Che cos'è un robot per verniciatura ABB?
Dopo aver trascorso molto tempo in fabbrica, si scopre una cosa piuttosto realistica: molti clienti, all’inizio, non si preoccupano del processo di verniciatura, ritenendolo semplicemente l’applicazione di uno strato di vernice; quanto può essere difficile? Ma quando si passa effettivamente alla produzione su larga scala, la verniciatura è spesso il problema che causa maggiori grattacapi. La lavorazione meccanica va a buon fine, l’assemblaggio risulta preciso e ben eseguito, ma se nella fase finale di verniciatura compaiono difetti come gocciolamenti, effetto arancia o differenze cromatiche, il livello qualitativo dell’intero prodotto ne risente immediatamente. Ciò vale soprattutto per automobili, involucri di elettrodomestici e componenti per dispositivi elettronici (3C), dove l’aspetto esteriore costituisce la prima impressione per l’utente: la verniciatura è il primo impatto visivo, e la qualità della linea di verniciatura si nota subito a colpo d’occhio.
Pertanto, sempre più fabbriche oggi non fanno più affidamento esclusivamente sull’esperienza dei maestri artigiani per garantire la qualità della verniciatura, ma ricorrono direttamente ai robot. Nel settore dei robot per verniciatura, il sistema ABB gode di una reputazione pressoché insuperabile e rappresenta un punto di riferimento quasi obbligato nell’industria. 
Quindi il robot per verniciatura ABB esiste davvero? In che cosa differisce dai comuni robot per manipolazione e saldatura? Qual è, in definitiva, la sensazione che trasmette nel workshop? Oggi vi parleremo di ciò che abbiamo osservato sul campo negli anni e della reale esperienza d’uso.
È molto più di un semplice braccio mobile
Molte persone, alla prima vista, pensano che il robot per verniciatura ABB non sia altro che un comune robot a sei assi dotato di una pistola a spruzzo. In realtà, non è così semplice.
Il robot per verniciatura ABB assomiglia piuttosto a un sistema completo integrato. Il braccio si occupa del movimento lungo la traiettoria, l’atomizzatore garantisce una distribuzione uniforme della vernice, il sistema di controllo regola con precisione portata, tensione e flusso d’aria, mentre il software si occupa della pianificazione del percorso e della logica di processo. Solo quando tutti questi elementi operano in sinergia si ottiene un sistema funzionante nella sua interezza.
In altre parole, non si tratta di un braccio meccanico che esegue semplicemente gesti, bensì di un’unità produttiva in grado di controllare in tempo reale la qualità del film di vernice. Questa differenza è particolarmente evidente nella produzione effettiva: la verniciatura manuale si basa sul tocco e sull’esperienza dell’operatore — oggi lo stato della verniciatura può essere eccellente e di grande impatto estetico, domani un semplice tremito della mano potrebbe comprometterne il risultato; la verniciatura robotizzata, invece, si basa su parametri predefiniti e sulla ripetibilità: se il primo pezzo è conforme alle specifiche, lo saranno anche il millesimo e tutti gli altri.
Come funziona? In termini semplici
Si può immaginare che l’intero processo sia molto semplice: il pezzo da verniciare viene posizionato sul posto, il robot gli ruota intorno spruzzandolo mentre lo fa ruotare, regolando costantemente lo stato della verniciatura.
L’elemento chiave non risiede nell’azione di «verniciare», ma nella capacità di «regolare durante la verniciatura».
Ad esempio, se ci si reca sul posto per osservare, il robot si muove verso l’angolo della posizione del pezzo in lavorazione e la quantità di vernice viene automaticamente ridotta leggermente, per evitare accumuli; quando raggiunge un’area piana estesa, l’apertura del getto si allarga per migliorare l’efficienza; durante le curve, la velocità di movimento e la quantità di vernice erogata vengono desincronizzate per garantire uno spessore uniforme del film verniciato. Tutti questi parametri non vengono regolati manualmente ruotando una manopola accanto all’operatore, ma sono gestiti autonomamente da una logica preimpostata nel sistema.
Alcuni fattori critici che determinano davvero la qualità della verniciatura
I clienti chiedono spesso: «Lo stesso robot ABB, perché in alcuni stabilimenti la verniciatura risulta speculare, mentre in altri casi è quasi priva di significato?». In realtà, la causa non risiede nel robot stesso, bensì nei seguenti fattori.
- Atomizzatore
Questo componente è il cuore del processo di verniciatura: determina se la spruzzatura sarà buona o cattiva. In parole semplici, il suo compito è suddividere la vernice liquida in particelle estremamente fini. Più uniformi sono le particelle, più omogenea sarà la nebulizzazione sulla superficie del pezzo in lavorazione e più uniforme risulterà il film di vernice. Se l’atomizzatore non è in buone condizioni, osservando la superficie verniciata si noteranno difetti quali fioriture, granuli visibili o aree con spessori irregolari (zone troppo spesse o troppo sottili). Molti dei problemi di qualità della verniciatura riscontrati nel settore della manutenzione sono infine riconducibili a un atomizzatore difettoso.
- Verniciatura elettrostatica
Molti sistemi di verniciatura ABB utilizzano metodi elettrostatici. Il principio non è complicato: si carica elettricamente la vernice, mentre il pezzo in lavorazione viene messo a terra; le particelle di vernice vengono quindi attratte verso il pezzo come da un magnete. L’effetto pratico è molto intuitivo: la verniciatura risulta più uniforme, gli spigoli e gli angoli sono meglio coperti e la nebbia di vernice si disperde meno. Detto in termini semplici, ciò consente di risparmiare vernice e garantisce un ambiente di lavoro più pulito.
- Integrazione del sistema
Il punto di forza di ABB è che non si tratta semplicemente di attrezzature per la verniciatura 'appese' al robot, ma che pompe, valvole e unità di controllo sono integrate nel sistema, alcune direttamente vicino al polso del robot. Il vantaggio di questa soluzione è una risposta rapida, un ritardo minimo e una riduzione degli sprechi di vernice durante il cambio colore e la pulizia. Nella scena qui descritta, l’intera azione di verniciatura risulterà molto fluida e naturale, senza quel senso di lentezza o di ritardo di mezzo battito tipico di altri sistemi.
Modelli comuni e loro applicazioni
Parliamo di alcuni modelli con cui abbiamo avuto più frequentemente a che fare: non approfondiremo i parametri tecnici, ma descriveremo l’esperienza pratica d’uso.
L’ABB IRB 5500 negli stabilimenti automobilistici è considerato ormai un vecchio conoscitore: si distingue per la velocità d’azione e la stabilità della traiettoria, risultando particolarmente adatto alla verniciatura di grandi superfici come i pannelli carrozzeria.
L’ABB IRB 5510 è invece più comunemente impiegato nelle linee di verniciatura di componenti, dove si lavorano piccoli pezzi, spesso di diverso tipo, e dove il ciclo produttivo richiede frequenti cambi di ritmo; questo modello si adatta quindi a contesti più flessibili.
Esiste inoltre la serie ABB IRB 52, spesso visibile in alcuni settori industriali generali, appartenente alla categoria dei robot robusti.
Perché molte fabbriche accettano a denti stretti anche l’adozione di robot per la verniciatura?
In realtà, questo problema non richiede particolari ragionamenti: una semplice visita sul posto permette di comprenderlo immediatamente.
La stabilità non è un salto quantico. Nella verniciatura manuale, oggi il maestro è in buona forma e produce un lavoro eccellente; domani, se il suo stato d’animo è leggermente peggiorato, la qualità della verniciatura ne risente direttamente. Il robot, invece, non si stanca mai e non ha sbalzi d’umore: lo spessore del film e la lucentezza della vernice applicata su ogni pezzo sono estremamente costanti.
Risparmiare sulla vernice significa davvero risparmiare. Il robot può controllare con grande precisione la quantità di vernice da applicare, riducendo al minimo la sovrapittura e lo spreco di nebbia di vernice. In numerosi progetti realizzati, il risparmio ottenuto soltanto sulla vernice è stato notevole.
Sicurezza. L’ambiente di verniciatura contiene solventi e nebbia di vernice; l’inalazione prolungata da parte delle persone all’interno di tale ambiente comporta gravi danni per l’organismo. Dopo l’introduzione del robot, gli operatori possono ritirarsi quasi completamente all’esterno dell’area di verniciatura, svolgendo esclusivamente attività di monitoraggio e supporto.
Alcuni dei problemi più comuni riscontrati sul campo
Inoltre, anche un buon impianto, se utilizzato a lungo nel laboratorio, presenterà inevitabilmente dei guasti; di seguito sono elencati i problemi che si verificano più frequentemente sul campo durante il nostro funzionamento.
1. Verniciatura non uniforme
Questo è il problema più lamentato dai clienti: la prima frase pronunciata è spesso «il robot non funziona». Tuttavia, dopo un’attenta verifica, molte volte la causa non risiede nel robot, bensì nello stato dell’atomizzatore (ad esempio flusso instabile) o in un leggero scostamento della traiettoria programmata. La procedura corretta consiste nel verificare innanzitutto l’estremità del processo e successivamente l’estremità meccanica.
2. Aumento improvviso della quantità di vernice
I clienti sono particolarmente sensibili a questo. Le cause più comuni includono una distanza di spruzzatura non corretta, parametri modificati, o un leggero malfunzionamento di valvole o pompe. Il sistema non è improvvisamente peggiorato, ma una parte del processo è sfuggita al controllo.
3. Il robot si muove ma non eroga vernice
Può sembrare piuttosto sorprendente, ma sul campo non è affatto raro. Verificare prioritariamente se la pompa della vernice funziona correttamente, se la valvola è ostruita oppure no e se il segnale di comando arriva effettivamente. Questo tipo di problema si verifica spesso nel sistema di alimentazione della vernice; in genere il corpo del robot non è da ritenersi responsabile.
4. Alcune zone non vengono verniciate
Alcune aree del pezzo in lavorazione risultano sistematicamente prive di verniciatura: si tratta generalmente di problemi legati alla pianificazione del percorso, ovvero l’insegnamento della traiettoria non è stato eseguito correttamente oppure la struttura meccanica presenta un leggero scostamento. In questo caso è necessario ripetere l’insegnamento dei punti; regolazioni leggere dei parametri non risolvono la situazione.
5. Scarsa efficacia elettrostatica
Molte persone non notano questo aspetto immediatamente, ma confrontando il prodotto finito con quello corretto la differenza risulta evidente. Di solito il problema è dovuto a un guasto nel sistema ad alta tensione o a un collegamento a terra insufficiente. Questo tipo di problema è piuttosto comune su apparecchiature obsolete.
Manutenzione ordinaria: alcuni piccoli accorgimenti che possono far risparmiare denaro
I robot per la verniciatura non sono apparecchiature che possono essere riparate solo quando si guastano; pertanto, la manutenzione ordinaria è particolarmente critica.
Alcuni punti semplici ma utili:
- Controllare e pulire regolarmente l’atomizzatore: non attendere che la vernice ostruisca il sistema prima di intervenire.
- Tenere pulita l’area di spruzzatura. La nebbia di vernice si accumula e ostacola il lavoro.
- Evitare di mantenere il cavo piegato sotto pressione per lunghi periodi, in particolare nella sezione del polso.
- Assicurarsi un corretto collegamento a terra: la verniciatura elettrostatica dipende interamente da esso.
- Registrare sistematicamente le variazioni dei parametri: non modificare i valori oggi e dimenticarsene domani.
Molti problemi gravi sono in realtà il risultato dell’accumulo progressivo di piccoli inconvenienti.
