I cobot installano le fascette per cavi

RULA aiuta a identificare i fattori di rischio associati ai carichi posturali elevati. Illustrazione gentilmente concessa dalla Tecnológico de Monterrey

La JSI integra RULA, considerando fattori aggiuntivi come tempo e velocità. Può prevedere se i lavoratori svilupperanno lesioni a causa del movimento ripetitivo degli arti superiori. Illustrazione gentilmente concessa dalla Tecnológico de Monterrey

Tra le altre variabili, RULA misura l'angolo delle posizioni dei bracci durante un'attività di assemblaggio. Foto per gentile concessione del Tecnológico de Monterrey

I ricercatori hanno progettato una postazione di lavoro con un cobot sul retro del tavolo di montaggio. Questa disposizione elimina il rischio di collisione tra il lavoratore e il cobot. Consente inoltre il completamento di due schede contemporaneamente. Foto per gentile concessione del Tecnológico de Monterrey

Il cablaggio sperimentale dei ricercatori richiedeva l'installazione di quattro fascette negli angoli opposti. Foto per gentile concessione del Tecnológico de Monterrey

Un assemblatore carica una scheda di assemblaggio del cablaggio sulla stazione di lavoro. Foto per gentile concessione del Tecnológico de Monterrey

Un cobot installa una fascetta su un cablaggio. Foto per gentile concessione del Tecnológico de Monterrey

Per un'applicazione nel mondo reale, gli ingegneri dovranno sviluppare un effettore finale specializzato per l'installazione delle fascette per cavi. Foto per gentile concessione del Tecnológico de Monterrey

I punteggi RULA e JSI mostrano che il processo di collaborazione uomo-robot è più ergonomico di quello puramente manuale. Foto per gentile concessione del Tecnológico de Monterrey

Secondo alcune stime, il 90% delle attività di assemblaggio dei cablaggi viene eseguito manualmente. Di conseguenza, gli assemblatori di cablaggi sono a rischio di problemi di salute sul lavoro a causa della ripetitività e delle posture scomode. Migliorare questi processi è quindi fondamentale sia per la produttività che per l’ergonomia.

I robot collaborativi hanno il potenziale per aumentare radicalmente la produttività, migliorare l’ergonomia e ridurre i costi. In teoria, i cobot potrebbero essere utilizzati per instradare cavi, inserire cavi, fissare cavi o installare fascette per cavi.

Ad oggi, tuttavia, pochi studi hanno esaminato l’applicazione dei cobot nel processo di assemblaggio dei cablaggi. Uno studio, ad esempio, ha dimostrato che un cobot potrebbe automatizzare efficacemente il processo di nastratura dei cavi su una scheda di cablaggio. Un altro studio ha dimostrato che i cobot potrebbero assemblare con successo connettori elettrici.

D’altro canto, l’assemblaggio dei cablaggi pone delle sfide per l’automazione. In uno studio di laboratorio, l’imbracatura non cambia mai, quindi il cobot deve essere programmato solo una volta. In un negozio di finimenti ad alto mix, il cobot dovrebbe essere riprogrammato costantemente, il che inciderebbe sui guadagni di produttività. Le parti stesse rappresentano un'altra sfida. I robot in genere hanno difficoltà a gestire oggetti flessibili, come fili e cavi, che si muovono in modi imprevedibili. Di conseguenza, la maggior parte dei tentativi di automazione si concentra su attività, come la nastratura, in cui l’imbracatura viene fissata in posizione.

Il nostro studio esamina la possibilità di utilizzare un cobot con visione guidata per installare fascette su un cablaggio. Il lavoro è stato svolto in collaborazione con un piccolo produttore messicano specializzato nella produzione di cablaggi elettrici, automobilistici e industriali. In un'intervista, il responsabile della produzione dell'azienda ha identificato il posizionamento delle fascette come il processo che genera i maggiori problemi ergonomici per la sua forza lavoro. Ci siamo chiesti se un cobot potesse alleviare questo peso. L’aggiunta della visione artificiale all’applicazione potrebbe, in teoria, risolvere il problema di dover riprogrammare il cobot per lavorare su cablaggi diversi.

Il nostro studio utilizza due metodologie per valutare l'ergonomia di un'attività di assemblaggio di un'imbracatura: il Rapid Upper Limb Assessment (RULA) e il Job Strain Index (JSI). RULA è un robusto metodo di valutazione dell'ergonomia. Misura tutti gli angoli degli arti superiori del corpo e considera altri fattori, come l'attività muscolare e le forze applicate. La JSI integra RULA, considerando fattori aggiuntivi come tempo e velocità. Inoltre, il JSI può prevedere se i lavoratori svilupperanno infortuni a causa dei movimenti ripetitivi degli arti superiori.

RULA aiuta a identificare i fattori di rischio associati ai carichi posturali elevati. Riconosce anche problemi ergonomici dovuti ad un eccessivo carico posturale sugli arti superiori di un lavoratore. RULA fornisce un punteggio che determina se le posture di lavoro sono accettabili o richiedono modifiche, o addirittura una riprogettazione completa dell'attività.