Analisi e ottimizzazione delle leggi di moto di una macchina automatica impacchettatrice e steccatrice

La presente tesi affronta l’analisi e l’ottimizzazione delle leggi di moto di una macchina automatica impacchettatrice e steccatrice per il confezionamento di prodotti del tabacco, sviluppata in collaborazione con IMA T&T (Gruppo IMA). L’elevata produttività richiesta da tali sistemi impone un’attenta progettazione dei profili di movimento degli organi meccanici, al fine di garantire precisione, affidabilità e continuità operativa, riducendo vibrazioni, sollecitazioni dinamiche e fenomeni di usura. Il lavoro si concentra sulla pianificazione del moto in sistemi multiasse basati su camme elettroniche, analizzando le principali tipologie di traiettorie point-to-point utilizzate in ambito industriale, tra cui profili polinomiali, trigonometrici e composizioni di traiettorie elementari. Dopo una descrizione della macchina e del suo ciclo operativo, vengono esaminate le leggi di moto implementate nei diversi gruppi funzionali, valutandone il comportamento cinematico in termini di posizione, velocità e accelerazione. Successivamente viene sviluppato un approccio parametrico alla progettazione delle leggi di moto, basato sulla modellazione analitica dei meccanismi e sull’impiego di strumenti di calcolo numerico e simbolico (Mathcad). Tale metodologia consente di strutturare in modo sistematico la definizione dei profili di movimento e di facilitarne l’adattamento in caso di variazioni del formato del prodotto. Inoltre è stato implementato un algoritmo di ottimizzazione in ambiente MATLAB per la generazione di leggi di moto mediante B-spline, con l’obiettivo di minimizzare una funzione prestazionale nel rispetto dei vincoli cinematici e temporali del sistema. I profili ottenuti mostrano una maggiore regolarità delle grandezze cinematiche e una riduzione dei picchi di accelerazione e jerk.