Robótica I ACB Participantes Comité para el Diseño de Especialidad de la DIET. Academia de Sistemas Digitales de la DIET

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1 1. DATOS DE LA ASIGNATURA. Nombre de la asignatura: Carrera: Clave de la asignatura: Horas teoría Horas práctica Créditos: Robótica I Ingeniería Electrónica ACB HISTORIA DEL PROGRAMA. Lugar y fecha de elaboración y revisión Tecnológico de Estudios Superiores de Ecatepec Participantes Comité para el Diseño de Especialidad de la DIET Academia de Sistemas Digitales de la DIET Comité de Investigación de la DIET Consejo Académico Departamental de la DIET Observaciones (cambios y justificación) Definición de los programas de estudio de la carrera de Ingeniería Electrónica, Especialidad de Automatización y Control 3. UBICACIÓN DE LA ASIGNATURA a) Relación con otras asignaturas del plan de estudios Anteriores Posteriores Asignaturas Temas Asignaturas Temas Matemáticas V Instrumentación Electrónica de Potencia Optoelectrónica Electrónica Analógica II Robótica II b) Aportación de la asignatura al perfil del egresado Aporta los conocimientos para plantear una serie de retos a disciplinas como son la Electrónica, la Mecánica, la Matemática Aplicando la Informática, y en particular la Electrónica Digital y el Control. Pág. 1 de 7

2 4. OBJETIVO(S) GENERALE(S) DEL CURSO. El alumno estudiara métodos de diseño y caracterización de cadenas robóticas articuladas que dan opción a la construcción de brazos manipuladores tradicionales o robots articulados de todo tipo. 5. TEMARIO Unidad Tema Subtema 1 Introducción a la Robótica. 1.1 Que es la robótica? 1.2 Historia de la robótica. 1.3 Anatomía del robot. 1.4 Sistemas de impulsión del robot. 2 Tipos de configuraciones y sus características. 2.1 Tipos de articulaciones y sus características. 2.2 Girados de libertad. 2.3 Movimientos de la muñeca. 2.4 Características generales de Funcionamiento. 2.5 Sistemas de control. 2.6 Efectores finales. 2.7 Sensores en robótica Táctiles, de proximidad y alcance Sensores diversos y sistemas basados en sensores. 3 Cinemática del robot. 3.1 Transformación directa. 3.2 Transformación inversa. 3.3 Rotación. 3.4 Movimientos compuestos. 4 Visión de maquina. 4.1 Introducción a la visión de la maquina. 4.2 Función de detección y digitalización en la visión de maquina. 4.3 Análisis y procesamiento de la imagen. 4.4 Aprendizaje de los sistemas de visión. Pág. 2 de 7

3 Unidad Tema Subtema 5 Diseño y control de la célula del robot. 5.1 Estructura de la célula. 5.2 Consideraciones de diseño. 5.3 Control de la célula. 5.4 Transferencia de materiales. 5.5 Carga y descarga de maquinas. 6 Inteligencia Artificial. 6.1 Inteligencia artificial. 6.2 Capacidades sensoriales. 6.3 Aplicaciones futuras. 6. APRENDIZAJES REQUERIDOS. Conocimientos básicos en circuitos electrónicos y sistemas mecánicos. Conocimientos fundamentales en solución de matrices. Comprender el funcionamiento de códigos en Matlab. Conocer las diferentes Animaciones Móviles. 7. SUGERENCIAS DIDÁCTICAS. Propiciar la búsqueda y selección de información de los temas del curso. Diseñar prácticas para que el alumno las desarrolle en el laboratorio y solicitar el informe correspondiente. Fomentar la aplicación de software para la solución de problemas. Promover la solución de problemas en forma individual y grupal. Dar seguimiento al desarrollo de proyectos. El profesor guiará al estudiante a comparar diferentes configuraciones para que pueda analizar el funcionamiento de cada uno 8. SUGERENCIAS DE EVALUACIÓN. Revisar los reportes y actividades realizadas en el laboratorio, de acuerdo a un formato previamente establecido 1. Considerar la participación en las actividades programadas en la materia: Participación en clases Cumplimiento de tareas y ejercicios Exposición de temas asistencia paneles participación en congresos o concursos Aplicar exámenes escritos considerando que no sea el factor decisivo para la acreditación del curso. Revisar los avances del proyecto. Considerar el desempeño integral del alumno Pág. 3 de 7

4 9. UNIDADES DE APRENDIZAJE. Unidad 1: Introducción a la Robótica. El alumno analizará los inicios de la robótica hasta nuestros días y su configuración básica. Actividades de Aprendizaje 1.1 Conocer sobre la robótica para poder aplicarla. 1.2 Saber más de los inicios de la robótica y sus etapas en el tiempo. 1.3 Conocer las partes que conformas un robot. 1.4 Conocer las diferentes formas de activar un robot. 1,3 y7 Unidad 2: Tipos de Configuraciones y sus Características. El alumno conocerá y resolverá problemas relacionados con las articulaciones, los grados de libertad y el movimiento de un brazo de un robot 2.1Buscar y analizar los diferentes tipos de articulaciones de un robot (artrópodos, humanoides, serpentinodes, etc). 2.2 Analizar los diferentes puntos de movimiento. 2.3 Conocer los grados de libertad que con los que cuenta la muñeca 2.4 Conocer que partes conformas este sistema. 2.5 Analizar los diferentes sistemas existentes para controlarlo 2.6 Aprender acerca de los efectores. 2.7 Analizar los sistemas de detección de un robot. 7 y 3 Pág. 4 de 7

5 Unidad 3: Cinemática del Robot. Estudiar el movimiento del robot con respecto a un sistema de referencia. Unidad 4: Visión de Maquina. 3.1 Conocer las posiciones y la orientación del extremo del robot. 3.2 Buscar los Valores de las coordenadas Articulares. 3.3 Conocimientos de los grados que puede realizar un robot. 3.4 Aprender a combinar los 3 y 2 Conocer los sensores que ayudan al robot a recopilar información. 4.1 Aprender a derivar una descripción de una escena, analizando una o más imágenes de dicha escena. 4.2 Analizar el sistema de detección de un robot. 4.3 Conocer como procesa la imagen recibida. 4,7, 1 Unidad 5: Diseño y Control de la Célula del Robot. Aprender a realizar una buena interfaz con el operador. 5.1 Conocer la estructura de la célula centrada en el robot, con el robot en línea y con el robot móvil. 5.2 Analizar las diferentes opciones de diseño dependiendo las necesidades del robot. 5.3 Analizar el control de secuencia, interfaz con el operador y supervisión de seguridad. 5.4 Conocer la detección y recuperación de errores. 5.5 Buscar los requerimientos 4,5,2 Pág. 5 de 7

6 10. FUENTES DE INFORMACIÓN. 1. Jhon J. Craig ROBOTICA Tercera edición 2006 Ed. Pearson Educacion. 2. Rafael Kelly y Victor Santibañez Control de Movimiento de Robots Manipuladores. Pearson Prentice Hall. 3. Ks. Fu, R. C. González, C. S. G Lee Robótica: control, dirección, visión e inteligencia. Mc. Graw Hill. 4. Josep Balcells y Jose Luis Romeral. Automatas programables. Alfaomega Marcombo. 5. Michel Croquet PC y Robotica Tecnicas de Interfaz. Segunda edicion Paraninfo 6. D. Mc Cloy D.M.J.Harris. Robotica, una introducción. Limusa. 7. Mikell P. Groover, Mitchell Weiss, Roger N. Nagel. Robotica Industrial Tecnología, Programación y aplicaciones. Mc Graw HILL. Pág. 6 de 7

7 11. PRÁCTICAS PROPUESTAS. 1. COSIMIR I: introducción al programa de simulación de células robotizadas 2. COSIMIR II: modelado geométrico avanzado con COSIMIR. Diseño de células robotizadas. 3. COSIMIR III: programación y simulación de células robotizadas con COSIMIR 4. Introducción a Matlab y a Simulink: interfase gráfica; instrucciones para la representación de la posición y la orientación; resolución de los ejercicios. 5. Modelos cinemáticos con Matlab: instrucciones para rotaciones y traslaciones, y para la cinemática de los robots; bloques de Simulink para la simulación de modelos cinemáticos; resolución de los ejercicios 6. Modelos dinámicos con Matlab: instrucciones para la cinemática de los robots; bloques de Simulink para la simulación de modelos dinámicos. Resolución de ejercicios con los algoritmos de Newton-Euler. 7. Usando Matlab, calcular la trayectoria que sigue el manipulador Construir el diagrama de bloques con Simulink para simular el comportamiento. 8. Control con Matlab: instrucciones para el control de los robots; bloques de Simulink para la simulación del control. 9. Usando Matlab, resolver el ejercicio 13 para los controles PD y PID. Construir los diagramas de bloques para Simulink y simular el comportamiento de ambos, comparando la respuesta. 10. Neumática I: generación y simulación de circuitos neumáticos aplicados a la robótica. Medios a usar: Ordenadores con Fluidsim 11. Neumática II: implementación y prueba de los circuitos neumáticos de la práctica anterior en un banco neumático. 12. Programación (I): introducción a la programación asistida con ordenador. Construcción del modelo geométrico de una estación de soldadura robotizada. Diseño de robot, diseño de entorno y diseño de piezas a soldar. Pág. 7 de 7

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