L’insegnamento è inserito nell’orientamento "Automazione" e concorre alla formazione di un ingegnere in grado di svolgere attività di progetto inserite nel complesso contesto dell’automazione industriale. Al progettista di macchine automatiche sono richieste capacità di progettazione funzionale che riguardano sia la scelta del tipo di meccanismo maggiormente indicato per un contesto applicativo caratterizzato da requisiti specifici in termini di precisione, affidabilità, costo, produttività, sostenibilità, sia il successivo dimensionamento delle parti che compongono la macchina. L’insegnamento intende conseguentemente approfondire la conoscenza dei principali tipi di meccanismi per la trasmissione e trasformazione del moto utilizzati nei sistemi di automazione, fornendo gli strumenti ed i metodi di progetto e coinvolgendo gli studenti in attività di laboratorio informatico e sperimentale, dedicate a percorsi di analisi e sintesi di macchine automatiche. Infine, sono presentati alcuni strumenti per l’analisi dinamica dei meccanismi, con particolare riguardo alla correlazione tra la legge del moto generata dai meccanismi e l’insorgenza di eventuali fenomeni vibratori indesiderati.

Conoscenza dei principali tipi di meccanismi, delle loro caratteristiche funzionali e dei campi di impiego. Conoscenza di metodologie grafiche ed analitiche per la progettazione funzionale, l’analisi e la sintesi cinematica dei meccanismi. Capacità di effettuare l’analisi cinematica o dinamica di meccanismi anche per mezzo di programmi di calcolo sviluppati ad hoc.

Sono richieste conoscenze di base di meccanica applicata e in particolare la conoscenza della cinematica dei corpi rigidi e la capacità di scrivere le equazioni di equilibrio dinamico di sistemi meccanici.

Introduzione all'insegnamento: la terminologia, le tipologie di meccanismi, l’analisi di mobilità. Richiami di cinematica: la cinematica dei corpi rigidi e dei moti relativi. La progettazione del movimento: proprietà dei diagrammi delle alzate e delle accelerazioni, gli angoli di trasmissione. Una particolare attenzione è rivolta alle modalità con cui vengono descritte le caratteristiche cinematiche proprie di ogni famiglia di meccanismi ed alle metodologie per l’analisi del funzionamento, anche in relazione ai parametri dimensionali. Meccanismi a camma: tipologie, la scelta della legge di movimento, sintesi grafica ed analitica, accoppiamenti di forma e di forza. Meccanismi per moto intermittente: meccanismi a ruota libera, a croce di Malta, ruote stellari, intermittori, meccanismi differenziali. Sistemi articolati: manovellismi, pentalateri ed esalateri, meccanismi con indugio e a corsa regolabile, cenni sulla sintesi di sistemi articolati. Dinamica dei sistemi: analisi elastodinamica e risposta in frequenza, il problema della scelta dei motori, accoppiamento di macchine motrici e operatrici: accoppiamento diretto, con riduttore di velocità, con meccanismi.

L'insegnamento comprende lezioni teoriche, laboratori dedicati allo sviluppo di modelli matematici e laboratori sperimentali. Per quanto riguarda i laboratorio dedicati allo sviluppo si modelli matematici sono previste le seguenti attività: - Analisi cinematica del sistema biella-manovella; - Analisi cinematica di meccanismo articolato; - Le forme delle leggi del moto: grandezze in funzione del tempo, grandezze "geometriche" e grandezze adimensionali; - La sintesi di sistemi a camma; - Modelli dinamici per lo studio del problema delle vibrazioni; - Accoppiamento di macchine motrici ed operatrici attraverso meccanismi. Presso il laboratorio di meccanica sono condotte attività sperimentali su banchi didattici dedicati. Sono previste sperimentazioni su banchi dedicati a sistemi a camma e su banchi dedicati ai meccanismi articolati. In caso di emergenza sanitaria verranno organizzati dei laboratori virtuali.

P.L. Magnani, G. Ruggieri, Meccanismi per Macchine Automatiche, UTET, Torino. C. Ferraresi, T. Raparelli, Meccanica applicata, CLUT, Torino.

Dispense; Esercitazioni di laboratorio; Materiale multimediale ; Strumenti di simulazione;

Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale obbligatoria; Elaborato scritto prodotto in gruppo;

Exam: Written test; Compulsory oral exam; Group essay;

... L’esame in forma scritta è dedicato a verificare i risultati di apprendimento attesi, ed in particolare la conoscenza dei principali tipi di meccanismi, la conoscenza di metodologie grafiche ed analitiche per l’analisi e la sintesi cinematica dei meccanismi e la capacità di effettuare l’analisi cinematica o dinamica di meccanismi. La durata della prova scritta è di circa un’ora. Durante l’esame non è consentita la consultazione del materiale didattico. L’esame consiste in due o tre domande poste ad ogni candidato, relative ai contenuti delle attività di lezione, laboratorio ed esercitazione. È oggetto specifico di verifica la presentazione di relazioni relative alle attività svolte presso i laboratori informatici e sperimentali. Le relazioni devono essere caricate nella sezione materiale del portale della didattica prima della prova d’esame e contenere la descrizione dell’obiettivo dell’attività e delle modalità di soluzione del problema trattato, i programmi realizzati, i risultati ottenuti in forma grafica ed un commento dei risultati. Ogni studente riceve direttamente le domande ed elabora le risposte in modalità scritta. Al termine della prova scritta è prevista anche una breve discussione orale su quanto elaborato e sul contenuto delle relazioni. La parte relativa alle relazioni e la relativa discussione concorrono al voto finale con un peso pari al 25%.

Gli studenti e le studentesse con disabilità o con Disturbi Specifici di Apprendimento (DSA), oltre alla segnalazione tramite procedura informatizzata, sono invitati a comunicare anche direttamente al/la docente titolare dell'insegnamento, con un preavviso non inferiore ad una settimana dall'avvio della sessione d'esame, gli strumenti compensativi concordati con l'Unità Special Needs, al fine di permettere al/la docente la declinazione più idonea in riferimento alla specifica tipologia di esame.