Riassunto analitico
Il presente progetto ha l’obiettivo di sviluppare una macchina industriale per la funzionalizzazione di superfici tramite innovativi laser a fibra ad elevata potenza. All’interno di questo contesto, il presente lavoro di tesi si focalizza sulla progettazione del manipolatore robotico a 5 assi con cui trattare le superfici di componenti di elevate dimensioni con la massima precisione e velocità.
Si è proceduto innanzitutto a identificare i requisiti e le specifiche progettuali: un volume di lavoro superiore al metro cubo; precisione di posizionamento centesimale; destrezza, fluidità e ripetibilità nel movimento. Si è poi proseguito a impostare la configurazione e modellare le geometrie del manipolatore, svolgendo un’analisi funzionale del sistema, che è stato suddiviso tra i 5 assi operativi che ne caratterizzano il movimento, decidendo di realizzare un telaio portante in granito. Da qui lo sviluppo si è concentrato sui singoli sottoassiemi, ognuno dei quali ha visto un’applicazione di soluzioni ad hoc data la differenza delle funzionalità tra di essi. In generale per ogni sottoassieme sono stati progettati componenti ex novo in leghe metalliche diverse (acciaio, alluminio) abbinati a componenti scelti da catalogo per i diversi sottosistemi presenti (elettrici per la movimentazione e pneumatico per la compensazione). La progettazione è stata alternata da continui momenti di revisione, vista la complessità e la novità del sistema trattato, oltre che alle richieste stringenti da rispettare. Un elemento fondamentale di cui si è tenuto conto fin dai primi momenti di design è stata la strategia di montaggio dei vari sottoassiemi, comparto fondamentale attraverso il quale passa la maggior parte della precisione della macchina che perciò va accuratamente pianificato e verificato.
Ultimata la fase di modellazione in ambiente 3D, si è proceduto con la produzione dei disegni tecnici di particolare e di assieme, con massima attenzione all’allocazione delle tolleranze, e con la verifica dei metodi realizzativi pensati per ciascuna parte a seconda dei requisiti richiesti.
Infine, ultimata la modellazione dell’assieme, si è creata una base per condurre simulazioni su quanto progettato: infatti è stato creato un modello da utilizzare per analisi cinematiche e dinamiche in ambiente multibody, portando avanti un lavoro di “CAD to CAE”.
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