Riassunto analitico
Nel presente lavoro di tesi si è studiato e sviluppato un prototipo virtuale ad elevato livello di dettaglio con cui calcolare ed ottimizzare la precisione di moto di servomeccanismi per macchine automatiche, in particolare per manovellismi di spinta “crank slider”.
Le cedevolezze meccaniche ed i giochi nei giunti sono stati modellizzati per predire gli errori di accuratezza del meccanismo reale senza dover effettuare costose prove sperimentali. Si è innanzitutto studiato lo stato dell’arte ed effettuato una revisione critica dei lavori scientifici presenti in letteratura e identificato quali aspetti non erano ancora stati trattati in profondità.
Si è poi proceduto alla definizione e sviluppo del prototipo virtuale, i modelli di cedevolezza e giochi sono descritti in maniera dettagliata. Come strumenti si sono impiegati il software multibody RecurDyn, considerando diverse situazioni progettuali, ed altri test che saranno svolti in co-simulazione con il software Simulink, con cui si è modellato il sistema di controllo. Il modello è stato poi semplificato , mantenendo solo le fonti di errore fondamentali. In particolare la cedevolezza della manovella, verificando anche le frequenze proprie, il comportamento del servomeccanismo è stato confrontato con il modello a corpi rigidi per diversi materiali della manovella.
Per quanto riguarda i giochi vengono presentati, testati e confrontati tre diversi modelli. Il gioco viene introdotto prima nell’accoppiamento manovella-biella e successivamente tra biella e slider. Per entrambe le soluzioni vengono testati differenti valori del gioco. Si confrontano i risultati con il caso rigido.
In secondo luogo è stato definito ed implementato un feed-forward predittivo di corrente. L’obiettivo è sempre quello del miglioramento dell’accuracy del posizionamento dei membri del servomeccanismo. Le fasi di implementazione del feed-forward sono descritte. Si valida il modello per diversi valori di inerzia (costante o variabile) e per diversi valori dell’attrito. Vengono poi ottimizzati i guadagni del controllo e se ne testa la validità sui diversi modelli del servomeccanismo (rigido e non) valutando la riduzione dell’errore di posizione.
Il presente lavoro di tesi ha permesso di migliorare sensibilmente la precisione di moto di un servomeccanismo di una macchina automatica e verrà implementato a livello industriale.
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