33981 - SISTEMI INTEGRATI DI LAVORAZIONE M

Conoscenze e abilità da conseguire

L'allievo apprende come affrontare le problematiche della scelta dei processi tecnologici alternativi in fase di ingegnerizzazione del prodotto e dello sviluppo dei cicli di lavorazione sia in modo tradizionale sia con tecniche CAPP, integrate nell’ambiente CAD-CAM per l'utilizzo di macchine utensili CNC e di Sistemi Flessibili di Lavorazione.

Contenuti

Prolusione

Orario delle lezioni e delle esercitazioni; descrizione dei contenuti del corso: parte teorica in aula; esercitazioni in aula e esercitazioni in laboratorio informatico, seminari tematici; progetti interdisciplinari e lavori di gruppo.

Testi bibliografici adottati.

Modalità di esame.

Teoria

RICHIAMI SUL SISTEMA MACCHINA UTENSILE (MU)

Richiami sulle principali architetture di macchina utensile: il tornio convenzionale, la fresatrice convenzionale, le lavorazioni al tornio e alla fresatrice; richiami sui parametri del processo di taglio. Architettura delle MU: regole per individuare gli assi di moto nel tornio e nella fresatrice, materiali, strutture principali e componenti (bancali, colonne, guide, viti senza fine), azionamenti (attuatori e trasduttori).

I sensori e i trasduttori. Caratteristiche generali di un trasduttore. I trasduttori di posizione analogici: resolver e inductosyn lineari e rotativi. I trasduttori di posizione digitali: encoder lineari (righe ottiche) e rotativi. I trasduttori di posizione nell'architettura della MU.

Evoluzione della MU grazie al Computer Numerical Control (CNC). La unità di Governo. Le funzionalità del CNC e il Programmable Logic Controller (PLC). Misura diretta e indiretta; CNC a struttura chiusa, closed loop, e CNC a struttura semichiusa, semiclosed loop. MU CNC a 2, 2.5, 3, 4 e 5 assi controllati.

PROGRAMMAZIONE DELLE LAVORAZIONI ALLE MU CNC.

Programmazione diretta delle MU CNC. Cenni sul sistema Automatically Programmed Tool (APT). La struttura Processor-Post-processor. Il linguaggio EIA/ISO, struttura di un programma di lavorazione, funzioni “G” preparatorie, funzioni “M” ausiliarie o miscellanee. Funzioni modali e non modali. Macro istruzioni.

Programmazione avanzata delle MU CNC mediante Computer Aided Manufacturing (CAM). CAM e CAD-CAM integrati e parametrici: struttura; generazione dei percorsi di lavorazioni nella fase process e il Cutter Location Data File (CL Data File); generazione di programmi in linguaggio macchina nella fase post-process: il g-code.

INTRODUZIONE AI SISTEMI DI PRODUZIONE

Componenti di un sistema di produzione: macchine di produzione, sistema di movimentazione, sistema di gestione e controllo. Classificazione preliminare dei sistemi di produzione in base alle operazioni, il numero delle stazioni di lavoro, il layout, il livello di automazione, la varietà dei prodotti.

SISTEMI DI PRODUZIONE FLESSIBILI A STAZIONE SINGOLA

Cella di lavorazione a stazione singola o Flexible Manufacturing Module (FMM): stazioni manuali e stazioni automatizzate; applicazioni. Analisi della cella di lavorazione a stazione singola: numero di stazioni necessarie a soddisfare un certo carico di lavoro.

SISTEMI DI PRODUZIONE RIGIDI

La linea di assemblaggio manuale a singolo prodotto: efficienza, efficienza di riposizionamento, efficienza di bilanciamento. Algoritmi di bilanciamento: Largest Candidate, metodo di Kilbridge e Wester, Ranked Positional Weigth. La linea di assemblaggio manuale a mix di prodotto: numero di lavoratori in linea, il bilanciamento, la disciplina di lancio dei prodotti: lancio per intervalli di tempo fissi, lancio per intervalli di tempo variabili, considerazioni sulla sequenza di lancio. La linea a trasferta. Architettura e applicazioni. Analisi della linea a trasferta: indici di prestazione (rateo di produzione ed efficienza), determinazione del costo del prodotto, magazzino intermedio. Linee a trasferta manuali, automatizzate e miste.

SISTEMI DI PRODUZIONE FLESSIBILI MULTI-STAZIONE

L'automazione flessibile: architettura e prestazioni di una Cella di lavoro multi-stazione, Flexible Manufacturing Cell (FMC), cenni su architettura e prestazioni di un Sistema flessibile di lavorazione, Flexible Manufacturing System (FMS). Il concetto di fabbrica integrata, Computer Integrated Manufacturing (CIM). Il concetto di INDUSTRIA 4.0.

Seminari tematici e visite in azienda

A cura di MICROSYSTEM: “Il sistema CAD-CAM integrato Cimatron E”.

A cura di HPE COXA: "Lavorazioni avanzate di particolari meccanici con MU CNC".

A cura di HEIDENHAIN: "Struttura e caratteristiche tecniche di un moderno CNC."

Esercitazioni

ESERCITAZIONI IN AULA

Esempio di programmazione diretta di una MU CNC nel linguaggio EIA/ISO Standard.

Esercizi sulla valutazione delle prestazioni dei sistemi di produzione flessibili e rigidi.

ESERCITAZIONI IN LABORATORIO INFORMATICO (Lab6)

Richiami di disegno di geometrie solide e messa in tavola. I sistemi CAD-CAM integrati. Sistemi parametrici e non parametrici.

Struttura di un software CAM e programmazione avanzata dei percorsi di lavorazione delle MU CNC. Utensili fresa torica e sferica. Realizzazione di percorsi di lavorazione di particolari meccanici nel caso di MU CNC con tre assi controllati. Ricerca dei parametri di processo ottimali per la realizzazione della lavorazione CAM di un particolare meccanico.

Progetti interdisciplinari e lavori di gruppo

Durante il corso potranno essere assegnati esercizi inerenti gli argomenti trattati (programmazione diretta; valutazione delle prestazioni di sistemi di produzione; esercitazione CAM). Gli esercizi possono essere svolti facoltativamente.

Agli allievi ingegneri che seguiranno il corso e svolgeranno le esercitazioni facoltative potrà essere assegnata una licenza student per l'impiego del software CAM Cimatron, offerta da Microystem.

Le esercitazioni libere - fuori dall'orario di lezione - in Lab6 sono possibili previa comunicazione ai tecnici di laboratorio, secondo le modalità di erogazione del servizio.

Testi/Bibliografia

- PRESENTAZIONI DELLE LEZIONI E DISPENSE A CURA DEL DOCENTE.

- AUTOMATION, PRODUCTION SYSTEM AND COMPUTER-INTEGRATED MANUFACTURING, M. P. Groover, 3rd Edition, Pearson Int. Edition.

Approfondimenti

- COMPUTER-AIDED MANUFACTURING, T. C. Chang, R. A. Wysk, H. P. Wang, 3rd Edition, Prentice-Hall.

- PRINCIPLES, PRACTICE AND MANUFACTURING MANAGEMENT, C. McMahon e J. Browne, 2nd Edition, Pearson Int. Edition.

- Manuale di Programmazione per la fresatura SINUMERIK, 2009, Siemens.

- Manuale di Programmazione per la tornitura SINUMERIK, 2009, Siemens.

- TNC 640 (Contouring Control for Machining Centers and Milling/Turning Machines), 2014, Heidenhain.

- GENERAL CATALOG (Linear Encoders, Length Gauges, Angle Encoders, Rotary Encoders, Contouring Controls Touch Probes, Evaluation Electronics Digital Readouts), 2014, Heidenhain.

Richiami sulle macchine utensili

- MANUALE DELLE MACCHINE UTENSILI A CONTROLLO NUMERICO, F. Grimaldi, Hoepli, 2007.

- Zompì e Levi, Tecnologia meccanica, Edizioni Città Studi.

- Giusti e Santochi, Tecnologia Meccanica e studi di fabbricazione, Casa Editrice Ambrosiana.

Metodi didattici

Lezioni frontali con l'ausilio di lavagna, lavagna luminosa, proiettore.

Esercitazioni in laboratorio di informatico mediante un sistema CAD-CAM professionale.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Esame scritto che consiste in domande aperte e chiuse sugli argomenti trattati a lezione.

L'esame orale non è previsto.

Strumenti a supporto della didattica

Mezzi audiovisivi e lavagna.

Esercitazioni in Laboratorio di informatica.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Giampaolo Campana