Il ruolo della robotica nella produzione di carpenteria industriale

Automazione robotica: la chiave per innovare il settore della carpenteria metallica

La robotica industriale sta trasformando completamente il settore della carpenteria metallica, introducendo miglioramenti sostanziali in termini di produttività, accuratezza e sicurezza sul lavoro. Integrare sistemi di automazione robotica nella produzione di componenti e strutture metalliche è diventato essenziale per le aziende che desiderano mantenere un vantaggio competitivo sul mercato.

Vediamo insieme che cosa si intende per robotica e automazione industriale, quali sono le principali tipologie di robot industriali, le loro applicazioni specifiche e i benefici concreti che possono assicurare nella produzione di carpenteria metallica.

Che cosa sono la robotica e l’automazione industriale?

La robotica industriale consiste nell’utilizzo di robot programmabili per svolgere compiti ripetitivi, complessi e talvolta pericolosi all’interno degli ambienti produttivi. Questi robot sono progettati per eseguire operazioni che richiedono non solo elevata accuratezza, ma anche la capacità di lavorare in ambienti di lavoro difficili o gravosi, come in presenza di alte temperature, sostanze chimiche aggressive o spazi ristretti difficilmente accessibili agli operatori. Inoltre, essendo programmabili e dotati di sensori avanzati, i robot industriali possono adattarsi rapidamente a cambiamenti nel ciclo produttivo, aumentando la flessibilità operativa degli impianti.

Parallelamente, l’automazione industriale comprende anche l’uso di software e sistemi digitali intelligenti che permettono la raccolta e l’analisi dei dati in tempo reale. Questi dati consentono un monitoraggio preciso e una gestione ottimale delle operazioni produttive, riducendo sprechi e tempi morti e migliorando notevolmente l’efficienza energetica degli stabilimenti. In questo modo, oltre a incrementare produttività e qualità, tali tecnologie contribuiscono concretamente alla sostenibilità ambientale e all’innovazione continua nel settore industriale.

Le principali tipologie di robot industriali

Nel settore della carpenteria metallica e, più in generale, nell’industria manifatturiera, possono essere utilizzate varie tipologie di robot industriali, ciascuna pensata per soddisfare esigenze specifiche. Tra queste troviamo:

• robot cartesiani: si muovono lungo assi lineari ortogonali (X, Y e Z) e sono spesso impiegati in impianti di carpenteria per la movimentazione di lamiere, profili metallici e semilavorati di grandi dimensioni. La loro struttura garantisce un’elevata precisione e una grande capacità di carico, rendendoli particolarmente adatti per operazioni di carico e scarico macchine, posizionamento di componenti pesanti e integrazione con centri di lavoro CNC. Sono meno flessibili rispetto ai robot antropomorfi, ma estremamente affidabili per processi ripetitivi su grandi volumi.
• robot antropomorfi (o a braccio articolato): sono i più diffusi nella carpenteria metallica grazie alla loro elevata flessibilità. Presentano generalmente da 6 a 7 assi di movimento, che consentono di replicare con grande precisione i movimenti del braccio umano. Questa caratteristica li rende ideali per operazioni complesse come la saldatura MIG/MAG e TIG, il taglio laser o al plasma, la sbavatura, la molatura e la verniciatura di strutture metalliche anche di grandi dimensioni. Possono operare in spazi ristretti e raggiungere punti difficilmente accessibili, mantenendo un’elevata ripetibilità e qualità del processo, fondamentali per la carpenteria medio-pesante.
• robot SCARA (Selective Compliance Assembly Robot Arm): sebbene siano meno comuni nella carpenteria metallica pesante, i robot SCARA possono trovare applicazione nelle fasi di assemblaggio meccanico di componenti metallici di precisione e nella manipolazione rapida di pezzi di piccole e medie dimensioni. Offrono elevata velocità e precisione sul piano orizzontale, risultando ideali per operazioni ripetitive dove è richiesta una certa elasticità controllata sull’asse verticale, come l’inserimento di perni, viti o elementi di fissaggio metallici.
• robot Delta: caratterizzati da bracci paralleli che consentono movimenti estremamente veloci e accurati, sono particolarmente adatti per applicazioni leggere ad alta velocità, come il pick and place;
• robot collaborativi (cobot): sempre più presenti anche nella carpenteria metallica leggera, i cobot sono progettati per lavorare in sicurezza a fianco degli operatori umani. Vengono impiegati in attività come saldature di precisione, assemblaggi, controlli dimensionali e finitura superficiale, soprattutto su lotti piccoli o produzioni variabili. Pur avendo una portata inferiore rispetto ai robot tradizionali, offrono grande flessibilità, facilità di programmazione e rapidi tempi di riconfigurazione, e sono quindi ideali per le aziende orientate alla personalizzazione del prodotto.

L’integrazione della tipologia di robot più adatta consente di ottimizzare ogni fase del processo produttivo, riducendo i tempi di ciclo e garantendo risultati costanti anche nelle lavorazioni più complesse.

Le applicazioni dei robot nella carpenteria industriale

Nella carpenteria industriale, l’utilizzo dei robot rappresenta uno dei principali fattori di evoluzione dei processi produttivi perché consente di automatizzare lavorazioni tradizionalmente complesse, faticose e ad alto rischio per gli operatori. I robot industriali trovano applicazione in diverse fasi della produzione, a partire dalle operazioni di saldatura, dove garantiscono risultati ripetibili e di elevata qualità anche su strutture metalliche di grandi dimensioni o geometrie complesse, riducendo notevolmente gli scarti e migliorando la resistenza meccanica dei giunti.

Un’altra applicazione fondamentale è il taglio dei metalli, eseguito tramite tecnologie come il laser, che consente elevata precisione dimensionale, velocità di esecuzione e un utilizzo ottimizzato del materiale, anche su lamiere spesse o profili strutturali. I robot sono ampiamente utilizzati anche nella manipolazione e movimentazione dei pezzi, occupandosi del carico e scarico di macchine utensili, del posizionamento di componenti pesanti e del trasferimento dei semilavorati tra le diverse fasi del ciclo produttivo, migliorando la sicurezza e riducendo il rischio di infortuni legati alla movimentazione manuale.

Nella carpenteria industriale trovano inoltre spazio applicazioni di assemblaggio meccanico, in cui i robot assicurano precisione nel montaggio di strutture metalliche, telai e sottogruppi, mantenendo tolleranze ristrette e uniformità produttiva anche su grandi volumi. Un ruolo sempre più rilevante è svolto anche nelle operazioni di finitura superficiale, come molatura, satinatura e verniciatura, dove la costanza del movimento robotizzato garantisce superfici uniformi e una qualità estetica elevata, difficilmente ottenibile con lavorazioni manuali prolungate.

Infine, i robot vengono utilizzati nelle attività di controllo qualità e ispezione, integrando sistemi di visione e sensori per verificare dimensioni, saldature e difetti superficiali, permettendo un monitoraggio continuo del processo produttivo. Nel complesso, le applicazioni dei robot nella carpenteria industriale contribuiscono a incrementare l’efficienza, la sicurezza e la competitività delle aziende, rendendo possibile una produzione più flessibile, precisa e sostenibile anche in contesti di elevata complessità.

I vantaggi della robotica per la carpenteria industriale

Come abbiamo visto, l’integrazione della robotica nella carpenteria industriale rappresenta un’evoluzione strategica per le aziende che operano nella lavorazione dei metalli, poiché consente di migliorare in modo significativo l’efficienza produttiva, la qualità del prodotto e la sicurezza sul lavoro. L’impiego di robot industriali permette di automatizzare operazioni complesse e ripetitive, trasformando i processi tradizionali in sistemi altamente controllati, flessibili e competitivi. Ecco i principali vantaggi della robotica applicata alla carpenteria metallica:

• aumento della produttività e continuità operativa: i robot industriali possono operare in modo continuo, anche su più turni, garantendo cicli di lavoro costanti e tempi di produzione ridotti. Nella produzione di carpenteria metallica questo si traduce in una maggiore capacità di evasione degli ordini, una riduzione dei tempi di fermo e un miglior utilizzo degli impianti, soprattutto nelle lavorazioni di saldatura, taglio e movimentazione.
• Qualità costante e maggiore precisione: la robotica assicura elevata ripetibilità e precisione nelle lavorazioni, elementi fondamentali nella produzione di strutture metalliche che richiedono tolleranze ristrette e standard qualitativi elevati. Operazioni come saldature, tagli e assemblaggi risultano uniformi su ogni pezzo prodotto, riducendo difetti, rilavorazioni e scarti, con un conseguente miglioramento dell’affidabilità del prodotto finale.
• Miglioramento della sicurezza sul lavoro: uno dei vantaggi più rilevanti è la riduzione dell’esposizione degli operatori a rischi elevati. I robot possono svolgere attività pericolose come la saldatura, il taglio ad alte temperature, la movimentazione di carichi pesanti o le lavorazioni in ambienti difficili, diminuendo il rischio di infortuni e migliorando le condizioni di lavoro complessive all’interno degli stabilimenti.
• Riduzione dei costi operativi nel medio-lungo periodo: sebbene l’investimento iniziale possa essere significativo, l’automazione robotica consente una riduzione dei costi nel tempo grazie alla diminuzione degli scarti, alla riduzione delle rilavorazioni e all’ottimizzazione dell’uso delle materie prime.
• Maggiore flessibilità produttiva: i moderni sistemi robotizzati possono essere riconfigurati e riprogrammati con relativa facilità per adattarsi a nuovi prodotti, varianti dimensionali o piccoli lotti. Questo aspetto è particolarmente vantaggioso nella carpenteria industriale, dove spesso si alternano produzioni standard a commesse personalizzate, consentendo alle aziende di rispondere rapidamente alle richieste del mercato.
• Migliore integrazione con i sistemi digitali e Industria 4.0: i robot industriali possono essere integrati con software di progettazione, sistemi di visione, sensori e piattaforme di monitoraggio, permettendo un controllo avanzato dei processi produttivi. Questo favorisce la raccolta e l’analisi dei dati, la manutenzione predittiva e l’ottimizzazione continua delle lavorazioni, rendendo la carpenteria metallica più intelligente e interconnessa.

Come Ferrero Industrial applica tecnologie produttive avanzate e processi robotizzati nella carpenteria metallica

Ferrero Industrial integra nel proprio processo produttivo tecnologie di ultima generazione e sistemi robotizzati per garantire la massima precisione, efficienza e qualità nella produzione di carpenteria metallica industriale e componentistica di precisione. Il cuore della produzione si basa su macchinari avanzati per il taglio, la piegatura e la saldatura dei materiali, accoppiati a sistemi automatizzati che riducono gli errori e ottimizzano i tempi ciclo.

Utilizziamo impianti laser di potenza variabile (8 kW, 6 kW e 4 kW) dotati di sistemi automatici di carico e scarico e cambio ugelli, che consentono di eseguire tagli ad alta precisione su lamiere e pezzi di diverse geometrie e spessori in modo rapido ed efficiente, minimizzando gli scarti di lavorazione. Il nostro parco macchine comprende anche celle di piegatura robotizzate, in cui un braccio robotico interfacciato con presse piegatrici garantisce controllo dell’angolo e uniformità delle piegature su grandi formati, migliorando l’affidabilità dimensionale delle componenti strutturali.

Per le saldature utilizziamo invece una serie di robot di saldatura con 6 assi controllati e tecnologia PMC (Pulse Multi Control), che permettono di eseguire giunzioni complesse con estrema precisione e ripetibilità, fondamentali per le applicazioni industriali più critiche come i componenti destinati a macchine di perforazione, piattaforme aeree, sollevatori telescopici e veicoli per il trasporto vetture. Questo approccio robotizzato non solo migliora la qualità dei giunti saldati, ma consente anche una maggiore flessibilità produttiva, permettendo di adattare rapidamente le linee a diverse commesse sia in lotti seriali che personalizzati.

Complessivamente, l’applicazione di tecnologie produttive avanzate e processi robotizzati permette di garantire elevati livelli di precisione e affidabilità nella produzione di carpenteria metallica, sostenendo al contempo l’innovazione continua e l’efficienza operativa nel rispetto delle normative di settore e degli standard di certificazione internazionale.