Progetto e ottimizzazione di un manipolatore meccanico per assemblaggio ad alta velocità

The purpose of the thesis is to project an assembly machine which has to guarantee high productive rate. A mechanical manipulator with two degree of freedom picks up and funds components in the assembly machine: two independent hinged systems realize strokes in horizontal and vertical direction. In the thesis I carry out an optimization that realizes a linear regulation of the strokes through the selection of the beam lengths. The cam deforms movement laws of the end-effector when the manipulator realizes strokes different from the project ones. I carry out a cinematic optimization that returns cam profiles which minimize deformations and peaks of accelerations by changing periods of the movement law at the end-effector. In the end I make a dynamic analysis on a multibody software to validate the constructive choices.

Scopo della tesi è progettare un macchinario di assemblaggio che deve garantire elevate cadenze produttive. Al suo interno, la funzione di raccolta e deposito componenti è svolta da un manipolatore meccanico a camme a due gradi di libertà: due cinematismi indipendenti tra loro gestiscono le corse in direzione orizzontale e verticale. Nella tesi sviluppo un’ottimizzazione che rende lineare la regolazione delle corse del manipolatore, attraverso una scelta opportuna delle lunghezze delle aste dei sistemi articolati. La camma ha l’effetto di deformare le leggi di moto all’end-effector quando si compiono corse diverse da quella di progetto. Sviluppo successivamente un’ottimizzazione cinematica che, agendo sui tratti della legge di moto dell’end-effector, ricava i profili delle camme che minimizzano le deformazioni e i picchi di accelerazione. Effettuo infine un’analisi dinamica mediante un software multibody per validare le scelte costruttive adottate.