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Meccatronica /TAI 2009

Introduzione al corso. Meccatronica /TAI 2009. Tecnologie di Automazione Industriale. Sistemi di controllo di processo.

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Meccatronica /TAI 2009

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Presentation Transcript

  1. Introduzione al corso Meccatronica/TAI 2009

  2. TecnologiediAutomazioneIndustriale

  3. Sistemidicontrollodiprocesso • La produzioneindustrialeoggiavvienetramitesistemiintegrati per ilcontrollodellaproduzione, in gradodiottimizzare le fasidiproduzione, verificare I risultati del processoproduttivo (PCS o Process control System). • Questisistemisonogestitida un controlloredipianificazione per la produzione (MES: Manufacturing Execution System) ovvero un sistemadigestionedellerisorseaziendali (ERP: Enterpise Resources Planning)

  4. Computer Integrated Manufacturing

  5. Tecnologie per l’AutomazioneIndustriale Esempidisistemiintegrati

  6. Pallettizzatori/Posizionatori

  7. Nastri / Taglierine

  8. Lavatrici / Filler

  9. Macchinedilavorazione: CNC, Contornatrici, fresatrici, torni, dentatrici, scanalatrici, sabbiatrici, scanalatori, …

  10. Meccatronica

  11. Meccatronica

  12. Evoluzionedeisistemidicontrollo Macchinadi Watt Embedded controller

  13. MECCATRONICA: ProgettazioneIntegrata

  14. ApproccioMeccatronico

  15. ApproccioMeccatronico

  16. Vantagginell’automazioneindustriale: Flessibilita’

  17. Vantaggi: Retroazione e qualita`

  18. Vantaggi: Integrazione con soluzionitradizionali

  19. Vantaggi: networking

  20. Ed ancora • Cambioprodotto, formato • Basso costo aggiornamento • Meccanicaminimale • Regolazioni software

  21. ApproccioMeccatronico

  22. Confrontovecchionuovo

  23. Presentazioneorganizzazione del corso TAI MECCATRONICA

  24. Premesse • Il corso 2009/2010 mutuaelementi del corsodiTecnologiediAutomazioneIndustriale con elementidiMeccatronica • Il corsosara` strutturato in treparti: • Introduzione (1 Lezione) • Modulididattici (mutuati) – Esercitazioni (miste) • Progettini (personalizzati)

  25. Organizzazionedi un sistemaAutomatica / Meccatronico

  26. Nel corso affronteremo in maniera, talvolta sequenziale, talvolta parallela una serie di argomenti correlati allo sviluppo di sistemi meccatronici. • Lo scopo di questo approccio non è quello di fornire una conoscenza onnisciente di tutte le tipologie di risorse e componenti utili per la Meccatronica, bensì quello di impostare un approccio di base, teorico sperimentale, per consentire lo sviluppo futuro di dispositivi meccatronici.

  27. TAI MECCATRONICA

  28. Riferimenticorso • Carlo Alberto Avizzanocarlo@sssup.it • EmanueleRuffaldipit@sssup.it • Paolo Tripicchiop.tripicchio@sssup.it • Massimo Satlerm.satler@sssup.it • Francesca Farinellif.farinelli@sssup.it

  29. Lezione 1: Introduzione e RichiamidiFisicaRotazionale

  30. LeggifondamentalidellaDinamica • F = dQ/dt • Che per masse costantidiventa • F = mA • … le formulesonoimportanti ma bisognaricordarsidiusaresempre lo stessosistemadiriferimentoaltrimenti non funzionano: MKS

  31. Come rappresentare in Simulink un sistema MASSA MOLLA? • F = -Kx = m A • … apriamosimulink e scopriamo • I blocchilineari • Algebra • Generatori • E scopes • Vale anche in nDimensioni (MUX e DEMUX)

  32. Sistemicheruotano? • Massa ruotante • DefinizionediMomentointorno a un asse M=Fr • Definizionedivelocita` angolare • Equazioni del moto

  33. Sistemicheruotano? • Ed ora? Le equazioniprecedentieranolineari per cui possiamosovrapporreglieffetti • Sistemadipuntimateriali: • Vale anche in casodi un corporigido continuo: • Si creailconcettodimomentodiinerzia

  34. MomentiNotevoli - Le soluzioni le trovatesu Wikipedia

  35. Il momento di inerzia è una grandezza fisica utile per descrivere il comportamento dinamico dei corpi in rotazione attorno ad un asse. Tale grandezza tiene conto di come è distribuita la massa del corpo attorno all'asse di rotazione e dà una misura dell'inerzia del corpo rispetto alle variazioni del suo stato di moto rotatorio. • Il momento d'inerzia ha due forme, una forma scalareI (usata quando si conosce l'asse di rotazione ) e una forma, più generale tensoriale che non necessita della conoscenza dell'asse di rotazione. La forma scalare I può essere calcolata per ogni asse dalla forma tensoriale usando il doppio prodotto scalare

  36. Massa in cadutaliberaattaccata a unamolla • Pari a un momentocostanteesercitatosudiunapuleggia

  37. Modellazionematematicadeiproblemi F

  38. Primo problema: modellazione • X = F • P1 = 1000 g cm2 • P2 = 4000 g cm2 • R1 = 0.05 m R2 = 0.1 m • M = 200 g • TrasmissioniRigide

  39. Effettodelletrasmissionirigide: • Esiste un vincolocinematicotra I corpi in oggetto, per cui potremoassumere • R1 TH1 = R2 TH2 = X • M1/R1 = F = M2/R2

  40. Linearita` del sistema • I vincolicinematicisonolineari (X,TH1, TH2) • I vincolidinamicisonolineari (M1, F, M2) • Le equazionideisingolicorpisonodifferenzialilineari • MI ASPETTO UN SISTEMA LINEARE !

  41. Potremoquindiscrivere • F = m A (equazione del corporigido) • M1 = I Alfa1 (equazionedella 1a puleggia) • M2 = I Alfa2 (equazionedella 2a puleggia) • E per il principio disovrapposizione: • F+M1+M2 = m A + I Alfa1 + I Alfa2

  42. SBAGLIATO !

  43. Osservazione • Le grandezze in gioco non sonoomogenee: • 1Kg + 1gr == 2Kg == 2gr NO!!! • 1Kg + 0.001Kg == 1.001Kg OK • 1000gr+1gr = 1001 gr • Per noivarra` sempre lo stesso

  44. E quindi • F+M1/R1+M2/R2 = mA+ (I1 A/R1)/R1+ (I2 A/R2)/R2 A (m+ I1/R1^2 + I2/R2^2) = F A = F / (m+ I1/R1^2 + I2/R2^2)

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