UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI ROMA LA SAPIENZA DIPARTIMENTO DI INFORMATICA E SISTEMISTICA...

UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI ROMA “LA SAPIENZA”

DIPARTIMENTO DI INFORMATICA E SISTEMISTICA

MOVIMENTAZIONECONTROLLATA

PROBLEMI EMERGENTI

ALESSANDRO DE CARLIANNO ACCADEMICO 2005-2006

MOVIMENTAZIONI MONOASSE

SUPERVISIONE

OTTIMIZZAZIONEDIAGNOSTICA

COORDINAMENTO

MOVIMENTAZIONE COMPLESSA

COLLEGAMENTOAL SISTEMA

DI PRODUZIONE

STRUTTURA DI UN SISTEMA DI MOVIMENTAZIONE 2

AUTOMAZIONE 1

APPROCCIOCONVENZIONALE

•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 REALIZZAZIONE 3

AUTOMAZIONE 1

APPROCCIO INNOVATIVO

APPROCCIOCONVENZIONALE

INTEGRAZIONEDEL CONTROLLO

INTEGRAZIONEDEI COMPONENTI

INGEGNERIAMECCANICA

ELETTROTECNICA

PROGETTAZIONEDELLA

STRUTTURA

INGEGNERIAELETTRONICA

CONNESSIONIATTUATORI

MISURE

INGEGNERIAAUTOMATICA

INGEGNERIAGESTIONALE

MODALITÀDI

CONTROLLO

MODALITÀDI

IMPIEGO

PRESTAZIONI

INTEGRAZIONE DELLE COMPETENZE 4

AUTOMAZIONE 1

MOVIMENTAZIONE CONTROLLATA

CONOSCENZE DI BASE DELL’INGEGNERIAFISICA - MECCANICA - ELETTROTECNICA - ELETTRONICA - INFORMATICA

CONOSCENZA APPROFONDITA DEL FUNZIONAMENTOE DEL COMPORTAMENTO DEL SISTEMA DI MOVIMENTAZIONE

AR

CH

ITE

TT

UR

AD

EL

SIS

TE

MA

D

I MO

VIM

EN

TA

ZIO

NE

MO

DA

LIT

À D

I C

ON

TR

OL

LO

ST

RU

ME

NT

AZ

ION

E

RE

TI

DI

CO

MU

NIC

AZ

ION

EFORMAZIONE CULTURALE NEL SETTORE 5

AUTOMAZIONE 1

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 REALIZZAZIONE 6

AUTOMAZIONE 1

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 PROGETTO 7

AUTOMAZIONE 1

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 DELL’APPARATO 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 PRELIMINARI 8

AUTOMAZIONE 1

FUNZIONALITÀ

PRESTAZIONI

SISTEMA DI MOVIMENTAZIONE

VERIFICADELLA FATTIBILITÀ

REALIZZAZIONE

VERIFICADELLE PRESTAZIONI

INTEGRAZIONEDEI COMPONENTI

INTEGRAZIONEDELLE MODALITÀ

DI CONTROLLO


AUTOMAZIONE 1

MOVIMENTAZIONE CONTROLLATA

CARICO

MODALITÀ DI CONTROLLO DELLA MOVIMENTAZIONE

PRESTAZIONIASSEGNATE E/O DA DEFINIRE

SCELTE SULLA BASE DELLE PRESTAZIONI E DELLE MODALITÀ DI CONTROLLO DELLA MOVIMENTAZIONE

FISSATE DAL PROGETTISTA

AZ

ION

AM

EN

TO MOTORE

CONVERTITORE

MODALITÀ DI CONTROLLO DEL MOTORE

STRUMENTAZIONE DI MISURA

INQUADRAMENTO DEI PROBLEMI 10

DA SCEGLIERE IN BASE ALLE PRESTAZIONI

AUTOMAZIONE 1

POSSIBILI CONFIGURAZIONI 11

MOTORE

GIU

NT

O

RIDUTTOREMECCANICO

GIU

NT

O

CARICO

MOTORE

GIU

NT

O

ALBEROELASTICO

GIU

NT

O

CARICO

AUTOMAZIONE 1


MOTORE

GIU

NT

O

ABERORIGIDO

GIU

NT

O

CARICO

CARICOGIUNTO

ELASTICOMOTORE

AUTOMAZIONE 1


CARICOGIUNTORIGIDOMOTORE

CARICOMOTORE

AUTOMAZIONE 1

CAMPO DIESCURSIONE

DELLA COPPIA DI CARICO

MOTORE CARICO

ESCURSIONEDELLA VELOCITÀ

velocità

cop

pia

MOVIMENTAZIONE CONVENZIONALE 14

COPPIADI CARICO

CARATTERISTICA STATICADI UN MOTORE DEL TIPOA VELOCITÀ COSTANTE

RETE

AUTOMAZIONE 1

RETE

TELERUTTORECOMANDO ON /OFF

DELLAMOVIMENTAZIONE

SOLUZIONE CONVENZIONALE 15

ALBERO ELASTICO VOLANOMOTORE

AUTOMAZIONE 1

MOVIMETAZIONE CONVENZIONALE

ANDAMENTO DELLA VARIABILE

DI COMANDO ON/OFFDEL MOTORE

ANDAMENTO DELLA VELOCITÀ

DEL VOLANO

POSSIBILE COMPORTAMENTO 16

tempo tempo

AUTOMAZIONE 1

MOTORE CARICO

RETE

CONVERTITORESTATICO

VALORE DESIDERATODELLA VELOCITÀ CONTROLLATA

velocità

copp

ia

POSSIBILE STRUTTURA

COPPIADI CARICO

17

CAMPO DI ESCURSIONE DELLA COPPIADI CARICO

CAMPO DI ESCURSIONE DELLE CARATTERISTICHESTATICHE DEL MOTORE PER EFFETTO DEL CONTROLLODELLA MOVIMENTAZIONE

VARIABILE DI COMANDO PER LAMOVIMENTAZIONECONTROLLATA

AUTOMAZIONE 1

RELAZIONE CAUSA-EFFETTO 18

COPPIA DI CARICO

ANDAMENTODESIDERATODELLA VELOCITÀCONTROLLATA

ANDAMENTODELLA VELOCITÀCONTROLLATA

AZIONAMENTO

MOTORE

CARICO

PREVEDIBILE

CASUALE

AUTOMAZIONE 1

OTTENIMENTO DELLE PRESTAZIONI 19

ANDAMENTODELLA VELOCITÀCONTROLLATA GARANTITE

DALLA MODALITÀDI CONTROLLODEL MOTORE

OTTENUTE ESCLUSIVAMENTEDALLA ARCHITETTURA

E DAL DIMENSIONAMENTODEL SISTEMA

DI MOVIMENTAZIONE

GARANTITEDALLA MODALITÀ

DI CONTROLLODELLA MOVIMENTAZIONE

OTTENUTEFISSANDO IL PROFILO

DI VELOCITÀ

PRECISIONESTATICA

PRECISIONEDINAMICA

RAPIDITÀDI RISPOSTA

AUTOMAZIONE 1

AZIONAMENTO

MOVIMENTAZIONE CONTROLLATA A CATENA APERTARETE

VARIABILE DICOMANDO DELCONVERTITORE

CONVERTITORE

INTERFACCIA OPERATOREANDAMENTO DELLA

VARIABILE DI COMANDODEL MOTORE


POSSIBILE STRUTTURA 20

VARIABILE DI COMANDO

DELLA MOVIMENTAZIONE

AUTOMAZIONE 1

AZIONAMENTO

A CONTROREAZIONE LATO MOTORE

RETE


CONVERTITOREINTERFACCIA OPERATOREMODALITÀ DI CONTROLLO DEL: - DEL MOTORE;- DEL CONVERTITORE

VARIABILE DI COMANDODELLA MOVIMENTAZIONE

VOLANOMOTORE ALBERO ELASTICOMISURA

VELOCITÀDEL MOTORE


AUTOMAZIONE 1

AZIONAMENTO

A CONTROREAZIONE LATO MOTORE E LATO CARICO


CONVERTITORE

MISURAVELOCITÀ

DEL MOTORE

INTERFACCIA:- OPERATORE- SCHEDA CONTROLLO

MODALITÀ DI CONTROLLO:- DEL MOTORE - DEL CONVERTITORE

RETE


MISURAVELOCITÀ

DEL CARICOVOLANOMOTORE ALBERO ELASTICO

VARIABILE DI COMANDODELLA MOVIMENTAZIONE

AUTOMAZIONE 1

ANDAMENTO DELLA VELOCITÀ DEL VOLANOVARIABILE DI COMANDO

DEL CONVERTITOREVELOCITÀ DEL VOLANO

tempo tempo

CONTROLLO A CATENA APERTA

COMANDOVELOCITÀ

tempo tempo

CONTROLLO ACONTROREAZIONELATO MOTORE

COMANDODI COPPIA

tempo tempo

CONTROLLO ACONTROREAZIONE:- LATO MOTORE- LATO CARICO

COMANDOVELOCITÀ

COMANDODI COPPIA

ANDAMENTI TIPICI DELLA VELOCITÀ E DELLA COPPIA 23

AUTOMAZIONE 1

CARATTERIZZAZIONE DEL COMPORTAMENTO DINAMICO 24

tempo

velo

cità

tempo

velo

cità

tempo

velo

cità

tempo

velo

cità

ESCURSIONEENTRO LE SPECIFICHE

tempo

velo

cità

tempo

velo

cità

COMPORTAMENTO RELATIVO ALLA COPPIA DI CARICO

PR

OF

ILO

DI V

EL

OC

ITÀ

PRESTAZIONI

OTTENUTE FISSANDO IL PROFILO DI

VELOCITÀ E DAL DIMENSIONAMENTO

DEL SISTEMA DI MOVIMETAZIONE

GARANTITEDALLA

MODALITÀDI CONTROLLODEL MOTORE


DI CONTROLLODELLA

MOVIMENTAZIONE


DI CONTROLLODEL MOTORE

E DELLAMOVIMENTAZIONE


DI CONTROLLODEL MOTORE

E DELLAMOVIMENTAZIONE


DI CONTROLLODELLA

MOVIMENTAZIONE

AUTOMAZIONE 1

CARATTERIZZAZIONE DEL COMPORTAMENTO DINAMICO 25

tempo

velo

cità

tempo

velo

cità

tempo

velo

cità

tempo

velo

cità

ESCURSIONEENTRO LE SPECIFICHE

tempo

velo

cità

tempo

velo

cità

COMPORTAMENTO RELATIVO ALLA COPPIA DI CARICO

PR

OF

ILO

DI V

EL

OC

ITÀ

COMPORTAMENTODEL MOTORE

RICAVABILE DALLE CARATTERISTICHESTATICHE DEL MOTORE


E DALLE CARATTERISTICHE DINAMICHE DEL CARICO

RICAVABILE DAL MODELLO DINAMICO

DEL MOTOREE DALLE CARATTERISTICHE

DINAMICHE DEL CARICO

RICAVABILE DAL MODELLO

DINAMICO DEL MOTOREE DAL MODELLO DINAMICO

DEL CARICO


E DAL MODELLO DINAMICO DEL CARICO

RICAVABILE DAL MODELLO DINAMICO

DEL MOTOREE DALLE CARATTERISTICHE

DINAMICHE DEL CARICO

AUTOMAZIONE 1

PROGETTISTADEL SUPPORTO

MECCANICO

ACCETTAZIONE DELLE PRESTAZIONI CHE SI

RIESCONO AD OTTENERE

RAGGIUNGIMENTODELLE PRESTAZIONI

PREFISSATE

COMPETENZE: COMPETENZE:

PROGETTISTADEL SISTEMA DI

MOVIMENTAZIONE

COSTRUTTOREDELLA 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

PRESTAZIONI

3 - FARE VARIARE LA VELOCITÀ DI ROTAZIONE NEL FUNZIONAMENTO A REGIME PERMANENTE ENTRO UN CAMPO DI ESCURSIONE PREFISSATO;

CON RIFERIMENTO ALL’ESEMPIO 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

APPLICAZIONI

ALIMENTAZIONEDA RETE

CONTROLLOLATO MOTORE

A CONTROREAZIONE SUL MOTORE

CONTROLLOLATO CARICO

A CONTROREAZIONE SUL CARICO

RAPIDA EMERGENTI

LENTACONVENZIONALI

MOLTO LENTA CONSOLIDATE

DINAMICA

ALIMENTAZIONEDA CONVERTITORE

A CATENA APERTA

DIFFUSIONE 28

MOLTO RAPIDA INNOVATIVE

AUTOMAZIONE 1

MECCANICA

ELETTROTECNICA ELETTRONICA INFORMATICA

MECCATRONICA

TECNOLOGIE COINVOLTE NELLA MOVIMENTAZIONE CONTROLLATA

TECNOLOGIE COINVOLTE 29

REALIZZAZIONE DELLASTRUTTURA DI SUPPORTO

REALIZZAZIONE DELLA STRUMENTAZIONE

1960 1970 1980 1990 2000ANNO

AUTOMAZIONE 1

MECCANICA & ELETTRONICA =

MECCATRONICA

MECCANICA

ELETRONICAMECCATRONICA

INTERPRETAZIONE EURISTICA

INTERPRETAZIONE CORRETTA INTERPRETAZIONE 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

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


CONTROLLO

SENSORI ATTUATORI

COMUNICAZIONE

AUTOMAZIONE 1


MICROELETTRONICA

ELETTRONICA DI POTENZA

SENSORI

ATTUATORI

TEORIA DEL CONTROLLOMODELLAZIONE E SIMULAZIONE

TECNOLOGIE PER L’AUTOMAZIONESOFTWARE SPECIALISTICI

INTELLIGENZA ARTIFICIALE

STRUTTURE MECCANICHECOMPONENTISTICA MECCANICAMECCANICA DI PRECISIONE

TECNOLOGIEELETTRONICHE

TECNOLOGIEMECCANICHE

TECNOLOGIEDELLA

INFORMAZIONE

AUTOMAZIONE 1

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 SULL’EMPIRISMO E SULL’ESPERIENZA

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

APPROCCIO PERDENTE, PIÙ DIFFUSO

MOVIMENTAZIONE CONVENZIONALE

MODALITÀEMPIRICHEDI CONTROLLO

STRUMENTAZIONEMETODOLOGIEASTRATTEDI CONTROLLO

EMPIREO

PRESTAZIONI

RETE

COMANDOON /OFF

TELERUTTORE


APPROCCIO CONVENZIONALE 34

AUTOMAZIONE 1

L’APPROCCIO VINCENTE, POCO DIFFUSO

STRUMENTAZIONEMETODOLOGIEDI CONTROLLO


CONVERTITORE

VOLANOMOTOREMISURA

VELOCITÀDEL MOTORE

MISURAVELOCITÀ

DEL CARICOALBERO ELASTICO

INTERFACCIA:- OPERATORE- SCHEDA CONTROLLO

MODALITÀ DI CONTROLLO:- DEL MOTORE - DEL CONVERTITORE

RETE

AZIONAMENTO

APPROCCIO INNOVATIVO 35

PRESTAZIONI

AUTOMAZIONE 1

DISPOSITIVO DI CONTROLLO

CONTROLLO DELLA MOVIMENTAZIONE

DISPOSITIVO PER ILCONTROLLO DELLAMOVIMENTAZIONE

ENERGIA PER LA MOVIMENTAZIONE

MISURADELLA VELOCITÀ E/ODELLA POSIZIONE

VARIABILE DI COMANDOPER LA MOVIMENTAZIONE

VALORE DESIDERATODELLA VELOCITÀ E/ODELLA POSIZIONE

SENSORITRASDUTTORI

ALIMENTAZIONEPRIMARIA

VARIABILI DI COMANDODELL’AZIONAMENTO

AZIONAMENTO

ATTUATORE

APPROCCIO PROGETTUALE 36

AUTOMAZIONE 1

DISPOSITIVO DI CONTROLLO

DISPOSITIVO PER ILCONTROLLO ROBUSTO DELLAMOVIMENTAZIONE

ENERGIA PER LA MOVIMENTAZIONE

MISURA DELLA VELOCITÀ E/ODELLA POSIZIONE

VARIABILE DI COMANDOPER LA MOVIMENTAZIONE

VALORE DESIDERATODELLA VELOCITÀ E/ODELLA POSIZIONE

ALIMENTAZIONEPRIMARIA

VARIABILI DI COMANDODELL’AZIONAMENTO

AZIONAMENTO

ATTUATORE

SENSORITRASDUTTORI

CONTROLLO AVANZATO DELLA MOVIMENTAZIONE

APPROCCIO INNOVATIVO 37

AUTOMAZIONE 1

PRINCIPALI APPLICAZIONI DELLA MOVIMENTAZIONE 38

AUTOMAZIONE 1

LINEE DI PRODUZIONE DI GRANDI DIMENSIONILAMINATOI, 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.


AUTOMAZIONE 1

LINEE DI PRODUZIONE DISCRETAIMPACCHETTATRICI, CONFEZIONATRICI, ECC.


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


AUTOMAZIONE 1

MACCHINE UTENSILI E ROBOT INDUSTRIALI


• 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)


AUTOMAZIONE 1

CELLE DI LAVORO


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.

CONOSCENZA DEL COMPORTAMENTO DEL CARICO

CON RIFERIMENTO ALL’ESEMPIO 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

PROGETTAZIONE E REALIZZAZIONE

APPROCCIO PRESTAZIONI

EMPIRISMO EINTUIZIONE

RAGGIUNGIMENTO DELLA FUNZIONALITÀ SENZA VINCOLISUL COSTO E SULLE PRESTAZIONI

CONOSCENZA DELMODELLO STATICO

OTTIMIZZAZIONE DI UN FUZIONALE DI COSTO

CONOSCENZA DELLADINAMICA DOMINANTE

RAGGIUNGIMENTO DELLA PRECISIONE STATICA E DINAMICA PREFISSATA

CONOSCENZA DELLADINAMICA SECONDARIAE INCERTA

RAGGIUNGIMENTO DELLA ROBUSTEZZA DI COMPORTAMENTO

APPROCCIO ALLA PROGETTAZIONE 43

AUTOMAZIONE 1

CONOSCENZE PRELIMINARI

QUANDO L’APPARATO 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.


PER LA PROGETTAZIONE DEL SISTEMA DI MOVIMENTAZIONE OCCORRE:

AUTOMAZIONE 1

SCELTE E VERIFICHE PRELIMINARI

- VERIFICA CHE L’APPARATO 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 DELL’AZIONAMENTO;

- ANDAMENTO DELLE VARIABILI DI COMANDO DELL’AZIONAMENTO;


AUTOMAZIONE 1

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:

- L’ENERGIA RICHIESTA PER LA MOVIMENTAZIONE E VIENE

SUDDIVISA IN:

- ENERGIA CINETICA;

- ENERGIA DISSIPATA;

- L’ENTITÀ DELLE VARIAZIONI DI VELOCITÀ PREVISTE DAL PROFILO

DI VELOCITÀ E/O DI POSIZIONE;


AUTOMAZIONE 1

CARATTERIZZAZIONE DEL CARICO IN BASE ALL’ENERGIA

DINAMICA DEL CARICO

MOLTO LENTA

LENTA

RAPIDA

MOLTO RAPIDA

CARICO DISSIPATIVO

CARICO INERZIALE

CARATTERIZZAZIONE DEL CARICO 47

AUTOMAZIONE 1

IN BASE AL PROFILO DELLA VELOCITÀ

DINAMICA DEL CARICO PROFILO DELLAVELOCITÀ DEL CARICO

MOLTO LENTA

LENTA

RAPIDA

MOLTO RAPIDA

tempo

velo

cità

tempo

velo

cità

tempo

velo

cità

tempo

velo

cità


AUTOMAZIONE 1

IN BASE ALLA PERTUBAZIONE PROVOCATA DALLA COPPIA DI CARICO

DINAMICA DEL CARICOANDAMENTO DELLA

VELOCITÀ CONTROLLATA

MOLTO LENTA

LENTA

RAPIDA

MOLTO RAPIDA


tempo

velo

cità

tempo

velo

cità

tempove

loci

tà

tempo

velo

cità

AUTOMAZIONE 1

IN BASE ALLE DETERMINAZIONE DELLA COPPIA MOTRICE

DINAMICA DEL CARICOVELOCITÀMOTORE

VARIABILE DI COMANDODEL MOTORE

MOLTO LENTAVALOREMEDIATO

VALOREMEDIATO

LENTAVALOREMEDIATO

VALOREMEDIATO

RAPIDAVALORE

ISTANTANEOVALOREMEDIATO

MOLTO RAPIDAVALORE

ISTANTANEOVALORE

ISTANTANEO


AUTOMAZIONE 1

CARATTERIZZAZIONE DELL’ATTRITO

velocità

forz

a o

coppia

ATTRITO DI TIPO VISCOSOATTRITO SECCO

ATTRITO DI PRIMO DISTACCO


AUTOMAZIONE 1

MOTORE CARICO

CARATTERIZZAZIONE DEL CARICO DALL’INTERNO

COPPIARESISTENTE

COPPIAINERZIALE

COPPIADISSIPATIVA

COPPIAMOTRICE

COPPIADI CARICO

COPPIADI ATTRITOVISCOSO

COPPIADI DISTACCOE DI ATTRITO

SECCO

COPPIAEQUIVALENTE

ALLA DINAMICAINCERTA

COPPIADI DISTURBO


AUTOMAZIONE 1

53

EFFETTI PRODOTTI DALLA COPPIA DISSIPATIVA

DINAMICADEL CARICO

ATTRITOVISCOSO

MOLTO LENTA

LENTA

RAPIDA

MOLTO RAPIDA

ATTRITOSECCO E

DI DISTACCO

DISTURBICASUALI

DINAMICAINCERTA


AUTOMAZIONE 1

DIMENSIONAMENTO DELL’AZIONAMENTO

- DELLE MODALITÀ DI CONTROLLO DELLA MOVIMENTAZIONE PER

OTTENERE L’ESCURSIONE 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 DELL’AZIONAMENTO 54

AUTOMAZIONE 1

DIMENSIONAMENTO DELL’AZIONAMENTO

- PRECISIONE DESIDERATA NELL’INSEGUIMENTO 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;


AUTOMAZIONE 1

RIDUTTORE MECCANICO

COPPIA Cm

VELOCITÀ m

FORNITE DALL’ATTUATORE

COPPIA C l VELOCITÀ l

NECESSARIE PER LAMOVIMENTAZIONE

RIDUTTORE MECCANICO

l = k m

k RAPPORTO DI RIDUZIONE

DISSIPAZIONE

Cm = Cl / k TRASCURANDO LA DISSIPAZIONE

RIDUTTORE MECCANICO 56

AUTOMAZIONE 1

INSERIMENTO DI UN RIDUTTORE MECCANICO

DINAMICA

DEL CARICO

RIDUTTOREDI VELOCITÀ

MOLTO LENTA

LENTA

RAPIDA

MOLTO RAPIDA

VANTAGGI


AUTOMAZIONE 1

CARATTERIZZAZIONE DELLA DINAMICA

CARICOINERZIALE

CARICODISSIPATIVO

ATTRITOVISCOSO

ATTRITO SECCO E DI DISTACCO

ACCOPPIAMENTOMOTORE-CARICO

FLUSSO DI ENERGIA

MOLTOLENTA LENTA RAPIDA MOLTO

RAPIDASTRUTTURA

DINAMICA

DINAMICAINCERTA

RIDUTTORE

VERSO IL CARICO

DIRETTO

VERSO L’ALIMENTAZIONE

CARATTERIZZAZIONE DELLA DINAMICA 58

AUTOMAZIONE 1

OTTIMIZZAZIONE DEL RENDIMENTO ENERGETICO DELLA MOVIMENTAZIONE

RENDIMENTO DEL MOTORE

PRECISIONE STATICA DELLA VELOCITÀDEL MOTORE - MIGLIORAMENTO DELLA DINAMICA LATO CARICO

VELOCITÀCOSTANTE

LENTA

RAPIDA

MOLTORAPIDA

MOLTOLENTA

ANDAMENTODELLA VELOCITÀ

DINAMICADEL 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

CARATTERIZZAZIONEDEL CARICO E DELLE PRESTAZIONI


tempo

velo

cità

tempo

velo

cità

tempo

velo

cità

tempo

velo

cità

tempo

velo

cità

tempo

velo

cità

tempo

velo

cità

tempo

velo

cità

tempo

velo

cità

tempo

velo

cità

AUTOMAZIONE 1

IN SINTESI

MEDIO MEDIO

MEDIO MEDIO

INSTAN-TANEO

MEDIO

INSTAN-TANEO

INSTAN-TANEO

DINAMICANONLINEARE

E INCERTA

ATTRITOSTATICO EDI DISTACCO

ATTRITOVISCOSO

DINAMICANONLINEARE

E INCERTAATTRITO

VALORE

ALIMENTAZIONE

MOTORE

VALORE

VELOCITÀ

MOTORE

COPPIA MOTRICE

LENTA

RAPIDA

MOLTORAPIDA

MOLTOLENTA

DINAMICA

COPPIA PASSIVA


AUTOMAZIONE 1

POSIZIONE - VELOCITÀ - ACCELERAZIONE - JERK

t0 t1 t2

velocità massima

accelerazione massima

SOLLECITAZIONE VERSO IL CARICO

SOLLECITAZIONE VERSO IL SUPPORTO

INFLUENZA DEL PROFILO SULLA MOVIMENTAZIONE 61

posi

zione

velo

cità

acc

ele

razi

one

tempojerk

AUTOMAZIONE 1


PROGETTAZIONE E REALIZZAZIONE

APPROCCIO PRESTAZIONI

EMPIRISMO EINTUIZIONE

RAGGIUNGIMENTO DELLA FUNZIONALITÀ SENZA VINCOLI SUL COSTO E SULLE PRESTAZIONI

CONOSCENZA DELMODELLO STATICO

OTTIMIZZAZIONE DI UN FUNZIONALE DI COSTO

CONOSCENZA DELLADINAMICA DOMINANTE

RAGGIUNGIMENTO DELLA PRECISIONE STATICA E DINAMICA PREFISSATA

CONOSCENZA DELLADINAMICA SECONDARIAE INCERTA

RAGGIUNGIMENTO DELLA ROBUSTEZZA DI COMPORTAMENTO

AUTOMAZIONE 1

PROCEDURA DI VERIFICA DELLA PROGETTAZIONE 63

OBIETTIVI

SPECIFICHE

PROGETTAZIONE

REALIZZAZIONE

PROVE DIACCETTAZIONE

PROVE DIFUNZIONALITÀ

ARCHITETTURA FUNZIONALE

ARCHITETTURA DI SISTEMA

VINCOLI SULLA STRUTTURA SULLE APPARECCHIATURE

PROVE PARZIALISUI COMPONENTI

SIMULAZIONE DIFUNZIONALITÀ

SIMULAZIONE DI FUNZIONAMENTO

AUTOMAZIONE 1

FORMAZIONE CULTURALE 64

PRESTAZIONI

APPLICAZIONI

ME

CC

AN

ICA

CIN

EM

AT

ICA

EL

ET

TR

ON

ICA

DI P

OT

EN

ZA

AU

TO

MA

ZIO

NE

IND

US

TR

IAL

E

MO

DA

LIT

À E

LE

ME

NT

AR

ID

I C

ON

TR

OL

LO

DA

TA

PR

OC

ES

SIN

G

DINAMICA RAPIDA

DINAMICA MOLTO RAPIDA

DINAMICA MOLTO LENTADINAMICA LENTA

PROGETTAZIONE

MA

CC

HIN

E E

LE

TT

RIC

HE

MO

DA

LIT

À

EV

OL

UT

ED

I C

ON

TR

OL

LO

AUTOMAZIONE 1

UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI ROMA LA SAPIENZA DIPARTIMENTO DI INFORMATICA E SISTEMISTICA...

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