Progetto AUTOMATHA: programmazione automatica dei cobot per eseguire trattamenti superficiali | ARISE
- 15/07/2025
- 5 minuti di lettura
IL BANDO
Con il progetto AUTOMATHA, abbiamo vinto la prima Open Call ARISE, un’iniziativa europea finalizzata a rendere più accessibile ed economicamente sostenibile l’interazione uomo-robot nei settori della manifattura, dell’intralogistica e della sanità. ARISE promuove lo sviluppo di tecnologie open source per generare applicazioni robotiche in modo agile, robusto e conforme agli standard europei di sicurezza e di etica, con l’obiettivo ultimo di rafforzare la competitività dell’industria europea.
Il programma ARISE si fonda su pilastri operativi chiari: cooperazione tra partner per accelerare soluzioni tecnologiche utili alla produzione; agilità produttiva, intesa come la capacità di adattarsi con rapidamente e con efficienza a variazioni di domanda o condizioni operative; porre i bisogni, l’esperienza e la sicurezza delle persone al centro del design delle soluzioni; e ovviamente l’integrazione fluida di nuove tecnologie all’interno di sistemi già esistenti.
ARISE finanzia esperimenti applicativi che dimostrino non solo innovazione tecnologica, ma anche replicabilità industriale, governance etica dei dati e conformità ai requisiti di sicurezza operativa. Il nostro progetto, che avrà una prima installazione concreta in Tecnica Group S.p.a., si inserisce in questa visione: AUTOMATHA sfrutta approcci di visione artificiale, AI e integrazione robotica per rendere la programmazione di cobot e l’esecuzione di processi complessi più agili, sicuri e human-centred, contribuendo direttamente agli obiettivi di ARISE.
LA SFIDA
Nella produzione di oggetti plastici, come ad esempio le calzature tecniche, la preparazione delle superfici plastiche per la stampa di grafiche tramite tampografia è ancora largamente eseguita a mano e mediante l’uso di solventi, tipicamente una miscela di MEK, acetone e resine adesive. Oltre al rischio diretto per la salute degli operatori, questo approccio impone oneri significativi per la gestione dei rifiuti chimici e richiede ambienti di lavoro attrezzati per il loro uso sicuro.
Per Tecnica Group S.p.a. abbiamo sviluppato una macchina pilota che sostituisce i trattamenti chimici con un’attività di attivazione superficiale a plasma realizzata da un braccio robotico collaborativo: una soluzione promettente dal punto di vista tecnico e ambientale, e già testata in produzione. Tuttavia, l’esperienza operativa iniziale ha evidenziato un limite cruciale: ogni variante di prodotto richiede delle grafiche diverse, e quindi un diverso percorso robotico di movimentazione della torcia al plasma, che adesso è generato manualmente da un operatore tramite il teach pendant del cobot. Con un catalogo stagionale che conta migliaia di modelli e taglie, il processo manuale si rivela sì ergonomico, ma oneroso in termini di tempo, e in più richiede delle competenze robotiche avanzate.
La sfida che Automatha si propone di risolvere è dunque triplice: eliminare l’esposizione dei lavoratori ai solventi, ridurre il carico di competenze tecniche richieste per il teaching robotico e rendere automatica, scalabile e ripetibile la generazione e la validazione delle traiettorie su prodotti geometricamente molto variabili.
La soluzione sviluppata
Il cuore del progetto Automatha è un sistema di automatic teaching: invece di programmare manualmente il robot per ogni nuova variante di prodotto, l’operatore avvia una procedura guidata in cui il pezzo viene acquisito tramite scansione 3D. Il sistema ricostruisce digitalmente l’oggetto reale, ne analizza la geometria e genera automaticamente le informazioni necessarie per il trattamento superficiale.
A partire dalle immagini di profondità, Automatha genera un modello tridimensionale accurato dell’oggetto, completo di mesh e campi normali. Su questo modello vengono quindi identificate le zone da trattare e calcolate le istruzioni operative necessarie per la lavorazione al plasma.
L’operatore rimane sempre al centro del processo: non è chiamato a programmare il robot, ma a supervisionare, validare e, se necessario, rifinire il risultato tramite un’interfaccia grafica intuitiva. Questo approccio riduce drasticamente la complessità tecnica del teaching robotico e abbassa la soglia di competenze richieste, trasformando un’attività specialistica in un flusso operativo ripetibile e scalabile. Il risultato è una soluzione che non sostituisce l’operatore, ma ne amplifica le capacità: Automatha rende automatico ciò che oggi richiede tempo, competenze avanzate e un notevole sforzo cognitivo, mantenendo la validazione umana come elemento chiave per la qualità del prodotto finale.
Dal punto di vista architetturale, Automatha si basa su ROS 2 per la gestione dei moduli robotici e di visione e su FIWARE per l’integrazione con la macchina pilota e la gestione dei dati. Una parte dei moduli di visione sviluppati dal partner tecnico Elif Lab S.r.l., in particolare quelli dedicati alla ricostruzione 3D e alla generazione della mesh, sarà rilasciata come open source, con l’obiettivo di contribuire all’ecosistema ROS e favorire il riuso in altri contesti industriali.
RISULTATI E IMPATTO
In questi primi mesi del bando abbiamo trasformato l’idea del progetto in un flusso tecnico concreto e verificabile: Automatha oggi produce, in ambiente pilota, oggetti 3D fedeli e identifica le aree di trattamento utili per generare programmi di lavorazione. Questo risultato è il cuore della value proposition: rendere automatico un passaggio che, nell’attuale configurazione pilota, richiede competenze robotiche avanzate e ore di lavoro manuale per modello.
Nello specifico, abbiamo integrato un sistema di visione Keyence nella macchina pilota e abbiamo validato la catena di ricostruzione 3D: dall’acquisizione delle immagini alla ricostruzione della mesh e dei percorsi robotici necessari per la lavorazione. La pipeline è stata testata prima su degli oggetti geometricamente semplici, e poi su diversi modelli di veri scarponi prodotti da Tecnica Group.
Allo stato attuale, Automatha ha trasformato un prototipo promettente in un MVP operativo che raggiunge l’obiettivo tecnico centrale: generare in maniera automatica un oggetto 3D fedele e le zone di trattamento, riducendo la complessità di teaching richiesta agli operatori. Nei prossimi sei mesi completeremo le attività di industrializzazione necessarie per validare il sistema in condizioni produttive (TRL7), avvicinandoci concretamente a un prodotto commerciale scalabile.
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Programma
ARISE
Progetto
AUTOMATHA: Cobot Automatic Teaching for Surface Machining
Soluzione
Robotica collaborativa con visione artificiale
Durata
12 mesi
Stato
In corso
Settore
Produzione di articoli sportivi
Tecnologie integrate
- Scanner Keyence
- Macchinan pilota con cobot Doosan A0609 e M0609
- ROS2 (Vulcanexus)
- FIWARE / Orion-LD
- RViz/Webots per simulazione
- Algoritmi AI di ricostruzione mesh
- Algoritmi proprietari per path generation
Ruolo di Eureka System
- Gestione progetto di bando
- Concept della soluzione
- Sviluppo dei moduli ROS2
- Integrazione HW/SW
- Installazione e validazione di TALOS in sito
- Training agli operatori
- Stesura di documentazione e Deliverable tecnici
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