Los objetivos fundamentales de la asignatura son:

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Eugenia Agüero Tebar
hace 6 años
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1 Asignatura: CONTROL Y PROGRAMACIÓN DE ROBOTS Código: Año académico: 2011/2012 Centro: ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR Departamento: LENGUAJES Y COMPUTACIÓN Área: INGENIERÍA DE SISTEMAS Y AUTOMÁTICA Titulación: INGENIERÍA TÉCNICA EN INFORMÁTICA DE SISTEMAS Ciclo: PRIMER Curso: TERCERO Cuatrimestre: PRIMERO Carácter: OPTATIVA Créditos teóricos: 3 Créditos prácticos: 3 Profesorado: JOSE CARLOS MORENO ÚBEDA (TEORÍA) - Desp Edif. CITE III - MARIA DEL MAR CASTILLA NIETO (PRÁCTICA) - Lab. 6 Edif. CIESOL - Objetivos Generales: Los objetivos fundamentales de la asignatura son: Introducir al alumno en los conceptos fundamentales de la robótica de manipulación, así como la descripción de sus periféricos, para que sean capaces de analizar, diseñar, programar y utilizar este tipo de sistemas y adaptarse a su evolución. Describir las técnicas utilizadas en el control de la trayectoria que debe seguir el robot cuando realiza una tarea. Describir las técnicas de control automático utilizadas para el control de los actuadores del robot. Describir los métodos de enseñanza de robot, ya sea mediante aprendizaje directo o mediante lenguajes de programación de robots: textuales, a nivel de tareas, etc. Dar a conocer los criterios, normas y técnicas necesarias para el diseño y la implementación de células robotizadas para la solución de problemas. Mostrar al alumno ámbitos de aplicación concretos en los que se puedan utilizar el control automático y la robótica de manipulación en los distintos sectores de producción de la provincia de Almería: agrícola (robotización de tareas de trasplante, transporte, recolección y postrecolección), industria del mármol en la comarca de Macael, robotización en industrias de envasado, industria química y cementera. Conocimientos Previos Recomendados: Ninguno. Contenidos teóricos (Temporización): Tema 1.- Introducción a la robótica de manipulación (3 horas) Antecedentes históricos y evolución de la robótica Concepto de robot manipulador Elementos de un sistema robotizado Morfología de los robots manipuladores Clasificación de los robots manipuladores Actuadores Sistema sensorial de los robots manipuladores

2 1.8.- Controladores Elemento terminal Tema 2.- Modelado y simulación de la cinemática de robots manipuladores (12 horas) Concepto de cinemática directa e inversa Representación de la posición Representación de la orientación Matrices de transformación Gráficos de transformación Modelo cinemático directo. Algoritmo Denavit-Hartenberg Modelo cinemático inverso Velocidad de trabajo del manipulador. Jacobiano. Tema 3.- Modelado y simulación de la dinámica de robots manipuladores (0.5 horas) Introducción a la dinámica Modelo dinámico de la estructura mecánica de un robot rígido Formulación de Lagrange-Euler Formulación Newton-Euler iterativa Modelo dinámico de los actuadores de un robot manipulador Tema 4.- Generación de trayectorias: control cinemático de robots manipuladores (5.5 horas) Funciones del control cinemático Tipos de trayectorias Interpolación articular Generación de trayectorias en el espacio cartesiano Polinomios cúbicos Polinomios de orden superior Funciones lineales con enlace parabólico Muestreo de trayectorias cartesianas Generación en tiempo real Tema 5.- Control del movimiento de robots manipuladores (2 horas) Niveles de control Especificaciones Arquitecturas para control Gestión de ejecución e implantación Descripción de las implantaciones más habituales Detección de obstáculos Tema 6.- Programación de robots (2 horas) Métodos de programación Programación por guiado Programación a nivel de robot Programación a nivel de tarea Programación textual Requerimientos de un sistema de programación de robots El lenguaje de programación ACL Otros lenguajes de programación de robots Introducción a la programación mediante herramientas CAD

3 Introducción al control con realimentación del entorno y percepción de distancia, posición y movimiento. Tema 7.- Desarrollo e implantación de un sistema robotizado (2 horas) Diseño y control de una célula robotizada Configuraciones en los sistemas de producción robotizados Selección de robots Características del sistema de control de una célula robotizada Elementos terminales específicos Seguridad en instalaciones robotizadas Justificación económica Tema 8.- Aplicaciones de los robots (3 horas) Mercado de robots Clasificación de las aplicaciones Transferencia de material y carga/descarga de máquinas Operaciones de procesamiento Montaje e inspección Otras aplicaciones Aplicaciones futuras Aplicaciones de la robótica en los sectores de producción de la provincia de Almería Contenidos prácticos (Temporización): Módulo 1. Identificación y funcionamiento de una sistema robotizado real: Robot SCORBOT ER-V Posicionamiento y trabajo (2 horas) Reconocimiento de las partes que constituyen el sistema Conexión del robot a la pistola de mando Conexión del robot a un ordenador Reglas de seguridad a cumplir Desplazamiento de los diferentes grados de libertad Movimiento continuo e intermitente Funcionamiento de la pinza Posicionamiento del robot en el espacio Aprendizaje directo Módulo 2.- Diseño e implementación de programas de posicionamiento y manipulación de objetos (6 horas) Diseñar e implementar programas para el desplazamiento del robot por posiciones memorizadas Almacenamiento de programas Inserción de los movimientos de pinzas Corrección de programas Diseño e implementación de programas situar el robot y coger objetos (Pick and Place ) Programación de la velocidad del robot Módulo 3.- Integración del robot en un proceso de fabricación. Gestión de entradas y salidas (6 horas), sensores de distancia y presencia, cinta transportadora con variador de velocidad.

4 3.1.- Interacción del controlador del robot con señales de sensores externos Respuesta del robot a eventos discretos y temporizados Coordinación de movimientos del robot y de una cinta transportadora Módulo 4. Generación y movimiento del robot a lo largo de una trayectoria determinada (8 horas) 4.1 Definición de posiciones y variables a utilizar. 4.2 Diseñar e implementar un programa que calcule una trayectoria sinusoidal. 4.3 Diseñar e implementar un programa que mueva el robot hacia delante y hacia atrás a lo largo de la trayectoria anterior. 4.4 Diseño de estrategias de control para robots manipuladores Módulo 5. Estudio de la cinemática de robots manipuladores (8 horas) Material: Entorno matemático Matlab, Robotics Toolbox Realización del tutorial del toolbox de robótica. Robot Puma Calculo del modelo cinemático directo de un robot tipo SCARA Calculo del modelo cinemático inverso de un robot tipo SCARA Simulación visual del movimiento a lo largo de una trayectoria de un robot tipo SCARA Estudio de la velocidad de las articulaciones de un robot tipo SCARA Diseño e implementación de una función que genere trayectorias a partir de unos determinados Bibliografía: Teoría: Barrientos, Peñín, Balaguer, Aracil; Fundamentos de Robótica (2ª ed); Ed. Mc Graw Hill, 2007 Fu K.S.; González,, R.C.; Lee, C.S.G.; Robótica. Control, detección, visión e inteligencia. Ed. Mc Graw Hill, 1990 M.P. Groover, M. Weiss, R.N. Nagel y N.G. Odrey. Robótica Industrial: Tecnología, Programación y aplicaciones. McGraw-Hill, M. W. Spong y M. Vidyasagar. Robot Dynamic and Control. John Wiley and Sons, Ollero, A.; Robótica. Manipuladores y Robots Móviles. Editorial Marcombo, 2002 Mellado, M.; Control Cinemático de Robots; Editorial Prentice Hall Tomás, Fuente, Robots y Sistemas Sensoriales, Editorial Prentice Hall Subir Kumar Saha; Introducción a la Robótica; Ed. Mc Graw Hill, 2010 Prácticas: Eshed Robotec, Manual de usuario del SCORBOT - ER V Eshed Robotec, ACL Lenguaje de Control Avanzado y ATS Software de terminal Avanzado. Guía de Referencia. 3a Edición. Noviembre Metodología: Sesiones de teoría para todo el grupo de alumnos en las que el profesor explicará los contenidos teóricos fundamentales de cada tema y donde se valorará la participación del alumnado con la aportación de nuevos enfoques, preguntas, La parte práctica se organiza en sesiones para cada grupo de alumnos, desarrolladas en paralelo a la parte teórica y con una adecuada sincronización, de forma que el alumnado pueda poner en práctica los conocimientos adquiridos en cada módulo de la parte teórica y donde se pretenderá un comportamiento lo más autónomo posible

5 Plan de acción tutorial: El alumnado podrá hacer uso de las tutorías para resolver las dudas que se le haya planteado en la parte práctica y/o en la parte teórica de la asignatura. Por otra parte, al iniciar el curso se propondrán temas relacionados con la robótica para posibles trabajos opcionales organizados en grupos de dos alumnos. Cada grupo de trabajo deberá asistir al menos a 3 tutorías a lo largo del cuatrimestre. Previamente a la primera tutoría el profesor proporcionará la documentación inicial necesaria para la elaboración del trabajo así como las fuentes donde deben buscar. En la primera tutoría deberán presentar una recopilación del material bibliográfico que van a utilizar en la realización del trabajo. En la segunda deberán entregar la estructura del trabajo. En la tercera entregarán el trabajo ya elaborado. Evaluación: 1. Prácticas obligatorias 2. Trabajo optativo sobre aplicaciones de la robótica 3. Ejercicios opcionales a entregar de cada tema 4. Examen final si se estima necesario: Febrero Convocatorias extraordinarias que decida Escuela Superior de Ingeniería de la Universidad de Almería Observaciones: Las prácticas de laboratorio se desarrollarán en el Laboratorio de Control Automático, Robótica y Visión Artificial del Departamento de Lenguajes y Computación, CITE III, puerta 2.28.

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CONTROL Y PROGRAMACIÓN DE ROBOTS Año académico: 2006-2007 Centro: Escuela Politécnica Superior Estudios: Ingeniero Técnico en Informática de Sistemas Asignatura: Control y programación de robots Ciclo: