Riassunto analitico
The independent cart conveyor systems are ones of the most promising emerging technologies in the industrial automation.
These devices can replace the induction motors and kinematic chains and they are mainly used in automatic packaging machines.
Usually, in the independent cart conveyor systems, there are several carts moving along a closed loop path and each of them is free to move with respect to each other.
These intelligent transport systems are based on modular linear motors, whose main components are the modular stator and various carts that contain permanent magnets.
The control system is able to move each mover independently, according to the motion profile that must be followed.
The shuttles are coupled by rolling element bearings over a guide on the linear motor. These bearings are subject to wear and premature failure. The greater is the number of trolleys, the greater is the probability of a failure on one of the bearings in the system.
Monitoring the conditions of these components is not a trivial challenge, due to the non-stationary working conditions of the velocity profile and variable loads.
Consequently, the classical algorithms available in literature are not able to detect the defects on these types of systems, due to variable loads and variable speed profile.
A new algorithm is introduced to model the physical systems based on dynamics and geometry of the specific application, in order to obtain the expected vibration signal of a faulted bearing.
This thesis presents the implementation and experimental validation of a model of the vibration signal produced by the bearings of an independent cart.
The implemented algorithm is able to simulate the vibration signal produced by the cart bearings taking into account the motion profile followed by the cart, the geometry of the cart and the bearings, the load on the mover and finally the type of fault that must be simulated on the bearings.
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Abstract
I sistemi di trasporto a carrelli indipendenti sono una delle tecnologie emergenti più promettenti nel settore dell'automazione industriale.
Questi dispositivi sostituiscono i motori a induzione e le catene cinematiche e trovano impiego prevalentemente nelle macchine automatiche nel campo del packaging.
Solitamente nei sistemi di trasporto a carrelli indipendenti i carrelli si muovono lungo un percorso chiuso e ognuno di essi è libero di muoversi l'uno rispetto all'altro.
Questi sistemi di trasporto intelligenti sono basati su motori lineari modulari i cui componenti principali sono: lo statore modulare e vari carrelli che contengono i magneti permanenti.
Il sistema di controllo è in grado di attuare ogni carrello in modo indipendente in accordo con il profilo di moto che deve essere seguito.
I carrelli sono agganciati mediante cuscinetti ad elementi volventi sopra una guida posta sul motore lineare. Questi cuscinetti sono soggetti a usura e a rotture premature. Maggiore è il numero di carrelli e maggiori sono le probabilità di un guasto su uno dei cuscinetti presenti nel sistema.
Il monitoraggio delle condizioni di questi componenti non è una sfida banale a causa delle condizioni di lavoro non stazionarie del profilo di velocità e dei carichi variabili.
Come conseguenza, gli articoli classici disponibili in letteratura non sono in grado di rilevare i difetti in questi sistemi, a causa del carico variabile e del profilo di velocità variabile.
Un nuovo algoritmo è stato introdotto per modellare il sistema fisico in base alla dinamiche e alla geometria della specifica applicazione, in modo da ottenere il segnale di vibrazione atteso da un cuscinetto difettoso.
In questa tesi viene presentata l'implementazione e la verifica sperimentale di un modello del segnale vibratorio prodotto dai cuscinetti presenti in un carrello indipendente.
L'algoritmo è in grado di simulare il segnale vibratorio prodotto dai cuscinetti del carrello tenendo conto del motion profile seguito dal carrello, dalla geometria del carrello e dei cuscinetti, il carico sul carrello e il tipo di guasto che deve essere simulato sui cuscinetti.
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