MecLab® Mechatronics Training System

Fonte: Festo technical-education
MecLab® offre agli studenti l'opportunità di apprendere gli aspetti pratici e teorici della tecnologia di automazione.
Consiste in tre sistemi separati che possono essere utilizzati in combinazione o come stazioni autonome, suscitando l'interesse degli studenti per il pensiero scientifico.

MecLab® aiuta gli studenti a comprendere meglio uno dei campi di applicazione più significativi per la tecnologia di automazione: la tecnologia di produzione. Le tre stazioni del sistema di addestramento meccatronico - trasportatore, movimentazione e magazzino di impilamento - sono modelli semplificati di processi tipici che possono essere trovati in qualsiasi impianto di produzione automatizzato. Gli studenti risolvono problemi di controllo del movimento industriale nel mondo reale. Osservano e misurano le leggi sull'energia elettrica e fluida mentre progettano sistemi per spostare, assemblare e ordinare i pezzi all'interno delle stazioni. Ottengono la capacità di progettare e valutare i processi e le procedure di produzione, in base all'efficienza del movimento e al risparmio energetico.

MecLab® - aspetti generali

Tecnologie dell'Automazione a scuola
L'Automazione è uno dei settori a più rapida crescita nel mondo. Troviamo sistemi automatizzati praticamente in ogni ambito industriale e civile.
Festo è leader mondiale nel campo grazie alle proprie innovative soluzioni per l'industria di produzione e di processo.
L'azienda impiega questa esperienza per realizzare e commercializzare, attraverso il proprio marchio Festo Didactic, i migliori sistemi di apprendimento per lo sviluppo di competenze tecnico-scientifiche.
MecLab® è oggi il miglior sistema per le scuole superiori i cui curricula comprendano discipline scientifiche quali fisica, IT, sistemi ed automazione, scienza delle misure, e loro applicazioni. MecLab® consta di tre stazioni che riproducono i tipici processi che si ritrovano virtualmente in ogni sistema di produzione.

Contenuti didattici:
MecLab® è concepito per affrontare agevolmente in classe argomenti e modelli usualmente complessi, ma affascinanti quali :
1. Produzione industriale
2. Pianificazione, sviluppo e messa in funzione di sistemi automatizzati
3. Saper interpretare e sviluppare la documentazione tecnica (diagrammi di grandezze, schemi circuitali, parts lists, disegni tecnici)
4. Creare modelli di simulazione Comprendere il funzionamento di sistemi in retroazione
5. Analizzare le macchine con approccio sistemico.
6. Progettazione e realizzazione di circuiti elettronici e pneumatici.
7. Conoscere e saper impiegare attuatori pneumatici ed elettrici, sensori e controllori.
8. Applicazioni del computer per la programmazione e simulazione.

Le unità MecLab® possono essere utilizzate da sole o in sequenza.
Ognuna presenta propria autonomia sia funzionale che didattica, e presenta una serie completa di sperimentazioni su argomenti ed aspetti della disciplina.
In più, il collegamento delle stazioni in linea espande il campo di applicazione consentendo di affrontare sistemi automatizzati ad elevata complessità.

Hardware e programmazione
Il sistema comprende:

1-Modulo magazzino a gravità con serbatoio     Stacking magazine station	2 -Modulo nastro trasportatore     Conveyor station	3 -Modulo manipolatore     Handling station

I moduli possono essere programmati con:

a) Mini PLC con software Ladder
b) FluidSim con l'interfaccia EasyPort (Programmazione e simulazione)
c) Arduino Mega con lo Shield Arduino-MecLab (Software IDE)

Descrizione Moduli
1) Modulo magazzino a gravità con serbatoio - Stacking magazine station
In qualsiasi linea automatizzata di produzione, i semilavorati necessitano sia di essere immagazzinati, che alimentati al processo in maniera ordinata.
Questa funzione in MecLab® è svolta dall'Unità Magazzino.
Questa immagazzina entrambe i tipi di componenti (scatola e coperchio)
nella sequenza desiderata, ed è in grado di separarle al momento dell'estrazione. I pezzi sono impilati nel magazzino a stack, ed espulsi mediante un cilindro orizzontale.
Il cilindro verticale serve invece a riprodurre un sistema di montaggio a pressione meccanica (es.: coperchio su scatola). Tutti i processi sono controllati da dispositivi elettro-pneumatici. Un finecorsa magnetico si può introdurre per tenere traccia della posizione del cilindro.
Programmabile tramite:
a) Mini PLC con software Ladder
b) FluidSim con l'interfaccia EasyPort (Programmazione e simulazione)
c) Arduino Mega con lo Shield Arduino-MecLab (Software IDE)
L'unità comprende:
 Modulo magazzino, Modulo Press-fit
 Connettore elettrico multi-pin
 2 elettrovalvole, 2 cilindri. 1 finecorsa
 Piastra in alluminio profilato
 Set attrezzi, pezzi semilavorati, valigetta contenitore Systainer
 CD con sw FluidSIM® e documentazione

2) Modulo nastro trasportatore - Conveyor station
Il trasporto dei componenti tra due unità della linea è chiaramente funzione necessaria. Nel mondo reale vengono realizzati attraverso dispositivi non intelligenti, soprattutto i nastri trasportatori.
Questa unità di MecLab® fornisce quindi una simulazione realistica di un sistema di trasporto industriale. Il motore di azionamento del nastro è bidirezionale; in questo modo i pezzi vengono rilevati e selezionati da sensori secondo le caratteristiche. Pezzi non conformi alle specifiche vengono espulsi attraverso la slitta. Un finecorsa magnetico si può introdurre per tenere traccia della posizione del cilindro.

Programmabile tramite:
a) Mini PLC con software Ladder
b) FluidSim con l'interfaccia EasyPort (Programmazione e simulazione)
c) Arduino Mega con lo Shield Arduino-MecLab (Software IDE)
L'unità comprende:
 Modulo nastro trasportatore a trascinamento con motore DC
 1 elettrobobina (stop), Connettore elettrico multi-pin
 1 Sensore induttivo, 1 barriera a sensore ottico
 Piastra in alluminio profilato
 Set attrezzi, pezzi semilavorati, valigetta contenitore Systainer
 CD con sw FluidSIM® e documentazione

Il nastro trasportatore MecLab è strutturato in uno chassis di alluminio dove sono alloggiati i sensori, gli attuatori e l'interfaccia di comando (connettore Multi_Pin) per il collegamento alla porta USB del Computer

Il Nastro Trasportatore dispone di:
 2 Sensori (induttivo, ottico) i sensori forniscono un livello alto (24v) oppure un livello basso (0v).
 2 attuatori (motore (24V):nastro, solenoide (24):cancelletto).  

Struttura ed elementi principali	Componenti e Simboli

3) Modulo manipolatore - Handling station
Il ciclo di manipolazione è sempre presente in ogni processo, sia che si tratti di semplici operazioni di deposito, sia che riguardi complesse sequenze di assemblaggio.
I dispositivi che svolgono tali operazioni comprendono macchine diverse, dai semplici manipolatori cartesiani a 2 assi, sino ai complessi robot industriali a 6 assi.
Il manipolatore in MecLab® è realizzato con 2 cilindri pneumatici ed ha quindi 2 gradi di libertà.
Il pezzo viene bloccato da pinza ad azionamento ugualmente pneumatico.
.Il manipolatore viene impiegato per trasportare i pezzi da una stazione ad un altra; o anche per assemblare due parti dello stesso pezzo.
Programmabile tramite:
a) Mini PLC con software Ladder
b) FluidSim con l'interfaccia EasyPort (Programmazione e simulazione)
c) Arduino Mega con lo Shield Arduino-MecLab (Software IDE)
L'unità comprende:
 Modulo manipolatore
 3 elettrovalvole, 4 finecorsa magnetici, 2 cilindri pneumatici a guida piana
 1 pinza pneumatica,
 connettore multi-pin
 Piastra in alluminio profilato,
 Set attrezzi, pezzi semilavorati Valigetta contenitore, vaschette dei componenti
 CD con sw FluidSIM e documentazione

In allegato i documenti per lo studio (

Allegati:

Attuatori e valvole Pneumatiche	[Ist.Marconi]	1393 kB
FluidSim_ 3.6_Manuale_ITA.pdf	[ ]	2025 kB
FluidSim_4.5_Manual.pdf	[ ]	3280 kB
Fundamentals_of_automation_technology.pdf	[ ]	5923 kB
Manuale_Circuiti_pneumatici_Prof. L.Scattolini.pdf	[ ]	665 kB
Manuale_Eserciziario-Festo.pdf	[ ]	3339 kB