L'automazione industriale è qualcosa con cui interagiamo ogni giorno, dalla ricezione di una consegna alla spesa al supermercato. Le celle di lavoro sono una parte importante dell'automazione industriale, che esplorerai durante questo corso. 

In questa lezione imparerai: 

• Cos' è una cella di lavoro e come viene utilizzata nell'ambito dell'automazione industriale
• In che modo la CTE Workcell si riferisce a questi concetti
• Cos' è l'EXP Robot Brain e come funziona come controllore logico programmabile all'interno della CTE Workcell
• Come caricare la batteria in modo che sia pronta per l'uso.

Alla fine di questa lezione, discuterai di ciò che hai imparato rispondendo alle domande nel tuo quaderno di ingegneria. 

Introduzione a Workcells

L'automazione industriale nella nostra vita quotidiana

L'automazione di fabbrica e i robot industriali si intrecciano nella nostra vita quotidiana, spesso senza che ci rendiamo conto del loro impatto. Considera la consegna durante la notte di un pacco o gli scaffali costantemente riforniti in un negozio di alimentari. Queste comodità quotidiane sono rese possibili da processi di produzione avanzati, in cui l'automazione e la robotica svolgono un ruolo importante.

L'automazione industriale è l'uso della tecnologia e delle macchine per semplificare e migliorare i processi di produzione nelle fabbriche. Nei moderni stabilimenti industriali, l'automazione è fondamentale per una varietà di compiti volti a incrementare l'efficienza, garantire la sicurezza e migliorare la precisione. Questi includono operazioni di produzione in cui i robot completano varie attività, come: 

• movimentazione dei materiali, come lo spostamento e lo smistamento dei prodotti. 
• pallettizzazione dei prodotti per la spedizione.
• rimozione dei prodotti difettosi dal sistema.

Quando viene effettuato un ordine online, ad esempio, viene elaborato da un sistema automatizzato e assegnato a un magazzino. In questi magazzini, i robot industriali svolgono un ruolo cruciale, navigando i corridoi e recuperando gli articoli con precisione e velocità. Questi robot sono in grado di muoversi in più direzioni e di maneggiare i prodotti con cura. Lavorano a fianco degli umani per ordinare, imballare e preparare il tuo ordine per la spedizione, il tutto in poche ore.

Cos' è una cella di lavoro?

Una cella di lavoro è il raggruppamento di macchine, persone e altre attrezzature che le aziende utilizzano nel loro processo di produzione. Queste celle sono spesso implementate per ridurre i costi associati alla produzione e aumentare la produttività. Molte aziende riducono anche significativamente il tasso di errore mettendo in atto le celle di lavoro.

Ad esempio, in un impianto di produzione, le macchine coinvolte nel processo (come bracci robotizzati e trasportatori) sarebbero disposte in modo che le merci prodotte si muovano senza intoppi e senza soluzione di continuità da una fase all'altra. Ciò sarebbe possibile solo se le macchine sono raggruppate in celle di lavoro che facilitano la progressione logica della merce in produzione — dalle materie prime da un'estremità al prodotto finito dall'altra.

Cos' è un controllore logico programmabile (PLC)?

Un controllore logico programmabile (PLC) è un sistema di controllo computerizzato industriale programmato per eseguire operazioni automatiche in sistemi industriali. Componente essenziale delle linee di produzione automatizzate, un PLC monitora continuamente lo stato dei dispositivi di input (come i sensori) e prende decisioni basate su un programma personalizzato per controllare lo stato dei dispositivi di output (come i trasportatori). I PLC sono utilizzati in una varietà di settori del mondo reale per automatizzare linee di assemblaggio, macchinari o altri processi in fabbrica. L'utilizzo di un PLC può aumentare l'affidabilità, la stabilità e le prestazioni del sistema e la sicurezza, riducendo al minimo la necessità di intervento umano e il potenziale errore umano. 

Nelle fabbriche automatizzate, le celle di lavoro sono costituite da varie macchine e robot che lavorano insieme per eseguire compiti specifici. Il PLC svolge un ruolo centrale nella gestione e nel coordinamento di attività quali: 

• Integrazione di dispositivi: i PLC possono integrare e controllare più dispositivi come bracci robotici, trasportatori, sensori e sistemi pneumatici all'interno di una cella di lavoro. Questa integrazione assicura che ogni componente funzioni armoniosamente con gli altri, migliorando l'efficienza e riducendo gli errori.
• Automazione dei processi: i PLC automatizzano le attività ripetitive, riducendo la necessità di intervento manuale. Ad esempio, in una cella di lavoro di imballaggio, un PLC potrebbe controllare un braccio del robot per prelevare articoli da un trasportatore, posizionarli in scatole e sigillare le scatole.
• Monitoraggio e Diagnostica: i PLC monitorano continuamente lo stato di tutti i dispositivi collegati, fornendo dati e diagnostica in tempo reale. Ciò aiuta a identificare e risolvere rapidamente i problemi, riducendo al minimo i tempi di inattività.

Un vantaggio chiave di un PLC è la sua flessibilità. I PLC non solo offrono la possibilità di espandere la funzionalità aggiungendo più dispositivi di input o output, ma possono anche essere facilmente riprogrammati e riconfigurati per adattarsi ai cambiamenti nel processo di produzione. 

La CTE Workcell

Ora che hai una conoscenza fondamentale della codifica del braccio a 6 assi per svolgere attività come il trasporto e la pallettizzazione di oggetti, sei pronto a basarti su tale conoscenza per aggiungere componenti per creare una cella di lavoro. Durante questo corso, imparerai a conoscere i componenti della CTE Workcell, come il cervello, i sensori, i trasportatori, l'alimentatore a dischi e la pneumatica, e come codificarli per creare una cella di lavoro completamente automatizzata. Prima di poter costruire una cella di lavoro completa, è necessario conoscere l'uso del cervello con la cella di lavoro CTE, in modo da poter collegare e controllare i dispositivi oltre il solo braccio a 6 assi.

Il cervello come controllore logico programmabile (PLC)

Nella CTE Workcell, il Cervello funge da controllore logico programmabile, eseguendo funzioni simili ai PLC nelle impostazioni di automazione industriale: 

• Hub di controllo: il cervello funge da hub di controllo centrale, gestendo il braccio a 6 assi e dispositivi aggiuntivi come trasportatori, sensori e pneumatica.
• Logica programmabile: il cervello viene programmato utilizzando VEXcode per definire come dovrebbe funzionare la cella di lavoro, rispecchiando l'uso reale dei PLC nelle fabbriche automatizzate.
• Coordinamento in tempo reale: il cervello elabora gli input dai sensori e controlla gli output in tempo reale, garantendo un funzionamento regolare ed efficiente della cella di lavoro.
• Espandibilità: Proprio come i PLC industriali, il Brain può essere ampliato collegando dispositivi aggiuntivi (come sensori, trasportatori e pneumatica), consentendo di costruire e controllare sistemi automatizzati sempre più complessi.

Nel corso precedente è stata utilizzata una connessione diretta per controllare il movimento del braccio a 6 assi con VEXcode EXP. Tuttavia, una connessione diretta consente solo di controllare il braccio a 6 assi. L'utilizzo di Brain consente di collegare dispositivi aggiuntivi come sensori, motori e pneumatica, nonché il braccio a 6 assi. Per creare una cella di lavoro completamente automatizzata, dovrai utilizzare il Cervello per controllare tutti i dispositivi necessari per spostare, ordinare e distribuire con successo gli oggetti in modo efficace.

Il Cervello esegue i progetti utente che vengono scaricati su di esso, per controllare la cella di lavoro. È inoltre possibile visualizzare le informazioni sulla cella di lavoro direttamente sulla schermata Cervello, come si vedrà più avanti in questa Unità.

In questo corso controllerai la CTE Workcell utilizzando il cervello come PLC. Per alimentare il cervello e i componenti collegati, come il braccio a 6 assi, è necessario collegare una batteria carica al cervello. 

Verifica la tua comprensione

Prima di passare alla lezione successiva, assicurati di comprendere i concetti trattati in questa lezione rispondendo alle domande nel documento seguente nel tuo quaderno di ingegneria. 

Domande sulla comprensione > (Google Doc / .docx / .pdf)

Seleziona Avanti > per passare alla lezione successiva.