DESIGN OF AUTOMATIC MACHINERY

DESIGN OF AUTOMATIC MACHINERY

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Codice
98960
ANNO ACCADEMICO
2020/2021
CFU
6 cfu al 2° anno di 9269 INGEGNERIA MECCANICA - PROGETTAZIONE E PRODUZIONE (LM-33) GENOVA
SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE
ING-IND/15
LINGUA
Inglese
SEDE
GENOVA (INGEGNERIA MECCANICA - PROGETTAZIONE E PRODUZIONE)
periodo
2° Semestre
materiale didattico

PRESENTAZIONE

Il programma è articolato in tre parti, rispondenti alle esigenze di: 1) offrire una visione globale della macchina automatica come unità avente determinati requisiti economici e funzionali; 2) fornire un'analisi degli elementi costruttivi della macchina (problemi di disegno, costruzione ed installazione - dimensionamento dei sistemi di senso-attuazione); 3) presentare alcune moderne realizzazioni industriali. L’insegnamento prevede visite ad industrie, seminari e conferenze.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Fornire, attraverso basi teoriche e project-based learning, la conoscenza delle metodologie necessarie allo sviluppo di un progetto di automazione industriale: dall'identificazione delle funzionalità da implementare, alla progettazione integrata di struttura meccanica e sistema di senso-attuazione

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

  • Presentare i principali sottosistemi e componenti di una macchina automatica
  • Descrivere le modalità di operazione di una macchina automatica
  • Introdurre alcuni elementi metodologici di avvio alla progettazione
  • Introdurre alla progettazioe integrata di sistemi produttivi automatizzati

Natura del corso

Di carattere introduttivo per gli aspetti generali e di inquadramento del settore

  • aspetti generali sulle principali morfologie di macchine automatiche
  • caratteristiche di sistemi di automazione di tipo mono e multiscopo

Approfondimento di alcuni argomenti di particolare interesse professionale per l’ingegnere meccanico

  • sistemi di attuazione (attuatori elettrici, pneumatica, oleodinamica)
  • modalità operative delle macchine automatiche

Modalità didattiche

Il corso è composto da lezioni teoriche ed esercitazioni al calcolatore, equamente suddivise.

PROGRAMMA/CONTENUTO

1. I processi produttivi e la loro automazione

Si esaminano alcuni aspetti generali relativi ai processi produttivi, alla loro automazione ed allo sviluppo concorrente di prodotto e processo. Si introducono le definizioni di sistema di produzione, macchina automatica e linea di produzione automatizzata. In relazione ai vari tipi di processo, viene infine richiamato il concetto di automazione rigida e automazione flessibile.

2. Gli strumenti CAD/CAE per la progettazione integrata di macchine automatiche

Si introducono gli strumenti dell’ingegneria per la progettazione integrata e la simulazione di macchine automatiche. Si forniscono, inoltre, esempi di strumenti per la gestione del ciclo vita del prodotto (PLM) e per la generazione delle distinte base (Engineering/Manufacturing Bill of Materials, EBOM - MBOM)

3. Capacità produttiva di una macchina automatica

Si esaminano alcuni concetti fondamentali relativi alla misurazione quantitativa della capacità di produrre di una macchina automatica, esaminando i parametri di produttività teorici ed effettivi e commentando alcuni aspetti caratteristici del comportamento di una macchina automatica in produzione.

4. Architetture operative delle macchine automatiche: parte prima

Si esaminano le principali tipologie di macchine automatiche, classificate in base alla loro architettura operativa, cioè al numero di Mezzi Operativi presenti, al loro modo di operare ed alle modalità utilizzate per il trasferimento del prodotto. Per ogni architettura vengono esaminati i principali parametri funzionali e sono presentati e discussi alcuni esempi di applicazione dedotti dalla realtà industriale.

5. Architetture operative delle macchine automatiche: parte seconda

Si conclude l’esame delle principali tipologie di macchine automatiche, con la presentazione delle macchine aventi il prodotto in moto continuo; un certo numero di esempi integra la presentazione dei concetti generali.

6. Disegno dei sistemi di alimentazione

Vengono esaminati alcuni aspetti relativi al disegno dei sistemi di alimentazione delle macchine automatiche, con particolare riferimento alle tematiche relative alla selezione ed all’orientamento di parti mediante dispositivi a vibrazione.

7. Elementi di normativa brevettuale

Nel mondo delle macchine automatiche, la tutela del contenuto inventivo assume un carattere prioritario. Vengono quindi presentati i concetti fondamentali relativi alla normativa brevettuale.

8. Aspetti generali del sistema di attuazione

Vengono presentate alcune considerazioni introduttive sulle funzioni dei vari sottosistemi della macchina automatica, cioè il sistema di attuazione, il sistema di rilevamento delle informazioni, l’unità di governo. Si passa poi all’esame del sistema di attuazione, esaminando alcune definizioni ed illustrando schemi concettuali relativi alle possibili architetture (mono- o multi-attuatore). Infine, vengono esaminati alcuni aspetti relativi al dimensionamento dei servo-azionamenti, dalla scelta della tipologia di motore al dimensionamento ottimale di eventuali riduttori.

9. Disegno dei dispositivi di presa

Si illustrano i concetti fondamentali relativi al funzionamento di sistemi di presa operanti con circuiti in depressione (circuiti a vuoto). Dopo una breve introduzione, si trattano i metodi e gli strumenti per il disegno assistito dei dispositivi di presa a ventosa.

10. Esercitazioni: Software CAD/CAE per la progettazione integrata

Le esercitazioni richiedono l’impiego di un software CAD/CAE per la progettazione integrata. A valle delle prime sei settimane di lezione, viene fornito agli studenti un progetto di interesse industriale (proposto da un’azienda di macchine automatiche del territorio), risolvibile mediante il Software presentato a lezione.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Testi Consigliati

  • Dispense e video tutorials forniti dal docente (fornite su AulaWeb).

Testi di Consultazione

  • G. Pahl and W. Beitz, Engineering Design: A Systematic Approach, 2nd ed. Springer, 1998.

DOCENTI E COMMISSIONI

Ricevimento: I docenti sono disponibile per il ricevimento di studenti/laureandi al termine di ciascuna lezione. I docenti ricevono su appuntamento via MS Teams, presso Aula Ricercatori del Polo didattico di La Spezia oppure presso DIME Sezione Mec - Via all’Opera Pia 15/A, Genova. Per appuntamenti inviare una mail a: massimiliano.avalle@unige.it giovanni.berselli@unige.it flavia.libonati@unige.it

Commissione d'esame

GIOVANNI BERSELLI (Presidente)

ROBERTO RAZZOLI

PIETRO BILANCIA

MARGHERITA MONTI

LEZIONI

Modalità didattiche

Il corso è composto da lezioni teoriche ed esercitazioni al calcolatore, equamente suddivise.

ESAMI

Modalità d'esame

Valutazione del progetto e Valutazione Orale degli argomenti di teoria

Modalità di accertamento

L’esame consiste in un’unica prova orale e si divide in due fasi di valutazione:

  1. Valutazione del progetto. La relazione, discussa in sede di colloquio, riguarda un progetto, associato ad una esperienza di laboratorio CAD/CAE, ed è stesa in forma di "relazione di progetto". Essa permette di accertare che lo studente abbia tratto profitto dalle esperienze di laboratorio e sia in grado di redigere una relazione di progetto in modo professionalmente corretto. Il voto, in trentesimi, incide per il 50% della votazione finale.
  2. Valutazione della conoscenza degli argomenti svolti. La parte restante del colloquio riguarda le architetture di macchine automatiche e i metodi di selezione a catalogo di sistemi di attuazione. Infine, si trattano i metodi di progettazione dei sistemi di alimentazione. Questa parte di colloquio ha lo scopo di verificare che lo studente abbia raggiunto una adeguata conoscenza degli argomenti di teoria. Il voto, in trentesimi, incide per il 50% della votazione finale.

Il voto finale è dato dalla media pesata delle valutazioni di cui ai punti 1) e 2). 

ALTRE INFORMAZIONI

Propedeuticità :

E’ richiesta la conoscenza basica di un qualsiasi software CAD 3D (e.g. PTC Creo).