Sviluppi nella programmazione ad autoapprendimento: VR Tracking, massima flessibilità per l’applicazione robotizzata di vernici liquide e in polvere

Luca Gallo, CMA Robotics
ai P&E Milan Coating Days 2023

Grazie all’evoluzione dei sistemi di programmazione, i robot antropomorfi di verniciatura stanno diventando sempre più facili da usare, anche quando le serie di pezzi da verniciare sono brevi. Il robot non si stanca, non ha bisogno di pause, continua a lavorare in ogni momento ed è il più fedele alleato del miglior verniciatore e gestore del processo di verniciatura.

La ricerca e lo sviluppo dei robot di verniciatura di CMA Robotics si è concentrata sull’innovazione dei robot ad autoapprendimento e dei sistemi di autogenerazione dei programmi. L’obiettivo è quello di migliorare la personalizzazione del processo di verniciatura e di facilitare, se non evitare del tutto, la programmazione con autoapprendimento – cioè quella effettuata dal verniciatore tenendo la pistola installata sul polso del robot, quest’ultimo in stato di memorizzazione del programma – creando robot sempre più adattabili alle esigenze qualitative e prestazionali del mercato attuale.

Evoluzione dell’autoapprendimento: una nuova tecnologia

Il funzionamento dei robot VR tracking si basa su una tecnologia nata circa quarant’anni fa e che consiste nella “programmazione manuale” del robot: il verniciatore prende la pistola montata sul braccio del robot, vernicia il pezzo con il robot in modalità “autoapprendimento” e il robot stesso memorizza le traiettorie (e alcune funzioni della pistola stessa e del sistema di movimentazione del pezzo). A partire dalle prime versioni, in cui il robot copiava i movimenti effettuati dall’operatore – in caso di errore, il movimento doveva essere rifatto dall’inizio – nel corso degli anni sono stati introdotti miglioramenti, come la possibilità di ottimizzare parti del programma senza dover eseguire la procedura dall’inizio, il controllo di altri assi (movimentazione dei pezzi, ad esempio), il controllo di alcune funzioni della pistola stessa. Tutti i robot di verniciatura ad autoapprendimento presenti sul mercato operano con sistemi di questo tipo, condividono la stessa architettura di base: anche i nostri robot di verniciatura la utilizzano. Tuttavia, CMA Robotics ha investito nello sviluppo di un nuovo sistema di autoapprendimento. Abbiamo ripensato il processo di programmazione e separato “insegnante” (il verniciatore) e lo “strumento d’insegnamento” (il software) dalla parte meccanica (l’hardware) del robot: non è più necessario utilizzare e azionare direttamente il robot stesso per fargli apprendere traiettorie e movimenti. Con tre vantaggi principali:

• l’operatore vernicia in modo più naturale: non deve lavorare con la pistola collegata al braccio del robot
• esegue il programma senza la necessità di avere il robot fisicamente a disposizione: ciò significa che può programmare fuori linea, evitando di dover interrompere il funzionamento del robot per impostarlo e utilizzarlo in modalità di autoapprendimento
• la struttura meccanica del robot può essere notevolmente semplificata, in quanto non sono necessari i dispositivi tecnici che consentono al verniciatore di muovere il robot durante la fase di apprendimento.

Il sistema utilizza sensori collegati a un joystick che sostituisce il robot. Il joystick è collegato alla pistola d’applicazione della vernice liquida o in polvere, consentendo al verniciatore di eseguire l’insegnamento – i movimenti e le traiettorie per la verniciatura del pezzo – in modo più agile e naturale. Il joystick serve a controllare un software che può essere utilizzato con qualsiasi tipo di computer per memorizzare i movimenti e le diverse impostazioni, cioè quelle impostazioni e modifiche che non comportano la rielaborazione delle traiettorie. Tutto questo senza la necessità di sospendere temporaneamente il ciclo di lavoro del robot, poiché le procedure di regolazione e modifica vengono eseguite dal software di simulazione, indipendentemente dalla macchina, che può quindi continuare a funzionare.
Se durante il programma di verniciatura viene effettuato un movimento che il robot non sarà in grado di eseguire, il sistema fornisce un feedback visivo e acustico che consente di correggere immediatamente la traiettoria.
Il nuovo sistema VR tracking ha una precisione di applicazione molto più elevata rispetto ai classici sistemi utilizzati dai robot “tradizionali” ad autoapprendimento: questi ultimi hanno una precisione di circa 3 cm, mentre i robot CMA Robotics con VR tracking hanno una precisione di 0,2-0,5 cm e un’accuratezza di circa 1 mm. Attualmente, l’area che può essere coperta dal nuovo sistema di programmazione è di 5 m.

Generazione automatica di programmi

I robot CMA gestiti con i sistemi AXPS si basano sull’ autogenerazione dei programmi da parte dello stesso robot: tracciano automaticamente – tramite telecamere, sensori, misuratori laser – i propri programmi di lavoro, senza la necessità di programmare il robot pezzo per pezzo, per famiglie omogenee di pezzi. Ciò si traduce in una drastica semplificazione delle procedure di programmazione del robot: come detto, per “famiglie” di pezzi omogenei (diversi per dimensioni, ad esempio) è sufficiente creare un unico programma, che il sistema AXPS modificherà e ottimizzerà per ciascuno dei pezzi che arrivano in cabina di verniciatura. Lo stesso sistema sa riadattare autonomamente il programma, ad esempio, se i pezzi non sono sempre posizionati allo stesso modo davanti al robot.