Freni di sicurezza Mayr per gli assi servoattuati

In tutti i contesti in cui operano robot e cobot, la sicurezza passiva e attiva è un elemento imprescindibile, a partire dalla qualità dei sistemi frenanti integrati, che giocano un ruolo determinante nei sistemi servoattuati. Mayr risponde a queste esigenze con il freno ROBA-servostop.

Il notevole incremento nella diffusione di robot in tutti i segmenti dell’industria manifatturiera ha generato un’attenzione crescente ai sistemi meccatronici che ne regolano i movimenti. Consentire la copresenza nello stesso ambiente di operatori e soluzioni automatizzate richiede che i sistemi di controllo siano perfettamente affidabili e sicure. Le aziende produttrici di robot dedicano la massima attenzione a questi aspetti; sono coadiuvate dai fornitori di componenti, che progettano soluzioni adatte alle applicazioni più innovative e investono in ricerca per mantenere il passo con la continua evoluzione di questo settore.

Un’invasione pacifica e inarrestabile

Il mercato della robotica continua a espandersi a livello globale. Secondo i dati più recenti di Global Market Insights, nel 2024 il valore complessivo ha raggiunto i 47,8 miliardi di dollari, con una proiezione di crescita che porterà il settore a superare i 211 miliardi entro il 2034, con un CAGR del 16,6% (gminsights.com).

Le motivazioni di questa crescita sono molteplici: la necessità di liberare gli operatori da attività faticose e ripetitive, la possibilità di utilizzare i robot in contesti ambientali difficili, l’evoluzione delle applicazioni di machine learning che velocizzano i tempi di ritorno degli investimenti e l’innegabile flessibilità e modularità di queste soluzioni le rendono ideali per la fabbrica intelligente.

In questo scenario si inserisce il ruolo strategico degli assi servoattuati, fondamentali per la robotica moderna. Si tratta di sistemi meccatronici composti da servomotori, sensori, controllori e riduttori che governano con precisione i movimenti dei robot in ogni asse di libertà. A seconda della configurazione del robot, possono essere responsabili di movimenti lineari o rotazionali; sono in grado di garantire posizionamenti estremamente accurati e perfettamente ripetibili, anche in presenza di cicli di lavoro dinamici e complessi.

Gli assi servoattuati trovano applicazione in numerosi campi: nelle soluzioni antropomorfe utilizzate per la saldatura, l’assemblaggio e il material handling, nei robot SCARA ideali per il pick&place ad alta velocità, nelle soluzioni per il packaging e naturalmente nei cobot (robot collaborativi), dove sicurezza, fluidità e precisione sono determinanti.

L’uso di assi servoattuati in questi ambiti consente ai costruttori di ottenere maggiore flessibilità, riduzione dei tempi ciclo, risparmio energetico e qualità costante del processo.

La carica dei cobot

L’introduzione dei robot collaborativi, con la possibilità di interazione sempre più stretta con l’operatore umano, incrementa la flessibilità della produzione e permette di operare nel totale rispetto dell’ergonomia, salvaguardano la sicurezza dei lavoratori e liberandoli dalle incombenze più gravose.

I robot collaborativi rappresentano attualmente la frontiera più dinamica della robotica. Nel 2025, secondo EVS, i cobot raggiungeranno il 34% delle nuove installazioni, rispetto a meno del 10% di soli cinque anni fa (evsint.com).

Le aree di applicazione in cui l’utilizzo dei cobot è in rapida crescita sono molteplici: a partire dall’assemblaggio elettronico di componenti delicati, che grazie ai cobot può avvenire anche in spazi ristretti e con un’elevata ripetibilità. Ma non solo: i cobot sono integrabili con sistemi di machine vision per effettuare il controllo di qualità in linea, sono ideali per le operazioni di packaging secondario e pallettizzazione ad alta frequenza e possono dare il meglio anche in postazioni miste-uomo macchina, anche nelle officine e nelle piccole imprese, grazie alla sempre maggiore disponibilità e accessibilità di queste soluzioni.

Lavoro per tutti

L'adozione crescente di robotica e automazione solleva interrogativi sull'impatto sull'occupazione. Tuttavia, numerosi studi indicano che queste tecnologie tendono a trasformare la natura del lavoro, spostando l'attenzione verso attività più qualificate e gratificanti; non è invece previsto che causino una generalizzata perdita di posti di lavoro.

Secondo il "Future of Jobs Report 2023" del World Economic Forum, si prevede che entro il 2027 circa il 23% dei posti di lavoro subirà cambiamenti significativi a causa dell'automazione e delle transizioni verso l'energia verde e le catene di approvvigionamento localizzate.

La maggior parte degli scenari previsionali sono concordi sul fatto che con le nuove tecnologie si perderanno inevitabilmente posti di lavoro, ma si tratterà essenzialmente di posizioni che richiedono compiti ripetitivi e manuali, attualmente svolti da persone che si stanno avvicinando alla fine dell’attività lavorativa; allo stesso tempo si apriranno però un numero altrettanto significativo di posizioni, essenzialmente nei settori dell'IA, della sostenibilità e dell'economia digitale.

In particolare, l'automazione tende a liberare risorse umane per attività che richiedono creatività, problem-solving e interazione sociale. Ad esempio, nei settori manifatturieri, i robot possono assumere compiti di assemblaggio ripetitivi, mentre gli operatori si concentrano sul miglioramento dei processi. Nel settore sanitario, l'automazione di compiti di routine consente al personale medico di dedicare più tempo all'assistenza diretta ai pazienti.

Inoltre, l'espansione della robotica crea nuove opportunità professionali in ambiti come la progettazione, la programmazione, la manutenzione e l'analisi dei dati. La domanda di competenze tecniche e digitali è in aumento, spingendo verso una riqualificazione della forza lavoro e l'emergere di nuove figure professionali. Una transizione accompagnata da adeguati investimenti in politiche di formazione e aggiornamento professionale potrà garantire che i lavoratori possano adattarsi ai cambiamenti e cogliere le nuove opportunità offerte dalla trasformazione tecnologica.

Sfide e opportunità per i costruttori

I costruttori di robot si confrontano con richieste impegnative: oltre a garantire la sicurezza in ogni fase del ciclo di vita dell’impianto, è fondamentale che le macchine offrano una costante affidabilità del sistema anche in situazioni ambientali complesse, precisione e ripetibilità in presenza di ogni tipo di carichi e perfetta compatibilità con le normative di tutti i componenti utilizzati. È inoltre fondamentale che le esigenze di manutenzione siano ridotte e che questa possa avvenire in modo semplice e veloce, per assicurare la continuità dei processi produttivi.

Allo stesso tempo, le applicazioni in cui la robotica può dare il meglio di sé sono in costante amento: le nuove forme di mobilità elettrica aprono opportunità nell’assemblaggio di batterie e motori, il controllo qualità e il dosaggio in settori quali l’alimentare e il chimico-farmaceutico sono attività che le soluzioni automatizzate sono perfettamente in grado di gestire, così come la gestione della logistica e dei magazzini.

Le istanze di sicurezza negli assi servoatttuati

L’integrazione di funzionalità di sicurezza nei servoassi è oggi indispensabile, soprattutto nei contesti in cui i robot operano in ambienti aperti o collaborativi dove macchinari e umani sono copresenti e interagiscono: è evidente che in caso di collisioni l’operatore umano è svantaggiato, ed è quindi essenziale evitarle.

I principali sistemi di sicurezza nei servoassi comprendono:

- STO (Safe Torque Off): disattiva l’alimentazione al motore per impedire qualsiasi coppia residua;

- SS1 (Safe Stop 1): esegue un arresto controllato e sicuro, prima di attivare lo STO;

- SOS (Safe Operating Stop): mantiene la posizione dell’asse senza rimuovere potenza, consentendo interventi manuali temporanei in sicurezza.

Queste funzioni, codificate nelle normative IEC 61800-5-2, ISO 13849 e IEC 62061, permettono di implementare strategie di protezione efficaci, conformi e che tutelano gli operatori senza che la produttività risulti compromessa.

Componenti affidabili per garantire la sicurezza

In tutti i contesti in cui operano robot e cobot, la sicurezza passiva e attiva è un elemento imprescindibile, a partire proprio dalla qualità dei sistemi frenanti integrati.

I freni di sicurezza giocano un ruolo determinante nei sistemi servoattuati. Un componente non affidabile può compromettere l’intero impianto, esponendo operatori, macchinari e materiali lavorati a rischi elevati, come la caduta dei carichi o collisioni impreviste.

Mayr risponde a queste esigenze con il freno ROBA-servostop.

Il principio fail-safe permette a ROBA-servostop di fornire la coppia frenante richiesta anche in caso di arresto di emergenza, grazie al materiale di attrito sviluppato per questo scopo con una corrispondente superficie in acciaio.

ROBA-servostop è in grado di bloccare gli assi in modo preciso e affidabile, anche in verticale, supporta cicli dinamici grazie ai materiali resistenti all’usura e permette di ridurre ingombro e peso rispetto a freni dalle prestazioni analoghe garantendo un’elevata densità di potenza.

I freni ROBA-servostop sono disponibili anche in versione ottimizzata per cobot: la linea ROBA-Servostop Cobot è progettata appositamente per i robot leggeri, come quelli collaborativi.

Affidabili e compatti, il loro design rende facile integrarli anche in spazi molto ristretti. L’elevata densità di potenza permette di contenere il consumo di energia, caratteristica apprezzata anche per le conseguenze positive sull’ambiente oltre che sull’efficienza e produttività.

I freni ROBA-Servostop Cobot possono funzionare con una temporanea sovreccitazione ed una successiva riduzione di voltaggio; la coppia di frenatura nominale va da 0,23 a 9 Nm e la velocità massima può variare fra i 4500 e i 10500 giri al minuto.

L’utilizzo di componenti certificati come i freni Mayr contribuisce inoltre a rendere i robot che li incorporano idonei alla certificazione CE.

Un perfetto equilibrio di sicurezza e prestazioni

Nel panorama industriale attuale, dove l’automazione si fa sempre più intelligente, veloce e collaborativa, la sicurezza non è più un accessorio. È una componente strutturale, da progettare a monte e integrare in ogni sistema servoattuato.

Mayr, con i freni ROBA-servostop e ROBA-servostop cobot, si posiziona come partner tecnologico per costruttori che non accettano compromessi tra prestazioni, affidabilità e conformità.

I freni ROBA-Servostop Cobot sono ad oggi una delle soluzioni più affidabili per garantire arresti sicuri e controllo statico in applicazioni robotiche: per questo sono stati scelti da Oversonic Robotics, una delle aziende più innovative nel segmento tecnologico del Made in Italy, per il suo robot antropomorfo Robee.

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