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Academic Year 2015/16
02MSIQD
Integrated Manufacturing Systems
Master of science-level of the Bologna process in Mechanical Engineering - Torino
Teacher Status SSD Les Ex Lab Tut Years teaching
Salmi Alessandro ORARIO RICEVIMENTO A2 ING-IND/16 80 0 0 0 9
SSD CFU Activities Area context
ING-IND/16 6 B - Caratterizzanti Ingegneria meccanica
Subject fundamentals
Nell'insegnamento, partendo dalla definizione di 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. Verrano 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. Infine saranno trattate le lavorazioni non convenzionali quali l'elettroerosione, le lavorazioni elettrochimiche, la fresatura chimica, le lavorazioni a mezzo ultrasuoni, le lavorazioni con fascio elettronico e le lavorazioni con il laser. Conclude il corso una breve trattazione delle moderne tecniche di produzione additiva.
Expected learning outcomes
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 del corso 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.
Prerequisites / Assumed knowledge
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. E' indispensabile che l'allievo abbia confidenza con l'uso dei computer.
Contents
Introduction to Integrated Manufacturing Systems
- Components of a Manufacturing System
- Classification of Manufacturing Systems
- Overview of the Classification Scheme
- Manufacturing Progress Functions (Learning Curves)

Numerical Control of Machine Tools
- Basic concepts
- Machine Tools Structure (Design Principles, Materials, Loads, Slideways)
- Tools And Workpiece Management (Automatic Tool Changers, Tool Magazines, Tool Changing Methods, Tools Management, Automatic Pallet Changer)
- Drives and Actuation System (Spindle Drives, Feed Drives, Ballscrews, Linear Motors)
- Feedback Devices (Optical Encoders, Inductosyns, Resolver, Tachometer)
- Machine Control Unit (Man Machine Interface, Numerical Control Kernel, Interpreter, Interpolator, Position Control, Programmable Logic Control, Adaptive Controls)
- Applications

Industrial robotics
- Basic concepts
- Structures of Robotic Systems
- End Effectors
- Robot Control Systems
- Sensor Technology
- Applications

Inspection Technologies and Coordinate Measuring Machines (CMM)
- Basic concepts
- Inspection Techniques
- Coordinate Measuring Machines (CMM)
- Computer-Aided Inspection
- Applications

Management of production systems
- Introduction to industrial systems analysis
- Production planning
- Analysis of main scheduling methods
- Material requirement Planning (MRP)
- Just In Time (JIT)
- CONstant Work In Process (CONWIP)

Non-conventional machining
- Basic Concepts
- Mechanical Processes
o Ultrasonic Machining (UM)
o Abrasive-jet (AJM)
o Water-jet (WJM) and Abrasive Water-jet (AWJM)
- Thermal Processes
o Electrical-Discharge Machining (EDM ¡V WEDM);
- High-Energy-Beam Machining
o Electron-beam (EBM)
o Plasma-arc cutting (PAC)
o Laser (LBM)
- Chemical Machining (CM);
- Electrochemical Machining (ECM);
- Applications

Additive Manufacturing
- Basic concepts
- Additive processes (Stereolithography, Polyjet, Selective Laser Sintering, 3D Printing, Laminate Object Manufacturing, Fused Deposition Modelling, Drop on Demand, Multi Jet Modelling, Electron beam melting)
- Applications
Delivery modes
Industrial manufacturing systems examples will be analyzed during lectures.

Seminars
Some seminars on topics related to the course will be presented by industrial experts.
Texts, readings, handouts and other learning resources
PowerPoint slides presented during lectures and other teacher¡¦s lecture notes uploaded on Portale della Didattica.

- Groover, M. P. (2011). Fundamentals of modern manufacturing : materials, processes, and systems (4th ed.). Hoboken, NJ: J. Wiley & Sons.
- Kalpakjian, S., & Schmid, S. R. (2008). Manufacturing processes for engineering materials (5th ed.). Upper Saddle River, N.J.: Pearson Education
- De Toni, A. F., Panizzolo, R., & Villa, A. (2013). Gestione della produzione. ISEDI.
- Smith, G. T. (1993). CNC machining technology. London ; New York: Springer-Verlag.
- Simon, W. (1973). The numerical control of machine tools; basic principles, systems analysis and industrial applications. London,New York,: E. Arnold; Crane.

The aim of the final exam is to verify the student¡¦s knowledge on modern integrated manufacturing systems.
Assessment and grading criteria
The final exam consists of a written exam and an (optional) oral exam
- The written exam will consist of quizzes and open questions and will cover all the material that was presented during lectures and seminaries.
- The optional oral exam will consist of open questions and will cover all the material that was presented in lectures and seminaries. In order to take the oral exam, it is necessary to pass the written exam (minimum mark 18/30).
Both the written and the oral exam need to be passed in the same session.

Programma definitivo per l'A.A.2015/16
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