MECCATRONICA

Il corso si propone di formare gli allievi ingegneri fornendo le basi della regolazione dei sistemi meccanici semplici e complessi. Il corso è suddiviso in due parti; la prima parte del corso riguarda lo studio dei sistemi di regolazione, modellistica ed analisi di sistemi, mentre la seconda è rivolta allo studio della cinematica e dinamica dei sistemi meccanici robotici. Relativamente alla prima parte saranno forniti informazioni sugli attuatori, sensori, ed una introduzione allo studio dei MEMS. Durante il corso verranno svolte diverse esercitazioni teoriche e numeriche al computer.

Lezioni frontali: 28 ore

Esercitazioni numeriche: 30 ore

Nozioni di meccanica applicata alle macchine

Obbligatoria

1. – Introduzione alla meccatronica:

2. – Sistemi, modelli e loro classificazione:

• Descrizione di sistema: ingresso-uscita, variabili di stato
• Modello matematico di un sistema
• Proprietà dei sistemi
• Modelli matematici di sistemi fisici

3. – Componenti dei sistemi meccatronici:

• Componenti meccanici
• Sistemi di misura
• Attuatori
• Sensori

4. – Sistemi pneumatici e idraulici

5. – Microprocessori e microcontrollori

6. – Controllori a logica programmabile

7. – Stabilità dei sistemi lineari

8. - Micro and nano mechatronics

9. – Meccanica dei robot

• parametri HD
• Geometria del manipolatore disaccoppiato
• Cinematica del manipolatore seriale
• Dinamica del manipolatore seriale
• Dinamica recursiva inversa
• Il metodo del complemento ortogonale
• Cinematica del manipolatore a cinematica parallela
• Dinamica del manipolatore a cinematica parallela
• Performance dinamiche dei manipolatori e design.

[1] De Silva, Mechatronics an integrated approach, CRC Press

[2] Jacazio G., Piombo B. - Meccanica Applicata alle Macchine, vol. III, Levrotto & Bella, Torino 1994.

[3] Ville Kaajari, Practical MEMS, Small gear publishing

[4] Jorge Angeles, Fundamentals of Robotic Mechanical Systems - SPRINGER

[5] Appunti del corso

[6] William Bolton, Mechatronics - Electronic control systems in Mechanical and Electrical Engineering, Sixth Editiom, PEARSON

http://www.diim.unict.it/users/rsinatra/corsi/lezioni.htm

La prova d'esame è composta da un’esercitazione e una prova orale.

L’esercitazione consiste nell’analizzare e simulare un sistema dinamico, con l’inserimento di un sistema di regolazione, utilizzando l’ambiente di lavoro Matlab/Simulink. Al termine dell’esercitazione dovrà essere realizzato un breve report che sarà consegnato e giudicato in sede d’esame.

La valutazione in sede di colloquio orale si baserà sulla conoscenza dei contenuti, la pertinenza delle risposte rispetto alle domande formulate, la proprietà di linguaggio tecnico e la capacità di fare collegamenti tra i contenuti del programma.

Il Candidato descriva i sistemi, modelli e loro classificazione: ingresso-uscita, variabili di stato.

Il candidato descirva un modello matematici di sistemi fisici.

Il candidato descriva i componenti dei sistemi meccatronici.

Il candidato parli dei sensori trattati nel corso.

Il candidato descriva un esempio di sistemi meccatronico.

Il candidato descriva i parametri di H-D.

Il candidato esponga la cinematica dei manipolatori seriali/paralleli.

Il candidato esponga la dinamica dei manipolatori seriali/paralleli.

Il candidato descriva le metodologie di ottimizzazione dinamica/cinematica dei sistemi meccanici robotici.