INDICE
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SOMMARIO………I
INTRODUZIONE………..II
1. IL BERNOULLI GRIPPER
………11.1. Il gripper Bernoulli: principio di funzionamento
………...………….11.2. Possibili configurazioni del gripper Bernoulli
………..……21.2.1. Gripper standard………2
1.2.2. Gripper con deflettore………3
1.3. Campi d’applicazione……….………..5
1.3.1. Tabella bisogni-metriche………6
1.4. Tecniche alternative al gripper Bernoulli………..8
1.4.1. Organi di presa di forza……….8
1.4.1.1. Organi di presa a pressione differenziale……….……..8
1.4.1.2. Organi di presa a forze magnetiche……….…..10
1.4.1.3. Organi di presa a forze elettromagnetiche……… …………...13
1.4.2. Organi di presa di forma………..13
Organi di presa a penetrazione superficiale 1.4.3. Organi di presa per adesione superficiale……….….16
Organi di presa a forze molecolari
1.5. Confronto fra le tecniche di manipolazione alternative………..19
1.5.1. Elencazione vantaggi e svantaggi dell’utilizzo del Bernoulli gripper…………..19
1.5.2. Tabella comparativa fra Bernoulli gripper e le altre tecniche di manipolazione……..20
2. STATO DELL’ARTE
………..…………232.1. La ricerca scientifica………..……..……23
2.1.1. Il fenomeno fisico……….…….……23
2.1.2. Sperimentazioni ed applicazioni pratiche……….. 36
2.2. Le applicazioni industriali………. 52
3. ANALISI TEORICA DELL’EFFLUSSO RADIALE ALL’INTERNO DEL
GRIPPER BERNOULLI
………..……. 613.2. Descrizione dei fenomeni che si sviluppano all’interno del gripper
Bernoulli………...……. 62
3.3. Formulazione teorica della distribuzione di pressione lungo il meato….... 67
3.3.1. Ipotesi preliminari………... 67
3.3.2. Distribuzione della pressione secondo una trasformazione politropica reversibile………..…69
3.3.3. Distribuzione della pressione in funzione della portata massica di fluido……...70
3.3.4. Distribuzione della pressione in funzione del numero di Mach………71
3.3.5. Valutazione di n della politropica………72
3.3.6. Distribuzione della pressione secondo una trasformazione adiabatica reversibile………..73
3.4. Stima della caduta di pressione lungo il condotto………74
3.4.1. Valutazione delle perdite lungo il condotto in regime turbolento pienamente sviluppato……….75
3.4.2. Valutazione delle perdite concentrate in corrispondenza della vena contracta..78
3.4.3. Valutazione delle perdite lungo il condotto in regime laminare pienamente sviluppato……….……81
3.5. Calcolo numerico delle distribuzioni di pressione……….……83
3.5.1. Cenni sul metodo di Newton……….……….……83
3.5.2. Applicazione del metodo di Newton nel calcolo delle distribuzioni di pressione………....85
3.6. Conclusioni………...87
4. IMPLEMENTAZIONE DEL MODELLO DI EFFLUSSO ATTRAVERSO
UN CONDOTTO ASSIALE-RADIALE
………...…....904.1. Modello fisico ………...………....91
4.2. Modello matematico ………...…………....92
4.2.1. Relazioni costitutive………...…………...92 4.2.2. Equazioni di bilancio ………...…………....92 4.2.3. Modello di turbolenza………...…………....93 4.2.4. Condizioni al contorno………...………...954.3. Modello numerico ………...96
4.3.1. Discretizzazione spaziale…...964.3.2. Discretizzazione delle equazioni...97
4.3.3. Risoluzione delle equazioni discretizzate...97
4.3.4. Controllo del parametro y+...98
5. ATTIVITA’ SPERIMENTALE
...1005.1.1. Definizione delle caratteristiche dell’attrezzatura per l’attività
sperimentale………100
5.1.2. Progettazione del sistema per la realizzazione delle prove sperimentali….…..102
5.1.3. Bernoulli gripper utilizzati……….…104
5.1.4. Caratteristiche del robot SCARA………..………106
5.1.4.1. Ripetibilità lungo l’asse Z………..………..………108
5.1.4.2. Ripetibilità sul piano X-Y………..………..………113
5.1.5. Sensori………..………..……..………116
5.1.5.1. Sensori di pressione..………..……..………116
5.1.5.2. Sensore di temperatura………..……..………123
5.1.6. Caratteristiche del sistema di controllo aria compressa…..……..……….……124
5.1.7. Sistema di afferraggio del gripper…..……..……….……126
5.1.8. Piastra e suoi sistemi di bloccaggio e regolazione………...………….……127
5.1.9. Regolazione………...………...……132
5.1.9.1. Regolazione della piastra………..………...……132
5.1.9.2. Regolazione del gripper………..………...…...……133
5.1.10. Controlli dimensionali………..………...…………...…...……136
5.2. Attività sperimentale...139
5.2.1. Pianificazione delle prove sperimentali………...…………...……..……139
5.2.1.1. Individuazione delle coordinate dei centri dei fori e del gap…...………...139
5.2.1.2. Prove preliminari…...………...141
5.2.1.3. Matrice delle prove...……….………...145
5.2.1.4. Cicli per l’effettuazione dei rilievi sperimentali……….……..…...146
5.2.2. Rilievi sperimentali…...………...………...151
5.2.2.1. Misure di pressione………...………...152
5.2.2.2. Misure di temperatura………...………...154
6. ANALISI DEI DATI
………...………...1576.1. Valutazione preliminare dei risultati delle misure………..…...157
6.2. Adimensionalizzazione………..…...159
6.3. Stima dell’errore sulle misurazioni della pressione………….…………..…...159
6.3.1. Errore casuale………....…………..…...159
6.3.2. Errore sistematico………....…………..…...160
