PROGETTAZIONE E MODELLAZIONE CINEMATICA DI UNA PIATTAFORMA PARALLELA 6-SPS A SEI GRADI DI LIBERTÀ PER LA STABILIZZAZIONE DI UN SISTEMA DED IN AMBIENTE NAVALE

La manifattura additiva in ambiente navale rappresenta una possibile soluzione per avvi- cinare la capacità produttiva al punto di necessità, riducendo la dipendenza dalla tradizionale catena logistica dei ricambi. L’installazione di una macchina di produzione a bordo introduce tuttavia una criticità assente nelle normali applicazioni terrestri: la base di lavoro è soggetta continuamente ai movimenti, alle accelerazioni e alle vibrazioni della nave. La presente tesi affronta tale problema attraverso la progettazione e la modellazione cine- matica di una piattaforma parallela 6-SPS a sei gradi di libertà, destinata alla stabilizzazione di una macchina Directed Energy Deposition (DED). Il Point-of-Need Manufacturing e la Micro- Factory containerizzata costituiscono il contesto operativo, mentre il nucleo del lavoro riguarda la piattaforma, la sua configurazione geometrica e la relazione tra la posa del piatto mobile e i sei interassi dei cilindri attuatori. A partire dall’analisi dei sei gradi di libertà del moto navale vengono definiti i principali requisiti cinematici e meccanici del sistema. La geometria della piattaforma, sviluppata dall’au- tore in Autodesk Fusion, è descritta mediante i centri dei dodici giunti e le equazioni di chiusura dei sei attuatori. Su questa base vengono sviluppate la cinematica inversa, necessaria per tra- sformare una posa desiderata negli interassi dei sei attuatori, e la cinematica diretta, utilizzata per ricostruire numericamente posizione e orientamento del piatto a partire dalla configurazione degli attuatori. Nella configurazione nominale i sei attuatori presentano un interasse di circa 545 mm e un’in- clinazione di circa 26◦ rispetto alla verticale. La verifica della cinematica diretta applicata a una posa combinata consente di ricostruire la configurazione iniziale con un residuo numerico del- l’ordine di 10−10, confermando la coerenza interna del modello nel caso analizzato. L’analisi differenziale mediante Jacobiana mostra inoltre un rango pari a sei nella configurazione no- minale, indicando che tale posa è localmente regolare. L’analisi statica evidenzia che, per la macchina considerata, il fattore dimensionante non è il peso in sé ma la quota elevata del ba- ricentro: in presenza di un’accelerazione laterale di 0,5 g l’attuatore più sollecitato raggiunge circa 2,5 kN, contro circa 0,55 kN della sola condizione statica. Il modello cinematico viene infine collegato a una possibile architettura di stabilizzazio- ne nella quale il moto navale stimato viene trasformato in una posa compensativa e successi- vamente nei sei set-point sincronizzati degli attuatori. Il lavoro costituisce quindi una verifica geometrico-cinematica preliminare della soluzione proposta; la mappatura completa del work- space e delle singolarità, il modello dinamico, la selezione definitiva degli attuatori e la va- lidazione sperimentale rappresentano gli sviluppi successivi necessari per la realizzazione del sistema.