Corsi di Laurea Corsi di Laurea Magistrale Corsi di Laurea Magistrale
a Ciclo Unico
Scuola di Ingegneria
INGEGNERIA GESTIONALE
Insegnamento
MECCATRONICA E AUTOMAZIONE
IN03119448, A.A. 2019/20

Informazioni valide per gli studenti immatricolati nell'A.A. 2019/20

Principali informazioni sull'insegnamento
Corso di studio Corso di laurea magistrale in
INGEGNERIA GESTIONALE
IN0522, ordinamento 2008/09, A.A. 2019/20
N0
porta questa
pagina con te
Crediti formativi 9.0
Tipo di valutazione Voto
Denominazione inglese MECHATRONICS AND AUTOMATION
Dipartimento di riferimento Dipartimento di Tecnica e Gestione dei Sistemi Industriali (DTG)
Obbligo di frequenza No
Lingua di erogazione ITALIANO
Sede VICENZA
Corso singolo È possibile iscriversi all'insegnamento come corso singolo
Corso a libera scelta È possibile utilizzare l'insegnamento come corso a libera scelta

Docenti
Responsabile DARIO RICHIEDEI ING-IND/13
Altri docenti ALBERTO TREVISANI ING-IND/13

Dettaglio crediti formativi
Tipologia Ambito Disciplinare Settore Scientifico-Disciplinare Crediti
AFFINE/INTEGRATIVA Attività formative affini o integrative ING-IND/13 9.0

Organizzazione dell'insegnamento
Periodo di erogazione Primo semestre
Anno di corso I Anno
Modalità di erogazione frontale

Tipo ore Crediti Ore di
didattica
assistita
Ore Studio
Individuale
LEZIONE 9.0 72 153.0

Calendario
Inizio attività didattiche 23/09/2019
Fine attività didattiche 18/01/2020
Visualizza il calendario delle lezioni Lezioni 2019/20 Ord.2008

Syllabus
Prerequisiti: Conoscenze di base di Meccanica Applicata alle Macchine (cinematica e dinamica dei corpi rigidi e dei meccanismi) e di Controlli Automatici (trasformata di Laplace, diagrammi di Bode)
Conoscenze e abilita' da acquisire: Conoscere i componenti fondamentali di un sistema meccatronico. Conoscere il concetto di integrazione di meccanica ed elettronica nelle macchine automatiche. Conoscere i criteri fondamentali per la progettazione funzionale delle macchine automatiche. Saper analizzare, dimensionare e valutare semplici sistemi meccatronici.
Modalita' di esame: Prova scritta con domande aperte ed esercizi
Criteri di valutazione: Comprenzione degli argomenti svolti.
Capacità di effettuare in modo quantitativo il dimensionamento di massima di un attuatore.
Capacità di scrivere modelli di sistemi meccatronici ed utilizzarli per il dimensionamento della principale componentistica elettro-meccanica e per la sintesi del controllore.
Contenuti: 1) INTRODUZIONE AL CORSO
*Automazione fissa, programmabile e flessibile; macchine automatiche, robot industriali
*Meccatronica e progettazione meccatronico
*Schema e architettura di una macchina automatica.

2) MODELLISTICA DINAMICA DI SISTEMI MECCANICI PER L’AUTOMAZIONE
*Sistemi ad un grado di libertà: inerzia ridotta, bilancio di potenze per la scrittura delle equazioni del moto; modellistica di sistemi a un grado di libertà con uno o più stadi di trasmissione; Rendimento, moto diretto e retrogrado, irreversibilità. Modellistica di sistemi a un grado di libertà in presenza di perdite di potenza
*Cenni al modello dell’attrito
*Le vibrazioni nei sistemi meccanici: l'oscillatore semplice smorzato; pulsazione naturale e smorzamento relativo; risposta libera e forzata; risposta in frequenza; risposta in frequenza di un sistema a 2 gradi di libertà e due masse; cenni all’analisi modale. Esercizi

3) RIDUTTORI PER L’AUTOMAZIONE
* Riduttori epicicloidali: dimensionamento e scelta
* Non idealità nelle trasmissioni: backlash, isteresi, rendimento, elasticità
* HarmonicDrive, CycloDrive: caratteristiche
* Confronto, campi di applicazione e criteri di scelta
* Esercizi numerici sul dimensionamento di un riduttore epicicloidale

4) GENERAZIONE DEL MOTO LINEARE
*Viti a ricircolo di sfere: principio di funzionamento, tipologie, caratteristiche, casi d’uso; limiti al passo e al diametro, durata, altri parametri di scelta, esercizi numerici di dimensionamento e verifica.
*Viti a rulli epicicloidali
*Attuatori a cinghia
*Pignone-cremagliera
*Cenni agli attuatori oleodinamici e pneumatici

5) LEGGI DI MOTO
*Definizioni, criteri di scelta; scalatura;lLeggi elementari e ottimizzate; composizione leggi di moto; effetti legati all’elasticità
*Camme elettroniche: definizioni, utilizzo, motivazioni; Casi applicativi camme elettroniche: imbottigliatrice, taglio al volo lineare, taglio al volo rotativo.

6) SCELTA INTEGRATA MOTORE ELETTRICO E TRASMISSIONE
*Richiami di motori elettrici per l’automazione: motori CC, passo-passo, brushless, motori torque, asincroni comandati da inverter, attuatori elettrici lineari
*Curve caratteristiche del motore brushless: criteri di scelta e dimensionamento
*Scelta del rapporto di trasmissione
*Approccio integrato di pianificazione +scelta motore/convertitore + riduttore
*Esercitazioni al calcolatore
*Esercizi numerici

7) CONTROLLO DELL’ASSE ELETTRO-MECCANICO IN SISTEMI MECCATRONICI
*Specifiche dei sistemi di controllo, richiamo a definizioni di base della teoria dei controlli
*Architetture di controllo e supervisione: plc, controlli numerici e controllo assi
*Modello e schema a blocchi del circuito di armatura del motore in cc
*Architettura dello schema di controllo
*Controllo PI di corrente
*Controllo PI velocità
* Controllo P di posizione
* Azioni in feedforward
* Cenni agli effetti dell’elasticità, architetture co-locate vs non co-locate

8) SENSORI PER LA MECCATRONICA
*Introduzione alla misura: campionamento (teorema di Shannon, aliasing) e quantizzazione.
*Encoder (incrementali, assoluti, lineari, sinusoidali), LVDT
*Sensori di prossimità e ottici
*Accelerometro
*Stima della velocità
Attivita' di apprendimento previste e metodologie di insegnamento: Metodo didattico tradizionale alla lavagna, integrato con filmati e videoproiezioni di materiale tecnico.
Eventuali indicazioni sui materiali di studio: Tutto il materiale didattico sarà reso disponibile nella piattaforma “moodle” (https://elearning.unipd.it/dtg/).
Il materiale di studio comprende:
- dispense delle lezioni redatte dal docente;
- esercizi per la preparazione all’esame;
- articoli di riviste internazionali;
- cataloghi tecnici di componentistica commerciale;
- eventuale codice software.
Testi di riferimento:
  • Marco Giovagnoni, Vibrazioni meccaniche. padova: Edizioni libreria Cortina, 2000. Cerca nel catalogo
  • G.Legnani, M. Tiboni, R. Adamini, D. Tosi, Meccanica degli Azionamenti - Vol.1 Azionamenti Elettrici. --: --, --. Cerca nel catalogo

Didattica innovativa: Strategie di insegnamento e apprendimento previste
  • Lecturing
  • Problem based learning
  • Case study
  • Interactive lecturing
  • Problem solving
  • Mappe concettuali
  • Utilizzo di video disponibili online o realizzati
  • Files e pagine caricati online (pagine web, Moodle, ...)

Didattica innovativa: Software o applicazioni utilizzati
  • Moodle (files, quiz, workshop, ...)
  • One Note (inchiostro digitale)
  • Matlab

Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
Industria, innovazione e infrastrutture