Automazione più intelligente e sicura con i cobot Lexium di Schneider Electric

I robot collaborativi (cobot) rivestono un ruolo sempre più centrale nelle strutture produttive dell'Impresa 4.0 che privilegiano efficienza, produzione elevata e rigorosi standard di qualità. Contribuiscono ad affrontare la carenza di manodopera qualificata e la variabilità della produzione, consentendo al contempo operazioni più sicure e adattabili. I produttori accelerano l'adozione dei cobot sfruttando l'intelligenza artificiale (IA), l'apprendimento automatico (ML) e gli strumenti di ingegneria digitale per semplificare l'implementazione e migliorare le prestazioni. La maggiore disponibilità di prodotti e la riduzione dei costi di implementazione continuano a ridurre le barriere d'ingresso.

Questo articolo esamina come i cobot Lexium di Schneider Electric offrano un'automazione scalabile e incentrata sull'uomo in molti settori, come confezionamento, automotive, scienze biologiche, logistica ed elettronica. Mette in evidenza l'intera gamma di robot collaborativi Lexium a sei assi di Schneider, con capacità di carico da 3 a 18 kg e tratta le varie opzioni di controller progettati sia per l'uso autonomo sia per l'integrazione con architetture di macchine connesse.

L'articolo illustra inoltre come gli operatori delle strutture possano impiegare rapidamente i cobot Lexium grazie alla loro struttura leggera, alle funzioni di sicurezza integrate e alla programmazione intuitiva tramite interfacce drag-and-drop o guidando fisicamente il braccio robotico. L'integrazione con il software EcoStruxure™ Machine Expert ed EcoStruxure™ Machine Expert Twin di Schneider semplifica la configurazione, riduce i tempi di messa in funzione e supporta ambienti di produzione connessi e predisposti per l'IoT.

Infine, l'articolo passa in rassegna i principali vantaggi in termini di sostenibilità e prestazioni, tra cui la riduzione del consumo energetico, la diminuzione degli scarti di materiale e una più rapida redditività del capitale investito (ROI). DigiKey fornisce queste soluzioni progettate da Schneider Electric per un percorso pratico verso l'automazione più intelligente, più sicura e più agile.

Prestazioni collaborative per flussi di lavoro impegnativi

I cobot Lexium supportano un'ampia gamma di applicazioni per l'Impresa 4.0 che richiedono precisione, flessibilità e funzionalità di sicurezza integrate. I casi d'uso più comuni riguardano il confezionamento, la logistica, la produzione automotive, l'assemblaggio di componenti elettronici, la produzione di semiconduttori e le scienze biologiche.

I cobot Lexium sfruttano i sensori di momento torcente e le caratteristiche di sicurezza stabilite dalla norma ISO/TS 15066 per lavorare in sicurezza accanto agli operatori umani e ad altri robot, eliminando la necessità di infrastrutture di protezione fisica. L'elevata precisione del percorso e il controllo costante del movimento consentono una movimentazione precisa e un assemblaggio accurato. Gli ingombri ridotti e la flessibilità meccanica facilitano la rapida ridistribuzione tra le postazioni di lavoro, riducendo i tempi di inattività e supportando la produzione just-in-time (JIT) e a modelli misti.

Portata e precisione del carico utile

La gamma di cobot Lexium comprende modelli a sei assi con capacità di carico utile di 3, 5, 7, 12 e 18 kg. Ogni modello supporta flussi di lavoro ad alta produttività e precisione di movimento, con una ripetibilità che varia da ±0,0 a ±0,03 mm, a seconda della classe di carico utile.

Il cobot Lexium 3KG (LXMRL03S0000) (Figura 1) è progettato per attività di precisione come l'assemblaggio di piccoli pezzi, la manipolazione di campioni e l'ispezione. Con uno sbraccio di 626 mm e un telaio di soli 12 kg, si integra facilmente in stazioni da banco, carrelli mobili o celle compatte.

Figura 1: Il cobot Lexium 3KG di Schneider Electric è caratterizzato da una struttura leggera, da un movimento a sei assi e da un rilevamento di momento torcente integrato per supportare un funzionamento sicuro e preciso in ambienti collaborativi e con vincoli di spazio. (Immagine per gentile concessione di Schneider Electric)

Il cobot Lexium 5KG (LXMRL05S0000) raggiunge un equilibrio tra sensibilità al movimento e capacità di carico, rendendolo adatto all'assemblaggio di componenti elettronici, al fissaggio meccanico leggero e alle attività di pick-and-place con carico moderato. Lo sbraccio di 954 mm e il peso alla base di 23 kg garantiscono prestazioni reattive e stabili nelle applicazioni che richiedono un controllo del movimento costante, tra cui l'assemblaggio di schede a circuito stampato, l'installazione di connettori e il collaudo.

Portata e carico utile per applicazioni complesse

Il cobot Lexium 7KG (LXMRL07S0000) offre uno sbraccio di 819 mm e un controllo del movimento rapido e reattivo per operazioni di pick-and-place dinamiche. Viene comunemente utilizzato sulle linee di confezionamento e nella logistica per l'etichettatura, la pallettizzazione, il trasferimento dei materiali e la costruzione di scatoloni di cartone.

I modelli Lexium 12KG (LXMRL12S0000) e Lexium 18KG (LXMRL18S0000) sono progettati per la movimentazione e l'assemblaggio di pezzi di grandi dimensioni nelle applicazioni automotive. Con sbracci di 1327 mm e 1073 mm rispettivamente, questi sistemi sono in grado di gestire flussi di lavoro pesanti senza compromettere la precisione.

La tabella seguente riassume le caratteristiche principali di ciascun modello di cobot Lexium.

Tabella 1: Specifiche tecniche e casi d'uso rappresentativi dei cobot Lexium di Schneider Electric.

Opzioni di hardware e controller modulari

I cobot Lexium supportano un'architettura di controllo modulare progettata per adattarsi a classi di carico utile e requisiti di impiego specifici. Il controller compatto (LXMRL00C2000) (Figura 2), ad esempio, consente di semplificare l'installazione e la configurazione in applicazioni con vincoli di spazio o con carichi ridotti.

Figura 2. Il controller compatto Lexium di Schneider Electric (LXMRL00C2000) è dotato di un alloggiamento compatto con interfacce I/O e di rete integrate, ideale per il controllo semplificato nelle implementazioni di cobot a braccio singolo o da banco. (Immagine per gentile concessione di Schneider Electric)

I modelli a capacità inferiore, come i cobot da 3 kg e da 5/7 kg, possono essere abbinati a controller dedicati (rispettivamente LXMRL03C1000 e LXMRL07C1000) per ottimizzare il controllo del movimento e le funzioni di sicurezza per ciascuna classe di carico.

Tutti i controller cobot Lexium supportano configurazioni I/O flessibili e compatibilità con fieldbus per l'integrazione in sistemi per l'Impresa 4.0 di terze parti. La piattaforma consente inoltre l'integrazione degli effettori attraverso interfacce standard, con un'architettura modulare che semplifica la riconfigurazione ed estende l'applicabilità a tutti i flussi di lavoro e ai settori industriali.

Vantaggi dell'implementazione: semplicità, programmazione e sicurezza

Realizzati in leghe di alluminio leggere, i cobot Lexium sono fino al 10% più leggeri e al 20% più piccoli di sistemi analoghi. Il loro fattore di forma compatto ne facilita l'integrazione nelle nuove linee o in celle di lavoro riqualificate, con un montaggio flessibile su pavimenti, pareti, soffitti o piattaforme mobili. L'installazione e l'attivazione richiedono meno di 30 minuti, riducendo i tempi di configurazione fino al 50% rispetto ai robot tradizionali.

Sia ingegneri che tecnici possono occuparsi della configurazione e della programmazione. Gli utenti possono programmare il movimento guidando il braccio del cobot o premendo i pulsanti FREE e POINT, che impostano direttamente le posizioni ed eliminano la necessità di dispositivi esterni. In alternativa, le sequenze di movimento possono essere programmate attraverso l'intuitiva interfaccia drag-and-drop di Schneider Electric sul pannello HMI o nel software. Altre opzioni includono il software EcoStruxure Cobot Expert per le tablet Android.

I controller cobot Lexium da 3 kg (LXMRL03C1000) e da 5/7 kg (LXMRL07C1000) (Figura 3) supportano sia la guida fisica sia la programmazione grafica, riducendo al minimo i tempi di configurazione e accelerando l'avvio in produzione.

Figura 3: Il controller cobot Lexium da 5/7 kg (LXMRL07C1000) è stato progettato per ottimizzare le prestazioni dei modelli con carico utile inferiore, integrando il controllo avanzato del movimento, le funzioni di sicurezza e la connettività in un robusto involucro indipendente. (Immagine per gentile concessione di Schneider Electric)

Integrazione e servizi a livello di sistema

I cobot Lexium si integrano con il software EcoStruxure Machine Expert e Machine Expert Twin per la configurazione e la simulazione virtuale prima della messa in servizio. Gli ingegneri possono convalidare il posizionamento del robot, l'interazione con l'effettore e i vincoli dello spazio di lavoro per identificare potenziali collisioni o inefficienze. Questi strumenti consentono di abbreviare la messa in funzione, ridurre il debugging in loco e ottimizzare le prestazioni del ciclo di vita attraverso test e perfezionamenti virtuali.

Al di là del funzionamento autonomo, i cobot Lexium funzionano perfettamente con il più ampio ecosistema EcoStruxure di Schneider Electric. Si integrano con i controller di movimento Modicon M262 e i servoazionamenti e motori Lexium 32 tramite i protocolli Ethernet/IP e Sercos. La piattaforma supporta anche servizi avanzati come EcoStruxure Machine Advisor per la manutenzione predittiva, EcoStruxure Plant Advisor per il monitoraggio IIoT ed EcoStruxure Augmented Operator Advisor per la risoluzione dei problemi senza contatto.

Gestione integrata della sicurezza e dello spazio di lavoro

I cobot Lexium supportano l'integrazione SCADA e il monitoraggio remoto per l'analisi della sicurezza e delle prestazioni. Per garantire una collaborazione uomo-robot sicura ed efficiente, tutti i modelli sono conformi agli standard ISO 10218 e ISO/TS 15066, con sensori di momento torcente integrati per il rilevamento della forza e indicatori LED per lo stato del sistema. Le installazioni includono pulsanti di arresto di emergenza, traiettorie predefinite e formazione obbligatoria per gli operatori. Lo stick di controllo fornisce il controllo diretto del sistema, compresi l'arresto di emergenza, i comandi di blocco/sblocco e il riscontro visivo dello stato.

I cobot Lexium definiscono cinque zone di lavoro configurabili che supportano un funzionamento sicuro ed efficiente:

• Le zone collaborative consentono di condividere mansioni uomo-robot.
• Le zone riservate ai robot isolano il funzionamento autonomo.
• Le zone protette limitano l'accesso durante il funzionamento.
• Le zone di orientamento utensile limitano il movimento dell'effettore per evitare interferenze.
• Le zone di esclusione delle collisioni consentono un contatto controllato per le fasi di montaggio specializzate.

Ottimizzare prestazioni e sostenibilità

I cobot Lexium sono caratterizzati da un design completamente elettrico che elimina la necessità di aria compressa o sistemi idraulici, riducendo il consumo energetico e il costo totale di proprietà (TCO). La loro precisione a sei assi e la ripetibilità di ±0,02 ±0,03 mm supportano una qualità costante nei flussi di lavoro ad alta produttività, come il pick-and-place, l'inserimento e l'assemblaggio di precisione.

Queste capacità contribuiscono a migliorare la resa al primo passaggio, a ridurre gli scarti e a limitare le rilavorazioni: vantaggi importanti nella produzione elettronica, scienze biologiche e semiconduttori, dove tolleranze strette e tracciabilità sono essenziali. La precisione del movimento e il controllo della forza riducono ulteriormente lo spreco di materiale e i danni ai componenti, mentre la movimentazione fluida e ripetibile prolunga la durata dei pezzi e riduce il rischio di cadute, collisioni o disallineamenti.

I cobot Lexium supportano ulteriormente l'ottimizzazione della forza lavoro automatizzando le attività ripetitive o ergonomiche. Ciò consente agli operatori umani di concentrarsi su attività di maggior valore, come l'assicurazione della qualità, il monitoraggio del sistema e il miglioramento continuo, riducendo così il rischio di infortuni e migliorando la soddisfazione sul lavoro e la produttività complessiva.

Infine, l'installazione modulare e le opzioni di controllo flessibili semplificano la messa in funzione e la ridistribuzione. Il controller compatto supporta le installazioni di singoli robot e ambienti con vincoli di spazio, mentre i controller da 3 kg e 5/7 kg consentono configurazioni ottimizzate per prestazioni e adattate a specifici carichi utili. Combinate con strumenti di programmazione e simulazione intuitivi, queste funzionalità riducono i tempi di integrazione, accelerano il time-to-value e migliorano la redditività del capitale investito (ROI).

Conclusione

I cobot Lexium combinano l'azionamento completamente elettrico, controller modulari e carichi utili scalabili per supportare l'automazione ad alte prestazioni in tutti i settori. Grazie al movimento a sei assi, alle funzioni di sicurezza integrate e alla ripetibilità da ±0,02 mm a ±0,03 mm, questa linea di prodotti supporta attività che vanno dall'assemblaggio di precisione alla movimentazione di carichi pesanti con carichi utili che vanno da 3 a 18 kg. Controller flessibili, programmazione rapida e strumenti di gemellaggio digitale semplificano l'implementazione nei settori del confezionamento, dell'elettronica, automotive e delle scienze biologiche. I cobot Lexium aiutano i produttori a scalare l'automazione con modifiche minime all'infrastruttura, supportando ambienti di produzione molto variabili a medio volume e integrati digitalmente.