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PORTALE DELLA DIDATTICA

Sistemi di produzione innovativi

01NJZMU

A.A. 2021/22

2021/22

Sistemi di produzione innovativi

L'insegnamento ha lo scopo di fornire la conoscenza dei moderni sistemi di produzione, in particolare quelli a più alto contenuto innovativo, dei criteri di impostazione dei livelli di automazione ed integrazione dei processi, degli strumenti per impostare la programmazione dei sistemi a controllo numerico per la lavorazione meccanica, l'assemblaggio e il collaudo, gli strumenti per impostare il progetto di massima di una linea di produzione complessa.

Sistemi di produzione innovativi

The course aims to provide knowledge of modern production systems, especially those at higher innovative content, criteria for setting the levels of automation and integration of processes, tools to set the programming of CNC systems for machining, assembly and testing, and of tools design a complex production line

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Conoscenza della struttura dei moderni mezzi di produzione, assemblaggio e collaudo a controllo numerico; Conoscenza dei sistemi integrati e flessibili di lavorazione con particolare riferimento alle applicazioni della produzione snella (Lean Manufacturing); Conoscenza dei criteri d'impostazione dei livelli di automazione ed integrazione dei processi in relazione alle cadenze produttive, delle metodologie di fabbricazione additiva e ingegneria inversa; Capacità di individuare la tecnologia produttiva più idonea in funzione delle specifiche del prodotto; Capacità di impostare la programmazione di un sistema a controllo numerico destinato alla lavorazione meccanica, all'assemblaggio e al collaudo; Capacità di impostare il progetto di massima di una linea di produzione complessa scegliendo gli opportuni elementi e di valutarne le prestazioni.

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Knowledge of the structure of modern CNC production , assembly and testing tools; Knowledge of integrated and flexible manufacturing systems with particular reference to the application of lean manufacturing; Knowledge of criteria for setting the levels of automation and process integration in relation to production rates, methods of Additive manufacturing and reverse engineering; Ability to identify the most appropriate production technology according to specifications of the product; Ability to programming a CNC system for machining, assembly and testing; Ability to set the design of a complex production line and choosing the appropriate elements to assess its performance.

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Conoscenze di base di tecnologia

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Basic knowledge of technology

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- Il controllo numerico delle macchine utensili § Definizioni e schema di principio di una M.U. a C.N. § Strutture e guide § dispositivi per il cambio automatico dell’utensile e del pezzo; § tipi di azionamenti; § trasduttori di posizione e velocità; § tipologie delle unità di governo; § il controllo numerico computerizzato (CNC); § il controllo diretto da calcolatore (DNC); § Il controllo adattativo. - Programmazione delle macchine utensili a controllo numerico § considerazioni generali; § tipi di programmazione: manuale e assistita; § il linguaggio ISO; § il linguaggio APT; § analisi dei principali strumenti per la programmazione assistita. - I robot industriali § Strutture e caratteristiche; § Impieghi dei robots; § Le unità di governo e la programmazione assistita; § Integrazione con l’ambiente esterno § Le celle robotizzate. - Le macchine di misura a controllo numerico § Il controllo di qualità assistito; § Strutture e caratteristiche delle macchine di misura; § Software per macchine di misura. - Le lavorazioni non convenzionali: § l’elettroerosione; § le lavorazioni elettrochimiche; § le lavorazioni con il laser § il taglio a getto d’acqua - Le tecniche additive: § La filosofia della fabbricazione per piani e la sua giustificazione economica; § L’integrazione con i sistemi CAD; § I processi Industriali consolidati; § Le applicazioni

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Numerical Control of Machine tools - Definition and fundamental concepts - Machine tool structures and guideways - Tools and workpiece management - Drives and actuation systems - Feedback devices - Machine control unit - Computer Numerical Control (CNC) - Direct Numerical Control (DNC) - Adaptive Control CNC Programming - Introduction - Manual and computer-aided programming - The ISO code - The APT (Automatically Programmed Tools) language for numerical control - Computer-aided programming tools Industrial Robotics - Structures and characteristics - Applications - Control unit and programing - Integrated robotic systems - Robot cells Coordinate measuring machines - Computer-aided control - Structures and characteristics of CMM - Software for CMM Unconventional machining - Electrical discharge machining - Laser machining - Water-jet machining Additive manufacturing - Principle of layer manufacturing and economics - Integration with CAD systems - Industrial processes

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Sono previste 40 ore di esercitazione in laboratorio, dedicate alla programmazione assistita CAM di macchine a controllo numerico. Sarà richiesto a gruppi di studenti di definire il ciclo di lavorazione e il part program di un componente assegnato. Ogni gruppo dovrà consegnare un elaborato che descriva il lavoro svolto.

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During laboratory activities (40 hours), a CAM software will be used as tool for machining process planning. Each group will have to deliver a technical report describing the work done.

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Le dispense, stampati delle diapositive utilizzate a lezione, vengono messe a disposizione agli studenti iscritti all’insegnamento sul Portale della Didattica Testi consigliati per approfondimenti: - S. Kalpakjian, S.R. Schmid. "Tecnologia Meccanica", Quinta Edizione, Pearson Education Italia - F. Gabrielli, R. Ippolito, F. Micari, "Analisi e tecnologia delle lavorazioni meccaniche", Editrice McGraw-Hill

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PowerPoint slides presented during lectures will be provided as lecture notes in the course website. Text books: - S. Kalpakjian, S.R. Schmid. "Tecnologia Meccanica", Quinta Edizione, Pearson Education Italia - F. Gabrielli, R. Ippolito, F. Micari, "Analisi e tecnologia delle lavorazioni meccaniche", Editrice McGraw-Hill

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Modalità di esame: Prova orale obbligatoria;

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Ogni gruppo dovrà consegnare una relazione che descriva il lavoro svolto durante le ore di esercitazione in laboratorio. La valutazione di tale relazione (max 6 punti) contribuirà alla definizione del voto finale. Gli elaborati progettuali, in cui vengono messe in pratica le conoscenze acquisite in termini di identificazione dei processi e programmazione dei sistemi di lavorazione, saranno oggetto di discussione e di revisione in itinere con i docenti durante le ore di esercitazione. La valutazione dell'elaborato (max 6 punti) contribuirà alla definizione del voto finale. La valutazione dell'elaborato considera a) la completezza b) la correttezza delle risposte, c) la pertinenza delle informazioni fornite e verifica la capacità di analizzare situazioni pratiche e applicare le conoscenze acquisite in un contesto produttivo specifico. La prova finale è ORALE e consiste nella risposta a 3 domande aperte inerenti gli argomenti trattati nell’ambito dell’intero programma svolto. Le domande teoriche possono includere l’esecuzione di schemi/disegni o risoluzioni di semplici calcoli. Il livello di preparazione del candidato sarà valutato in termini di raggiungimento dei seguenti obiettivi (coerentemente con i risultati di apprendimento attesi): - conoscenze del contesto applicativo, dei principi di funzionamento, e delle diverse opzioni tecnologiche dei sistemi di produzione automatici e flessibili - capacità di individuazione delle prestazioni e delle caratteristiche dei sistemi produttivi, a partire dai requisiti di produzione Il punteggio massimo assegnato ad ogni risposta è pari a 8 punti, per un totale di 24/30. Il voto finale è pari alla somma del voto ottenuto all’esame orale e del punteggio ottenuto per la relazione.

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Exam: Compulsory oral exam;

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Students are required to complete a technical report on the work developed during laboratory activities. The evaluation of the technical reports will account for 6/30. The aim of the final exam is to verify the student’s knowledge on manufacturing processes and modern manufacturing systems. The final exam consists of an oral exam of 3 (three) open questions and will cover all the material that was presented during lectures. The oral exam will account for 24/30. The final mark is the sum of scores obtained from the evaluation of the technical report and the oral exam.

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Modalità di esame: Prova orale obbligatoria; Elaborato progettuale in gruppo;

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L'esame finale è volto ad accertare l'acquisizione delle conoscenze obiettivo dell'insegnamento (descritte nel campo Risultati di apprendimento attesi), con particolare riferimento ai sistemi di produzione automatici e flessibili ad alto contenuto di innovazione e alla integrazione dei processi. Gli elaborati progettuali, in cui vengono messe in pratica le conoscenze acquisite in termini di identificazione dei processi e programmazione dei sistemi di lavorazione, saranno oggetto di discussione e di revisione in itinere con i docenti durante le ore di esercitazione. La valutazione dell'elaborato (max 6 punti) contribuirà alla definizione del voto finale. La valutazione dell'elaborato considera a) la completezza b) la correttezza delle risposte, c) la pertinenza delle informazioni fornite e verifica la capacità di analizzare situazioni pratiche e applicare le conoscenze acquisite in un contesto produttivo specifico. La prova finale è ORALE e consiste nella risposta a 3 domande aperte inerenti gli argomenti trattati nell’ambito dell’intero programma svolto. Le domande teoriche possono includere l’esecuzione di schemi/disegni o risoluzioni di semplici calcoli. Il livello di preparazione del candidato sarà valutato in termini di raggiungimento dei seguenti obiettivi (coerentemente con i risultati di apprendimento attesi): - conoscenze del contesto applicativo, dei principi di funzionamento, e delle diverse opzioni tecnologiche dei sistemi di produzione automatici e flessibili - capacità di individuazione delle prestazioni e delle caratteristiche dei sistemi produttivi, a partire dai requisiti di produzione Il voto finale è pari alla somma del voto ottenuto all’esame orale e del punteggio ottenuto per l'elaborato.

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Exam: Compulsory oral exam; Group project;

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The final exam is aimed at verifying the acquisition of the knowledge on topics described in the Expected learning outcomes section, more specifically on automated and flexible production systems with a high content of innovation and process integration. The practical work assigned to groups of students, aiming to verify the knowledge gained in terms of process identification and CNC programming, will be subject to discussion and revision in itinere during the practice hours. The evaluation of the technical report (max 6 points) contributes to the definition of the final mark. The evaluation of the report considers a) completeness b) the correctness of the answers, c) the relevance of the information provided and the verification of the capacity of practical analysis and the use of the knowledge acquired, applied to a specific production context. The compulsory ORAL test consists of the answer to 3 open questions. Theoretical questions can include the execution of schemes / drawings or simple calculations. The oral exam will cover all the material that was presented during lectures. The maximum score assigned to each answer is 8 points, for a total of 24/30. The final mark is the sum of scores obtained from the evaluation of the technical report and the oral exam.

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Modalità di esame: Prova orale obbligatoria; Elaborato progettuale in gruppo;

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L'esame finale è volto ad accertare l'acquisizione delle conoscenze obiettivo dell'insegnamento (descritte nel campo Risultati di apprendimento attesi), con particolare riferimento ai sistemi di produzione automatici e flessibili ad alto contenuto di innovazione e alla integrazione dei processi. Gli elaborati progettuali, in cui vengono messe in pratica le conoscenze acquisite in termini di identificazione dei processi e programmazione dei sistemi di lavorazione, saranno oggetto di discussione e di revisione in itinere con i docenti durante le ore di esercitazione. La valutazione dell'elaborato (max 6 punti) contribuirà alla definizione del voto finale. La valutazione dell'elaborato considera a) la completezza b) la correttezza delle risposte, c) la pertinenza delle informazioni fornite e verifica la capacità di analizzare situazioni pratiche e applicare le conoscenze acquisite in un contesto produttivo specifico. La prova finale è ORALE e consiste nella risposta a 3 domande aperte inerenti gli argomenti trattati nell’ambito dell’intero programma svolto. Le domande teoriche possono includere l’esecuzione di schemi/disegni o risoluzioni di semplici calcoli. Il livello di preparazione del candidato sarà valutato in termini di raggiungimento dei seguenti obiettivi (coerentemente con i risultati di apprendimento attesi): - conoscenze del contesto applicativo, dei principi di funzionamento, e delle diverse opzioni tecnologiche dei sistemi di produzione automatici e flessibili - capacità di individuazione delle prestazioni e delle caratteristiche dei sistemi produttivi, a partire dai requisiti di produzione Il voto finale è pari alla somma del voto ottenuto all’esame orale e del punteggio ottenuto per l'elaborato

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Exam: Compulsory oral exam; Group project;

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The final exam is aimed at verifying the acquisition of the knowledge on topics described in the Expected learning outcomes section, more specifically on automated and flexible production systems with a high content of innovation and process integration. The practical work assigned to groups of students, aiming to verify the knowledge gained in terms of process identification and CNC programming, will be subject to discussion and revision in itinere during the practice hours. The evaluation of the technical report (max 6 points) contributes to the definition of the final mark. The evaluation of the report considers a) completeness b) the correctness of the answers, c) the relevance of the information provided and the verification of the capacity of practical analysis and the use of the knowledge acquired, applied to a specific production context. The compulsory ORAL test consists of the answer to 3 open questions. Theoretical questions can include the execution of schemes / drawings or simple calculations. The oral exam will cover all the material that was presented during lectures. The maximum score assigned to each answer is 8 points, for a total of 24/30. The final mark is the sum of scores obtained from the evaluation of the technical report and the oral exam.

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