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SOMMARIO
Questo lavoro, svolto presso il Dipartimento di Ingegneria Meccanica Nucleare e della Produzione, nasce in risposta alle esigenze di flessibilità di automazione dei processi di manipolazione industriale, proponendosi l’analisi di un dispositivo di presa senza contatto impiegabile per l’afferraggio e la movimentazione di materiali tridimensionali e bidimensionali rigidi, semi-rigidi e non rigidi.
Muovendo dal principio di Bernoulli, che definisce l’effetto di depressione che sta alla base del funzionamento di tale sistema, è stata compiuta un’ampia ricerca bibliografica, volta ad individuare sviluppi della formulazione originaria ed evoluzioni della struttura del gripper che tenessero conto di specifici effetti che si sviluppano all’interno dello stesso. E’ stata proposta poi una trattazione teorica che, partendo da ipotesi più generali, cercasse di descrivere il fenomeno fisico governante il sistema come esso può presentarsi all’interno del campo di interesse per le applicazioni pratiche. E’ stata realizzata successivamente un’ampia attività sperimentale, utilizzando un robot S.C.A.R.A. ed un’attrezzatura appositamente progettata che ha consentito di effettuare misurazioni sperimentali secondo una metodologia molto flessibile, finora mai impiegata, la quale ha permesso di raccogliere un numero molto elevato di rilievi.
I dati così ottenuti sono stati confrontati con i risultati forniti dai vari modelli teorici in possesso e dalle soluzioni di modelli ai volumi finiti che, una volta validati, hanno consentito un’approfondita analisi e la stima quantitativa di numerosi parametri.
E’ stato dunque possibile, per i casi analizzati, che rappresentano un’ampia gamma delle reali condizioni di utilizzo del gripper in esame, definire dettagliatamente il fenomeno fisico, individuare il modello teorico che meglio lo descrive e proporre una formulazione matematica che consenta di correggere il modello teorico laddove si discosti dal fenomeno reale.
Infine, sulla base dei risultati ottenuti, sono stati indicati i possibili sviluppi delle ricerche.
ABSTRACT
The application of automation for handling non-rigid and delicate products by using the contactless Bernoulli gripper end-effector is the argument of this work.
In order to describe accurately the behavior of the air in the Bernoulli gripper and to improve it by incrementing its lift force, a lot of experiments were carried out, by using new methodologies. By using C.F.D. simulation an accurate analysis of the physical phenomena was also conducted. These experimental results show good agreement with the analytical solution proposed, that was defined thanks to a large bibliography searching ad accurate physical studies. It was also possible to describe many important parameters from witch the behavior of the air depends.
Finally, it was possible to define analytical formulation well describing the values of the pressure in the radial flow, due to the individuation of empirical coefficients in a lot of interesting cases.