo agli svariati milioni di cicli che i robot KUKA sono in grado di svolgere normalmente.
Da sinistra: Dipl.-Wirt.-Ing. (FH) Alexander Fahringer, ingegnere per lo sviluppo tecnico e il collaudo, Peter Koppensteiner, Research and Development, Division Appliances, entrambi della Gronbach e Michael Reindl MBA, Account Manager, KUKA.
Un avvio facile
Il team di ricerca e sviluppo dell'azienda è convinto che il cobot LBR iisy utilizzato nell’ambito di questo progetto presso la Gronbach non sarà l'ultimo. “In quanto tecnici dell'automazione, stiamo già pensando ad ulteriori modi in cui il cobot può affiancarci per altri controlli qualitativi e processi”, dice Fahringer. A ciò ha contribuito naturalmente anche l'eccellente collaborazione con KUKA. Infatti, gli specialisti della robotica rendono molto facile l’adozione dei robot: “È con piacere che mettiamo a disposizione dei clienti i nostri agili robot collaborativi, come il cobot LBR iisy, da provare e testare direttamente in azienda senza troppe formalità”, afferma Reindl. Dopotutto, il trasporto non è assolutamente un problema: infatti, il compatto robot trova posto in qualsiasi bagagliaio.
