KEBA, garanzia di flessibilità e sicurezza

Con un sistema robotico industriale basato su cavi, la start-up Red Cable Robots offre una soluzione flessibile per l’automazione di grandi superfici. Grazie al controllo senza fili tramite HMI di KEBA, all’elevata dinamicità e alla facile adattabilità, l’intralogistica risulta così più efficiente.

Red Cable Robots GmbH è una start-up che sviluppa robot industriali di nuova generazione destinati all’automazione su vasta scala. Fondata da quattro persone estremamente determinate: Patrik Lemmen (CTO) e Robin Heidel (COO) Roland Boumann (CEO) e Tobias Burger (CCO), l’azienda ha sviluppato una soluzione innovativa, ispirata ai sistemi di telecamere su cavi utilizzati negli stadi e negli autodromi. Ne è nata un’applicazione che ha appena raggiunto la maturità di mercato. Con questo prodotto, l’azienda punta a diversi settori che spaziano dalla produzione industriale, all’edilizia, fino ad arrivare all’aerospaziale. Al momento il team sta concentrando i propri sforzi sui processi intralogistici, in particolare sulle operazioni di palletizzazione e de pallettizzazione situate all’inizio e alla fine delle linee di produzione come anche dei flussi logistici.

Cablaggio di comunicazione? No, per il movimento!

Il team di Red Cable Robots muove una piattaforma che ha dimensioni paragonabili a quella di una cassa di bevande su diversi metri di spazio operativo, ad esempio su un’area grande quanto un campo da tennis. Per farlo, gli otto cavi collegati alla piattaforma vengono arrotolati e srotolati con sincrona precisione da degli attuatori. In questo modo, il robot preleva un oggetto da un punto all’interno del suo spazio operativo e lo posiziona in un altro. Nonostante il sistema muova una massa sospesa non oscilla né vibra: questo è possibile grazie al livello di tensione dei cavi che viene mantenuto con accuratezza. In questo modo la piattaforma rimane stabile e rigida nello spazio, garantendo la dinamicità e la precisione richieste dai moderni processi industriali. Robin Heidel: “Ciò che colpisce di questo sistema sono la velocità e la precisione. Nella configurazione standard, la piattaforma può arrivare ad avere uno scarto nell’ordine del millimetro”.

Il peso ottimale per il funzionamento del sistema attualmente è di 25-30 kg per collo, mentre il carico massimo gestibile è di circa 80 kg; tuttavia al centro dell’area di lavoro questa capacità può aumentare notevolmente. Possono essere utilizzate tutte le tipologie di pinze standard, anche se nella maggior parte dei casi si ricorre all’uso di vacuum gripper.

I robot a cavi e i relativi vantaggi

I robot a cavi contribuiscono in modo significativo all’aumento dell’efficienza. Possono operare 24 ore su 24 senza pause e di conseguenza aumentare la produttività e livellare i picchi di lavoro. Grazie alla loro precisione, riducono gli errori e garantiscono risultati costanti. Sono in grado di movimentare grandi quantità di merci in tempi brevissimi, evitando colli di bottiglia e migliorando il flusso produttivo.

I robot a cavi si adattano facilmente a diversi layout e contesti, senza richiedere sviluppi aggiuntivi. Possono muoversi sopra le macchine esistenti e, allo stesso tempo, raggiungere anche livelli più bassi del piano di lavoro. Anche un’eventuale riconfigurazione o modifica del layout, fino allo smontaggio e al rimontaggio in un’altra sede, richiede pochissimo sforzo.

Il sistema utilizza tipicamente otto cavi (minimo sei), coprendo tutti e sei i gradi di libertà nello spazio, permettendo di inclinare la piattaforma con precisione millimetrica. Questo rappresenta un chiaro vantaggio rispetto ai sistemi a portale che, per prelevare oggetti da un nastro inclinato, ad esempio, necessitano di un’asse aggiuntivo.

Patrik Lemmen: “Il nostro grande vantaggio consiste nella capacità di gestire più pallet contemporaneamente. Un esempio è lo smistamento di una grande varietà di pacchi, provenienti da uno o più nastri trasportatori, da distribuire su pallet diversi, il tutto con un unico sistema robotico”.

In questo contesto, l’approccio di Red Cable Robots offre un notevole vantaggio in termini di costi rispetto alle soluzioni convenzionali, rendendo in alcuni settori l’automazione sostenibile dal punto di vista economico.

Ad esempio, molti operatori logistici gestiscono applicazioni con pochi punti di smistamento, generalmente da uno a quattro, ma esistono anche layout che arrivano fino a 40 punti. Attualmente, ogni punto richiede un robot dedicato, cosa difficilmente realizzabile, perché per sistemi con numerosi punti di smistamento non esistono ancora soluzioni di automazione adeguate. Di conseguenza, tutte queste operazioni vengono eseguite manualmente. “Un sistema con due FTE (Full Time Equivalent, equivalente a tempo pieno- è una misura utilizzata per conoscere il numero di lavoratori a tempo pieno necessari per svolgere un'attività.) per punto di smistamento, ha un ROI breve, che si ripaga già dopo un anno e mezzo”, spiega Patrick Lemmen.

Un ulteriore punto di forza del robot è l’eliminazione dei tempi morti dovuti al cambio dei pallet, grazie alla possibilità di mantenere nel suo spazio operativo un numero sufficiente di pallet da utilizzare come zone tampone. Oltre alla grande flessibilità ha un ingombro contenuto, il che aiuta a semplificare eventuali adattamenti al processo di automazione. Robin Heidel: “Attualmente stiamo progettando una cella doppia: in un’area dello spazio operativo si eseguono le operazioni di impilamento, mentre nell’altra vengono rimossi i pallet pieni e posizionati quelli nuovi. Qui il sistema di Red Cable Robots è in grado di eliminare i tempi morti”.

Patrik Lemmen: “Nella logistica, l’automazione con le soluzioni attualmente disponibili sul mercato, ha oramai raggiunto un livello di saturazione. Estendere l’automazione a nuovi processi significa spesso superare i limiti dell’hardware attuale”. Pur riconoscendo che i robot umanoidi rappresentano una tendenza in forte crescita, Patrik Lemmen ritiene che ci vorrà ancora tempo prima che possano generare un reale valore economico. Anche in quel caso, dovrebbero comunque confrontarsi con limiti di natura fisica, come la portata e il raggio d’azione. “Con il nostro sistema rendiamo possibili scenari di automazione completamente nuovi per processi dinamici di grandi dimensioni, anche con carichi elevati”, sottolinea Lemmen.

Red Cable Robots sceglie l’HMI portatile Safe Wireless di KEBA

I robot proposti da Red Cable Robots hanno generalmente grandi dimensioni e sono in grado di coprire un’area estesa. Di conseguenza, il dispositivo di comando deve soddisfare due requisiti fondamentali:

1) essere dotato di funzioni di sicurezza, come ad esempio un interruttore di emergenza, e garantire un livello di prestazioni conforme alla norma DIN 13849.

2) Per poter operare in modo efficiente su un’area così ampia, è indispensabile che il dispositivo sia wireless.

A questo proposito Robin Heidel afferma: “Per programmare il robot, ad esempio, dobbiamo muoverci all’interno dello spazio operativo per mantenere un contatto visivo costante con esso. Con un dispositivo non wireless, ciò sarebbe praticamente impossibile poiché il cablaggio sarebbe sicuramente di intralcio”.

Il configuratore HMI accelera il processo decisionale

Proprio nel periodo in cui Red Cable Robots prendeva contatto con KEBA, veniva lanciato online il Configuratore HMI. Robin Heidel prosegue: “Per noi è una soluzione estremamente comoda e pratica per configurare l’interfaccia secondo le nostre esigenze. Abbiamo potuto scegliere tra display piccolo o grande, orientamento verticale o orizzontale, pulsanti personalizzati e molte altre opzioni”. Alla fine, Red Cable Robots ha optato per un KeTop T155 Safe Wireless personalizzato. “Nonostante il display di grandi dimensioni in formato orizzontale, questa versione è molto ergonomica e il pulsante di consenso a tre vie per la programmazione del robot rimane sempre facilmente accessibile. Inoltre, ci piace molto il design personalizzato con il nostro logo.”

La sfida più grande per il team di Red Cable Robots è stata da un lato l’indecisione sul design del terminale portatile e dall’altro sulle funzionalità opzionali. “Le possibilità offerte dal configuratore HMI ci hanno spinto a esplorare sempre nuove idee per l’azionamento e il comando del robot”, seguita Heidel.

Il ruolo di KEBA

Per Red Cable Robots, KEBA è partner innovativo. Heidel: “Nessun’altra azienda ci ha offerto una soluzione così flessibile per le nostre esigenze”. Nel proprio controller Red Cable Robots si avvale principalmente di un sistema bus EtherCAT, protocollo di comunicazione sempre più diffuso in ambito industriale. Heidel: “KEBA si appresta a lanciare a breve questa tecnologia nei prodotti KeTop. Siamo molto curiosi di provare questa versione, perché ci permetterà di ridurre notevolmente il cablaggio nel nostro quadro di controllo”.

Per Red Cable Robots, KEBA è sinonimo di sicurezza e flessibilità nella gestione degli impianti. Patrik Lemmen commenta il ruolo di KEBA anche in una prospettiva futura: “Con l’aumento del numero di robot in funzione, sarà possibile gestire tutti i sistemi da un unico pannello di comando, rendendo l’intero processo ancora più efficiente”.

Gallery