Nell'insegnamento, partendo dalla definizione di Automazione e Controllo Numerico delle macchine utensili, saranno descritti i componenti, i moduli o le celle di lavorazione, la cui integrazione dà vita ad un sistema di produzione. Verranno pertanto analizzate le problematiche relative alle lavorazioni meccaniche con le macchine utensili a controllo numerico (CNC) e le relative tecniche di programmazione assistita da calcolatore. Seguirà la descrizione dei robot industriali e della loro integrazione con le macchine utensili CNC per dar vita alle celle automatizzate di lavorazione. Verranno successivamente descritte le macchine di misura a coordinate (CMM) utilizzate nel collaudo dei componenti meccanici. Con la parte del modulo dedicata alla gestione della produzione verranno fornite le conoscenze di base sui flussi produttivi entro una realtà industriale e sul lean management. Saranno inoltre trattate le lavorazioni non convenzionali, quali l'elettroerosione. Concluderà l'insegnamento una breve trattazione delle moderne tecniche di produzione additiva.

L'obiettivo è sviluppare nell'allievo l'abilità e le competenze necessarie per supervisionare un sistema produttivo ed essere in grado di individuare il sistema produttivo più adatto alla specifica applicazione. Al termine dell'insegnamento si chiederà allo studente di: • conoscere la struttura dei moderni mezzi di produzione, assemblaggio e collaudo a controllo numerico; • conoscere i sistemi integrati e flessibili di lavorazione con particolare riferimento alle applicazioni della produzione snella (Lean Production); • conoscere le metodologie di programmazione assistita da calcolatore (CAM) per la definizione di cicli di lavorazione, assemblaggio e collaudo; • conoscere i criteri d'impostazione dei livelli di automazione ed integrazione dei processi in relazione alle cadenze produttive; • conoscere le metodologie di base della fabbricazione additiva; • essere in grado di programmare un sistema a controllo numerico; • saper gestire le linee di produzione complesse; • individuare la tecnologia produttiva più idonea in funzione delle specifiche del prodotto; • formulare in modo sistematico un problema di gestione della produzione mediante la modellizzazione dello stesso; • essere in grado di affrontare la risoluzione di un problema di gestione al fine di pervenire ad una soluzione attraverso una sequenza di passi dimostrabili; • conoscere le principali problematiche di gestione della produzione in azienda, così da saper associare a ciascuna gli strumenti e le procedure di soluzione più utili.

L'allievo che segue l'insegnamento deve avere conoscenze di disegno tecnico industriale e di tecnologie di fabbricazione con particolare riguardo alle tecniche per asportazione di truciolo, cicli di lavorazione.

Introduzione al corso: evoluzione dei sistemi produttivi - Le rivoluzioni industriali - Il ruolo della digitalizzazione (industria 4.0) - Automazione e flessibilità nei sistemi di produzione Il controllo numerico delle macchine utensili - Definizioni e schema di principio di una M.U. a C.N. - Componenti della MU a CN: Strutture e guide Dispositivi per il cambio automatico dell’utensile e del pezzo Tipi di azionamenti Trasduttori di posizione e velocità - Unità di governo: HMI Interpolatore Schema controllo dell’asse - Programmazione delle macchine utensili a controllo numerico Considerazioni generali Il linguaggio ISO Analisi dei principali strumenti per la programmazione assistita - Il controllo adattativo - Il controllo distribuito (DNC) Le linee di produzione - Linee a trasferta - FMS - Sistemi Agili I robot industriali - Strutture e caratteristiche - Impieghi dei robot - Le unità di governo e la programmazione assistita - Integrazione con l’ambiente esterno - I cobot - 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 Programmazione e Controllo della Produzione. - Breve introduzione alle problematiche della gestione della produzione in azienda - Analisi dei principali metodi di programmazione della produzione: Material requirement Planning (MRP) Just In Time (JIT) Le lavorazioni non convenzionali - L’elettroerosione; La fabbricazione additiva - La filosofia della fabbricazione per piani e la sua giustificazione economica; - Gli step della FA - I processi Industriali consolidati (classificazione) - Il processo FDM.

Lezioni teoriche e casi applicativi vengono condotti congiuntamente analizzando rappresentazioni schematiche e realistiche di situazioni industriali. Si prevedono inoltre degli approfondimenti sulla programmazione delle macchine utensili a controllo numerico sia con linguaggio ISO che con software dedicato. Seminari Sono previste una serie di testimonianze aziendali sui vari argomenti trattati nell’insegnamento.

Testi consigliati per approfondimenti: - Giusti, Santochi, Tecnologia Meccanica e Studi di Fabbricazione, Casa Editrice Ambrosiana, Milano - De Toni, A. F., Panizzolo, R., Villa, A. (2013). Gestione della produzione. ISEDI.

Dispense;

Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale facoltativa; Prova scritta in aula tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo;

Exam: Written test; Optional oral exam; Computer-based written test in class using POLITO platform;

... L'esame finale è volto ad accertare l'acquisizione delle conoscenze sui moderni sistemi integrati di produzione. E’ argomento d’esame tutto quanto illustrato durante le lezioni e i seminari. La prova finale è scritta e consiste nella risposta a domande che potranno essere sia a risposta multipla che a risposta aperta, svolta in aula anche tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo. Le domande possono includere l’esecuzione di schemi/disegni o definizione di stringhe di programmazione. Per ogni domanda sarà indicato il punteggio massimo che potrà essere attribuito, definito in funzione della complessità della domanda. Non si potrà utilizzare alcun testo o appunto. Il punteggio finale è dato dalla somma dei punteggi ottenuti nelle singole risposte. Il tempo assegnato per la prova scritta è pari a 60 minuti. Lo studente ha la possibilità di non consegnare la prova scritta al docente per la correzione, ossia di ritirarsi prima della consegna. L'esame orale, facoltativo, potrà essere sostenuto solo se si raggiunge la sufficienza alla prova scritta, consiste in una sola domanda e la sua valutazione potrà variare il punteggio ottenuto di + o – 5 punti. Sarà valutata all'orale la capacità di interpretare e proporre soluzioni di sistemi di produzione, nonché l'efficacia della comunicazione. Alla definizione del voto finale partecipa anche la valutazione delle esercitazioni, per un massimo di 2 punti e se raggiunta la sufficienza alla prova scritta (18/30). L’eventuale lode sarà assegnata dal docente in base all'esito di entrambe le prove.

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.