Il consorzio TCN organizza il Minimaster in Meccatronica - Corso avanzato in data da definire
Programma del Minimaster
Primo giorno mattina
Prof. Emanuele Carpanzano, docente di Automazione Industriale, ITIA-CNR
Tecnologie e standard emergenti per l'automazione e l'integrazione di fabbrica.
Primo giorno pomeriggio
Ing. Andrea Cataldo, ricercatore ITIA-CNR
Standard, linguaggi e strumenti per la progettazione e la implementazione del controllo logico.
Secondo e terzo giorno
Prof. Gianantonio Magnani, docente di Fondamenti di Robotica, Tecnologie dei Sistemi di Controllo.
Dip. Di Elettronica e Informazione, Politecnico di Milano
Prof. Paolo Rocco, docente di Controllo del moto e Robotica Industriale, Controllo dei robot, Controlli Automatici per la Meccatronica.
Dip. Di Elettronica e Informazione, Politecnico di Milano
Il numero di dispositivi e sistemi in cui sono presenti parti meccaniche in movimento azionate da motori elettrici, controllati da unità elettroniche computerizzate, sono innumerevoli ed in continua crescita. Per menzionarne alcuni, si possono citare i robot industriali, le macchine utensili, le automobili e gli altri mezzi di trasporto, le periferiche dei computer, gli elettrodomestici. Prende il nome di servomeccanismo di posizione un dispositivo costituito da un attuatore, nella maggior parte dei casi un motore elettrico, uno o più sensori, una catena di trasmissione del moto, un’unità elettronica con la doppia funzione di amplificazione di potenza e di elaborazione delle leggi di controllo del moto, e infine la parte meccanica, detta carico, che dev’essere movimentata. I servomeccanismi di posizione sono quindi elementi di larghissima diffusione e di primaria importanza per la realizzazione di una molteplicità di dispositivi tradizionali ed innovativi, e ciò spiega il notevole interesse della materia che di essi si occupa, comunemente detta “controllo del moto”, dall'espressione anglofona "motion control".
Nella prima giornata il corso tratta la modellistica dei servomeccanismi e le tecniche classiche di controllo del moto. Saranno descritti i principi di funzionamento dei componenti basilari dei servomeccanismi (motori a corrente continua e brushless, riduttori e catene di trasmissione, sensori di posizione, unità elettroniche, carico) e ne sarà ricavato un modello matematico adatto per l’analisi sistemistica del servomeccanismo e lo studio e la sintesi delle relative leggi di controllo. Saranno quindi introdotti gli schemi comunemente utilizzati per il controllo della posizione e della velocità del motore e del carico e ne sarà illustrato il progetto. Gli elementi critici sul piano modellistico e del controllo, nonché le metodologie di analisi e progetto, saranno illustrati ricorrendo a dati sperimentali relativi a casi di interesse industriale, ed in particolare ad un prototipo dei servomeccanismi (detti giunti) impiegati nella costruzione di un braccio robotico spaziale, e con l’impiego di strumenti di calcolo automatico.
La lezione della seconda giornata si propone di discutere tematiche di controllo del moto complementari rispetto a quelle trattate nella lezione precedente e di mostrarne l'applicazione al settore della robotica industriale. Si prenderà dapprima in considerazione la pianificazione del moto per un posizionatore, ovvero la modalità con la quale si stabilisce con quali profili di posizione, velocità ed accelerazione si desidera che evolva il moto di un organo. Si studieranno in particolare la determinazione della legge oraria, l'interpolazione di punti e la scalatura delle traiettorie. Successivamente si discuteranno alcune tecniche avanzate per il controllo di servomeccanismi di posizione (filtri notch, metodi ad assegnamento dei poli, osservatori dei disturbi di coppia, compensazioni dei ripple, input shaping). L'analisi critica di queste tecniche consentirà
di metterne in luce pregi (rispetto alle soluzioni di norma adottate in ambito industriale e trattate nella lezione precedente) ed eventuali limitazioni. La lezione si concluderà con l'applicazione delle metodologie di controllo del moto al caso della robotica industriale: si discuteranno in particolare la pianificazione del moto nello spazio cartesiano e le metodologie di controllo decentralizzato (controllo indipendente ai giunti).
Quarto giorno
prof. Riccardo Scattolini, docente di Sicurezza nei Sistemi di Automazione.
Dip. Di Elettronica e Informazione, Politecnico di Milano
System Hazard Analysis
L’obiettivo della giornata è dare una base teorica di carattere generale sulla system hazard analysis. Nell’intervento verranno descritte le principali classi di metodi oggi utilizzate, con il supporto di semplici esempi didattici. Il linguaggio utilizzato e le nozioni di base richieste rendono il corso fruibile a tecnici ed ingegneri non solo dell’area ICT, ma anche meccanica.
ARGOMENTI
1. Concetti generali sulla dependability
2. Analisi preliminare o Preliminary Hazard Analysis (PHA) – Cenni alla Hazard and Operability Analysis (HAZOP)
3. Failure Mode and Effect Analysis (FMEA)
4. Fault Tree Analysis
5. Event Tree analysis
Quinto giorno mattina
Ing. Irene Fassi, Ing. Nicola Pedrocchi, ricercatori ITIA-CNR
Macchine a cinematica parallela: Stato dell'arte, applicazioni industriali e principali problematiche meccatroniche.
Quinto giorno pomeriggio
Ing. Andrea Ballarino, ricercatore ITIA-CNR
Best Practise: fabbrica altamente automatizzata per la produzione di calzature su misura
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