E-Pad turning device : numerical and experimental analysis of performance

The automated product line market is inside a high technology improvement phase, the main used fields are the consumer goods production and packaging, the food industry and the body-care. The majority of these automated production lines need a ‘clean process’, due to the product typology, that means the product does not have to get in touch with any contaminants, which are: water, lubricant and oil. The most relevant limitation until now could be summarize in the production rate and plan flexibility increment. The switch from a purely mechanical component to an electromechanical one is the solution of this development phase. This project has been carried out through a cooperation with the GDM company, focusing on a specific machine placed inside an automated diapers product line. The support on the performance improvement has been the aim of our project. First of all, a multibody model has been developed in order to simulate the behaviour of the machine, being able in this way to forecast the main kinematic and dynamic physical parameters. Meanwhile, a friction force identification experimental analysis has been carried out. The final part of the project consists in the merging phase between the multibody model and the experimental results, having a more accurate model and generating useful output for the future design of the machine; Reaching the prefixed production rate and plan flexibility aims.

Il mercato delle linee di produzione automatizzate sta vivendo una fase di forte sviluppo tecnologico, i principali ambienti di utilizzo sono la produzione e confezionamento per beni di consumo, industria alimentare e body-care. La maggior parte di queste linee necessitano quindi, per la tipologia di prodotti lavorati, di una cosiddetta ‘lavorazione pulita’, ossia il prodotto non deve avere alcun tipo di contatto da parte di agenti contaminanti, quali: acqua, lubrificanti, olii e grasso. Le principali limitazioni riscontrate fino ad oggi, oggetto principale di questa fase di sviluppo, possono essere riassunte nell’incremento del tasso di produzione e nella maggior flessibilità di prodotto richieste dal mercato. La chiave del progresso è il passaggio da una componentistica puramente meccanica ad una elettromeccanica. Questo progetto si è svolto in collaborazione con l’azienda GDM, focalizzandoci su di un macchinario all’interno di una linea automatica di produzione e movimentazione di pannolini. Lo scopo della nostra collaborazione è stato quello di supportare questa evoluzione in una parte dello sviluppo e miglioramento prestazionale del macchinario. In primo luogo, abbiamo realizzato un modello multibody con lo scopo di poter simulare il macchinario, ottenendo quindi previsioni di comportamento cinematici e dinamici dei principali parametri fisici in gioco. In secondo luogo, lo svolgersi di un’analisi sperimentale per l’identificazione delle forze d’attrito di varie componenti mobili del sistema. Il progetto si è concluso con l’unione dei risultati del modello multibody e dei dati sperimentali,rifinendo in modo più accurato il modello multibody e generando cosi degli output utili ai progettisti per il proseguimento dello sviluppo del macchinario, raggiungendo così gli obbiettivi di incremento del tasso di produzione e di maggiore flessibilità di prodotto prefissatisi.