L'evoluzione dell'ingegneria meccanica

Dall'Ingegneria Meccanica alla Meccatronica: Un'Integrazione Multidisciplinare

L'ingegneria meccanica, tradizionalmente incentrata sulla progettazione e realizzazione di macchinari, ha subito una trasformazione radicale con l'avvento dell'elettronica e dell'informatica, culminando nella nascita della meccatronica. Questo campo interdisciplinare si occupa dell'integrazione sinergica di meccanica, elettronica e informatica per lo sviluppo di sistemi automatizzati e intelligenti. Il percorso formativo in Meccanica, Meccatronica ed Energia prepara gli studenti a comprendere i materiali e le tecniche di lavorazione meccanica, a gestire e controllare i processi industriali tramite sistemi meccatronici, e ad affrontare le sfide legate alla conversione e all'efficienza energetica. L'apice di questa integrazione si manifesta nell'uso del controllo numerico per la gestione delle macchine utensili e nell'automazione industriale, dove la precisione e la capacità di adattamento a diversi processi produttivi sono essenziali.

L'Impatto del Controllo Numerico sulle Macchine Utensili

Il Controllo Numerico (CN) ha rappresentato una rivoluzione nell'ambito delle macchine utensili, passando da un controllo manuale a un sistema completamente automatizzato. Le macchine a CN operano seguendo istruzioni codificate in un linguaggio di programmazione e inserite in un programma di lavoro. L'operatore interviene solo per caricare il programma, posizionare il pezzo da lavorare e avviare il ciclo di lavorazione. L'unità di governo della macchina, un sofisticato dispositivo elettronico, interpreta le istruzioni e le converte in comandi per gli attuatori. I trasduttori presenti nella macchina consentono il monitoraggio e la comunicazione con l'unità di governo. La tecnologia CN assicura alta ripetibilità e precisione nelle lavorazioni, e permette di effettuare cambi rapidi di produzione semplicemente sostituendo il programma di lavoro, che può essere archiviato e riutilizzato in futuro.

Programmazione Manuale e Sistemi CAM per l'Automazione

La programmazione manuale delle macchine a CN si avvale del linguaggio ISO 6983, che impiega un codice alfanumerico per impartire le istruzioni alla macchina. Il programmatore redige un programma che dirige la macchina attraverso le varie fasi di lavorazione. L'automazione CAM (Computer Aided Manufacturing) rappresenta un'evoluzione, integrando il computer nella gestione del processo produttivo. Il software CAM genera automaticamente il part program, definendo il profilo del pezzo e i parametri di lavorazione. Dopo la simulazione e l'eventuale adattamento al linguaggio specifico della macchina, il programma è pronto per l'uso. L'integrazione CAD/CAM consente di importare direttamente nel software CAM il modello del pezzo creato con il CAD, facilitando la programmazione di lavorazioni complesse e riducendo il rischio di errori.

Avanzamenti nella Robotica Industriale e nell'Automazione

La robotica industriale, che si occupa dello sviluppo e dell'impiego di robot, ha visto un'evoluzione significativa nella sua definizione e applicazione. Secondo la Robotics Industries Association (RIA) e la normativa ISO, un robot industriale è un dispositivo multifunzionale e riprogrammabile, progettato per muoversi e svolgere compiti vari attraverso percorsi predefiniti. I robot sono costituiti da una base e da segmenti movimentati da attuatori, collegati da articolazioni che consentono movimenti in diverse direzioni. Per operare efficacemente all'interno di un determinato spazio, un robot deve avere almeno tre gradi di libertà, corrispondenti a tre assi di movimento. Questa flessibilità è cruciale per l'esecuzione di operazioni complesse e per l'adattabilità dei robot a molteplici applicazioni nel settore industriale.