Pick and place robots, perché usare la simulazione in fase di progettazione

Tra le attrezzature di confezionamento, quelle basate sul metodo “flow pack” hanno il vantaggio di essere versatili, in termini di tipologie di prodotti impacchettabili, e anche veloci, soprattutto quando sulla linea vengono integrati pick and place robots indirizzati a massimizzare il grado di precisione e automazione. In queste applicazioni, la sfida maggiore è, però, riuscire a personalizzare e ottimizzare di volta in volta ogni singolo impianto di confezionamento sulle base delle particolari esigenze dell’azienda utente.

 

La sfida: giustificare un progetto con pick and place robots

Un esempio può essere il caso di un’impresa fornitrice di sistemi di confezionamento dotati di pick and place robots che, in fase di vendita delle proprie soluzioni, deve anche definire e preventivare la configurazione dell’intero impianto pick and place richiesto per rispondere a un determinato flusso di produzione. L’azienda fornitrice ha, dunque, un compito non banale: dimensionare e giustificare la progettazione di un’attrezzatura, che può prevedere l’implementazione di un determinato numero di pick and place robots, la definizione delle configurazioni dei nastri trasportatori, delle aree di prelievo e deposito (numero, dislocazione, superficie) e comportare un conseguente ingombro complessivo nel reparto di confezionamento.  

 

Tante variabili in gioco

Il livello di complessità di un sistema di confezionamento basato su pick and place robots è facilmente immaginabile, considerando che, tra i fattori di cui occorre tener conto nel progetto, vi sono anche i vincoli imposti dalla stessa struttura logistica dell’azienda utente, che spaziano dalla tipologia di robot da utilizzare, al flusso di lavoro da sostenere, alle limitazioni di budget. Senza valutare tutte queste variabili, e senza avere un’idea degli scenari più probabili e realistici (prodotti caduti o non perfettamente posizionati, rallentamenti della linea, ecc.) in cui il sistema di confezionamento potrà trovarsi a funzionare, non è possibile fornire al cliente un preventivo accettabile, che giustifichi ragionevolmente su basi concrete un progetto di tal genere.

 

Simulare una linea di pick and place robots, i benefici

Per riuscire a rispondere a una sfida di progettazione così impegnativa, l’azienda fornitrice dell’attrezzatura deve presentare al cliente un progetto fattibile seguendo tempistiche accettabili. Ed è qui che la simulazione viene in aiuto: l’azienda costruttrice in questione ha così richiesto a Moxoff di realizzare un software che permettesse di simulare la complessa sequenza di movimenti, e la catena di eventi interdipendenti, in sincronia e successione, che avvengono lungo una linea di pick and place robots.  

La necessità di utilizzare un simulatore di questo tipo deriva, inoltre, dall’impossibilità di adottare i simulatori 3D comunemente utilizzati per simulare i comandi di movimento di un singolo robot. Tali simulatori vanno bene per studiare la dinamica di comportamento di un robot singolo o al massimo di pochi robot, ma risultano inadatti quando occorre creare una simulazione completa, in grado di rappresentare virtualmente un intero processo di confezionamento, in cui, ad esempio, è necessario prevedere una ventina di robot che si muovono contemporaneamente su aree di pick and place differenti, movimentando migliaia di prodotti al minuto. Questi simulatori richiederebbero, infatti, eccessive risorse hardware e impiegherebbero tempi troppo lunghi per eseguire l’elaborazione.

 

Ottimizzare la configurazione dei pick and place robots

Diverso è il caso del simulatore sviluppato da Moxoff, in grado di girare su un normale PC e di eseguire in breve tempo la simulazione, utilizzando una modalità 2D semplificata: questo simulatore permette anche all’utente di lavorare su una visione d’insieme, grazie alla capacità di impostare con agilità la configurazione e modificare il funzionamento dell’intero sistema nei vari scenari possibili, inserendo e combinando tra loro le logiche di movimento dei singoli robot che operano in maniera coordinata all’interno della linea.

Il valore di questo tipo di simulatore risiede anche nell’opportunità di pesare il grado di incertezza del modello, introducendo nel processo di confezionamento elementi di disturbo, come disallineamenti sull’area di picking, spostamenti sui nastri trasportatori o quant’altro, per poi analizzare quali effetti producono sulla linea e in quale misura perturbano il corretto svolgimento delle operazioni di impacchettamento. In tal modo, grazie anche alla qualità dei modelli matematici che guidano il simulatore , è possibile usare il prototipo virtuale dell’attrezzatura e del processo di confezionamento come una buona approssimazione di quello che sarà il reale comportamento del macchinario durante il funzionamento in produzione.

 

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