DM 270/04 - Art. 6 "Requisiti di ammissione ai corsi di studio". Sono tuttavia consigliate le conoscenze dei tradizionali corsi della meccanica fredda normalmente presenti al I livello dei CdS in Ingegneria Industriale; in particolare il riferimento si rivolge ai corsi di "Meccanica Applicata"

Il corso si prefigge di fornire dimestichezza con i problemi dell'automazione attraverso l’uso di azionamenti idraulici e penumatici, in particolare in ambito industriale. Le tematiche principali riguardano la conoscenza dei componenti fondamentali degli impianti ed i sistemi realizzabili attraverso la loro connessione. Si farà cenno alle tecniche di automazione di processi con dispositivi semplici o elettro assistiti a logica di comando tradizionale o avanzata.

Alla fine del corso lo studente dovrà avere dimestichezza con i principali componenti dell'automazione a fluido (oleodinaica e pneumatica) e dovrà avere i mezzi per analizzare e progettare semplici circuiti mediante anche l'ausilio di software commerciali.

 Trattasi di lezioni frontali svolte in aula dal docente tramite l'ausilio di slides, gesso e lavagna. Nel corso delle lezioni saranno occasionalmente illustrati e discussi software commerciali utili all'analisi dei componenti dei circuiti di automazione a fluido. Si consiglia agli studenti di seguire le lezioni, partecipare attivamente alle stesse e prendere appunti. 

L’esame verterà in una prova orale inerente gli argomenti trattati nel corso con l’eventuale discussione di un progetto d’anno..

1. . Introduzione al corso presentazione degli argomenti, obbiettivi formativi, modalità della verifica. Introduzione agli impianti di automazione : struttura e vantaggi. Conversione, controllo e trasporto dell’energia. Simboli grafici secondo DIN ISO 1219
2. Generalità e trasmissione dell’energia oleodinamica. Perdite di carico nelle trasmissioni oleodinamiche. Inquinamento e filtrazione. Controllo distribuzione e regolazione dell’energia. Regolazione della portata.

3. Cilindri : Cilindri pneumatici: tipologie costruttive, ammortizzamento di fine corsa, tipi di tenuta, parametri e dimensionamento, cilindri a semplice effetto, a doppio effetto, telescopici, esecuzioni speciali. Principi costruttivi, tipi di fissaggio, sollecitazione di punta. Cilindri idraulici, collegamenti dei cilindri.
4. Valvole ordinarie e speciali : Valvole Direzionali: Funzione e Rappresentazione, Struttura ed Azionamenti, Esecuzione Costruttiva delle valvole direzionali ad Otturatore e a Cassetto, Esecuzioni Pratiche, Elettrovalvole. Valvole di non ritorno pilotate e non.

5.Altri componenti come serbatoi, raffreddatori, accumulatori idraulici. idro-accumulatori, elementi di connessione e sensori per i sistemi oleodinamici.

6. Controllo dei sistemi oleodinamici. Controllo a resistenza, di posizione, controllo di pressione, controllo di flusso.

7. Proprietà dei fluidi: Trasmissione pneumatica dell’energia. Trattamento dell’aria compressa: unità, grandezze, simboli, umidità assoluta e relativa, dinamica dell’aria compressa.

8 Accumulo e distribuzione: Sistemi di accumulo dell’aria, a lobi, a viti, a palette, a pistone, turbine, progetto del serbatoio. Tipologia e dimensionamento delle reti di distribuzione dell’aria compressa. Tecniche di regolazione. Elementi logici

Esercitazioni

Sono previste esercitazioni di simulazioni di alcuni dei componenti analizzati nel corso utilizzando Simulink.

Fundamentals of Fluid Power. Part 1: Hydraulics. H. Murrenhoff. Aachen University. Shaker Verlag, 2016.

Fundamentals of Fluid Power. Part 2: Pneumatics. . H. Murrenhoff, O. Reinertz. Aachen University. Shaker Verlag, 2016.

Approfondimento:

Oleodinamica. Dai principi alla meccatronica. H. Spiech, A. Bucciarelli. Tecniche Nuove, 2018.

Pneumatica Corso Completo. G. Belforte, A. M. Bertetto, Luigi Mazza ‘- Ed. Tecniche Nuove,

Knowledge of the fundamentals of Analytical and Applied Mechanics are necessary.

DYNAMICS AND STABILITY OF MECHANICAL SYSTEMS

Detailed program

Dynamics: Lagrangian, momentum  and energy conservation.
Rigid body and multi-body dynamics: Theory and computer-aided applications to complex mechanical systems
 

Vibration dynamics of single degree of freedom (SDOF) systems: Theory of free and forced vibrations, with dissipation.
SDOF Vibration dynamics: Applications to constraint oscillations, rotating eccentric mass.Damping identification methods: logarithmic decrement, resonance curve sharpness. Equations of motion of the vibrating system with a free and constrained degree of freedom. Free undamped vibrations

Applications constraint oscillations, rotating eccentric mass, application. Definition of the response of mechanical systems to periodic forcing, the definition of the harmonic transfer function. Damping identification methods: logarithmic decrement, resonance curve sharpness.

Equations of Motion of a Mechanical System.

Modeling of a system, types of inputs, solutions with Laplace transforms, transforms of elementary functions, properties of Laplace functions, concept of transfer function. Study of the frequency response, Bode diagram of elementary functions, outline of linearization procedures, algebra of block diagrams.: Equilibrium position stability analysis and dynamic stability analysis. Frequency response function.  

Dynamic behavior of the controlled mechanical system.

Concept of regulation system, typical structure of a regulation system, error indexes, fundamental regulations (P,PI,PID). Transmitters and receivers, examples of controlled devices.

Adjustment of the machine with a single degree of freedom. Stability of controlled and uncontrolled mechanical systems

The course aims:

-to provide basic knowledge about the dynamic behavior of a mechanical system with n degrees of freedom equipped with a possible control system and the methods necessary to address the main engineering problems related to the definition of the dynamic response of these systems, both controlled and uncontrolled.

-to introduce a systematic approach to the writing of the equations of motion, for systems with 1 and 2-n degrees of freedom, ie to the development of the mathematical model capable of defining the dynamic behaviour. To provide the knowledge necessary for the study of dynamic stability for systems with one degree of freedom subject to force fields and introduction of the control action as a force field.

-to provide the necessary knowledge for the regulation of single-degree-of-freedom machines and for the proportional derivative control of mechanical systems.

Frontal lectures, with the support of multimedial content and with the adoption of CAE software for multibody simulations.
 

Oral exam.

Giorgio Diana, Federico Cheli, Dinamica dei sistemi meccanici, Editore: Polipress, Anno edizione: 2010, ISBN: 97888-7398-065-0

Sono necessarie conoscenze di Elettrotecnica e Meccanica Applicata 

Il corso affronta le problematiche di base  riguardanti i dispositivi misti meccanici - elettronici presenti nell'automazione industriale e presenta alcune applicazioni caratteristiche al riguardo. Vengono in particolare analizzati componenti di sensorizzazione, sia descrivendo le tipologie costruttive e funzionali degli strumenti atti al rilievo delle tipiche grandezze fisiche e meccaniche, i componenti di interfaccia e di regolazione della potenza, considerando tipiche attuazioni elettriche. Sono previste diverse esercitazioni di laboratorio utilizzando schede low-cost per implementare le varie fasi di acquisizione, misura e comando di dispositivi meccatronici.

Gli obiettivi formativi sono quelli di dare allo studente la possibilità di operare concretamente con attività di laboratorio su schede di acquisizione e di comprendere, durante il loro utilizzo, i concetti principali legati alla acquisizione, al pilotaggio e al controllo.

Sono previste lezioni ma anche numerose esercitazioni pratiche (40% delle ore) in cui gli studenti affronteranno direttamente le problematiche.

L’esame verterà in una prova scritta inerente gli argomenti trattati nel corso e nella eventuale discussione di un progetto d’anno.

Programma  dettagliato                    

Argomento 1: Introduzione al corso, definizione di meccatronica. La robotica come esempio di sistemi meccatronici, androidi e applicazioni recenti della robotica. Definizione di sistema meccatronico, esempi di progetti meccatronici. Modelli di sistemi: caratteristiche e classificazione, tipi di ingressi. Schema di un dispositivo di attuazione controllata; esempi: carrello elevatore polare, servosistema idraulico di controllo posizione, servoasse lineare elettrico controllato.

Argomento 2: Caratteristiche dinamiche dei componenti reali: soluzione equazione differenziale nel dominio del tempo per modelli lineari, analogie nella modellazione dei sistemi, sistemi di ordine 0, 1 e 2, analisi del comportamento dei sistemi di ordine 1 ad ingressi impulsivi, a gradino, a rampa, analisi del comportamento dei sistemi di ordine 2 rispetto ad un ingresso a gradino, sistema sottosmorzato, sovrasmorzato, criticamente smorzato.

Argomento 3: Regolazione nei sistemi meccatronici: regolazione ad anello aperto o ad anello chiuso. Regolatori standard: regolatori P,PI,PID. Regolatori meccanici. Regolatori elettronici tramite amplificatore operazionali. Tuning dei regolatori. Identificazione delle resistenze elettriche.

Argomento 4: Regolazione digitale. Classificazione dei segnali da acquisire, campionamento, quantizzazione, conversione A/D, struttura di una scheda di acquisizione. Problematiche di acquisizione di segnali analogici, fenomeno dell’aliasing, teorema del campionamento, errore di quantizzazione, schede a guadagno variabile.

Argomento 5 Componenti meccatronici: attuatori. Attuatori elettromagnetici: classificazione. Funzionamento motore elettrico a corrente continua (DC): principio, equazioni di base, curva caratteristica, comportamento dinamico. Motore asincrono: principio di funzionamento, regolazione. Motore sincrono: principio di funzionamento, regolazione. Motore passo-passo: principio di funzionamento, caratteristica.  Motori elettrici lineari.

 Argomento 6: Sensori utilizzati in robotica: estensimetri a variazione di resistenza, accelerometri, encoder assoluto ed incrementale, IMU, sensori di prossimità pneumatici elettrici ed ottici, sensori di distanza, sensori ad ultrasuoni, sensori tattili.

Argomento 7: Tipologie di errori, definizione dei parametri più significativi del comportamento statico. Taratura di uno strumento di misura (sensore) fatta con ingresso costante o con ingresso variabile, propagazione degli errori.

Esercitazioni

Utilizzo delle schede di acquisizioni commerciali (Arduino): utilizzo di una bredboard, analisi componenti principali, comandi di programmazione per accensione di led, sincronizzazione, pilotaggio di un motore, scrittura dati su LCD .

Realizzazione ed analisi di tutte le esercitazioni e dei componenti utilizzati nel Kit ‘Arduino ‘.

Testi d’esame consigliati:

Slides del corso

Arduino Project Book

 DM 270/04 - Art. 6 "Requisiti di ammissione ai corsi di studio". Sono tuttavia consigliate le conoscenze dei tradizionali corsi della meccanica fredda normalmente presenti al I livello dei CdS in Ingegneria Industriale

Il corso affronta le problematiche riguardanti i dispositivi misti meccanici - elettronici presenti nell'automazione industriale e presenta alcune applicazioni caratteristiche al riguardo. Vengono in particolare analizzati componenti di sensorizzazione, sia descrivendo le tipologie costruttive e funzionali degli strumenti atti al rilievo delle tipiche grandezze fisiche e meccaniche, sia i componenti di interfaccia e di regolazione della potenza, considerando tipiche attuazioni elettriche, pneumatiche ed idrauliche. Vengono infine analizzati tipici schemi di sistemi di controllo della posizione, della velocità, della forza in servosistemi meccanici.

Alla fine del corso lo studente dovrà aver chiaro le principali problematiche e metodologie utili all'analisi e alla progettazione di un sistema meccatronico.

 Trattasi di lezioni frontali svolte in aula dal docente tramite l'ausilio di gesso e lavagna ed, eventualmente, slides. Nel corso delle lezioni saranno occasionalmente illustrati e discussi software commerciali utili all'analisi di sistemi meccatronici. Si consiglia agli studenti di seguire le lezioni, partecipare attivamente alle stesse e prendere appunti.

L’esame verterà in una prova orale inerente gli argomenti trattati nel corso e nella eventuale discussione di un progetto d’anno.

Argomento 1: Introduzione al corso, definizione di sistema meccatronico, esempi di progetti meccatronici.

Argomento 2: Modellizzazione di un sistema, tipi di ingresso, soluzioni con le trasformate di Laplace, trasformate di funzioni elementari, proprietà delle funzioni di Laplace, concetto di funzione di trasferimento.

Studio della risposta in frequenza, diagramma di Bode di funzioni elementari, cenni sulle procedure di linearizzazione, algebra degli schemi a blocchi.

Argomento 3: Concetto di sistema di regolazione, struttura tipica di un sistema di regolazione, sistemi di regolazione di tipo 0,1 e 2, indici di errore, regolazioni fondamentali (P,PI,PID). Trasmettitori e ricevitori, esempi di dispositivi controllati.

Argomento 4: Classificazione dei segnali da acquisire, campionamento, quantizzazione, conversione A/D,problematiche di acquisizione di segnali analogici, fenomeno dell’aliasing, filtri antialiasing, filtri digitali.

Argomento 5: Caratteristiche dinamiche degli strumenti: sistemi di ordine zero e ordine uno. Caratteristiche dinamiche dei sistemi del secondo ordine con applicazione ad un sistema massa-molla-smorzatore.

Argomento 6:

Definizione di servomeccanismi, azionamenti elettrici, regolatori elettronici utilizzanti amplificatori operazionali.

Argomento 7: Azionamenti idraulici e pneumatici; caratteristiche costruttive di un cilindro pneumatico, caratteristiche costruttive dei regolatori idraulici (valvole).

Argomento 8 Sensori utilizzati in robotica: estensimetri a variazione di resistenza, accelerometri, encoder assoluto ed incrementale, Inertial Measurement Unit, sensori di prossimità pneumatici elettrici ed ottici, sensori di distanza, sensori ad ultrasuoni, sensori tattili.

Argomento 9: Tipologie di errori, definizione dei parametri più significativi del comportamento statico, propagazione degli errori, cenni sulla regolazione digitale.

Esercitazioni

Argomento 1: Esercitazioni all’utilizzo dei software di simulazione (Matlab e Simulink).

Testi d’esame consigliati:

Sorli M., Quaglia G.:"Meccatronica vol.1 ", Politeko, Torino, 1999.

Sorli M., Quaglia G.:"Applicazioni di Meccatronica", CLUT Editrice Torino, aprile 1996.

Approfondimento:

Quaglia G.,Franco W.’Laboratorio virtuale di meccatronica’ Clut Editrice Torino 2008

Nordman,Birkhofer "Elementi di macchine e meccatronica" McGraw-Hill.

   DM 270/04 - Art. 6 "Requisiti di ammissione ai corsi di studio". Sono tuttavia consigliate le conoscenze dei tradizionali corsi della meccanica fredda normalmente presenti al I livello dei CdS in Ingegneria Industriale; in particolare il riferimento si rivolge ai corsi di "Meccanica Applicata"

Il corso si prefigge di fornire dimestichezza con i problemi dell'automazione attraverso l’uso di azionamenti idraulici e penumatici, in particolare in ambito industriale. Le tematiche principali riguardano la conoscenza dei componenti fondamentali degli impianti ed i sistemi realizzabili attraverso la loro connessione. Si farà cenno alle tecniche di automazione di processi con dispositivi semplici o elettro assistiti a logica di comando tradizionale o avanzata.

Alla fine del corso lo studente dovrà avere dimestichezza con i principali componenti dell'automazione a fluido (oleodinaica e pneumatica) e dovrà avere i mezzi per analizzare e progettare semplici circuiti mediante anche l'ausilio di software commerciali.

 Trattasi di lezioni frontali svolte in aula dal docente tramite l'ausilio di slides, gesso e lavagna. Nel corso delle lezioni saranno occasionalmente illustrati e discussi software commerciali utili all'analisi dei componenti dei circuiti di automazione a fluido. Si consiglia agli studenti di seguire le lezioni, partecipare attivamente alle stesse e prendere appunti. 

L’esame verterà in una prova orale inerente gli argomenti trattati nel corso con l’eventuale discussione di un progetto d’anno..

1. . Introduzione al corso presentazione degli argomenti, obbiettivi formativi, modalità della verifica. Introduzione agli impianti di automazione : struttura e vantaggi. Conversione, controllo e trasporto dell’energia. Simboli grafici secondo DIN ISO 1219
2. Generalità e trasmissione dell’energia oleodinamica. Perdite di carico nelle trasmissioni oleodinamiche. Inquinamento e filtrazione. Controllo distribuzione e regolazione dell’energia. Regolazione della portata.

3. Cilindri : Cilindri pneumatici: tipologie costruttive, ammortizzamento di fine corsa, tipi di tenuta, parametri e dimensionamento, cilindri a semplice effetto, a doppio effetto, telescopici, esecuzioni speciali. Principi costruttivi, tipi di fissaggio, sollecitazione di punta. Cilindri idraulici, collegamenti dei cilindri.
4. Valvole ordinarie e speciali : Valvole Direzionali: Funzione e Rappresentazione, Struttura ed Azionamenti, Esecuzione Costruttiva delle valvole direzionali ad Otturatore e a Cassetto, Esecuzioni Pratiche, Elettrovalvole. Valvole di non ritorno pilotate e non.

5.Altri componenti come serbatoi, raffreddatori, accumulatori idraulici. idro-accumulatori, elementi di connessione e sensori per i sistemi oleodinamici.

6. Controllo dei sistemi oleodinamici. Controllo a resistenza, di posizione, controllo di pressione, controllo di flusso.

7. Proprietà dei fluidi: Trasmissione pneumatica dell’energia. Trattamento dell’aria compressa: unità, grandezze, simboli, umidità assoluta e relativa, dinamica dell’aria compressa.

8 Accumulo e distribuzione: Sistemi di accumulo dell’aria, a lobi, a viti, a palette, a pistone, turbine, progetto del serbatoio. Tipologia e dimensionamento delle reti di distribuzione dell’aria compressa. Tecniche di regolazione. Elementi logici

Esercitazioni

Sono previste esercitazioni di simulazioni di alcuni dei componenti analizzati nel corso utilizzando Simulink.

Fundamentals of Fluid Power. Part 1: Hydraulics. H. Murrenhoff. Aachen University. Shaker Verlag, 2016.

Fundamentals of Fluid Power. Part 2: Pneumatics. . H. Murrenhoff, O. Reinertz. Aachen University. Shaker Verlag, 2016.

Approfondimento:

Oleodinamica. Dai principi alla meccatronica. H. Spiech, A. Bucciarelli. Tecniche Nuove, 2018.

Pneumatica Corso Completo. G. Belforte, A. M. Bertetto, Luigi Mazza ‘- Ed. Tecniche Nuove,

Sono necessarie conoscenze di Elettrotecnica e Meccanica Applicata 

Il corso affronta le problematiche di base  riguardanti i dispositivi misti meccanici - elettronici presenti nell'automazione industriale e presenta alcune applicazioni caratteristiche al riguardo. Vengono in particolare analizzati componenti di sensorizzazione, sia descrivendo le tipologie costruttive e funzionali degli strumenti atti al rilievo delle tipiche grandezze fisiche e meccaniche, i componenti di interfaccia e di regolazione della potenza, considerando tipiche attuazioni elettriche. Sono previste diverse esercitazioni di laboratorio utilizzando schede low-cost per implementare le varie fasi di acquisizione, misura e comando di dispositivi meccatronici.

Gli obiettivi formativi sono quelli di dare allo studente la possibilità di operare concretamente con attività di laboratorio su schede di acquisizione e di comprendere, durante il loro utilizzo, i concetti principali legati alla acquisizione, al pilotaggio e al controllo.

Sono previste lezioni ma anche numerose esercitazioni pratiche (40% delle ore) in cui gli studenti affronteranno direttamente le problematiche.

L’esame verterà in una prova scritta inerente gli argomenti trattati nel corso e nella eventuale discussione di un progetto d’anno.

Programma  dettagliato                    

Argomento 1: Introduzione al corso, definizione di meccatronica. La robotica come esempio di sistemi meccatronici, androidi e applicazioni recenti della robotica. Definizione di sistema meccatronico, esempi di progetti meccatronici. Modelli di sistemi: caratteristiche e classificazione, tipi di ingressi. Schema di un dispositivo di attuazione controllata; esempi: carrello elevatore polare, servosistema idraulico di controllo posizione, servoasse lineare elettrico controllato.

Argomento 2: Caratteristiche dinamiche dei componenti reali: soluzione equazione differenziale nel dominio del tempo per modelli lineari, analogie nella modellazione dei sistemi, sistemi di ordine 0, 1 e 2, analisi del comportamento dei sistemi di ordine 1 ad ingressi impulsivi, a gradino, a rampa, analisi del comportamento dei sistemi di ordine 2 rispetto ad un ingresso a gradino, sistema sottosmorzato, sovrasmorzato, criticamente smorzato.

Argomento 3: Regolazione nei sistemi meccatronici: regolazione ad anello aperto o ad anello chiuso. Regolatori standard: regolatori P,PI,PID. Regolatori meccanici. Regolatori elettronici tramite amplificatore operazionali. Tuning dei regolatori. Identificazione delle resistenze elettriche.

Argomento 4: Regolazione digitale. Classificazione dei segnali da acquisire, campionamento, quantizzazione, conversione A/D, struttura di una scheda di acquisizione. Problematiche di acquisizione di segnali analogici, fenomeno dell’aliasing, teorema del campionamento, errore di quantizzazione, schede a guadagno variabile.

Argomento 5 Componenti meccatronici: attuatori. Attuatori elettromagnetici: classificazione. Funzionamento motore elettrico a corrente continua (DC): principio, equazioni di base, curva caratteristica, comportamento dinamico. Motore asincrono: principio di funzionamento, regolazione. Motore sincrono: principio di funzionamento, regolazione. Motore passo-passo: principio di funzionamento, caratteristica.  Motori elettrici lineari.

 Argomento 6: Sensori utilizzati in robotica: estensimetri a variazione di resistenza, accelerometri, encoder assoluto ed incrementale, IMU, sensori di prossimità pneumatici elettrici ed ottici, sensori di distanza, sensori ad ultrasuoni, sensori tattili.

Argomento 7: Tipologie di errori, definizione dei parametri più significativi del comportamento statico. Taratura di uno strumento di misura (sensore) fatta con ingresso costante o con ingresso variabile, propagazione degli errori.

Esercitazioni

Utilizzo delle schede di acquisizioni commerciali (Arduino): utilizzo di una bredboard, analisi componenti principali, comandi di programmazione per accensione di led, sincronizzazione, pilotaggio di un motore, scrittura dati su LCD .

Realizzazione ed analisi di tutte le esercitazioni e dei componenti utilizzati nel Kit ‘Arduino ‘.

Testi d’esame consigliati:

Slides del corso

Arduino Project Book

 DM 270/04 - Art. 6 "Requisiti di ammissione ai corsi di studio". Sono tuttavia consigliate le conoscenze dei tradizionali corsi della meccanica fredda normalmente presenti al I livello dei CdS in Ingegneria Industriale

Il corso affronta le problematiche riguardanti i dispositivi misti meccanici - elettronici presenti nell'automazione industriale e presenta alcune applicazioni caratteristiche al riguardo. Vengono in particolare analizzati componenti di sensorizzazione, sia descrivendo le tipologie costruttive e funzionali degli strumenti atti al rilievo delle tipiche grandezze fisiche e meccaniche, sia i componenti di interfaccia e di regolazione della potenza, considerando tipiche attuazioni elettriche, pneumatiche ed idrauliche. Vengono infine analizzati tipici schemi di sistemi di controllo della posizione, della velocità, della forza in servosistemi meccanici.

Alla fine del corso lo studente dovrà aver chiaro le principali problematiche e metodologie utili all'analisi e alla progettazione di un sistema meccatronico.

 Trattasi di lezioni frontali svolte in aula dal docente tramite l'ausilio di gesso e lavagna ed, eventualmente, slides. Nel corso delle lezioni saranno occasionalmente illustrati e discussi software commerciali utili all'analisi di sistemi meccatronici. Si consiglia agli studenti di seguire le lezioni, partecipare attivamente alle stesse e prendere appunti.

L’esame verterà in una prova orale inerente gli argomenti trattati nel corso e nella eventuale discussione di un progetto d’anno.

Argomento 1: Introduzione al corso, definizione di sistema meccatronico, esempi di progetti meccatronici.

Argomento 2: Modellizzazione di un sistema, tipi di ingresso, soluzioni con le trasformate di Laplace, trasformate di funzioni elementari, proprietà delle funzioni di Laplace, concetto di funzione di trasferimento.

Studio della risposta in frequenza, diagramma di Bode di funzioni elementari, cenni sulle procedure di linearizzazione, algebra degli schemi a blocchi.

Argomento 3: Concetto di sistema di regolazione, struttura tipica di un sistema di regolazione, sistemi di regolazione di tipo 0,1 e 2, indici di errore, regolazioni fondamentali (P,PI,PID). Trasmettitori e ricevitori, esempi di dispositivi controllati.

Argomento 4: Classificazione dei segnali da acquisire, campionamento, quantizzazione, conversione A/D,problematiche di acquisizione di segnali analogici, fenomeno dell’aliasing, filtri antialiasing, filtri digitali.

Argomento 5: Caratteristiche dinamiche degli strumenti: sistemi di ordine zero e ordine uno. Caratteristiche dinamiche dei sistemi del secondo ordine con applicazione ad un sistema massa-molla-smorzatore.

Argomento 6:

Definizione di servomeccanismi, azionamenti elettrici, regolatori elettronici utilizzanti amplificatori operazionali.

Argomento 7: Azionamenti idraulici e pneumatici; caratteristiche costruttive di un cilindro pneumatico, caratteristiche costruttive dei regolatori idraulici (valvole).

Argomento 8 Sensori utilizzati in robotica: estensimetri a variazione di resistenza, accelerometri, encoder assoluto ed incrementale, Inertial Measurement Unit, sensori di prossimità pneumatici elettrici ed ottici, sensori di distanza, sensori ad ultrasuoni, sensori tattili.

Argomento 9: Tipologie di errori, definizione dei parametri più significativi del comportamento statico, propagazione degli errori, cenni sulla regolazione digitale.

Esercitazioni

Argomento 1: Esercitazioni all’utilizzo dei software di simulazione (Matlab e Simulink).

Testi d’esame consigliati:

Sorli M., Quaglia G.:"Meccatronica vol.1 ", Politeko, Torino, 1999.

Sorli M., Quaglia G.:"Applicazioni di Meccatronica", CLUT Editrice Torino, aprile 1996.

Approfondimento:

Quaglia G.,Franco W.’Laboratorio virtuale di meccatronica’ Clut Editrice Torino 2008

Nordman,Birkhofer "Elementi di macchine e meccatronica" McGraw-Hill.

   DM 270/04 - Art. 6 "Requisiti di ammissione ai corsi di studio". Sono tuttavia consigliate le conoscenze dei tradizionali corsi della meccanica fredda normalmente presenti al I livello dei CdS in Ingegneria Industriale; in particolare il riferimento si rivolge ai corsi di "Meccanica Applicata"

Il corso si prefigge di fornire dimestichezza con i problemi dell'automazione attraverso l’uso di azionamenti idraulici e penumatici, in particolare in ambito industriale. Le tematiche principali riguardano la conoscenza dei componenti fondamentali degli impianti ed i sistemi realizzabili attraverso la loro connessione. Si farà cenno alle tecniche di automazione di processi con dispositivi semplici o elettro assistiti a logica di comando tradizionale o avanzata.

Alla fine del corso lo studente dovrà avere dimestichezza con i principali componenti dell'automazione a fluido (oleodinaica e pneumatica) e dovrà avere i mezzi per analizzare e progettare semplici circuiti mediante anche l'ausilio di software commerciali.

 Trattasi di lezioni frontali svolte in aula dal docente tramite l'ausilio di slides, gesso e lavagna. Nel corso delle lezioni saranno occasionalmente illustrati e discussi software commerciali utili all'analisi dei componenti dei circuiti di automazione a fluido. Si consiglia agli studenti di seguire le lezioni, partecipare attivamente alle stesse e prendere appunti. 

L’esame verterà in una prova orale inerente gli argomenti trattati nel corso con l’eventuale discussione di un progetto d’anno..

1. . Introduzione al corso presentazione degli argomenti, obbiettivi formativi, modalità della verifica. Introduzione agli impianti di automazione : struttura e vantaggi. Conversione, controllo e trasporto dell’energia. Simboli grafici secondo DIN ISO 1219
2. Generalità e trasmissione dell’energia oleodinamica. Perdite di carico nelle trasmissioni oleodinamiche. Inquinamento e filtrazione. Controllo distribuzione e regolazione dell’energia. Regolazione della portata.

3. Cilindri : Cilindri pneumatici: tipologie costruttive, ammortizzamento di fine corsa, tipi di tenuta, parametri e dimensionamento, cilindri a semplice effetto, a doppio effetto, telescopici, esecuzioni speciali. Principi costruttivi, tipi di fissaggio, sollecitazione di punta. Cilindri idraulici, collegamenti dei cilindri.
4. Valvole ordinarie e speciali : Valvole Direzionali: Funzione e Rappresentazione, Struttura ed Azionamenti, Esecuzione Costruttiva delle valvole direzionali ad Otturatore e a Cassetto, Esecuzioni Pratiche, Elettrovalvole. Valvole di non ritorno pilotate e non.

5.Altri componenti come serbatoi, raffreddatori, accumulatori idraulici. idro-accumulatori, elementi di connessione e sensori per i sistemi oleodinamici.

6. Controllo dei sistemi oleodinamici. Controllo a resistenza, di posizione, controllo di pressione, controllo di flusso.

7. Proprietà dei fluidi: Trasmissione pneumatica dell’energia. Trattamento dell’aria compressa: unità, grandezze, simboli, umidità assoluta e relativa, dinamica dell’aria compressa.

8 Accumulo e distribuzione: Sistemi di accumulo dell’aria, a lobi, a viti, a palette, a pistone, turbine, progetto del serbatoio. Tipologia e dimensionamento delle reti di distribuzione dell’aria compressa. Tecniche di regolazione. Elementi logici

Esercitazioni

Sono previste esercitazioni di simulazioni di alcuni dei componenti analizzati nel corso utilizzando Simulink.

Fundamentals of Fluid Power. Part 1: Hydraulics. H. Murrenhoff. Aachen University. Shaker Verlag, 2016.

Fundamentals of Fluid Power. Part 2: Pneumatics. . H. Murrenhoff, O. Reinertz. Aachen University. Shaker Verlag, 2016.

Approfondimento:

Oleodinamica. Dai principi alla meccatronica. H. Spiech, A. Bucciarelli. Tecniche Nuove, 2018.

Pneumatica Corso Completo. G. Belforte, A. M. Bertetto, Luigi Mazza ‘- Ed. Tecniche Nuove,

Sono necessarie conoscenze di Elettrotecnica e Meccanica Applicata 

Il corso affronta le problematiche di base  riguardanti i dispositivi misti meccanici - elettronici presenti nell'automazione industriale e presenta alcune applicazioni caratteristiche al riguardo. Vengono in particolare analizzati componenti di sensorizzazione, sia descrivendo le tipologie costruttive e funzionali degli strumenti atti al rilievo delle tipiche grandezze fisiche e meccaniche, sia i componenti di interfaccia e di regolazione della potenza, considerando tipiche attuazioni elettriche. Sono previste diverse esercitazioni di laboratorio utilizzando schede low-cost per implementare le varie fasi di acquisizione, misura e comando di dispositivi meccatronici.

Gli obiettivi formativi sono quelli di dare allo studente la possibilità di operare concretamente con attività di laboratorio su schede di acquisizione e di comprendere, durante il loro utilizzo, i concetti principali legati alla acquisizione, al pilotaggio e al controllo.

Sono previste lezioni ma anche numerose esercitazioni pratiche (40% delle ore) in cui gli studenti affronteranno direttamente le problematiche.

L’esame verterà in una prova orale inerente gli argomenti trattati nel corso e nella eventuale discussione di un progetto d’anno.

Programma                      

Argomento 1: Introduzione al corso, definizione di sistema meccatronico, esempi di progetti meccatronici.

Argomento 2: Classificazione dei segnali da acquisire, campionamento, quantizzazione, conversione A/D,problematiche di acquisizione di segnali analogici, fenomeno dell’aliasing, filtri antialiasing, filtri digitali.

Argomento 3:

Definizione di servomeccanismi, azionamenti elettrici, regolatori elettronici utilizzanti amplificatori operazionali.

Argomento 4 Sensori utilizzati in robotica: estensimetri a variazione di resistenza, accelerometri, encoder assoluto ed incrementale, Inertial Measurement Unit, sensori di prossimità pneumatici elettrici ed ottici, sensori di distanza, sensori ad ultrasuoni, sensori tattili.

Argomento 5: Tipologie di errori, definizione dei parametri più significativi del comportamento statico, propagazione degli errori, cenni sulla regolazione digitale.

Esercitazioni

Utilizzo delle schede di acquisizioni commerciali (Arduino, NI): utilizzo di una bredboard, analisi componenti principali, accensione di led, sincronizzazione, pilotaggio di un motore, scrittura dati su LCD .

Testi d’esame consigliati:

Sorli M., Quaglia G.:"Meccatronica vol.1 ", Politeko, Torino, 1999.

Sorli M., Quaglia G.:"Applicazioni di Meccatronica", CLUT Editrice Torino, aprile 1996.

Approfondimento:

Quaglia G.,Franco W.’Laboratorio virtuale di meccatronica’ Clut Editrice Torino 2008

Arduino Project Book

 DM 270/04 - Art. 6 "Requisiti di ammissione ai corsi di studio". Sono tuttavia consigliate le conoscenze dei tradizionali corsi della meccanica fredda normalmente presenti al I livello dei CdS in Ingegneria Industriale

Il corso affronta le problematiche riguardanti i dispositivi misti meccanici - elettronici presenti nell'automazione industriale e presenta alcune applicazioni caratteristiche al riguardo. Vengono in particolare analizzati componenti di sensorizzazione, sia descrivendo le tipologie costruttive e funzionali degli strumenti atti al rilievo delle tipiche grandezze fisiche e meccaniche, sia i componenti di interfaccia e di regolazione della potenza, considerando tipiche attuazioni elettriche, pneumatiche ed idrauliche. Vengono infine analizzati tipici schemi di sistemi di controllo della posizione, della velocità, della forza in servosistemi meccanici.

Alla fine del corso lo studente dovrà aver chiaro le principali problematiche e metodologie utili all'analisi e alla progettazione di un sistema meccatronico.

 Trattasi di lezioni frontali svolte in aula dal docente tramite l'ausilio di gesso e lavagna ed, eventualmente, slides. Nel corso delle lezioni saranno occasionalmente illustrati e discussi software commerciali utili all'analisi di sistemi meccatronici. Si consiglia agli studenti di seguire le lezioni, partecipare attivamente alle stesse e prendere appunti.

L’esame verterà in una prova orale inerente gli argomenti trattati nel corso e nella eventuale discussione di un progetto d’anno.

Argomento 1: Introduzione al corso, definizione di sistema meccatronico, esempi di progetti meccatronici.

Argomento 2: Modellizzazione di un sistema, tipi di ingresso, soluzioni con le trasformate di Laplace, trasformate di funzioni elementari, proprietà delle funzioni di Laplace, concetto di funzione di trasferimento.

Studio della risposta in frequenza, diagramma di Bode di funzioni elementari, cenni sulle procedure di linearizzazione, algebra degli schemi a blocchi.

Argomento 3: Concetto di sistema di regolazione, struttura tipica di un sistema di regolazione, sistemi di regolazione di tipo 0,1 e 2, indici di errore, regolazioni fondamentali (P,PI,PID). Trasmettitori e ricevitori, esempi di dispositivi controllati.

Argomento 4: Classificazione dei segnali da acquisire, campionamento, quantizzazione, conversione A/D,problematiche di acquisizione di segnali analogici, fenomeno dell’aliasing, filtri antialiasing, filtri digitali.

Argomento 5: Caratteristiche dinamiche degli strumenti: sistemi di ordine zero e ordine uno. Caratteristiche dinamiche dei sistemi del secondo ordine con applicazione ad un sistema massa-molla-smorzatore.

Argomento 6:

Definizione di servomeccanismi, azionamenti elettrici, regolatori elettronici utilizzanti amplificatori operazionali.

Argomento 7: Azionamenti idraulici e pneumatici; caratteristiche costruttive di un cilindro pneumatico, caratteristiche costruttive dei regolatori idraulici (valvole).

Argomento 8 Sensori utilizzati in robotica: estensimetri a variazione di resistenza, accelerometri, encoder assoluto ed incrementale, Inertial Measurement Unit, sensori di prossimità pneumatici elettrici ed ottici, sensori di distanza, sensori ad ultrasuoni, sensori tattili.

Argomento 9: Tipologie di errori, definizione dei parametri più significativi del comportamento statico, propagazione degli errori, cenni sulla regolazione digitale.

Esercitazioni

Argomento 1: Esercitazioni all’utilizzo dei software di simulazione (Matlab e Simulink).

Testi d’esame consigliati:

Sorli M., Quaglia G.:"Meccatronica vol.1 ", Politeko, Torino, 1999.

Sorli M., Quaglia G.:"Applicazioni di Meccatronica", CLUT Editrice Torino, aprile 1996.

Approfondimento:

Quaglia G.,Franco W.’Laboratorio virtuale di meccatronica’ Clut Editrice Torino 2008

Nordman,Birkhofer "Elementi di macchine e meccatronica" McGraw-Hill.

   DM 270/04 - Art. 6 "Requisiti di ammissione ai corsi di studio". Sono tuttavia consigliate le conoscenze dei tradizionali corsi della meccanica fredda normalmente presenti al I livello dei CdS in Ingegneria Industriale; in particolare il riferimento si rivolge ai corsi di "Meccanica Applicata"

Il corso si prefigge di fornire dimestichezza con i problemi dell'automazione attraverso l’uso di azionamenti idraulici e penumatici, in particolare in ambito industriale. Le tematiche principali riguardano la conoscenza dei componenti fondamentali degli impianti ed i sistemi realizzabili attraverso la loro connessione. Si farà cenno alle tecniche di automazione di processi con dispositivi semplici o elettro assistiti a logica di comando tradizionale o avanzata.

Alla fine del corso lo studente dovrà avere dimestichezza con i principali componenti dell'automazione a fluido (oleodinaica e pneumatica) e dovrà avere i mezzi per analizzare e progettare semplici circuiti mediante anche l'ausilio di software commerciali.

 Trattasi di lezioni frontali svolte in aula dal docente tramite l'ausilio di slides, gesso e lavagna. Nel corso delle lezioni saranno occasionalmente illustrati e discussi software commerciali utili all'analisi dei componenti dei circuiti di automazione a fluido. Si consiglia agli studenti di seguire le lezioni, partecipare attivamente alle stesse e prendere appunti. 

L’esame verterà in una prova orale inerente gli argomenti trattati nel corso con l’eventuale discussione di un progetto d’anno..

1. . Introduzione al corso presentazione degli argomenti, obbiettivi formativi, modalità della verifica. Introduzione agli impianti di automazione : struttura e vantaggi. Conversione, controllo e trasporto dell’energia. Simboli grafici secondo DIN ISO 1219
2. Generalità e trasmissione dell’energia oleodinamica. Perdite di carico nelle trasmissioni oleodinamiche. Inquinamento e filtrazione. Controllo distribuzione e regolazione dell’energia. Regolazione della portata.

3. Cilindri : Cilindri pneumatici: tipologie costruttive, ammortizzamento di fine corsa, tipi di tenuta, parametri e dimensionamento, cilindri a semplice effetto, a doppio effetto, telescopici, esecuzioni speciali. Principi costruttivi, tipi di fissaggio, sollecitazione di punta. Cilindri idraulici, collegamenti dei cilindri.
4. Valvole ordinarie e speciali : Valvole Direzionali: Funzione e Rappresentazione, Struttura ed Azionamenti, Esecuzione Costruttiva delle valvole direzionali ad Otturatore e a Cassetto, Esecuzioni Pratiche, Elettrovalvole. Valvole di non ritorno pilotate e non.

5.Altri componenti come serbatoi, raffreddatori, accumulatori idraulici. idro-accumulatori, elementi di connessione e sensori per i sistemi oleodinamici.

6. Controllo dei sistemi oleodinamici. Controllo a resistenza, di posizione, controllo di pressione, controllo di flusso.

7. Proprietà dei fluidi: Trasmissione pneumatica dell’energia. Trattamento dell’aria compressa: unità, grandezze, simboli, umidità assoluta e relativa, dinamica dell’aria compressa.

8 Accumulo e distribuzione: Sistemi di accumulo dell’aria, a lobi, a viti, a palette, a pistone, turbine, progetto del serbatoio. Tipologia e dimensionamento delle reti di distribuzione dell’aria compressa. Tecniche di regolazione. Elementi logici

Esercitazioni

Sono previste esercitazioni di simulazioni di alcuni dei componenti analizzati nel corso utilizzando Simulink.

Fundamentals of Fluid Power. Part 1: Hydraulics. H. Murrenhoff. Aachen University. Shaker Verlag, 2016.

Fundamentals of Fluid Power. Part 2: Pneumatics. . H. Murrenhoff, O. Reinertz. Aachen University. Shaker Verlag, 2016.

Approfondimento:

Oleodinamica. Dai principi alla meccatronica. H. Spiech, A. Bucciarelli. Tecniche Nuove, 2018.

Pneumatica Corso Completo. G. Belforte, A. M. Bertetto, Luigi Mazza ‘- Ed. Tecniche Nuove,

Sono necessarie conoscenze di Elettrotecnica e Meccanica Applicata 

Il corso affronta le problematiche di base  riguardanti i dispositivi misti meccanici - elettronici presenti nell'automazione industriale e presenta alcune applicazioni caratteristiche al riguardo. Vengono in particolare analizzati componenti di sensorizzazione, sia descrivendo le tipologie costruttive e funzionali degli strumenti atti al rilievo delle tipiche grandezze fisiche e meccaniche, sia i componenti di interfaccia e di regolazione della potenza, considerando tipiche attuazioni elettriche. Sono previste diverse esercitazioni di laboratorio utilizzando schede low-cost per implementare le varie fasi di acquisizione, misura e comando di dispositivi meccatronici.

Gli obiettivi formativi sono quelli di dare allo studente la possibilità di operare concretamente con attività di laboratorio su schede di acquisizione e di comprendere, durante il loro utilizzo, i concetti principali legati alla acquisizione, al pilotaggio e al controllo.

Sono previste lezioni ma anche numerose esercitazioni pratiche (40% delle ore) in cui gli studenti affronteranno direttamente le problematiche.

L’esame verterà in una prova orale inerente gli argomenti trattati nel corso e nella eventuale discussione di un progetto d’anno.

Programma                      

Argomento 1: Introduzione al corso, definizione di sistema meccatronico, esempi di progetti meccatronici.

Argomento 2: Classificazione dei segnali da acquisire, campionamento, quantizzazione, conversione A/D,problematiche di acquisizione di segnali analogici, fenomeno dell’aliasing, filtri antialiasing, filtri digitali.

Argomento 3:

Definizione di servomeccanismi, azionamenti elettrici, regolatori elettronici utilizzanti amplificatori operazionali.

Argomento 4 Sensori utilizzati in robotica: estensimetri a variazione di resistenza, accelerometri, encoder assoluto ed incrementale, Inertial Measurement Unit, sensori di prossimità pneumatici elettrici ed ottici, sensori di distanza, sensori ad ultrasuoni, sensori tattili.

Argomento 5: Tipologie di errori, definizione dei parametri più significativi del comportamento statico, propagazione degli errori, cenni sulla regolazione digitale.

Esercitazioni

Utilizzo delle schede di acquisizioni commerciali (Arduino, NI): utilizzo di una bredboard, analisi componenti principali, accensione di led, sincronizzazione, pilotaggio di un motore, scrittura dati su LCD .

Testi d’esame consigliati:

Sorli M., Quaglia G.:"Meccatronica vol.1 ", Politeko, Torino, 1999.

Sorli M., Quaglia G.:"Applicazioni di Meccatronica", CLUT Editrice Torino, aprile 1996.

Approfondimento:

Quaglia G.,Franco W.’Laboratorio virtuale di meccatronica’ Clut Editrice Torino 2008

Arduino Project Book

 DM 270/04 - Art. 6 "Requisiti di ammissione ai corsi di studio". Sono tuttavia consigliate le conoscenze dei tradizionali corsi della meccanica fredda normalmente presenti al I livello dei CdS in Ingegneria Industriale; in particolare il riferimento si rivolge ai corsi di "Meccanica Applicata" e "Scienza delle Costruzioni" o equivalenti.

Vibrazioni lineari di sistemi ad un solo grado di libertà: in condizioni libere e forzate. Risonanza e isolamento dalle Vibrazioni.  Vibrazioni indotte da forzante arbitraria mediante integrale di convoluzione. Analisi delle vibrazioni nel dominio tempo-frequenza. Vibrazioni lineari di sistemi discreti: sistemi discreti a più gradi di libertà: frequenze naturali e modi di vibrare. Funzioni di risposta in frequenza, poli e residui; tecniche sperimentali dell'analisi modale.   Vibrazioni lineari di sistemi continui.

Obiettivi del corso;    Il corso si prefigge di illustrare principi e fenomeni associati alle vibrazioni di sistemi lineari. I fenomeni vibratori più caratteristici e le associate procedure di stima (e.g.risonanza, trasmissione delle vibrazioni, misura di caratteristici parametri modali o di vibrazioni in generale) sono illustrati in laboratorio ed interpretati/dedotti alla luce di modelli matematici. Risultati di apprendimento; dopo il corso lo studente dovrebbe essere in grado di: * Controllare e verificare l'instaurarsi di fenomeni di risonanza. * Progettare e verificare sistemi di ancoraggio capaci di minimizzare la trasmissione di vibrazioni. * Interpretare fenomeni vibratori sia nel dominio del tempo sia nel dominio delle frequenze. * Identificare le specifiche per la messa in opera di una catena di misura per la stima di parametri e segnali vibratori. * Modellare ed interpretare sistemi dinamici strutturali sia discreti sia continui. *E' altresì fondamentale che gli studenti siano in grado di comunicare con un pubblico vario e composito in modo chiaro, logico ed efficace, utilizzando gli strumenti metodologici acquisiti le loro

 Trattasi di lezioni frontali svolte in aula dal docente tramite l'ausilio di gesso e lavagna. Nel corso delle lezioni saranno occasionalmente illustrati e discussi software commerciali utili all'analisi dei sistemi vibranti. Si consiglia agli studenti di seguire le lezioni, partecipare attivamente alle stesse e prendere appunti. 

scritto e/o orale. L’esame consiste di due prove in cascata (massima durata: 2 ore): -nella prima prova (scritta), lo studente deve risolvere un esercizio relativo alle vibrazioni di sistemi ad un grado di libertà; la prova, della durata di circa 1 ora, mira a determinare la capacità dello studente di effettuare in autonomia l’analisi quantitativa di sistemi vibranti ad un grado di libertà; -nella seconda prova (orale), che inizia subito dopo la prova scritta, lo studente discute oralmente sia l’elaborato scritto sia altri contenuti del corso illustrando il proprio livello di conoscenza e comprensione degli argomenti trattati e la capacità di disporne allo scopo di effettuare pertinenti

Vibrazioni di sistemi ad un solo grado di libertà: vibrazioni lineari di sistemi a parametri concentrati in condizioni libere e forzate in presenza e assenza di smorzamento. Decremento logaritmico come misura dello smorzamento. Isolamento dalle Vibrazioni. Esercitazioni sugli argomenti trattati. Vibrazioni indotte da forzante arbitraria: sistemi lineari tempo invarianti ed integrale di convoluzione; analisi delle vibrazioni forzate indotte da eccitazione arbitraria. Analisi delle vibrazioni nel dominio tempo-frequenza. Lezioni miste fra teoria e applicazioni. Vibrazioni lineari di sistemi discreti: sistemi discreti a più gradi di libertà: frequenze naturali e modi di vibrare. Proprietà algebriche di un problema generalizzato agli autovalori e autovettori. Funzioni di risposta in frequenza, poli e residui; tecniche sperimentali dell'analisi modale. Lezioni miste fra teoria e applicazioni. Vibrazioni lineari di sistemi continui: vibrazioni assiali e flessionali di una trave con modelli classici ed effetti complicanti. Definizione dei modelli. Analisi esatte ed approssimate delle vibrazioni libere e forzate. Lezioni miste fra teoria e applicazioni. Laboratorio didattico con descrizione dei principali fenomeni vibratori: risonanza e misure

[1] Meirovitch, L., Principles and Techniques of Vibrations, Prentice Hall, 1997.

[2] Heylen W., Lammens S., Sas P., Modal Analysis theory and testing, Katholieke Universiteit Leuven, Belgium, 2003.

[3] Materiale didattico fornito occasionalmente dal docente durante lo svolgimento delle lezioni.

 DM 270/04 - Art. 6 "Requisiti di ammissione ai corsi di studio". Sono tuttavia consigliate le conoscenze dei tradizionali corsi della meccanica fredda normalmente presenti al I livello dei CdS in Ingegneria Industriale

Il corso affronta le problematiche riguardanti i dispositivi misti meccanici - elettronici presenti nell'automazione industriale e presenta alcune applicazioni caratteristiche al riguardo. Vengono in particolare analizzati componenti di sensorizzazione, sia descrivendo le tipologie costruttive e funzionali degli strumenti atti al rilievo delle tipiche grandezze fisiche e meccaniche, sia i componenti di interfaccia e di regolazione della potenza, considerando tipiche attuazioni elettriche, pneumatiche ed idrauliche. Vengono infine analizzati tipici schemi di sistemi di controllo della posizione, della velocità, della forza in servosistemi meccanici.

Alla fine del corso lo studente dovrà aver chiaro le principali problematiche e metodologie utili all'analisi e alla progettazione di un sistema meccatronico.

 Trattasi di lezioni frontali svolte in aula dal docente tramite l'ausilio di gesso e lavagna ed, eventualmente, slides. Nel corso delle lezioni saranno occasionalmente illustrati e discussi software commerciali utili all'analisi di sistemi meccatronici. Si consiglia agli studenti di seguire le lezioni, partecipare attivamente alle stesse e prendere appunti.

L’esame verterà in una prova orale inerente gli argomenti trattati nel corso e nella eventuale discussione di un progetto d’anno.

Argomento 1: Introduzione al corso, definizione di sistema meccatronico, esempi di progetti meccatronici.

Argomento 2: Modellizzazione di un sistema, tipi di ingresso, soluzioni con le trasformate di Laplace, trasformate di funzioni elementari, proprietà delle funzioni di Laplace, concetto di funzione di trasferimento.

Studio della risposta in frequenza, diagramma di Bode di funzioni elementari, cenni sulle procedure di linearizzazione, algebra degli schemi a blocchi.

Argomento 3: Concetto di sistema di regolazione, struttura tipica di un sistema di regolazione, sistemi di regolazione di tipo 0,1 e 2, indici di errore, regolazioni fondamentali (P,PI,PID). Trasmettitori e ricevitori, esempi di dispositivi controllati.

Argomento 4: Classificazione dei segnali da acquisire, campionamento, quantizzazione, conversione A/D,problematiche di acquisizione di segnali analogici, fenomeno dell’aliasing, filtri antialiasing, filtri digitali.

Argomento 5: Caratteristiche dinamiche degli strumenti: sistemi di ordine zero e ordine uno. Caratteristiche dinamiche dei sistemi del secondo ordine con applicazione ad un sistema massa-molla-smorzatore.

Argomento 6:

Definizione di servomeccanismi, azionamenti elettrici, regolatori elettronici utilizzanti amplificatori operazionali.

Argomento 7: Azionamenti idraulici e pneumatici; caratteristiche costruttive di un cilindro pneumatico, caratteristiche costruttive dei regolatori idraulici (valvole).

Argomento 8 Sensori utilizzati in robotica: estensimetri a variazione di resistenza, accelerometri, encoder assoluto ed incrementale, Inertial Measurement Unit, sensori di prossimità pneumatici elettrici ed ottici, sensori di distanza, sensori ad ultrasuoni, sensori tattili.

Argomento 9: Tipologie di errori, definizione dei parametri più significativi del comportamento statico, propagazione degli errori, cenni sulla regolazione digitale.

Esercitazioni

Argomento 1: Esercitazioni all’utilizzo dei software di simulazione (Matlab e Simulink).

Testi d’esame consigliati:

Sorli M., Quaglia G.:"Meccatronica vol.1 ", Politeko, Torino, 1999.

Sorli M., Quaglia G.:"Applicazioni di Meccatronica", CLUT Editrice Torino, aprile 1996.

Approfondimento:

Quaglia G.,Franco W.’Laboratorio virtuale di meccatronica’ Clut Editrice Torino 2008

Nordman,Birkhofer "Elementi di macchine e meccatronica" McGraw-Hill.

   DM 270/04 - Art. 6 "Requisiti di ammissione ai corsi di studio". Sono tuttavia consigliate le conoscenze dei tradizionali corsi della meccanica fredda normalmente presenti al I livello dei CdS in Ingegneria Industriale; in particolare il riferimento si rivolge ai corsi di "Meccanica Applicata"

Il corso si prefigge di fornire dimestichezza con i problemi dell'automazione attraverso l’uso di azionamenti idraulici e penumatici, in particolare in ambito industriale. Le tematiche principali riguardano la conoscenza dei componenti fondamentali degli impianti ed i sistemi realizzabili attraverso la loro connessione. Si farà cenno alle tecniche di automazione di processi con dispositivi semplici o elettro assistiti a logica di comando tradizionale o avanzata.

Alla fine del corso lo studente dovrà avere dimestichezza con i principali componenti dell'automazione a fluido (oleodinaica e pneumatica) e dovrà avere i mezzi per analizzare e progettare semplici circuiti mediante anche l'ausilio di software commerciali.

 Trattasi di lezioni frontali svolte in aula dal docente tramite l'ausilio di slides, gesso e lavagna. Nel corso delle lezioni saranno occasionalmente illustrati e discussi software commerciali utili all'analisi dei componenti dei circuiti di automazione a fluido. Si consiglia agli studenti di seguire le lezioni, partecipare attivamente alle stesse e prendere appunti. 

L’esame verterà in una prova orale inerente gli argomenti trattati nel corso con l’eventuale discussione di un progetto d’anno..

1. . Introduzione al corso presentazione degli argomenti, obbiettivi formativi, modalità della verifica. Introduzione agli impianti di automazione : struttura e vantaggi. Conversione, controllo e trasporto dell’energia. Simboli grafici secondo DIN ISO 1219
2. Generalità e trasmissione dell’energia oleodinamica. Perdite di carico nelle trasmissioni oleodinamiche. Inquinamento e filtrazione. Controllo distribuzione e regolazione dell’energia. Regolazione della portata.

3. Cilindri : Cilindri pneumatici: tipologie costruttive, ammortizzamento di fine corsa, tipi di tenuta, parametri e dimensionamento, cilindri a semplice effetto, a doppio effetto, telescopici, esecuzioni speciali. Principi costruttivi, tipi di fissaggio, sollecitazione di punta. Cilindri idraulici, collegamenti dei cilindri.
4. Valvole ordinarie e speciali : Valvole Direzionali: Funzione e Rappresentazione, Struttura ed Azionamenti, Esecuzione Costruttiva delle valvole direzionali ad Otturatore e a Cassetto, Esecuzioni Pratiche, Elettrovalvole. Valvole di non ritorno pilotate e non.

5.Altri componenti come serbatoi, raffreddatori, accumulatori idraulici. idro-accumulatori, elementi di connessione e sensori per i sistemi oleodinamici.

6. Controllo dei sistemi oleodinamici. Controllo a resistenza, di posizione, controllo di pressione, controllo di flusso.

7. Proprietà dei fluidi: Trasmissione pneumatica dell’energia. Trattamento dell’aria compressa: unità, grandezze, simboli, umidità assoluta e relativa, dinamica dell’aria compressa.

8 Accumulo e distribuzione: Sistemi di accumulo dell’aria, a lobi, a viti, a palette, a pistone, turbine, progetto del serbatoio. Tipologia e dimensionamento delle reti di distribuzione dell’aria compressa. Tecniche di regolazione. Elementi logici

Esercitazioni

Sono previste esercitazioni di simulazioni di alcuni dei componenti analizzati nel corso utilizzando Simulink.

Fundamentals of Fluid Power. Part 1: Hydraulics. H. Murrenhoff. Aachen University. Shaker Verlag, 2016.

Fundamentals of Fluid Power. Part 2: Pneumatics. . H. Murrenhoff, O. Reinertz. Aachen University. Shaker Verlag, 2016.

Approfondimento:

Oleodinamica. Dai principi alla meccatronica. H. Spiech, A. Bucciarelli. Tecniche Nuove, 2018.

Pneumatica Corso Completo. G. Belforte, A. M. Bertetto, Luigi Mazza ‘- Ed. Tecniche Nuove,

 DM 270/04 - Art. 6 "Requisiti di ammissione ai corsi di studio". Sono tuttavia consigliate le conoscenze dei tradizionali corsi della meccanica fredda normalmente presenti al I livello dei CdS in Ingegneria Industriale; in particolare il riferimento si rivolge ai corsi di "Meccanica Applicata" e "Scienza delle Costruzioni" o equivalenti.

Vibrazioni lineari di sistemi ad un solo grado di libertà: in condizioni libere e forzate. Risonanza e isolamento dalle Vibrazioni.  Vibrazioni indotte da forzante arbitraria mediante integrale di convoluzione. Analisi delle vibrazioni nel dominio tempo-frequenza. Vibrazioni lineari di sistemi discreti: sistemi discreti a più gradi di libertà: frequenze naturali e modi di vibrare. Funzioni di risposta in frequenza, poli e residui; tecniche sperimentali dell'analisi modale.   Vibrazioni lineari di sistemi continui.

Obiettivi del corso;    Il corso si prefigge di illustrare principi e fenomeni associati alle vibrazioni di sistemi lineari. I fenomeni vibratori più caratteristici e le associate procedure di stima (e.g.risonanza, trasmissione delle vibrazioni, misura di caratteristici parametri modali o di vibrazioni in generale) sono illustrati in laboratorio ed interpretati/dedotti alla luce di modelli matematici. Risultati di apprendimento; dopo il corso lo studente dovrebbe essere in grado di: * Controllare e verificare l'instaurarsi di fenomeni di risonanza. * Progettare e verificare sistemi di ancoraggio capaci di minimizzare la trasmissione di vibrazioni. * Interpretare fenomeni vibratori sia nel dominio del tempo sia nel dominio delle frequenze. * Identificare le specifiche per la messa in opera di una catena di misura per la stima di parametri e segnali vibratori. * Modellare ed interpretare sistemi dinamici strutturali sia discreti sia continui. *E' altresì fondamentale che gli studenti siano in grado di comunicare con un pubblico vario e composito in modo chiaro, logico ed efficace, utilizzando gli strumenti metodologici acquisiti le loro

 Trattasi di lezioni frontali svolte in aula dal docente tramite l'ausilio di gesso e lavagna. Nel corso delle lezioni saranno occasionalmente illustrati e discussi software commerciali utili all'analisi dei sistemi vibranti. Si consiglia agli studenti di seguire le lezioni, partecipare attivamente alle stesse e prendere appunti. 

scritto e/o orale. L’esame consiste di due prove in cascata (massima durata: 2 ore): -nella prima prova (scritta), lo studente deve risolvere un esercizio relativo alle vibrazioni di sistemi ad un grado di libertà; la prova, della durata di circa 1 ora, mira a determinare la capacità dello studente di effettuare in autonomia l’analisi quantitativa di sistemi vibranti ad un grado di libertà; -nella seconda prova (orale), che inizia subito dopo la prova scritta, lo studente discute oralmente sia l’elaborato scritto sia altri contenuti del corso illustrando il proprio livello di conoscenza e comprensione degli argomenti trattati e la capacità di disporne allo scopo di effettuare pertinenti

Vibrazioni di sistemi ad un solo grado di libertà: vibrazioni lineari di sistemi a parametri concentrati in condizioni libere e forzate in presenza e assenza di smorzamento. Decremento logaritmico come misura dello smorzamento. Isolamento dalle Vibrazioni. Esercitazioni sugli argomenti trattati. Vibrazioni indotte da forzante arbitraria: sistemi lineari tempo invarianti ed integrale di convoluzione; analisi delle vibrazioni forzate indotte da eccitazione arbitraria. Analisi delle vibrazioni nel dominio tempo-frequenza. Lezioni miste fra teoria e applicazioni. Vibrazioni lineari di sistemi discreti: sistemi discreti a più gradi di libertà: frequenze naturali e modi di vibrare. Proprietà algebriche di un problema generalizzato agli autovalori e autovettori. Funzioni di risposta in frequenza, poli e residui; tecniche sperimentali dell'analisi modale. Lezioni miste fra teoria e applicazioni. Vibrazioni lineari di sistemi continui: vibrazioni assiali e flessionali di una trave con modelli classici ed effetti complicanti. Definizione dei modelli. Analisi esatte ed approssimate delle vibrazioni libere e forzate. Lezioni miste fra teoria e applicazioni. Laboratorio didattico con descrizione dei principali fenomeni vibratori: risonanza e misure

[1] Meirovitch, L., Principles and Techniques of Vibrations, Prentice Hall, 1997.

[2] Heylen W., Lammens S., Sas P., Modal Analysis theory and testing, Katholieke Universiteit Leuven, Belgium, 2003.

[3] Materiale didattico fornito occasionalmente dal docente durante lo svolgimento delle lezioni.

 DM 270/04 - Art. 6 "Requisiti di ammissione ai corsi di studio". Sono tuttavia consigliate le conoscenze dei tradizionali corsi della meccanica fredda normalmente presenti al I livello dei CdS in Ingegneria Industriale

Il corso affronta le problematiche riguardanti i dispositivi misti meccanici - elettronici presenti nell'automazione industriale e presenta alcune applicazioni caratteristiche al riguardo. Vengono in particolare analizzati componenti di sensorizzazione, sia descrivendo le tipologie costruttive e funzionali degli strumenti atti al rilievo delle tipiche grandezze fisiche e meccaniche, sia i componenti di interfaccia e di regolazione della potenza, considerando tipiche attuazioni elettriche, pneumatiche ed idrauliche. Vengono infine analizzati tipici schemi di sistemi di controllo della posizione, della velocità, della forza in servosistemi meccanici.

Alla fine del corso lo studente dovrà aver chiaro le principali problematiche e metodologie utili all'analisi e alla progettazione di un sistema meccatronico.

 Trattasi di lezioni frontali svolte in aula dal docente tramite l'ausilio di gesso e lavagna ed, eventualmente, slides. Nel corso delle lezioni saranno occasionalmente illustrati e discussi software commerciali utili all'analisi di sistemi meccatronici. Si consiglia agli studenti di seguire le lezioni, partecipare attivamente alle stesse e prendere appunti.

L’esame verterà in una prova orale inerente gli argomenti trattati nel corso e nella eventuale discussione di un progetto d’anno.

Argomento 1: Introduzione al corso, definizione di sistema meccatronico, esempi di progetti meccatronici.

Argomento 2: Modellizzazione di un sistema, tipi di ingresso, soluzioni con le trasformate di Laplace, trasformate di funzioni elementari, proprietà delle funzioni di Laplace, concetto di funzione di trasferimento.

Studio della risposta in frequenza, diagramma di Bode di funzioni elementari, cenni sulle procedure di linearizzazione, algebra degli schemi a blocchi.

Argomento 3: Concetto di sistema di regolazione, struttura tipica di un sistema di regolazione, sistemi di regolazione di tipo 0,1 e 2, indici di errore, regolazioni fondamentali (P,PI,PID). Trasmettitori e ricevitori, esempi di dispositivi controllati.

Argomento 4: Classificazione dei segnali da acquisire, campionamento, quantizzazione, conversione A/D,problematiche di acquisizione di segnali analogici, fenomeno dell’aliasing, filtri antialiasing, filtri digitali.

Argomento 5: Caratteristiche dinamiche degli strumenti: sistemi di ordine zero e ordine uno. Caratteristiche dinamiche dei sistemi del secondo ordine con applicazione ad un sistema massa-molla-smorzatore.

Argomento 6:

Definizione di servomeccanismi, azionamenti elettrici, regolatori elettronici utilizzanti amplificatori operazionali.

Argomento 7: Azionamenti idraulici e pneumatici; caratteristiche costruttive di un cilindro pneumatico, caratteristiche costruttive dei regolatori idraulici (valvole).

Argomento 8 Sensori utilizzati in robotica: estensimetri a variazione di resistenza, accelerometri, encoder assoluto ed incrementale, Inertial Measurement Unit, sensori di prossimità pneumatici elettrici ed ottici, sensori di distanza, sensori ad ultrasuoni, sensori tattili.

Argomento 9: Tipologie di errori, definizione dei parametri più significativi del comportamento statico, propagazione degli errori, cenni sulla regolazione digitale.

Esercitazioni

Argomento 1: Esercitazioni all’utilizzo dei software di simulazione (Matlab e Simulink).

Testi d’esame consigliati:

Sorli M., Quaglia G.:"Meccatronica vol.1 ", Politeko, Torino, 1999.

Sorli M., Quaglia G.:"Applicazioni di Meccatronica", CLUT Editrice Torino, aprile 1996.

Approfondimento:

Quaglia G.,Franco W.’Laboratorio virtuale di meccatronica’ Clut Editrice Torino 2008

Nordman,Birkhofer "Elementi di macchine e meccatronica" McGraw-Hill.

Sono consigliate conoscenze di tutti gli esami del I anno del corso di laurea.

Il corso affronta le problematiche riguardanti i dispositivi misti meccanici - elettronici presenti nell'automazione industriale e nella domotica e presenta alcune applicazioni caratteristiche al riguardo. Vengono, in particolare, analizzati, la centrale di controllo, le tipologie di sensori e di attuatori, i sistemi di comunicazione, le interfacce utente, i livelli d’integrazione sia descrivendo le tipologie costruttive e funzionali degli strumenti atti al rilievo delle tipiche grandezze fisiche, sia i componenti di interfaccia e la strategia di regolazione. Viene, infine, acquisito il significato di “casa intelligente” che si realizza attraverso un processo d’integrazione tra i diversi impianti e le diverse tecnologie adottate e tra gli stessi impianti e l’edificio.

Alla fine del corso lo studente dovrà aver chiaro le principali problematiche e metodologie utili all'analisi e alla progettazione di un sistema meccatronico e domotico.

 Trattasi di lezioni  svolte dal docente tramite l'ausilio di slides. 

L’esame verterà in una prova orale inerente gli argomenti trattati nel corso e nella eventuale discussione di un progetto d’anno.

Programma del corso di Meccatronica e domotica

Corso di Laurea Corso di Laurea Professionalizzante Ingegneria delle Tecnologie Industriali 6 CFU

Obiettivi del corso:

Il corso affronta le problematiche riguardanti i dispositivi misti meccanici - elettronici presenti nell'automazione industriale e nella domotica e presenta alcune applicazioni caratteristiche al riguardo. Vengono, in particolare, analizzati, la centrale di controllo, le tipologie di sensori e di attuatori, i sistemi di comunicazione, le interfacce utente, i livelli d’integrazione sia descrivendo le tipologie costruttive e funzionali degli strumenti atti al rilievo delle tipiche grandezze fisiche, sia i componenti di interfaccia e la strategia di regolazione. Viene, infine, acquisito il significato di “casa intelligente” che si realizza attraverso un processo d’integrazione tra i diversi impianti e le diverse tecnologie adottate e tra gli stessi impianti e l’edificio.

Programma

Argomento 1: Introduzione al corso, definizione di sistema meccatronico, esempi di progetti meccatronici, definizione di domotica: obiettivi e vantaggi.

Argomento 2: Modellizzazione di un sistema, tipi di ingresso, soluzioni con le trasformate di Laplace, trasformate di funzioni elementari, proprietà delle funzioni di Laplace, concetto di funzione di trasferimento.

Analisi della risposta in frequenza, cenni sulle procedure di linearizzazione, algebra degli schemi a blocchi.

Argomento 3: Concetto di sistema di regolazione, struttura tipica di un sistema di regolazione, sistemi di regolazione di tipo 0,1 e 2, indici di errore, regolazioni fondamentali (P,PI,PID). Trasmettitori e ricevitori, esempi di dispositivi controllati.

Argomento 4: Classificazione dei segnali da acquisire, campionamento, quantizzazione, conversione A/D, problematiche di acquisizione di segnali analogici, fenomeno dell’aliasing, filtri antialiasing, filtri digitali.

Argomento 5: Definizione di servomeccanismi, azionamenti elettrici, regolatori elettronici utilizzanti amplificatori operazionali, regolatori digitali, schede di controllo. Azionamenti idraulici e pneumatici.

Argomento 6 Sensori in meccatronica: estensimetri a variazione di resistenza, accelerometri, encoder assoluto ed incrementale, Inertial Measurement Unit, sensori di prossimità pneumatici elettrici ed ottici, sensori di distanza, sensori ad ultrasuoni, sensori tattili.

Argomento 7: Tipologie di errori, definizione dei parametri più significativi del comportamento statico, propagazione degli errori.

Argomento 8 Struttura generale di un impianto domotico: attuatori, comandi e sensori, mezzi trasmissivi, protocolli. Funzioni di un impianto domotico.

Argomento 9 Le problematiche d’integrazione in un sistema domotico. L’architettura di un sistema integrato. Le interfacce utente. La progettazione integrata degli impianti.

Esercitazioni

Argomento : Utilizzo e programmazione di schede di acquisizioni commerciali (Arduino, NI) per la regolazione controllata di attuatori.

Testi d’esame consigliati:

Sorli M., Quaglia G.:"Meccatronica vol.1 ", Politeko, Torino, 1999.

Sorli M., Quaglia G.:"Applicazioni di Meccatronica", CLUT Editrice Torino, aprile 1996.

Ricci L., “Sistemi di domotica applicata per una casa intelligente” Dario Flaccovio Editre, 2015.

Trisciuoglio D. “ Introduzione alla domotica” Tecniche Nuove, 2009.

Modalità d’esame:

L’esame verterà in una prova orale inerente gli argomenti trattati nel corso e nella eventuale discussione di un progetto d’anno.

Sorli M., Quaglia G.:"Meccatronica vol.1 ", Politeko, Torino, 1999.

Sorli M., Quaglia G.:"Applicazioni di Meccatronica", CLUT Editrice Torino, aprile 1996.

Ricci L., “Sistemi di domotica applicata per una casa intelligente” Dario Flaccovio Editre, 2015.

Trisciuoglio D. “ Introduzione alla domotica” Tecniche Nuove, 2009.

Il corso si prefigge di fornire dimestichezza con i problemi dell'automazione attraverso l’uso di azionamenti pneumatici ed idraulici, in particolare in ambito industriale. Le tematiche principali riguardano la conoscenza dei componenti fondamentali degli impianti ed i sistemi realizzabili attraverso la loro connessione. Si farà cenno alle tecniche di automazione di processi con dispositivi semplici o elettro assistiti a logica di comando tradizionale o avanzata.

Il  orso si svolgerà come lezioni alla lavagna o con utilizzo di slides e alcune esercitazioni al computer in aula attrezzata.

L’esame verterà in una prova orale inerente gli argomenti trattati nel corso con l’eventuale discussione di un progetto d’anno..

1. Introduzione al corso presentazione degli argomenti, obbiettivi formativi, modalità della verifica, esercizi ed esercitazioni. Introduzione agli impianti di automazione : struttura e vantaggi. Conversione, controllo e trasporto dell’energia. Simboli grafici secondo DIN ISO 1219
2. Proprietà dei fluidi: Trasmissione pneumatica dell’energia. Trattamento dell’aria compressa: unità, grandezze, simboli, umidità assoluta e relativa, dinamica dell’aria compressa.

3. Generalità e trasmissione dell’energia oleodinamica. Perdite di carico nelle trasmissioni oleodinamiche. Inquinamento e filtrazione. Controllo distribuzione e regolazione dell’energia. Caratteristiche dei fluidi in pressione.

4. Accumulo e distribuzione: Sistemi di accumulo dell’aria, a lobi, a viti, a palette, a pistone, turbine, progetto del serbatoio. Tipologia e dimensionamento delle reti di distribuzione dell’aria compressa. Accumulatori idraulici. Pompe, motori, otturatori e loro caratteristiche. Altri componenti, circuiti, tecniche di regolazione, esempi di circuiti controllati . Cenni su elementi logici.
5. Cilindri : Cilindri pneumatici: tipologie costruttive, ammortizzamento di fine corsa, tipi di tenuta, parametri e dimensionamento, cilindri a semplice effetto, a doppio effetto, telescopici, esecuzioni speciali. Principi costruttivi, tipi di fissaggio, sollecitazione di punta.
6. Valvole ordinarie e speciali : Valvole Direzionali: Funzione e Rappresentazione, Struttura ed Azionamenti, Esecuzione Costruttiva delle valvole direzionali ad Otturatore e a Cassetto, Esecuzioni Pratiche, Elettrovalvole. Valvole di non ritorno pilotate e non. Selettore di Alta Pressione (valvola OR). Selettore di Bassa.

Fundamentals of Fluid Power. Part 1: Hydraulics. H. Murrenhoff. Aachen University. Shaker Verlag, 2016.

Fundamentals of Fluid Power. Part 2: Pneumatics. . H. Murrenhoff, O. Reinertz. Aachen University. Shaker Verlag, 2016.

Pneumatica Corso Completo. G. Belforte, A. M. Bertetto, Luigi Mazza ‘- Ed. Tecniche Nuove, Automazione pneumatica, Festo, Ed. Tecniche Nuove

Elementi di oleodinamica, U. Belladonna, Hoepli.

Il corso affronta le problematiche riguardanti i dispositivi misti meccanici - elettronici presenti nell'automazione industriale e presenta alcune applicazioni caratteristiche al riguardo. Vengono in particolare analizzati componenti di sensorizzazione, sia descrivendo le tipologie costruttive e funzionali degli strumenti atti al rilievo delle tipiche grandezze fisiche e meccaniche, sia i componenti di interfaccia e di regolazione della potenza, considerando tipiche attuazioni elettriche, pneumatiche ed idrauliche. Vengono infine analizzati tipici schemi di sistemi di controllo della posizione, della velocità, della forza in servosistemi meccanici.

Lezioni frontali con uso di lavagna e slides, esercitazioni con uso di computer in aule attrezzate.

L’esame verterà in una prova orale inerente gli argomenti trattati nel corso e nella eventuale discussione di un progetto d’anno.

Argomento 1: Introduzione al corso, definizione di sistema meccatronico, esempi di progetti meccatronici.

Argomento 2: Modellizzazione di un sistema, tipi di ingresso, soluzioni con le trasformate di Laplace, trasformate di funzioni elementari, proprietà delle funzioni di Laplace, concetto di funzione di trasferimento.

Studio della risposta in frequenza, diagramma di Bode di funzioni elementari, cenni sulle procedure di linearizzazione, algebra degli schemi a blocchi.

Argomento 3: Concetto di sistema di regolazione, struttura tipica di un sistema di regolazione, sistemi di regolazione di tipo 0,1 e 2, indici di errore, regolazioni fondamentali (P,PI,PID). Trasmettitori e ricevitori, esempi di dispositivi controllati.

Argomento 4: Classificazione dei segnali da acquisire, campionamento, quantizzazione, conversione A/D,problematiche di acquisizione di segnali analogici, fenomeno dell’aliasing, filtri antialiasing, filtri digitali.

Argomento 5: Caratteristiche dinamiche degli strumenti: sistemi di ordine zero e ordine uno. Caratteristiche dinamiche dei sistemi del secondo ordine con applicazione ad un sistema massa-molla-smorzatore.

Argomento 6:

Definizione di servomeccanismi, azionamenti elettrici, regolatori elettronici utilizzanti amplificatori operazionali.

Argomento 7: Azionamenti idraulici e pneumatici; caratteristiche costruttive di un cilindro pneumatico, caratteristiche costruttive dei regolatori idraulici (valvole).

Argomento 8 Sensori utilizzati in robotica: estensimetri a variazione di resistenza, accelerometri, encoder assoluto ed incrementale, Inertial Measurement Unit, sensori di prossimità pneumatici elettrici ed ottici, sensori di distanza, sensori ad ultrasuoni, sensori tattili.

Argomento 9: Tipologie di errori, definizione dei parametri più significativi del comportamento statico, propagazione degli errori, cenni sulla regolazione digitale.

 Esercitazioni

Argomento 1: Esercitazioni all’utilizzo dei software di simulazione (Matlab e Simulink).

Argomento 2: Utilizzo delle schede di acquisizioni commerciali (Arduino, NI).

Testi d’esame consigliati:

Sorli M., Quaglia G.:"Meccatronica vol.1 ", Politeko, Torino, 1999.

Sorli M., Quaglia G.:"Applicazioni di Meccatronica", CLUT Editrice Torino, aprile 1996.