Riprogettazione di una pinza di presa per il miglioramento della durata di esercizio: analisi numeriche comparative e prove sperimentali.

7 INTRODUZIONE Lo studio descritto in questo documento tratta l’analisi e la riprogettazione di una pinza di presa usata per la manipolazione di oggetti nel settore della produzione industriale. Esso nasce dalla reale esigenza da parte dell’azienda MWV – Spray Plast di migliorare la durata di esercizio dei manipolatori utilizzati nelle sue linee automatiche di montaggio. MWV – Spray Plast (o MWV – Vicenza S.p.A.) ha sede in Romano d’Ezzelino, in provincia di Vicenza, ed è produttrice di spruzzatori a grilletto e dosatori a pompa in materiale plastico, specializzata precedentemente in applicazioni per le pulizie, giardinaggio, cura dell’auto e uso industriale, e in rapida espansione dal 2005 nel mercato del detergente. Vende il 94% dei sui prodotti in territorio europeo, il 4% nel Nord America, e il rimanente nel resto del mondo. Spray Plast, fondata nel 1973 e acquisita nel novembre 2010 da MeadWestvaco Corporation (MWV), è un’azienda in continua sviluppo sia a livello di produzione e di vendite, sia a livello del personale. Regista infatti un aumento di pezzi prodotti che va da 75 milioni nel 2005 a 240 milioni nel 2011, una crescita delle vendite da 35 milioni nel 2005 a 205 milioni di pezzi nel 2011 (da € 6,5 milioni nel 2005 a € 26 milioni nel 2011), e un incremento del personale che va da 46 dipendenti nel 2005 a 117 nel 2011. La ditta è tuttora è in espansione con la costruzione di un nuovo stabile adibito a magazzino, pronto da fine settembre 2011. Nel processo automatico di assemblaggio degli spruzzatori è utilizzata la pinza di presa oggetto di questo studio, presentata nel primo capitolo. In particolare verranno descritte le caratteristiche principali di ogni sua parte, il funzionamento, illustrando le diverse fasi che vanno a definire il ciclo di lavoro, e le problematiche di rottura dei terminali e di usura della pinza che limitano la durata della vita in esercizio. Queste ultime costituisco un problema non indifferente per la ditta che ha richiesto questo studio in quanto, oltre al costo dei manipolatori, l’operazione di sostituzione delle pinze richiede l’arresto dell’intera linea di montaggio di circa un’ora e mezza, bloccando quindi la produzione. Se questo tipo di intervento viene effettuato frequentemente il riscontro in termini di costo diventa significativo. Analizzata la pinza sono state proposte alcune soluzioni progettuali modellate in SolidWorks, descritte e illustrate nel secondo capitolo. Le nuove geometrie sono state disegnate cercando di irrobustire i terminali del manipolatore nelle zone in cui si innesca il processo di rottura e di aumentare le superfici sulle quali sono applicati i carichi durante l’esercizio, con il fine di ridurre i valori delle sollecitazioni. Il terzo capitolo riporta in sintesi le analisi numeriche comparative delle tensioni svolte con ANSYS Workbench (argomento approfondito nella sezione B dell’appendice), in particolare evidenziando gli sforzi massimi che si raggiungono nei diversi casi studiati, mettendo poi a confronto i risultati ottenuti dalle analisi dello stato di fatto con quelli delle nuove geometrie proposte.