Come più volte scritto in questo blog i robot collaborativi consentono di automatizzare una varietà di attività tipiche delle produzioni industriali con le loro numerose applicazioni.

L’integrazione viene facilitata sia da un’interfaccia molto intuitiva per la programmazione dei percorsi, il “teach pendant”, sia tramite una funzione di “free drive” che consente di creare la sequenza a mano, spostando il robot collaborativo nello spazio fino a fissare una serie di punti che esso deve raggiungere per realizzare correttamente l’operazione richiesta.

Le sfide della programmazione avanzata

Ci sono però delle situazioni in cui al robot è richiesto di realizzare traiettorie che derivano da matematiche già esistenti, per esempio quando si tratta di automatizzare l’incollaggio su linee curve di oggetti di cui abbiamo già dei modelli CAD.

In questi casi la presa dei punti chiave del percorso di lavoro (in inglese waypoint) può risultare più macchinosa, fino a scoraggiare dal sostenere l’investimento necessario per automatizzare quell’attività.

Un’opzione per gestire queste sfide è la programmazione offline (OLP), che permette di creare una cella robotica virtuale, simulare i movimenti e generare un programma pronto per essere caricato sul robot. Tuttavia, questa soluzione può presentare barriere significative, sia in termini di costi del software che di competenze necessarie per il suo utilizzo.

Dopo un’attenta analisi delle soluzioni disponibili sul mercato, Universal Robots ha identificato un gap tecnologico tra la semplice programmazione a punti e i sistemi OLP complessi. È proprio per colmare questa lacuna che l’azienda ha sviluppato il supporto al G-Code, offrendo una soluzione intermedia efficace e accessibile.

G-Code: un linguaggio versatile per la robotica

G-Code è un linguaggio di programmazione supportato da software CAD/CAM.

Esso è usato comunemente con le macchine a controllo numerico (CNC), dove indica ai motori gli spostamenti da realizzare, la loro velocità e il percorso da eseguire.

Partendo da questa considerazione, Universal Robots ha sviluppato una funzione che integra nei cobot la possibilità di utilizzare anche G-Code per la programmazione.

In questo modo si facilita l’adozione della robotica, in particolare negli ambienti di produzione che già utilizzano macchine CNC – ma non solo in quei contesti.

Pensiamo, per esempio, alla situazione in cui un produttore di infissi ha la necessità di erogare del silicone (in quantità adeguata e senza lasciare sbavature) sul bordo di una finestra: per creare il percorso di incollaggio del robot collaborativo è sufficiente esportare in formato G-Code il CAD della finestra.

Il processo di programmazione con G-Code segue un flusso operativo estremamente razionale e accessibile.

L’automazione prende vita partendo dal modello CAD del pezzo: qui l’operatore definisce con precisione il percorso utensile all’interno del software CAD/CAM. Tale percorso viene poi trasferito su Polyscope, il software di Universal Robots, utilizzando una comune unità USB.

Un momento cruciale è la configurazione del sistema di coordinate: l’operatore indica al robot il punto di riferimento specifico per il percorso utensile, allineando perfettamente la traiettoria virtuale con la posizione fisica del componente. A questo punto, il robot è pronto per eseguire il programma.

Come procedere

Utilizzare un programma CAD per creare un percorso di lavoro in formato G-Code per i robot collaborativi Universal Robots, a questo punto, è molto semplice.

Bastano 9 passaggi, se vogliamo raggruppabili in 4 fasi ben distinte:

Fase 1: Creazione del modello e definizione del percorso (CAD/CAM Software)

• Creare il modello del pezzo: utilizzando un software CAD/CAM si inizia progettando il modello dell’oggetto, ad esempio un elemento o un componente con una forma complessa da seguire.
• Definire il percorso utensile: una volta creato il modello si definisce il percorso che l’utensile del robot deve seguire. Questo include le traiettorie precise, la velocità e altre impostazioni di lavoro.
• Esportare il file in formato G-Code: dopo aver configurato il percorso, si esporta il file in formato G-Code. Questo formato contiene tutte le informazioni necessarie per il movimento del robot, inclusi velocità, accelerazioni e orientamento dell’utensile.

Fase 2: Trasferimento al robot collaborativo (UR Teach Pendant)

• Trasferire il file al teach pendant: il file G-Code viene trasferito al pannello di controllo del robot (UR Teach Pendant), solitamente utilizzando una comunissima unità USB.
• Importare il G-Code: tramite il software Polyscope di Universal Robots, il file G-Code viene caricato e reso disponibile per la configurazione.

Fase 3: Configurazione del robot

• Configurare il TCP (Tool Center Point): si imposta il punto di riferimento del robot (TCP), che corrisponde al punto in cui l’utensile inizia a interagire con il pezzo. Questa configurazione è cruciale per garantire la precisione del percorso.
• Impostare il sistema di coordinate del pezzo: il sistema di coordinate del pezzo viene configurato per allineare la traiettoria virtuale (progettata nel CAD) con la posizione fisica dell’oggetto nell’area di lavoro del robot.

Fase 4: Esecuzione del programma

• Configurare il nodo di movimento del percorso utensile: si completa la configurazione nel software Polyscope, specificando come il robot deve seguire il percorso G-Code.
• Testare ed eseguire il programma: infine, si esegue un test per verificare che il robot segua correttamente la traiettoria desiderata.

Una volta confermata la precisione, il programma può essere eseguito per completare l’operazione richiesta.

I risultati che si possono ottenere con i file G-Code e i cobot Universal Robots seguendo questo flusso di lavoro sono davvero strabilianti, come dimostrano questi video di configurazioni di test.

Universal Robots mette anche a disposizione i tutorial completi (esempio 1 – esempio 2) per chi, avendo già un braccio robotico a disposizione, vuole provare questa funzionalità.

Vantaggi dell’integrazione G-Code sui cobot Universal Robots

L’adozione del G-Code nella programmazione robotica porta con sé numerosi benefici concreti per il settore manifatturiero.

La prima chiave di volta è la possibilità di programmare lavorazioni complesse – come l’applicazione di adesivi, la verniciatura o le operazioni di finitura – direttamente attraverso i software CAD/CAM già in uso nelle aziende.

Un aspetto altrettanto importante è la standardizzazione: utilizzare G-Code significa adottare un linguaggio che è già piuttosto comune negli usi dell’industria manifatturiera. Questo semplifica notevolmente l’integrazione del robot con macchinari e sistemi preesistenti, garantendo una comunicazione fluida tra le diverse componenti della linea produttiva. Adottando uno standard consolidato, si minimizzano i rischi di incompatibilità tecnica e si favorisce la creazione di un ambiente produttivo più efficiente e interconnesso.

Mentre altri formati di file, come il DXF, possono descrivere solamente la geometria del percorso, il G-Code trasferisce al robot tutte le informazioni essenziali: non solo la traiettoria, ma anche parametri cruciali come l’orientamento dell’utensile, la velocità e l’accelerazione.

Il vantaggio più evidente è la drastica riduzione dei tempi: mentre la programmazione tradizionale poteva richiedere ore di lavoro, con questa metodologia l’intero processo si comprime a meno di trenta minuti, traducendosi immediatamente in maggiore produttività ed efficienza.

La conseguenza diretta di tutte queste considerazioni è un abbassamento dei costi operativi. Questo rende l’automazione più accessibile anche per le piccole e medie imprese, che peraltro oggi possono beneficiare degli incentivi statali come il credito d’imposta e le nuove agevolazioni garantite dal Piano Transizione 5.0.

Universal Robots e Alumotion, l’automazione industriale alla portata di tutti

L’integrazione del G-Code come linguaggio di programmazione riconosciuto anche dai robot collaborativi Universal Robots segna un significativo passo avanti nella semplificazione dell’automazione industriale.

Questo approccio consente alle aziende di sfruttare le competenze già maturate nella programmazione CNC, facilitando sia l’implementazione che l’ottimizzazione dei processi robotici.

La possibilità di utilizzare il G-Code, attraverso questa funzione gratuita per tutti gli utenti Universal Robots, rende più accessibile anche la programmazione di compiti complessi, per un’automazione efficiente senza la necessità di investimenti in software aggiuntivi o formazione specialistica.

Grazie a questa innovazione, integrata nel software Polyscope 5.6 di Universal Robots e attivabile con una semplice richiesta alla “Casa madre”, le produzioni industriali possono aumentare l’output e l’efficienza operativa, riducendo i costi e superando le barriere d’ingresso all’automazione avanzata.

Per ulteriori dettagli su come l’integrazione del G-Code con i cobot Universal Robots può trasformare alcuni processi produttivi, non esitate a contattare il team tecnico e commerciale di Alumotion. Siamo a vostra disposizione per offrirvi soluzioni di automazione personalizzate e rispondere a ogni vostra esigenza specifica.