Sistemi di presa efficienti: la pneumatica è protagonista

Nell’industria, con i sistemi automatici robotizzati, aumentando la capacità produttiva e il livello di qualità dei prodotti, il robot è divenuto un protagonista. In questo contesto si inseriscono le mani di presa.

Le tecnologie della smart factory

Le mani di presa sono rappresentate da meccanismi a due dita, denominati anche gripper, o da sistemi complessi a più elementi, come sottosistema terminale di un robot manipolatore. Questo sottosistema spesso dotato di sensorizzazione sofisticata svolge il compito fondamentale di interagire con l’ambiente esterno e con gli oggetti che devono essere manipolati. Dalla sua efficacia dipende il successo operativo dell’intero sistema di manipolazione.

Le mani di presa sono protagoniste quando ai robot sono affidati compiti di movimentazione, sia in ambiente industriale sia in ambiente strutturato, come anche in ambienti non strutturati, in ambienti ostili o non noti a priori al progettista.

Figura 1: schema di smart factory e satelliti funzionali integrati.

Il robot, con la sua mano di presa, si inserisce in un ampio sistema che può essere rappresentato da un complesso di macchine collaboranti, ciascuna parte di una rete di sottosistemi ciber-fisici, collocati in un ambito organico che obbedisce a logiche di Internet delle Cose (IoT – Internet of Things). Questo scenario, esteso e complesso, ha per obiettivo la possibilità di mettere sistemi meccatronici e ciber fisici, anche molto articolati, in un ambito collocato in un ambiente, virtualmente illimitato, per realizzare sistemi auto-organizzati di produzione. Obiettivo è quello di giungere ad una fabbrica intelligente, altrimenti detta anche smart factory, dove sono fondamentali sia gli oggetti IoT, cioè dispositivi sempre connessi dell’Internet of Things, sia i Big Data, come schematicamente rappresentato in Figura 1. Quest’ultimi sono due aspetti inscindibili tra loro e legati ai sistemi Cyber-Phycal System (CPS), che attrezzano le aziende con tecniche di lavorazione intelligente. In questo racconto l’uomo è al centro del sistema, ma sempre meno come operatore e sempre più come fruitore di conoscenze ad alta tecnologia: i sistemi CPS rendono le fabbriche più autonome ed efficienti. Sostituire le macchine tradizionali con gli oggetti dell’Internet of Things consentirà alle imprese di tenere sotto controllo, in tempo reale, i processi aziendali raccogliendo dati da utilizzare in una grande molteplicità di processi. I Big Data, infatti, permettono di effettuare analisi predittive e di gestire vantaggiosamente i sistemi sempre preservando efficienza e produttività. L’automazione e lo scambio di dati, nelle tecnologie di produzione, comprendono i sistemi cyber-fisici, l’Internet delle cose, il cloud computing e il calcolo cognitivo. L’Industria 4.0 viene comunemente vista come la quarta rivoluzione industriale e come ultima evoluzione del processo della rivoluzione industriale (Figura 2). La chiave di lettura dell’Industria 4.0 è rappresentata dai sistemi ciber-fisici (CPS): sistemi fisici strettamente connessi con i sistemi informatici, in grado di interagire con altri sistemi ciber-fisici, in modo da realizzare decentralizzazione e collaborazione tra sistemi.

Figura 2: le fasi della rivoluzione industriale.

La connessione in rete di sensori, attuatori e controlli di sistemi complessi ed estesi, tramite internet, pone di fronte a tematiche aperte, quali l’azione in tempo reale di sistemi fisici materiali e la sicurezza, tematiche irrinunciabili in una realtà industriale.

La definizione di IoT aziendale è libera da domini applicativi specifici e si basa su grandi moli di informazioni. L’IoT trasforma la produzione dal punto di vista dell’ingegneria del prodotto e della tecnologia di produzione. Nonostante la necessità di superare limitazioni ancora presenti, prima fra tutte la difficoltà di operare in tempo reale in ambito IoT, è possibile sfruttare potenziali di ottimizzazione non ancora del tutto utilizzati per l’accesso completo alle risorse. Questo favorisce una pronta risposta alle richieste di mercato e alle esigenze di flessibilità di produzione. Tali tematiche coinvolgono la manipolazione robotizzata efficiente come azione base in fasi industriali. I limiti tecnologici, dovuti alle infrastrutture di rete, non permettono ancora appieno processi in tempo reale via rete, ma questo non impedisce di operare con impostazioni di divisione del lavoro che si riferiscono ad intelligenza centralizzata o decentralizzata. Nel caso di una regia a intelligenza artificiale decentralizzata si opera in un ambiente che può essere progettato, riprogettato, sviluppato e controllato in un ambiente in rete open source, completamente esente da monopoli, realizzando una catena di blocchi (blockchain) per sua natura sicura e decentralizzata. Per sua vocazione la blockchain decentralizza il controllo e il possesso dei dati: tutti gli utenti e i sistemi connessi accedono alle stesse informazioni in assenza di un organo centralizzato di gestione o controllo. Questa impostazione può essere uno strumento eccellente per la promozione della persona che accede ad informazioni condivise e finalizzabili alla promozione della dignità del lavoro che trova una via per liberarsi da aspetti e pratiche gravose per il fisico e lo spirito delle persone.

 

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Source: Stampi
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