Progettazione di un sistema automatizzato per il confezionamento. Sviluppo di soluzione robotizzata in collaborazione con Zechini Gra.For, con applicazione di metodologie a supporto dell’innovazione

This thesis aims at the development of an automated workstation dedicated to the insertion of products inside their packaging, addressed to sectors characterized by small or medium production volumes. The properties that make this product an innovation on the market are the ease of use combined with versatility and particularly low price, which are very relevant within contexts where frequent format changes are expected. The project consists of an initial phase where the solutions used to fulfil the requirements are chosen, defining the layout and the choice of necessary components based on the delta robot that will be employed. Particularly, to reduce the time needed and the technical difficulties during the setup phase, it has been chosen to let the robot be programmed manually through self-learning. We proceed with the design of a feeder system to move the products inside the working area and the tool parts mounted on the robot, always pursuing the objective of complexity and cost reduction without restricting the variety of supported formats. At a later time, the control software is reprogrammed to simplify the graphical user interface and to implement the self-learning capabilities, paying specific attention to speed up the setup procedure while removing the chances of errors and potential damage. Eventually, the electronic components are added to the system and PLC are programmed to enable the coordinated operation of the modules, then we proceed to test the whole system in order to highlight its capabilities, the performances and the limits. In the end, a few evaluations are made regarding how to best employ the system, while proposing possible ways for improvements and future development.

Questo lavoro di tesi è finalizzato allo sviluppo di una stazione automatizzata dedicata all’inserimento di oggetti all’interno di confezioni, rivolta ai settori caratterizzati da piccoli o medi volumi di produzione. Le qualità che contraddistinguono il prodotto come novità sul mercato sono la facilità di utilizzo abbinata alla versatilità e a un costo particolarmente contenuto, estremamente rilevanti in contesti che prevedono frequenti cambi di formato. Il lavoro comprende una fase iniziale in cui si definiscono le soluzioni caratterizzanti con le quali il sistema risponderà alle esigenze, definendo il layout e i componenti necessari a partire dalla scelta del robot delta impiegato. In particolare per ridurre i tempi e le difficoltà tecniche in fase di setup si prevede la programmazione manuale del robot tramite autoapprendimento. Si procede quindi alla progettazione di un sistema alimentatore per il trasporto dei prodotti nell’area di lavoro e del gruppo utensile montato sul robot, sempre perseguendo l’obbiettivo di limitare la complessità e i costi senza ridurre la varietà di formati supportata. Successivamente si riprogramma parte del software di controllo per semplificare l’interfaccia grafica e implementare le capacità di autoapprendimento, con particolare attenzione nel velocizzare la procedura di setup e eliminare le possibilità di errori e potenziali danneggiamenti. Infine sono aggiunte le componenti elettroniche e vengono programmati i PLC per consentire il funzionamento coordinato dei moduli, quindi si procede al collaudo del sistema in cui si evidenziano le capacità, le prestazioni e i limiti. Si conclude con alcune valutazioni riguardo a come impiegare al meglio il sistema, proponendo possibili miglioramenti e sviluppi futuri.