240IAU11 - Fundamentos de Robótica

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1 Unidad responsable: ETSEIB - Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial de Barcelona Unidad que imparte: ESAII - Departamento de Ingeniería de Sistemas, Automática e Informática Industrial Curso: Titulación: 2017 MÁSTER UNIVERSITARIO EN INGENIERÍA INDUSTRIAL (Plan 2014). (Unidad docente Optativa) Créditos ECTS: 4,5 Idiomas docencia: Castellano Profesorado Responsable: Otros: Sanfeliu Cortes, Alberto Bolea Monte, Yolanda Competencias de la titulación a las cuales contribuye la asignatura Específicas: CEEAUT5. Diseñar, proyectar y programar sistemas robóticos para aplicaciones industriales y de servicios. CEMEI08. Capacidad para diseñar y proyectar sistemas de producción automatizados y control avanzado de procesos. Metodologías docentes Metodologías docentes: La metodología del curso será a través de clases de 1h y 2h/sesión, en la que el profesor explicará la teoría y resolverá ejercicios para mejorar la comprensión de la materia. Además se realizarán clases prácticas en el laboratorio el estudiante programará robots industriales. También se pondrán ejercicios para que estudiante los resuelva. Objetivos de aprendizaje de la asignatura La asignatura pretende proporcionar a los estudiantes los fundamentos en los que se basa el diseño y control de robots, así como su aplicación en entornos industriales. Por un lado se explicará la cinemática, dinámica, control y programación de los robots y por otra la aplicación de los robots en entornos industriales. Los aspectos teóricos se combinan con prácticas en el laboratorio con robots industriales, de forma que el estudiante aprenda un lenguaje de programación de robots e identifique los requerimientos, restricciones y funcionalidades de los robots industriales. Horas totales de dedicación del estudiantado Dedicación total: 112h 30m Horas grupo grande: 27h 24.00% Horas grupo pequeño: 13h 30m 12.00% Horas actividades dirigidas: 0h 0.00% Horas aprendizaje autónomo: 72h 64.00% 1 / 5

2 Contenidos 1. Introducción Dedicación: 4h Grupo grande/teoría: 2h Aprendizaje autónomo: 2h Introducción a la robótica 1.1 Antecedentes y evolución de la robótica 1.2 Definición y clasificación de robots 1.3 Aplicación de los robots 2. Morfología del Robot Dedicación: 7h Grupo grande/teoría: 3h Aprendizaje autónomo: 4h Se explica la morfología de un robot, las arquitecturas y componentes básicos 2.1 Arquitecturas básicas 2.2 Características 2.3 Estructura mecánica 2.4 Transmisión 2.5 Actuadores 2.6 Sensores 2.7 Subsistema de control 2.8 Elementos terminales 3. Modelo cinemático Dedicación: 23h Grupo grande/teoría: 7h Aprendizaje autónomo: 16h Se explican los modelos cinemáticos de un robot industrial 3.1 Representación y transformación de puntos en el espacio 3.2 Modelo cinemático directo 3.3 Modelo cinemático inverso 3.4 Modelo diferencial. Matriz Jacobiana 2 / 5

3 4. Modelo dinámico Dedicación: 11h Grupo grande/teoría: 3h Aprendizaje autónomo: 8h Se explica la forma de calcular los modelos dinámicos de un robot 4.1 Modelo de Lagrange-Euler 4.2 Modelo de Newton-Euler 4.3 Modelo dinámico de los actuadores 5. Control Dedicación: 15h Grupo grande/teoría: 5h Aprendizaje autónomo: 10h Se explican los diferentes niveles de control de un robot y técnicas de control de las articulaciones Actividades vinculadas: Clases magistrales, resolución de problemas y aprendizaje independiente a través de ejercicios 5.1 Niveles de control 5.2 Generación de trayectorias 5.3 Control a nivel de articulación 5.4 Técnicas de control de par calculado 6. Programación de robots Dedicación: 20h Aprendizaje autónomo: 16h Se explican los diferentes tipos de programación de robots y se hacen prácticas con los robots del laboratorio. 6.1 Métodos de programación 6.2 Requerimientos de un sistema de programación de robots 6.3 Lenguajes de programación 3 / 5

4 7. Interacción con el entorno Dedicación: 12h Aprendizaje autónomo: 8h Se explica como el robot interacciona con el entorno utilizando sensores 7.1 El entorno del robot 7.2 Adquisición de la información del entorno 7.3 Control basado en sensores 8. Criterios de la implantación de un robot industrial Dedicación: 10h 30m Aprendizaje autónomo: 6h 30m Se explica cuales son las características a tener en cuenta para seleccionar un robot para una aplicación industrial, como se diseña una célula robótica y que aspectos de seguridad deben tenerse en cuenta. Actividades vinculadas: Clases magistrales, resolución de problemas y aprendizaje independiente a través de ejercicios 8.1 Diseño y control de una célula robótica 8.2 Características a considerar en la selección de un robot 8.3 Seguridad en las instalaciones robóticas 8.4 Normativa de los robots industriales Sistema de calificación Sistema de calificación: Se realizará una evaluación continuada mediante un primer examen de corta duración, un examen final y un conjunto de prácticas obligatorias. La nota final se obtiene promediando las notas de las diversas evaluaciones. La nota final se obtendrá de la siguiente forma: Primer examen 20% Examen Final 60% Prácticas 20% Total 100% 4 / 5

5 Normas de realización de las actividades Los exámenes tendrán dos partes, una en la que se preguntarán conceptos teóricos y la otra en la que se deben resolver ejercicios. Bibliografía Básica: Barrientos, Antonio. Fundamentos de robótica. 2ª ed. Madrid: McGraw-Hill, cop ISBN Fu, K. S ; González, Rafael C ; Lee, C.S.G. Robótica : Control, detección, visión e inteligencia. Madrid: McGraw-Hill, ISBN Complementaria: Craig, John J. Introduction to robotics : mechanics and control. 3rd ed. Upper Saddle Hall: Pearson Educacion Internacional, cop ISBN / 5

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