Studio e analisi delle prestazioni cinematiche e dinamiche di un gruppo arrotondatore monomotore: dalla simulazione alla validazione sperimentale nella lavorazione del legno

This thesis presents a detailed study of the design and performance optimization of a single-motor edge rounding machine. The aim of this research is to develop a highly efficient and precise rounding system, that’s able to achieve optimal results in the panel rounding process while ensuring the quality of the machining and preventing damage to the panel. This study begins with a detailed analysis of the machine components and their functionalities. The 3D CAD model of the edge rounding machine is utilized to calculate the mass distribution of each component, considering the material properties of each part, by dividing the machine into subgroups and allowing the calculation of rotational inertia. Then the study focuses on dividing the rounding process into distinct phases, designed to apply the most effective motion law, considering the imposed limits. To achieve optimal performance, the kinematic of the edge rounding machine is simulated using MATLAB software, considering the forces generated during motion. The simulation includes the implementation of motion laws and performance evaluation based on the variation of panel parameters such as length, width, thickness, jerk, edge type and machining speed, guaranteeing the optimization of the rounding process. The experimental data and analyses gathered during this research contribute to the understanding and improvement of the single-motor edge rounding machine. The optimized design of the machine leads to increased precision, efficiency, and productivity in the rounding process, contributing to the overall advancement of panel machining technology.

Questa tesi presenta uno studio approfondito del design e dell'ottimizzazione delle prestazioni di un arrotondatore monomotore. L'obiettivo di questa ricerca è sviluppare un sistema di arrotondamento altamente efficiente e preciso, in grado di ottenere risultati ottimali nel processo di arrotondamento dei pannelli, garantendo al contempo la qualità della lavorazione e prevenendo il danneggiamento o il distacco dal pannello. Lo studio inizia con un'analisi dettagliata dei componenti della macchina e delle loro funzionalità. Il modello CAD 3D dell'arrotondatore viene utilizzato per calcolare con precisione la distribuzione di massa di ciascun componente, tenendo conto delle proprietà dei materiali delle parti, suddividendo la macchina in sottogruppi e consentendo il calcolo dell'inerzia di rotazione. Lo studio si concentra poi sulla suddivisione del processo di arrotondamento in fasi distinte, progettate per applicare la legge di moto più efficace, considerando i limiti e le specifiche imposte. Per ottenere prestazioni ottimali, la cinematica dell'arrotondatore viene simulata utilizzando il software MATLAB, tenendo conto delle forze generate durante il moto. La simulazione comprende quindi l'implementazione delle leggi di moto e la valutazione delle prestazioni in base alla variazione dei parametri del pannello, come lunghezza, larghezza, spessore, jerk, tipo di bordo e velocità di lavorazione, permettendo l'ottimizzazione del processo di arrotondamento. I dati sperimentali e le analisi raccolte durante questa ricerca contribuiscono alla comprensione e al miglioramento dell'arrotondatore monomotore. Il design ottimizzato del gruppo conduce a una maggiore precisione, efficienza e produttività nel processo di arrotondamento, contribuendo all'avanzamento complessivo della tecnologia di lavorazione dei pannelli.