Argomenti di tesi disponibili
Siamo un gruppo di ricerca del Politecnico di Milano che opera nel campo della digitalizzazione e Industria 4.0 applicati all’asportazione di truciolo ed in particolare alla fresatura. Riportiamo di seguito le offerte di tesi proposte dal gruppo con alcune note esplicative:
- L’inizio della tesi è sempre trattabile per cui se siete interessati ad un argomento mettetevi comunque in contatto
- Mettete sempre in copia nella mail tutti i contatti presenti per l’argomento selezionato
- I requisiti sono indicativi e, soprattutto per quelli base, facilmente recuperabili durante l’inizio della tesi
- All’inizio della tesi verranno tenute delle lezioni specifiche per formare lo studente direttamente sull’argomento scelto e offrire una panoramica di ampio respiro sulla digitalizzazione in generale
Validazione di un modello di predizione delle forze in microfresatura usando Digital Twin industriali
Tipologia: Ricerca/Applicazione industriale
La microfresatura è un ramo della asportazione di truciolo ad elevato valore aggiunto spesso utilizzato in settori all’avanguardia tecnologica come aerospace, automotive o biomedicale. Le forze di taglio nei processi di fresatura e microfresatura sono un aspetto fondamentale della lavorazione. Esse rappresentano “l’elettrocardiogramma del processo”, possono fornire indicazioni se la lavorazione sta venendo eseguita correttamente o meno in termini di tolleranze da ottenere e conformità generale. VERICUT è un software commerciale utilizzato da aziende come SpaceX, General Electric, Lego ed altre. E’ uno dei software più avanzati di simulazione al mondo capace di predire le forze in macro-fresatura ma non in micro. Con anni di ricerca, PoliMill è riuscito ad integrare in VERICUT un modello capace di predire correttamente le forze di taglio in microfresatura. Il modello in sé è già stato validato in precedenza ma non successivamente alla sua integrazione con un software commerciale.
Lo scopo della tesi consiste nella lavorazione di un pezzo complesso su un centro di lavoro avanzato Kern EVO. Di tale lavorazione verranno acquisite le forze e confrontate con quelle predette da VERICUT utilizzando il modello sviluppano internamente. Il modello andrà prima calibrato su un nuovo materiale di rilevanza industriale, andrà progettato un pezzo benchmark, e successivamente lavorato acquisendo le forze di taglio confrontandole con il segnale predetto così validando definitivamente l’integrazione.
Per ulteriori informazioni su VERICUT consulta la lezione introduttiva: Introduzione a VERICUT.
Requisiti:
- Conoscenza base di processi di asportazione di truciolo
- Conoscenza base di forze di taglio in fresatura e/o microfresatura
Competenze acquisite: Operazione base di una macchina utensile a tre assi, conoscenza approfondita di processi di asportazione di truciolo, progettazione di un ciclo di lavoro completo, conoscenza base/media di un simulatore avanzato industriale, conoscenza ed uso di metrologia industriale avanzata senza contatto.
Contatti:
- Prof. Massimiliano Annoni (massimiliano.annoni@polimi.it)
- Ing. Francesco Barna (francesco.barna@polimi.it)
Punti potenziali: 4-7 Punti
Complessità: 3,5/5
Data di inizio: Immediato
Tag: VERICUT, Microfreatura, Forze di taglio, Simulazione, Macchine Utensili
Feature Based Machining: Un nuovo mondo nel campo della automazione dei processi di fresatura
Tipologia: Applicazione industriale/Ricerca
Feature Based Machining (FBM) è una tecnologia presente in molti CAD/CAM con l’obiettivo di automatizzare quanto possibile la generazione di part program necessari per la lavorazione di componenti alle macchine utensili. È il tema di avanguardia industriale dei prossimi 20 anni che promette enormi vantaggi in termini di abbattimento di costi vivi e tempi di progettazione/ingegnerizzazione. Software come Siemens NX ed HyperMill hanno incominciato ormai da tempo a integrare il riconoscimento delle feature. Esso però risulta estremamente limitato e di difficile applicabilità a pezzi complessi senza enormi quantità di dati e mesi se non anni di “allenamento”.
Lo scopo della tesi è determinare una procedura standardizzabile (di fatto un algoritmo) che permetta l’identificazione di feature/superfici in maniera univoca. Il primo passo sarà la definizione delle tipologie di feature lavorabili e successivamente la loro identificazione valutando metodologie e modalità.
Requisiti:
- Conoscenza base di processi di asportazione di truciolo
- Conoscenza generica su macchine utensili e il loro funzionamento
- Conoscenza base CAD/CAM preferibile ma non necessaria
Competenze acquisite: Conoscenza approfondita di come funziona un CAD/CAM all’apice industriale, conoscenza approfondita di come si deve affrontare la progettazione e lavorazione di un componente mediante CAD/CAM.
Contatti:
- Prof. Massimiliano Annoni (massimiliano.annoni@polimi.it)
- Ing. Francesco Barna (francesco.barna@polimi.it)
Punti potenziali: 7 Punti
Complessità: 5/5
Data di inizio: marzo/aprile 2024
Tag: Computer-Aided Manufacturing, Automazione, Computer-Aided Design, Feature Based Machining
CAD/CAM a Digital Twin Interface: Un nuovo modo per automatizzare e migliorare la interoperabilità tra programmi industriali
L’interoperabilità tra programmi industriali è un argomento estremamente complesso e spesso bistrattato a livello accademico ma estremamente sentito a livello industriale. Software commerciali usati da colossi del manifatturiero (da Space X a General Electric, da Mercedes a Lego) sono estremamente complessi e spesso prodotti da case sviluppatrici diverse, trattano fasi diverse del processo industriale e devono comunicare il più possibile facilmente tra loro nonostante ogni software utilizzi protocolli/linguaggi e tipologie di file diversi. Il flusso e la qualità del dato tra questi software è di fondamentale importanza ed allo stato dell’arte attuale molti software si affidano ad esperti per poter trasmettere dati in maniera efficace. Tale soluzione è al momento estremamente costosa in termini formazione dell’utilizzatore finale e assolutamente non automatizzata. Software come Siemens NX, HyperMill e MasterCam, sono tra i più avanzati e popolari CAM al mondo e tutti necessitano di trasmettere dati a simulatori come VERICUT in maniera tale che quest’ultimo possa validare i loro risultati.
Lo scopo della tesi è sviluppare un algoritmo capace di automatizzare questo trasferimento di dati da un software all’altro azzerando completamente l’intervento umano.
Requisiti:
- Conoscenza base di processi di asportazione di truciolo
- Conoscenza generica su macchine utensili e il loro funzionamento
- Conoscenza media di programmazione in Python o C++
- Conoscenza base CAD/CAM preferibile ma non necessaria
- Conoscenza base di un simulatore preferibile ma non necessaria
Competenze acquisite: Conoscenza media di come funziona un CAD/CAM all’apice industriale, conoscenza media di come funziona un simulatore di asportazione di truciolo, conoscenza approfondita della programmazione in ambito manifatturiero.
Contatti:
- Prof. Massimiliano Annoni (massimiliano.annoni@polimi.it)
- Ing. Francesco Barna (francesco.barna@polimi.it)
Punti potenziali: 4 Punti
Complessità: 3,5/5
Data di inizio: febbraio/marzo 2024
Tag: Computer-Aided Manufacturing, Automazione, Simulazione
Ontologie: un avanzato sistema di intelligenza artificiale per il decision-making nel manifatturiero
Una ontologia è una serie di rappresentazioni primitive che permette di descrivere accuratamente un campo dello scibile umano. Il ruolo chiave delle ontologie è quello di essere in grado di ottenere una rappresentazione dei dati a un livello di astrazione superiore a quella che può ottenere un database specifico, permettendo una interoperabilità tra database e sistemi ben maggiore di quella che si avrebbe altrimenti. Le ontologie in ambito di computer science sono adesso utilizzate per rispondere a query sul dominio di conoscenza su cui sono state applicate.
Lo scopo della tesi è di rappresentare in una ontologia i sistemi di fissaggio che vengono utilizzati nelle macchine utensili (prevalentemente nei centri di lavoro verticali a 3-, 4-, 5-assi) ai fini di poter sviluppare un sistema decisionale automatizzato su quale sistema di fissaggio utilizzare in funzione del componente da lavorare. Il lavoro non partirà da zero ma si baserà su un sistema precedentemente sviluppato e parzialmente validato.
Requisiti:
- Conoscenza base di processi di asportazione di truciolo
- Conoscenza base su macchine utensili e il loro funzionamento
- Conoscenza media o avanzata di programmazione in Python o C++
Competenze acquisite: Conoscenza avanzata di utilizzo/impiego di ontologie applicate ad un caso industriale di rilievo, conoscenza approfondita del ciclo tecnologico di fresatura, conoscenza approfondita della programmazione in ambito manifatturiero.
Contatti:
- Prof. Massimiliano Annoni (massimiliano.annoni@polimi.it)
- Ing. Francesco Barna (francesco.barna@polimi.it)
Punti potenziali: 7 Punti
Complessità: 5/5
Data di inizio: marzo 2024
Tag: Automazione, Intelligenza Artificiale, Macchine Utensili
Sviluppo di una UI (User Interface) utilizzando QT© Framework
Tipologia: Applicazione industriale/Ricerca
Il gruppo di ricerca utilizza un software autonomamente sviluppato che permette di implementare vari aspetti di IoT con le macchine utensili. In collaborazione con una Digital Designer è stata sviluppata una interfaccia moderna implementare in QT.
Lo scopo della tesi è l’implementazione della interfaccia stessa con collaudo delle varie feature implementate e verifica della loro robustezza.
Requisiti:
- Conoscenza avanzata di programmazione in C++ e QT Framework
Competenze acquisite: Conoscenza avanzata dell’utilizzo di software sviluppati in C++ in ambito manifatturiero.
Contatti:
- Prof. Massimiliano Annoni (massimiliano.annoni@polimi.it)
- Ing. Francesco Barna (francesco.barna@polimi.it)
Punti potenziali: 4 Punti
Complessità: 4/5
Data di inizio: Immediato
Tag: Programmazione
Sviluppo di un sistema di AR/VR per il training di operatori nell’utilizzo di macchine utensili
Tipologia: Applicazione industriale/Ricerca
Il campo del manifatturiero e in particolare i processi di asportazione di truciolo stanno lentamente approcciando l’utilizzo di software che fanno utilizzo di applicazioni AR/VR per poter gestire topic estremamente sensibili come training remoto di operatori, operazioni di maintenance ed altro ancora. Il gruppo collabora con Vection Technologies, una giovane quanto importante software house italiana che opera in questo ambito e sta affrontando per la prima volta il settore manifatturiero.
Lo scopo della tesi è mettere a punto una serie di procedure che standardizzino varie operazioni manuali sulla macchina utensile e utilizzare il software di ultima generazione messo a disposizione da Vection Technologies: EnWorks per creare tale operazioni ed istruzioni in ambito AR/VR. Tali procedure saranno poi testate e validate.
Requisiti:
- Conoscenza base dei processi di asportazione di truciolo
- Conoscenza base di macchine utensili
- Conoscenza e utilizzo base di CAD
Competenze acquisite: Conoscenza avanzata di software in ambito AR/VR, conoscenza media di procedure di operazione di macchine utensili, utilizzo di software proprietari in ambito AR/VR.
Contatti:
- Prof. Massimiliano Annoni (massimiliano.annoni@polimi.it)
- Ing. Francesco Barna (francesco.barna@polimi.it)
Punti potenziali: 4 Punti
Complessità: 4/5
Data di inizio: Immediato
Tag: Augumented Reality, Virtual Reality, Macchine Utensili
Machine Vision: l’utilizzo dell’intelligenza artificiale per l’analisi di configurazioni e diagnostica degli stati delle macchine utensili
Tipologia: Applicazione industriale/Ricerca
Machine Vision è una tecnica di intelligenza artificiale di analisi immagini ormai oggetto di ricerca comune in molteplici ambiti del manifatturiero. Nel campo delle macchine utensili è una tecnologia nascente con enormi promesse in termini di risultati e di utilizzo.
Lo scopo della tesi è realizzare un sistema di machine vision che sia in grado di correlare componenti che vengono montati sulla macchina utensile, come morse ed altri sistemi di fissaggio a oggetti 3D derivanti da CAD (formato STEP, IGES, STL). Il sistema verrà validato in condizioni di lavoro reali per verificarne la robustezza ed applicabilità.
Requisiti:
- Conoscenza base di processi di asportazione di truciolo
- Conoscenza base su macchine utensili e il loro funzionamento
- Conoscenza media o avanzata di programmazione in Python (preferibile se già in ambito MV)
Competenze acquisite: Conoscenza approfondita in termini di Machine Vision applicato al manifatturiero ed un caso reale, Conoscenza approfondita del ciclo tecnologico di fresatura, Conoscenza approfondita di macchine utensili, Conoscenza approfondita di programmazione.
Contatti:
- Prof. Massimiliano Annoni (massimiliano.annoni@polimi.it)
- Ing. Francesco Barna (francesco.barna@polimi.it)
Punti potenziali: 7 Punti
Complessità: 4/5
Data di inizio: Immediato
Tag: Automazione, Intelligenza Artificiale, Machine Vision, Macchine Utensili
Espansione di un modello meccanicistico per predire le forze generate da frese sferiche in microfresatura
Tipologia: Ricerca
La microfresatura è un ramo della asportazione di truciolo ad elevato valore aggiunto spesso utilizzato in settori all’avanguardia tecnologica come aerospace, automotive o biomedicale. Le forze di taglio nei processi di fresatura e microfresatura sono un aspetto fondamentale della lavorazione. Esse rappresentano “l’elettrocardiogramma del processo”, possono fornire indicazioni se la lavorazione sta venendo eseguita correttamente o meno in termini di tolleranze da ottenere e conformità generale. I modelli meccanicistici sono utilizzati spesso per predire le forze di taglio in microfresatura offrendo un buon trade-off tra accuratezza nella descrizione del fenomeno e complessità di realizzazione del modello stesso. Il modello attualmente sviluppato da PoliMill è in grado di predire accuratamente le forze in microfresatura derivanti da frese a candela ma non è ancora in grado di predire forze sviluppate da frese toriche e sferiche.
Lo scopo è di migliorare le prestazioni del modello espandendone le capacità predittive a queste due tipologie di frese (in particolare quelle sferiche) che sono di enorme interesse industriale in quanto sono usatissime per le finiture di stampi dal valore di decine o centinaia migliaia di euro e decine di ore di lavorazione.
Requisiti:
- Conoscenza base di processi di asportazione di truciolo
- Conoscenza base di forze di taglio in fresatura e/o microfresatura
- Programmazione base (Python/MATLAB)
Competenze acquisite: Conoscenza approfondita di processi di asportazione di truciolo, conoscenza approfondita di fisica del processo di asportazione di truciolo, conoscenza approfondita di utensili e le loro caratteristiche, conoscenza avanzata della programmazione in Python.
Contatti:
- Prof. Massimiliano Annoni (massimiliano.annoni@polimi.it)
- Ing. Francesco Barna (francesco.barna@polimi.it)
Punti potenziali: 7 Punti
Complessità: 4,5/5
Data di inizio: Immediato
Tag: Microfresatura, Forze di Taglio, Modellazione
- LEARNING TIME: -- min.
