Rivoluzione nell’intralogistica
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- 2.8.2024
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Due anni fa, Cognibotics stava cercando il sistema di controllo perfetto per i propri robot. La sfida consisteva nell’automatizzare il prelievo di oggetti in applicazioni di intralogistica con un nuovo robot rivoluzionario, dotato di una combinazione senza precedenti di velocità e raggio d’azione. Con KeMotion, la soluzione robotica di KEBA Industrial Automation, Cognibotics ha lanciato sul mercato l’HKM 1800, un robot che si distingue per elevata capacità produttiva ed affidabilità.
L’occasione per il leggendario incontro tra Cognibotics e KEBA si è presentata all’automatica 2022 di Monaco di Baviera dove Fredrik Malmgren, CEO di Cognibotics, ha dato inizio al meeting con queste chiare parole: “Abbiamo deciso di adottare la tecnologia robotica di KEBA per il nostro prodotto”. KEBA Industrial Automation possedeva infatti esattamente quella tessera del puzzle che all’impresa svedese di Lund ancora mancava per poter lanciare sul mercato l’“HKM 1800”, un rivoluzionario robot ad alte prestazioni per la movimentazione dei materiali. Si trattava di KeMotion, la soluzione robotica di KEBA basata sulla piattaforma di automazione Kemro X.
HKM sta per Hybrid Kinematic Manipulator
Il nome sottolinea i vantaggio dalla combinazione tra la cinematica seriale e quella parallela. Un ibrido decisamente innovativo. Questa progettazione consente di ridurre al minimo le masse in movimento e i tempi di ciclo su vaste aree di lavoro circolari.
Serviva una piattaforma robotica avanzata
“Dopo aver letto i nomi delle chiamate di funzioni presenti nell’interfaccia software di KEBA, abbiamo capito che questo sistema è un “un vero e proprio sistema di controllo per robot” e non un semplice add-on robotico per PLC”, spiegano gli sviluppatori del Team di Malmgrern. Da più di due anni si stava cercando un sistema di controllo e una soluzione a livello di piattaforma adatti per l’HKM1800, un robot manipolatore per il picking che ha decisamente tutte le carte in regola per rivoluzionare l’intero settore. Malmgren spiega: “Ci occorreva una piattaforma robotica avanzata e completa che offrisse la libertà di sviluppo necessaria per il nostro know-how specifico. E solo l’ambiente per robotica di KEBA era in grado di offrirlo. Qui potevamo integrare facilmente la nostra tecnologia. Ne è nato un prodotto unico nel suo genere che non sarà facile replicare.
La Cognibotics è stata fondata nel 2013 da Klas Nilsson con l’obiettivo di sviluppare tecnologie robotiche avanzate e robot industriali all’avanguardia per le applicazioni nei settori della movimentazione e trasporto dei materiali. Oggi l’azienda occupa più di 40 persone, 15 delle quali provengono direttamente da un contesto scientifico, mentre molti altri hanno maturato decenni di esperienza sul campo nell’automazione industriale e nella robotica. “Non siamo mai stati una tipica start-up. Se sommiamo l’esperienza nel settore della robotica di tutti i colleghi, arriviamo facilmente a 100 anni”, aggiunge Malmgren.
Dopo la fiera di giugno 2022, la collaborazione tra Cognibotics e KEBA è iniziata in tempi brevissimi - l’HKM doveva essere lanciato sul mercato entro un anno. Michael Garstenauer, product manager di KEBA, precisa: “La sfida per Cognibotics consisteva nel riuscire ad entrare, con l’HMK1800, in un settore produttivo con elevati standard di affidabilità, service, disponibilità dei ricambi e tecnologia.
Grazie alle precise richieste di Cognibotics, questo ambizioso obiettivo è stato raggiunto. In poco tempo Cognibotics ha dovuto ammettere di essere rimasta molto colpita dalle grandi potenzialità di KeMotion: “Abbiamo fatto girare il sistema per giorni senza che andasse mai in crash o si bloccasse”. Siamo rimasti davvero sorpresi”, aggiunge Malmgren. Sei mesi dopo, a gennaio 2023, nel nostro laboratorio l’HKM era finalmente completamente funzionante e pronto per entrare sul mercato. “Sapevamo che le nostre tempistiche erano ambiziose, ma grazie alla soluzione robotica di KEBA siamo riusciti a ridurre il tempo di sviluppo di quattro volte, un risultato che non avremmo mai potuto raggiungere in altro modo. Il breve tempo necessario per raggiungere la maturità di mercato sarà cruciale per il futuro successo dell’HKM1800”, afferma Malmgren. Le difficoltà di approvvigionamento a livello globale, nel 2022, hanno suscitato qualche incertezza riguardo al puntuale completamento del progetto. Anche i componenti dei sistemi di automazione, come i motori e gli azionamenti, ne hanno risentito. “Grazie alla produzione interna di KEBA, siamo riusciti a gestire questa sfida decisamente meglio rispetto alla concorrenza”, osserva Malmgren con un sorriso, riflettendo sulle difficoltà passate.
Quattro volte più veloce di un essere umano
Il robot ad alte prestazioni apre orizzonti completamente nuovi per i processi di picking robotizzati, soprattutto laddove diverse posizioni di prelievo e carico coprono un ampio spazio di lavoro, come avviene tipicamente nei centri di immagazzinamento e distribuzione dell’intralogistica. Malmgren spiega: “Mentre una persona può mantenere un ritmo di 300-500 cicli di pick&place all’ora, l’HKM1800 riesce a superare i 2000 cicli all’ora, con la possibilità di raggiungere distanze molto superiori a quelle che un essere umano potrebbe gestire”. Il robot pick&place è pertanto quattro volte più veloce di un uomo e può ordinare all’interno di casse merci complesse come frutta, verdura o oggetti flessibili.
“Grazie all’impiego della soluzione robotica di KEBA, siamo riusciti a ridurre i tempi di sviluppo di quattro volte."
Rispetto ai normali robot SCARA, Delta e a 6 assi, l’HKM1800 è ottimizzato per applicazioni pick&place con prestazioni superiori ed è progettato esattamente con i necessari gradi di libertà. L’HKM1800 ha una capacità di carico massima di 7,5 kg, un raggio d’azione di 1.800 mm e copre un’area di lavoro di 10 m². Così Malmgren: “Nella progettazione ci siamo ispirati ai tipici ponti tedeschi con struttura reticolare”. Il robot è realizzato in un materiale leggero ad alte prestazioni, i bracci in fibra di carbonio e i giunti in alluminio. “Abbiamo posizionato tutti i servomotori e gli ingranaggi in un punto centrale che praticamente non si muove. Sfruttiamo le leggi della fisica: tutta la massa in movimento è ultraleggera, mentre gli elementi pesanti restano praticamente fermi”, sottolinea con entusiasmo Malmgren. L’HKM1800 è configurato per muovere una massa ridottissima, il che consente prestazioni eccezionali con un consumo minimo di energia.
Maggiore efficienza energetica grazie alla progettazione
L’HKM è quindi un robot molto efficiente dal punto di vista energetico. Il braccio del robot pesa solo circa 25 kg, il che significa che esso consuma una quantità di energia minima durante il movimento. Questo gli consente di accelerare e rallentare rapidamente senza perdite di energia rilevanti o sviluppo di calore. Di conseguenza, i costi energetici si riducono e le procedure di installazione si semplificano. “Notiamo che le aziende sono sempre più interessate a queste caratteristiche ecologiche nel crescente sforzo di qualificare i propri marchi, anche tramite l’uso di robot ad alta efficienza energetica.”
Garstenauer, Product Manager di KEBA, sottolinea: “Siamo orgogliosi di far parte dell’HKM1800. Questo progetto dimostra come i nostri clienti possano implementare la loro tecnologia di base utilizzando la nostra avanzata e potente piattaforma robotica KeMotion, e presentare le loro soluzioni sul mercato in tempi brevi e con la necessaria affidabilità.” KEBA ha avuto l’opportunità di contribuire alle basi progettuali su cui si fonda l’efficienza di Cognibotics, offrendo anche servoazionamenti, tecnologia di sicurezza specifica per la robotica, motion planner, interpreti di programma, soluzioni di controllo mobili e interfacce per l’integrazione dei sistemi.
Anteprima mondiale all’automatica 2023
Cognibotics e KEBA hanno deciso di festeggiare il successo della collaborazione esattamente nel luogo del loro primo incontro. Allo stand espositivo condiviso all’automatica 2023, l’HKM1800 è stato presentato per la prima volta al pubblico con grande successo. La dimostrazione di Cognibotics è stata definita dai media come il momento clou di automatica 2023.
A coronare il tutto, il primo contratto d’acquisto per l’HKM1800 è stato ufficialmente firmato direttamente allo stand, anche se il nome dell’acquirente non è stato ancora svelato a causa della complessità dell’integrazione ancora in corso. Nel frattempo, un’altra azienda, la svedese Nowaste Logistic di Helsingborg, ha scritto una pagina di storia presentando ai media il primo robot HKM installato per la movimentazione dei materiali. L’azienda è nota per il suo ruolo di primo piano fra i pionieri delle automazioni per l’intralogistica. Dai suoi impianti, l’azienda fornisce prodotti a un gran numero di clienti appartenenti ai più svariati settori, spaziando dall’industria alimentare, a quella dei dolciumi, fino al settore dell’arredamento. Il progetto pilota è iniziato alla fine di febbraio 2024 e ulteriori progetti sono previsti entro la fine dell’anno.
