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UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI ROMA LA SAPIENZA DIPARTIMENTO DI INFORMATICA E SISTEMISTICA MOVIMENTAZIONE CONTROLLATA PROBLEMI EMERGENTI ALESSANDRO DE CARLI.

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1 UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI ROMA LA SAPIENZA DIPARTIMENTO DI INFORMATICA E SISTEMISTICA MOVIMENTAZIONE CONTROLLATA PROBLEMI EMERGENTI ALESSANDRO DE CARLI ANNO ACCADEMICO

2 MOVIMENTAZIONI MONOASSE SUPERVISIONE OTTIMIZZAZIONE DIAGNOSTICA COORDINAMENTO MOVIMENTAZIONE COMPLESSA COLLEGAMENTO AL SISTEMA DI PRODUZIONE STRUTTURA DI UN SISTEMA DI MOVIMENTAZIONE2 AUTOMAZIONE 1

3 APPROCCIO CONVENZIONALE VIENE SOVRADIMENSIONATA LA STRUTTURA DI SUPPORTO E I COMPONENTI PER CERCARE DI MIGLIORARE LE PRESTAZIONI INNOVATIVO VENGONO MIGLIORATE LE PRESTAZIONI AGENDO SULLE MODALITÀ DI CONTROLLO DELLA MOVIMENTAZIONE VENGONO ACCETTATE LE PRE- STAZIONI RAGGIUNTE VENGONO FISSATE LE PRESTA- ZIONI VIENE PROGETTA LA STRUTTURA DI SUPPORTO E VENGONO SCELTI I COMPONENTI PER LA MOVIMENTAZIONE VIENE VERIFICATA TRAMITE SIMULAZIONE LA CORRETTEZZA DELLA PROGETTAZIONE VIENE REALIZZATA LA STRUTTU- RA DI SUPPORTO VIENE REALIZZATA LA STRUTTURA DI SUPPORTO VENGONO SCELTI I COMPONENTI PER LA MOVIMENTAZIONE VENGONO INSERITI IN MODO CHE POSSANO FUNZIONARE E RAG- GIUNGERE LA FUNZIONALITÀ DESIDERATA MODALITÀ DI PROGETTAZIONE E REALIZZAZIONE3 AUTOMAZIONE 1

4 APPROCCIO INNOVATIVO APPROCCIO CONVENZIONALE INTEGRAZIONE DEL CONTROLLO INTEGRAZIONE DEI COMPONENTI INGEGNERIA MECCANICA ELETTROTECNICA PROGETTAZIONE DELLA STRUTTURA INGEGNERIA ELETTRONICA CONNESSIONI ATTUATORI MISURE INGEGNERIA AUTOMATICA INGEGNERIA GESTIONALE MODALITÀ DI CONTROLLO MODALITÀ DI IMPIEGO PRESTAZIONI INTEGRAZIONE DELLE COMPETENZE4 AUTOMAZIONE 1

5 MOVIMENTAZIONE CONTROLLATA CONOSCENZE DI BASE DELLINGEGNERIA FISICA - MECCANICA - ELETTROTECNICA - ELETTRONICA - INFORMATICA CONOSCENZA APPROFONDITA DEL FUNZIONAMENTO E DEL COMPORTAMENTO DEL SISTEMA DI MOVIMENTAZIONE ARCHITETTURA DEL SISTEMA DI MOVIMENTAZIONE MODALITÀ DI CONTROLLO STRUMENTAZIONE RETI DI COMUNICAZIONE FORMAZIONE CULTURALE NEL SETTORE5 AUTOMAZIONE 1

6 COME ORGANIZZARE LA PROGETTAZIONE ? 1 - SCOPO DEL PROGETTO 2 - PROGETTAZIONE CONCETTUALE 3 - PRE INGEGNERIA 4 - INGEGNERIA 5 - PROGETTAZIONE SISTEMA DI MOVIMENTAZIONE 6 - REALIZZAZIONE DEL SISTEMA DI MOVIMENTAZIONE 7 - COLLAUDO DELLE SINGOLE MOVIMENTAZIONI 8 - INSTALLAZIONE 9 - PROVE DI FUNZIONAMENTO DELLA APPARECCHIATURA 10 - MESSA IN PRODUZIONE ORGANIZZAZIONE RAZIONALIZZATA NEI SEGUENTI PASSI PROGETTAZIONE E REALIZZAZIONE6 AUTOMAZIONE 1

7 FASE 2 - PROGETTAZIONE CONCETTUALE ARCHITETTURA DEL SISTEMA DI MOVIMENTAZIONE INSERIMENTO E CARATTERISTICHE OPERATIVE NEL SISTEMA DI PRODUZIONE PRIME IPOTESI DI REALIZZAZIONE FASE 3 – PREINGEGNERIA PROGETTAZIONE DI MASSIMA DELLA STRUTTURA ANALISI DELLA FUNZIONALITÀ SPECIFICA SCELTA PRELIMINARE DEI COMPONENTI E DELLA STRUMENTAZIONE FASE 1 - SCOPO DEL PROGETTO OBIETTIVI ( CAPACITÀ PRODUTTIVA, INVESTIMENTI, COSTI …) ( EFFICIENZA, SCARTI, AFFIDABILITÀ …) PARAMETRI OPERATIVI INDIVIDUAZIONE DI: SPECIFICHE ( FINALITÀ, PRESTAZIONI …) DEFINIZIONE DEL PROGETTO7 AUTOMAZIONE 1

8 REQUISITI DELLA MOVIMENTAZIONE FUNZIONALITÀ REALIZZAZIONE DI UN APPARATO MECCANICO PER OTTENERE LA MOVIMENTAZIONE DESIDERATA FINALITÀ RAGGIUNGIMENTO DI PREDETERMINATI PROFILI DI VELOCITÀ E DI POSIZIONE DEI SINGOLI ELEMENTI DELLAPPARATO CHE REALIZZA LA MOVIMENTAZIONE PRESTAZIONI RAGGIUNGIMENTO DELLE FINALITÀ DESIDERATE: 5 IMPONENDO LA ROBUSTEZZA DI COMPORTAMENTO 4 FISSANDO LA PRECISIONE DINAMICA 3 FISSANDO LA PRECISIONE STATICA 2 OTTIMIZZANDO COSTO E PRESTAZIONI 1 SENZA VINCOLI SUL COSTO E SULLE PRESTAZIONI REQUISITI PRELIMINARI8 AUTOMAZIONE 1

9 FUNZIONALITÀ PRESTAZIONI SISTEMA DI MOVIMENTAZIONE VERIFICA DELLA FATTIBILITÀ REALIZZAZIONE VERIFICA DELLE PRESTAZIONI INTEGRAZIONE DEI COMPONENTI INTEGRAZIONE DELLE MODALITÀ DI CONTROLLO PROGETTAZIONE E REALIZZAZIONE9 AUTOMAZIONE 1

10 MOVIMENTAZIONE CONTROLLATA CARICO MODALITÀ DI CONTROLLO DELLA MOVIMENTAZIONE PRESTAZIONI ASSEGNATE E/O DA DEFINIRE SCELTE SULLA BASE DELLE PRESTAZIONI E DELLE MODALITÀ DI CONTROLLO DELLA MOVIMENTAZIONE FISSATE DAL PROGETTISTA AZIONAMENTO MOTORE CONVERTITORE MODALITÀ DI CONTROLLO DEL MOTORE STRUMENTAZIONE DI MISURA INQUADRAMENTO DEI PROBLEMI 10 DA SCEGLIERE IN BASE ALLE PRESTAZIONI AUTOMAZIONE 1

11 POSSIBILI CONFIGURAZIONI 11 MOTORE GIUNTO RIDUTTORE MECCANICO GIUNTO CARICO MOTORE GIUNTO ALBERO ELASTICO GIUNTO CARICO AUTOMAZIONE 1

12 POSSIBILI CONFIGURAZIONI 12 MOTORE GIUNTO ABERO RIGIDO GIUNTO CARICO GIUNTO ELASTICO MOTORE AUTOMAZIONE 1

13 POSSIBILI CONFIGURAZIONI 13 CARICO GIUNTO RIGIDO MOTORE CARICO MOTORE AUTOMAZIONE 1

14 CAMPO DI ESCURSIONE DELLA COPPIA DI CARICO MOTORECARICO ESCURSIONE DELLA VELOCITÀ velocità coppia MOVIMENTAZIONE CONVENZIONALE 14 COPPIA DI CARICO CARATTERISTICA STATICA DI UN MOTORE DEL TIPO A VELOCITÀ COSTANTE RETE AUTOMAZIONE 1

15 RETE TELERUTTORE COMANDO ON /OFF DELLA MOVIMENTAZIONE SOLUZIONE CONVENZIONALE 15 ALBERO ELASTICO VOLANO MOTORE AUTOMAZIONE 1

16 MOVIMETAZIONE CONVENZIONALE ANDAMENTO DELLA VARIABILE DI COMANDO ON/OFF DEL MOTORE ANDAMENTO DELLA VELOCITÀ DEL VOLANO POSSIBILE COMPORTAMENTO 16 tempo AUTOMAZIONE 1

17 MOTORE CARICO RETE CONVERTITORE STATICO VALORE DESIDERATO DELLA VELOCITÀ CONTROLLATA velocità coppia POSSIBILE STRUTTURA COPPIA DI CARICO 17 CAMPO DI ESCURSIONE DELLA COPPIA DI CARICO CAMPO DI ESCURSIONE DELLE CARATTERISTICHE STATICHE DEL MOTORE PER EFFETTO DEL CONTROLLO DELLA MOVIMENTAZIONE VARIABILE DI COMANDO PER LA MOVIMENTAZIONE CONTROLLATA AUTOMAZIONE 1

18 RELAZIONE CAUSA-EFFETTO 18 COPPIA DI CARICO ANDAMENTO DESIDERATO DELLA VELOCITÀ CONTROLLATA ANDAMENTO DELLA VELOCITÀ CONTROLLATA AZIONAMENTO MOTORE CARICO PREVEDIBILE CASUALE AUTOMAZIONE 1

19 OTTENIMENTO DELLE PRESTAZIONI 19 ANDAMENTO DELLA VELOCITÀ CONTROLLATA GARANTITE DALLA MODALITÀ DI CONTROLLO DEL MOTORE OTTENUTE ESCLUSIVAMENTE DALLA ARCHITETTURA E DAL DIMENSIONAMENTO DEL SISTEMA DI MOVIMENTAZIONE GARANTITE DALLA MODALITÀ DI CONTROLLO DELLA MOVIMENTAZIONE OTTENUTE FISSANDO IL PROFILO DI VELOCITÀ PRECISIONE STATICA PRECISIONE DINAMICA RAPIDITÀ DI RISPOSTA AUTOMAZIONE 1

20 AZIONAMENTO MOVIMENTAZIONE CONTROLLATA A CATENA APERTA RETE VARIABILE DI COMANDO DEL CONVERTITORE INTERFACCIA OPERATORE ANDAMENTO DELLA VARIABILE DI COMANDO DEL MOTORE ALBERO ELASTICO VOLANO MOTORE POSSIBILE STRUTTURA 20 VARIABILE DI COMANDO DELLA MOVIMENTAZIONE AUTOMAZIONE 1

21 AZIONAMENTO A CONTROREAZIONE LATO MOTORE RETE VARIABILE DI COMANDO DEL CONVERTITORE INTERFACCIA OPERATORE MODALITÀ DI CONTROLLO DEL: - DEL MOTORE; - DEL CONVERTITORE VARIABILE DI COMANDO DELLA MOVIMENTAZIONE VOLANO MOTOREALBERO ELASTICO MISURA VELOCITÀ DEL MOTORE POSSIBILE STRUTTURA 21 AUTOMAZIONE 1

22 AZIONAMENTO A CONTROREAZIONE LATO MOTORE E LATO CARICO VARIABILE DI COMANDO DEL CONVERTITORE MISURA VELOCITÀ DEL MOTORE INTERFACCIA: - OPERATORE - SCHEDA CONTROLLO MODALITÀ DI CONTROLLO: - DEL MOTORE - DEL CONVERTITORE RETE POSSIBILE STRUTTURA 22 MISURA VELOCITÀ DEL CARICO VOLANO MOTOREALBERO ELASTICO VARIABILE DI COMANDO DELLA MOVIMENTAZIONE AUTOMAZIONE 1

23 ANDAMENTO DELLA VELOCITÀ DEL VOLANO VARIABILE DI COMANDO DEL CONVERTITORE VELOCITÀ DEL VOLANO tempo CONTROLLO A CATENA APERTA COMANDO VELOCITÀ tempo CONTROLLO A CONTROREAZIONE LATO MOTORE COMANDO DI COPPIA tempo CONTROLLO A CONTROREAZIONE: - LATO MOTORE - LATO CARICO COMANDO VELOCITÀ COMANDO DI COPPIA ANDAMENTI TIPICI DELLA VELOCITÀ E DELLA COPPIA 23 AUTOMAZIONE 1

24 CARATTERIZZAZIONE DEL COMPORTAMENTO DINAMICO24 tempo velocità tempo velocità tempo velocità tempo velocità ESCURSIONE ENTRO LE SPECIFICHE tempo velocità tempo velocità COMPORTAMENTO RELATIVO ALLA COPPIA DI CARICO PROFILO DI VELOCITÀ PRESTAZIONI OTTENUTE FISSANDO IL PROFILO DI VELOCITÀ E DAL DIMENSIONAMENTO DEL SISTEMA DI MOVIMETAZIONE GARANTITE DALLA MODALITÀ DI CONTROLLO DEL MOTORE GARANTITE DALLA MODALITÀ DI CONTROLLO DELLA MOVIMENTAZIONE GARANTITE DALLA MODALITÀ DI CONTROLLO DEL MOTORE E DELLA MOVIMENTAZIONE GARANTITE DALLA MODALITÀ DI CONTROLLO DEL MOTORE E DELLA MOVIMENTAZIONE GARANTITE DALLA MODALITÀ DI CONTROLLO DELLA MOVIMENTAZIONE AUTOMAZIONE 1

25 CARATTERIZZAZIONE DEL COMPORTAMENTO DINAMICO25 tempo velocità tempo velocità tempo velocità tempo velocità ESCURSIONE ENTRO LE SPECIFICHE tempo velocità tempo velocità COMPORTAMENTO RELATIVO ALLA COPPIA DI CARICO PROFILO DI VELOCITÀ COMPORTAMENTO DEL MOTORE RICAVABILE DALLE CARATTERISTICHE STATICHE DEL MOTORE RICAVABILE DALLE CARATTERISTICHE STATICHE DEL MOTORE E DALLE CARATTERISTICHE DINAMICHE DEL CARICO RICAVABILE DAL MODELLO DINAMICO DEL MOTORE E DALLE CARATTERISTICHE DINAMICHE DEL CARICO RICAVABILE DAL MODELLO DINAMICO DEL MOTORE E DAL MODELLO DINAMICO DEL CARICO RICAVABILE DALLE CARATTERISTICHE STATICHE DEL MOTORE E DAL MODELLO DINAMICO DEL CARICO RICAVABILE DAL MODELLO DINAMICO DEL MOTORE E DALLE CARATTERISTICHE DINAMICHE DEL CARICO AUTOMAZIONE 1

26 PROGETTISTA DEL SUPPORTO MECCANICO ACCETTAZIONE DELLE PRESTAZIONI CHE SI RIESCONO AD OTTENERE RAGGIUNGIMENTO DELLE PRESTAZIONI PREFISSATE COMPETENZE: PROGETTISTA DEL SISTEMA DI MOVIMENTAZIONE COSTRUTTORE DELLA APPARECCHIATURA DEFINIZIONE DELLE PRESTAZIONI VINCOLI: -ECONOMICI -STRATEGICI -TEMPORALI -LOGISTICI - FUNZIONAMENTO DELLA APPARECCHIATURA - QUALITÀ DEL PRODOTTO - MODALITÀ DI PRODUZIONE - RITMI DI PRODUZIONE - RICHIESTE DEL MERCATO - ARCHITETTURA DEL SISTEMA DI MOVIMENTAZIONE - AZIONAMENTI E STRUMENTAZIONE DI MISURA - RETI DI COMUNICAZIONE - SOFTWARE DI GESTIONE - MODALITÀ DI CONTROLLO - MANUTENZIONE PROCEDURA DI REALIZZAZIONE 26 AUTOMAZIONE 1

27 PRESTAZIONI 3 - FARE VARIARE LA VELOCITÀ DI ROTAZIONE NEL FUNZIONAMENTO A REGIME PERMANENTE ENTRO UN CAMPO DI ESCURSIONE PREFISSATO; CON RIFERIMENTO ALLESEMPIO PRECEDENTEMENTE ILLUSTRATO, SI INDIVIDUA LA SEGUENTE SCALA CRESCENTE DELLE PRESTAZIONI: 1 - PORTARE IN ROTAZIONE IL VOLANO A VELOCITÀ FISSA; 2 - PORTARE IN ROTAZIONE IL VOLANO SENZA PROVOCARE OSCILLAZIONI TORSIONALI; 5 - ASSICURARE CHE IL VOLANO RAGGIUNGA LA VELOCITÀ DI REGIME IN UN INTERVALLO DI TEMPO PREFISSATO. 4 - ASSICURARE CHE A REGIME PERMANENTE LA VELOCITÀ DI ROTAZIONE NON SI DISCOSTI DI UNA ENTITÀ PREFISSATA DAL VALORE DESIDERATO; PROCEDURA DI REALIZZAZIONE 27 AUTOMAZIONE 1

28 APPLICAZIONI ALIMENTAZIONE DA RETE CONTROLLO LATO MOTORE A CONTROREAZIONE SUL MOTORE CONTROLLO LATO CARICO A CONTROREAZIONE SUL CARICO RAPIDA EMERGENTI LENTA CONVENZIONALI MOLTO LENTA CONSOLIDATE DINAMICA ALIMENTAZIONE DA CONVERTITORE A CATENA APERTA DIFFUSIONE 28 MOLTO RAPIDA INNOVATIVE AUTOMAZIONE 1

29 MECCANICA ELETTROTECNICAELETTRONICA INFORMATICA MECCATRONICA TECNOLOGIE COINVOLTE NELLA MOVIMENTAZIONE CONTROLLATA TECNOLOGIE COINVOLTE 29 REALIZZAZIONE DELLA STRUTTURA DI SUPPORTO REALIZZAZIONE DELLA STRUMENTAZIONE ANNO AUTOMAZIONE 1

30 MECCANICA & ELETTRONICA = MECCATRONICA MECCA NICA ELE TRONICA MECCATRONICA INTERPRETAZIONE EURISTICA INTERPRETAZIONE CORRETTAINTERPRETAZIONE GIAPPONESE MECCANICA ELETTRONICA CONTROLLI AUTOMATICI CONVERTITORI AZIONAMENTI TRASMISSIONI MECCANICHE RIDUTTORI A INGRANAGGI OLEODINAMICA E PNEUMATICA NORMATIVE INFORMATICA CIRCUITERIA AMPLIFICATORI M E C C A T R O N I C A SIGNIFICATO DI MECCATRONICA 30 AUTOMAZIONE 1

31 INTREGRAZIONE SINERGICA DEI SISTEMI DI MOVIMEN- TAZIONE CON LE TECNOLOGIE INFORMATICHE E CON LE METODOLOGIE TIPICHE DEI PROCESSI DECISIONALI COM- PLESSI NELLA PRO- GETTAZIONE, GESTIONE E MANU- TENZIONE DI APPARATI E IMPIANTI INDUSTRIALI SIGNIFICATO DI MECCATRONICA 31 CONTROLLO SENSORIATTUATORI COMUNICAZIONE AUTOMAZIONE 1

32 SIGNIFICATO DI MECCATRONICA 32 MICROELETTRONICA ELETTRONICA DI POTENZA SENSORI ATTUATORI TEORIA DEL CONTROLLO MODELLAZIONE E SIMULAZIONE TECNOLOGIE PER LAUTOMAZIONE SOFTWARE SPECIALISTICI INTELLIGENZA ARTIFICIALE STRUTTURE MECCANICHE COMPONENTISTICA MECCANICA MECCANICA DI PRECISIONE TECNOLOGIE ELETTRONICHE TECNOLOGIE MECCANICHE TECNOLOGIE DELLA INFORMAZIONE AUTOMAZIONE 1

33 APPROCCIO ALLE METODOLOGIE CIÒ FA CREDERE CHE UNA PREPARAZIONE METODOLOGICA ADEGUATA NON RISULTI DI CONCRETA UTILITÀ SI PUÒ RENDERE FUNZIONANTE UN SISTEMA DI MOVIMENTAZIONE BASANDOSI SOLO SULLEMPIRISMO E SULLESPERIENZA ANCHE PERCHÉ LA PROGETTAZIONE DEI SISTEMI DI MOVIMENTAZIONE È STATA PORTATA AVANTI SENZA TENERE CONTO DELLE MODALITÀ DI CONTROLLO E DEI BENEFICI CHE POTREBBERO ESSERE OTTENUTI PRENDENDO IN CONSIDERAZIONE QUESTI DUE ASPETTI CONGIUNTAMENTE APPROCCIO ALLE MODALITÀ DI CONTROLLO 33 AUTOMAZIONE 1

34 APPROCCIO PERDENTE, PIÙ DIFFUSO MOVIMENTAZIONE CONVENZIONALE MODALITÀ EMPIRICHE DI CONTROLLO STRUMENTAZIONE METODOLOGIE ASTRATTE DI CONTROLLO EMPIREO PRESTAZIONI RETE COMANDO ON /OFF TELERUTTORE ALBERO ELASTICOVOLANOMOTORE APPROCCIO CONVENZIONALE 34 AUTOMAZIONE 1

35 LAPPROCCIO VINCENTE, POCO DIFFUSO STRUMENTAZIONE METODOLOGIE DI CONTROLLO VARIABILE DI COMANDO DEL CONVERTITORE VOLANO MOTORE MISURA VELOCITÀ DEL MOTORE MISURA VELOCITÀ DEL CARICO ALBERO ELASTICO INTERFACCIA: - OPERATORE - SCHEDA CONTROLLO MODALITÀ DI CONTROLLO: - DEL MOTORE - DEL CONVERTITORE RETE AZIONAMENTO APPROCCIO INNOVATIVO 35 PRESTAZIONI AUTOMAZIONE 1

36 DISPOSITIVO DI CONTROLLO CONTROLLO DELLA MOVIMENTAZIONE DISPOSITIVO PER IL CONTROLLO DELLA MOVIMENTAZIONE ENERGIA PER LA MOVIMENTAZIONE MISURA DELLA VELOCITÀ E/O DELLA POSIZIONE VARIABILE DI COMANDO PER LA MOVIMENTAZIONE VALORE DESIDERATO DELLA VELOCITÀ E/O DELLA POSIZIONE SENSORI TRASDUTTORI ALIMENTAZIONE PRIMARIA VARIABILI DI COMANDO DELLAZIONAMENTO AZIONAMENTO ATTUATORE APPROCCIO PROGETTUALE 36 AUTOMAZIONE 1

37 DISPOSITIVO DI CONTROLLO DISPOSITIVO PER IL CONTROLLO ROBUSTO DELLA MOVIMENTAZIONE ENERGIA PER LA MOVIMENTAZIONE MISURA DELLA VELOCITÀ E/O DELLA POSIZIONE VARIABILE DI COMANDO PER LA MOVIMENTAZIONE VALORE DESIDERATO DELLA VELOCITÀ E/O DELLA POSIZIONE ALIMENTAZIONE PRIMARIA VARIABILI DI COMANDO DELLAZIONAMENTO AZIONAMENTO ATTUATORE SENSORI TRASDUTTORI CONTROLLO AVANZATO DELLA MOVIMENTAZIONE APPROCCIO INNOVATIVO 37 AUTOMAZIONE 1

38 PRINCIPALI APPLICAZIONI DELLA MOVIMENTAZIONE 38 AUTOMAZIONE 1 LINEE DI PRODUZIONE DI GRANDI DIMENSIONI LAMINATOI, CARTIERE, TESSILE, ECC. CARATTERISTICHE DEGLI AZIONAMENTI 1.NUMEROSI MOTORI E AZIONAMENTI DI TAGLIE DIVERSE CONCORRONO A DETERMINARE UN FLUSSO REGOLARE E CONTINUO DEL PRODOTTO; 2.I SINGOLI AZIONAMENTI SONO COMANDATI GENERALMENTE IN VELOCITÀ E/O IN COPPIA; 3.LA PRECISIONE NEL CONTROLLO DELLA MOVIMENTAZIONE È LEGATA ALLA QUALITÀ DEL PRODOTTO RICHIESTO; 4.LA VELOCITÀ DELLA LINEA DI PRODUZIONE, E DI CONSE- GUENZA IL LIVELLO DI SINCRONISMO E COORDINAMENTO, NON SONO GENERALMENTE CRITICI RISPETTO ALLE POTEN- ZIALITÀ DI CALCOLO DEI SISTEMI DI GESTIONE UTILIZZATI.

39 PRINCIPALI APPLICAZIONI DELLA MOVIMENTAZIONE 39 AUTOMAZIONE 1 LINEE DI PRODUZIONE DISCRETA IMPACCHETTATRICI, CONFEZIONATRICI, ECC. CARATTERISTICHE DEGLI AZIONAMENTI 1.IMPIANTI DI POTENZA MEDIO-PICCOLA, CON UN NUMERO NON ELEVATO DI ATTUATORI 2.ELEVATA FLESSIBILITÀ E COORDINAMENTO DEGLI ATTUATORI. 3. SINCRONISMO DI VELOCITÀ E DI FASE, REALIZZABILE MEDIAN-TE SISTEMI A INGRANAGGIO O ALBERI E CAMME ELETTRICHE. 4. II LIVELLO DI COORDINAMENTO RICHIESTO AL CONTROLLO DI SUPERVISIONE DELL'IMPIANTO È ELEVATO E RICHIEDE NOTE- VOLI CAPACITÀ DI ELABORAZIONE

40 PRINCIPALI APPLICAZIONI DELLA MOVIMENTAZIONE 40 AUTOMAZIONE 1 MACCHINE UTENSILI E ROBOT INDUSTRIALI CARATTERISTICHE DEGLI AZIONAMENTI MOVIMENTAZIONE DEGLI ASSI CARATTERIZZATA DA CRESCENTI PRESTAZIOMI IN TERMINI DI VELOCITÀ DI SPOSTAMENTO E PRECISIONE E DI POSIZIONAMENTO MAGGIOR NUMERO DI GRADI DI LIBERTÀ E NECESSITÀ DI SOPPERIRE A VARIAZIONI DEL CARICO E DEI MOMENTI DI INERZIA (ROBOT INDUSTRIALI)

41 PRINCIPALI APPLICAZIONI DELLA MOVIMENTAZIONE 41 AUTOMAZIONE 1 CELLE DI LAVORO CARATTERISTICHE DEGLI AZIONAMENTI 1.LE MOVIMENAZIONE IMPIEGATE PER REALIZZARE UNA LAVORA-ZIONE COMPLETA, COMPRENDENDO OLTRE A QUELLE APPLI-CATE ALLE SINGOLE MACCHINE, ANCHE QUELLE RELATIVE AGLI ELEMENTI DI TRASPORTO, DI POSIZIONAMENTO E DI SCARICO DEI PEZZI LAVORATI; 2.OLTRE AGLI ATTUATORI E AI DISPOSITIVI DI COORDINA- MENTO PREVISTI PER LE SINGOLE MACCHINE, OCCORE PRENDERE IN CONSIDERAZIONE IL DISPOSITIVO DI SUPERVISIONE.

42 CONOSCENZA DEL COMPORTAMENTO DEL CARICO CON RIFERIMENTO ALLESEMPIO PRECEDENTEMENTE CITATO, SI PUÒ STA- BILIRE LA SEGUENTE GRADUALITÀ NELLA CONOSCENZA DEL COMPORTA- MENTO DEL SISTEMA DI MOVIMENTAZIONE: 1 - CARATTERISTICHE STATICHE: COPPIA RESISTENTE - VELOCITÀ DEL CARICO, COPPIA MOTRICE - VELOCITÀ DEL MOTORE; 2 – CARATTERISTICHE DINAMICHE, DIMENSIONI FISICHE DEL CARICO E VALORE DELLA COSTANTE DI TEMPO DOMINANTE RICAVATA DALLE MODALITÀ DI REALIZZAZIONE DEL CARICO E DALLE CARATTERISTICHE STATICHE DEL MOTORE; 3 - MODELLO DINAMICO, RIVACATO DALLE DIMENSIONI FISICHE E DALLE MODALITÀ DI REALIZZAZIONE DEL CARICO. CONOSCENZA DEL PROBLEMA 42 AUTOMAZIONE 1

43 PROGETTAZIONE E REALIZZAZIONE APPROCCIOPRESTAZIONI EMPIRISMO E INTUIZIONE RAGGIUNGIMENTO DELLA FUNZIONALITÀ SENZA VINCOLI SUL COSTO E SULLE PRESTAZIONI CONOSCENZA DEL MODELLO STATICO OTTIMIZZAZIONE DI UN FUZIONALE DI COSTO CONOSCENZA DELLA DINAMICA DOMINANTE RAGGIUNGIMENTO DELLA PRECISIONE STATICA E DINAMICA PREFISSATA CONOSCENZA DELLA DINAMICA SECONDARIA E INCERTA RAGGIUNGIMENTO DELLA ROBUSTEZZA DI COMPORTAMENTO APPROCCIO ALLA PROGETTAZIONE 43 AUTOMAZIONE 1

44 CONOSCENZE PRELIMINARI QUANDO LAPPARATO MECCANICO È GIÀ REALIZZATO, LA STRUTTURA E LA FUNZIONALITÀ SONO GIÀ DEFINITE. - SUDDIVIDERE LA MOVIMENTAZIONE DEL SISTEMA COMPLESSO NELLE MOVIMENTAZIONI DEI SISTEMI SEMPLICI CHE LO COMPONGONO; - CARATTERIZZARE LA MOVIMENTAZIONE DI OGNI SISTEMA SEMPLICE MEDIANTE I PROFILI DI VELOCITÀ E DI POSIZIONE; - DEFINIRE LE PRESTAZIONI RELATIVE ALLE SINGOLE MOVIMENTAZIONI SEMPLICI; - SCEGLIERE LE MODALITÀ DI COORDINAMENTO DEL SISTEMA DI MOVIMENTAZIONE COMPLESSO. APPROCCIO ALLA PROGETTAZIONE 44 PER LA PROGETTAZIONE DEL SISTEMA DI MOVIMENTAZIONE OCCORRE: AUTOMAZIONE 1

45 SCELTE E VERIFICHE PRELIMINARI - VERIFICA CHE LAPPARATO DI SUPPORTO SIA IDONEO A RENDERE OPERATIVA LA MOVIMENTAZIONE CON LE PRESTAZIONI DESIDERATE. - SCELTA ANDAMENTO DELLA VELOCITÀ E DELLA COPPIA NECESSARE PER REALIZZARE LA MOVIMENTAZIONE CON LE PRESTAZIONI DESIDERATE; - SCELTA DEL TIPO DI MOTORE PIÙ IDONEO; - SCELTA DELLA POTENZA NOMINALE DEL MOTORE; - SCELTA DELLA POTENZA NOMINALE DELLAZIONAMENTO; - ANDAMENTO DELLE VARIABILI DI COMANDO DELLAZIONAMENTO; APPROCCIO ALLA PROGETTAZIONE 45 AUTOMAZIONE 1

46 ELEMENTI PER LA CARATTERIZZAZIONE DEL CARICO - LA MODALIÀ PER LA DETERMINAZIONE DEL VALORE ISTANEO DELLA COPPIA MOTRICE IN FUNZIONE DELLA VARIABILE DI COMANDO DEL MOTORE DEL VALORE ISTANTANEO DELLA SUA VELOCITÀ. VIENE PRESA IN ESAME: - LENERGIA RICHIESTA PER LA MOVIMENTAZIONE E VIENE SUDDIVISA IN: - ENERGIA CINETICA; - ENERGIA DISSIPATA; - LENTITÀ DELLE VARIAZIONI DI VELOCITÀ PREVISTE DAL PROFILO DI VELOCITÀ E/O DI POSIZIONE; APPROCCIO ALLA PROGETTAZIONE 46 AUTOMAZIONE 1

47 CARATTERIZZAZIONE DEL CARICO IN BASE ALLENERGIA DINAMICA DEL CARICO MOLTO LENTALENTA RAPIDAMOLTO RAPIDA CARICO DISSIPATIVO CARICO INERZIALE CARATTERIZZAZIONE DEL CARICO 47 AUTOMAZIONE 1

48 IN BASE AL PROFILO DELLA VELOCITÀ DINAMICA DEL CARICO PROFILO DELLA VELOCITÀ DEL CARICO MOLTO LENTA LENTA RAPIDA MOLTO RAPIDA tempo velocità tempo velocità tempo velocità tempo velocità CARATTERIZZAZIONE DEL CARICO 48 AUTOMAZIONE 1

49 IN BASE ALLA PERTUBAZIONE PROVOCATA DALLA COPPIA DI CARICO DINAMICA DEL CARICO ANDAMENTO DELLA VELOCITÀ CONTROLLATA MOLTO LENTA LENTA RAPIDA MOLTO RAPIDA CARATTERIZZAZIONE DEL CARICO 49 tempo velocità tempo velocità tempo velocità tempo velocità AUTOMAZIONE 1

50 IN BASE ALLE DETERMINAZIONE DELLA COPPIA MOTRICE DINAMICA DEL CARICO VELOCITÀ MOTORE VARIABILE DI COMANDO DEL MOTORE MOLTO LENTA VALORE MEDIATO VALORE MEDIATO LENTA VALORE MEDIATO VALORE MEDIATO RAPIDA VALORE ISTANTANEO VALORE MEDIATO MOLTO RAPIDA VALORE ISTANTANEO VALORE ISTANTANEO CARATTERIZZAZIONE DEL CARICO 50 AUTOMAZIONE 1

51 CARATTERIZZAZIONE DELLATTRITO velocità forza o coppia ATTRITO DI TIPO VISCOSO ATTRITO SECCO ATTRITO DI PRIMO DISTACCO CARATTERIZZAZIONE DEL CARICO 51 AUTOMAZIONE 1

52 MOTORECARICO CARATTERIZZAZIONE DEL CARICO DALLINTERNO COPPIA RESISTENTE COPPIA INERZIALE COPPIA DISSIPATIVA COPPIA MOTRICE COPPIA DI CARICO COPPIA DI ATTRITO VISCOSO COPPIA DI DISTACCO E DI ATTRITO SECCO COPPIA EQUIVALENTE ALLA DINAMICA INCERTA COPPIA DI DISTURBO CARATTERIZZAZIONE DEL CARICO 52 AUTOMAZIONE 1

53 53 EFFETTI PRODOTTI DALLA COPPIA DISSIPATIVA DINAMICA DEL CARICO ATTRITO VISCOSO MOLTO LENTA LENTA RAPIDA MOLTO RAPIDA ATTRITO SECCO E DI DISTACCO DISTURBI CASUALI DINAMICA INCERTA CARATTERIZZAZIONE DEL CARICO 53 AUTOMAZIONE 1

54 DIMENSIONAMENTO DELLAZIONAMENTO - DELLE MODALITÀ DI CONTROLLO DELLA MOVIMENTAZIONE PER OTTENERE LESCURSIONE DELLA VELOCITÀ E DELLA COPPIA CON LE PRESTAZIONI DESIDERATE. CONSISTE NELLA SCELTA: - DEL TIPO DI MOTORE; - DELLA POTENZA NOMINALE DEL MOTORE; - DEL TIPO E DELLA REALIZZAZIONE CIRCUITALE DEL CONVERTITORE; - DELLE MODALITÀ DI CONTROLLO DEL MOTORE PER AGIRE SUL VALORE DELLA COPPIA MOTRICE; DIMENSIONAMENTO DELLAZIONAMENTO 54 AUTOMAZIONE 1

55 DIMENSIONAMENTO DELLAZIONAMENTO - PRECISIONE DESIDERATA NELLINSEGUIMENTO DEI PROFILI DI VELOCITÀ COLLEGATI ALLE CONDIZIONI OPERATIVE. ELEMENTI DI BASE PER IL DIMENSIONAMENTO: - CARATTERISTICA STATICA COPPIA RESISTENTE-VELOCITÀ DEL CARICO ENTRO IL CAMPO DI VARIAZIONE PREVISTO DALLE CONDIZIONI OPERATIVE; - MASSIMA RAPIDITÀ DI VARIAZIONE DELLA COPPIA RESISTENTE E DELLA VELOCITÀ DEL CARICO; DIMENSIONAMENTO DELLAZIONAMENTO 55 AUTOMAZIONE 1

56 RIDUTTORE MECCANICO COPPIA C m VELOCITÀ m FORNITE DALLATTUATORE COPPIA C l VELOCITÀ l NECESSARIE PER LA MOVIMENTAZIONE RIDUTTORE MECCANICO l = k m k RAPPORTO DI RIDUZIONE DISSIPAZIONE C m = C l / k TRASCURANDO LA DISSIPAZIONE RIDUTTORE MECCANICO 56 AUTOMAZIONE 1

57 INSERIMENTO DI UN RIDUTTORE MECCANICO DINAMICA DEL CARICO RIDUTTORE DI VELOCITÀ MOLTO LENTA LENTA RAPIDA MOLTO RAPIDA VANTAGGI DIMENSIONAMENTO DELLAZIONAMENTO 57 AUTOMAZIONE 1

58 CARATTERIZZAZIONE DELLA DINAMICA CARICO INERZIALE CARICO DISSIPATIVO ATTRITO VISCOSO ATTRITO SECCO E DI DISTACCO ACCOPPIAMENTO MOTORE-CARICO FLUSSO DI ENERGIA MOLTO LENTA RAPIDA MOLTO RAPIDA STRUTTURA DINAMICA INCERTA RIDUTTORE VERSO IL CARICO DIRETTO VERSO LALIMENTAZIONE CARATTERIZZAZIONE DELLA DINAMICA 58 AUTOMAZIONE 1

59 OTTIMIZZAZIONE DEL RENDIMENTO ENERGETICO DELLA MOVIMENTAZIONE RENDIMENTO DEL MOTORE PRECISIONE STATICA DELLA VELOCITÀ DEL MOTORE - MIGLIORAMENTO DELLA DINAMICA LATO CARICO VELOCITÀ COSTANTE LENTA RAPIDA MOLTO RAPIDA MOLTO LENTA ANDAMENTO DELLA VELOCITÀ DINAMICA DEL CARICO PRESTAZIONI PIÙ SIGNIFICATIVE PRECISIONE STATICA E DINAMICA LATO CARICO E ROBUSTEZZA DI COMPORTAMENTO DEL CARICO RENDIMENTO ENERGETICO DELLA MOVIMENTAZIONE ED ESCURSIONE DELLA VELOCITÀ E DELLA COPPIA CARATTERIZZAZIONE DEL CARICO E DELLE PRESTAZIONI CARATTERIZZAZIONE DELLA DINAMICA 59 tempo velocità tempo velocità tempo velocità tempo velocità tempo velocità tempo velocità tempo velocità tempo velocità tempo velocità tempo velocità AUTOMAZIONE 1

60 IN SINTESI MEDIO INSTAN- TANEO MEDIO INSTAN- TANEO INSTAN- TANEO DINAMICA NONLINEARE E INCERTA ATTRITO STATICO E DI DISTACCO ATTRITO VISCOSO DINAMICA NONLINEARE E INCERTA ATTRITO VALORE ALIMENTAZIONE MOTORE VALORE VELOCITÀ MOTORE COPPIA MOTRICE LENTA RAPIDA MOLTO RAPIDA MOLTO LENTA DINAMICA COPPIA PASSIVA CARATTERIZZAZIONE DELLA DINAMICA 60 AUTOMAZIONE 1

61 POSIZIONE - VELOCITÀ - ACCELERAZIONE - JERK t0t0 t1t1 t2t2 velocità massima accelerazione massima SOLLECITAZIONE VERSO IL CARICO SOLLECITAZIONE VERSO IL SUPPORTO INFLUENZA DEL PROFILO SULLA MOVIMENTAZIONE 61 posizione velocità accelerazione tempo jerk AUTOMAZIONE 1

62 PROGETTAZIONE E REALIZZAZIONE 62 PROGETTAZIONE E REALIZZAZIONE APPROCCIOPRESTAZIONI EMPIRISMO E INTUIZIONE RAGGIUNGIMENTO DELLA FUNZIONALITÀ SENZA VINCOLI SUL COSTO E SULLE PRESTAZIONI CONOSCENZA DEL MODELLO STATICO OTTIMIZZAZIONE DI UN FUNZIONALE DI COSTO CONOSCENZA DELLA DINAMICA DOMINANTE RAGGIUNGIMENTO DELLA PRECISIONE STATICA E DINAMICA PREFISSATA CONOSCENZA DELLA DINAMICA SECONDARIA E INCERTA RAGGIUNGIMENTO DELLA ROBUSTEZZA DI COMPORTAMENTO AUTOMAZIONE 1

63 PROCEDURA DI VERIFICA DELLA PROGETTAZIONE 63 OBIETTIVI SPECIFICHE PROGETTAZIONE REALIZZAZIONE PROVE DI ACCETTAZIONE PROVE DI FUNZIONALITÀ ARCHITETTURA FUNZIONALE ARCHITETTURA DI SISTEMA VINCOLI SULLA STRUTTURA SULLE APPARECCHIATURE PROVE PARZIALI SUI COMPONENTI SIMULAZIONE DI FUNZIONALITÀ SIMULAZIONE DI FUNZIONAMENTO AUTOMAZIONE 1

64 FORMAZIONE CULTURALE64 PRESTAZIONIPRESTAZIONI APPLICAZIONIAPPLICAZIONI MECCANICA CINEMATICA ELETTRONICA DI POTENZA AUTOMAZIONE INDUSTRIALE MODALITÀ ELEMENTARI DI CONTROLLO DATA PROCESSING DINAMICA RAPIDA DINAMICA MOLTO RAPIDA DINAMICA MOLTO LENTA DINAMICA LENTA PROGETTAZIONE MACCHINE ELETTRICHE MODALITÀ EVOLUTE DI CONTROLLO AUTOMAZIONE 1


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