ASIGNATURA: CONTROL Y PROGRAMACIÓN DE ROBOTS CÓDIGO: 221 DEPARTAMENTO: DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA DE SISTEMAS Y AUTOMÁTICA ÁREAS DE CONOCIMIENTO: DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA DE SISTEMAS Y AUTOMÁTICA DESCRIPTORES DEL BOE: Modelado, programación y control de robots. Planificación de tareas e interacción con el entorno. Curso: 1B Troncal Créditos:.0 OBJETIVOS GENERALES Saber diseñar y modelar un sistema robotizado. Saber controlar un robot utilizando técnicas convencionales y conocer algunas técnicas avanzadas de control. Saber programar un robot utilizando técnicas convencionales y asimilar algunas técnicas avanzadas de programación. Disponer de ciertas cualidades de creatividad, constancia, capacidad de tomar decisiones y colaboración para trabajar en equipo. Obj.1 Obj.2 Obj.3 Obj.4 OBJETIVOS ESPECÍFICOS. CAPACIDADES Y DESTREZAS Reconocer la nomenclatura utilizada en robótica Reconocer los antecedentes históricos y la evolución de la robótica Comprender la estructura funcional de un sistema robotizado Comprender el funcionamiento básico y las características de: los tipos fundamentales de actuadores, algunas técnicas de transmisión de movimientos y algunos elementos de sensorización interna Diferenciar los diferentes tipos de articulaciones entre elementos y las configuraciones típicas de robots Reconocer diferentes tipos de elementos terminales y sus aplicaciones Saber aplicar los criterios de implantación de un robot Comprender la necesidad de representar posiciones y orientaciones en el espacio Convertir entre distintas formas de representar orientaciones en el espacio Operar con transformaciones homogéneas para representar posición y orientación entre sistemas de coordenadas Asimilar la problemática que presenta la programación de robots Distinguir entre los diferentes tipos de programación de robots Programar diferentes tareas con un lenguaje industrial orientado a robots Conocer las posibilidades que presenta la programación flexible con integración sensorial Reconstruir la información visual tridimensional mediante triangularización Comprender las bases de la programación de robots desde una herramienta CAD/CAM Reconocer las características de la programación automática orientada a tareas Tener una visión general sobre las tendencias futuras en la programación de robots Asimilar la necesidad de resolver los problemas cinemático directo e inverso para controlar un brazorobot Resolver del problema cinemático directo basado en la representación de DenavitHartenberg Saber obtener los parámetros de DenavitHartenberg para un brazorobot Saber obtener las matrices de transformación que permitan relacionar los sistemas de coordenadas de los elementos de un robot Reconocer las técnicas existentes para resolver el problema cinemático inverso Saber resolver el problema cinemático inverso de un robot sencillo Saber discernir entre las diferentes soluciones existentes del problema cinemática inverso Reconocer la problemática existente en el control de velocidades y la aparición de puntos singulares. Distinguir entre el espacio de articulaciones y el espacio cartesiano Generar trayectorias en el espacio de articulaciones utilizando diferentes métodos de
Obj.5 Obj. interpolación de curvas Generar trayectorias en el espacio cartesiano Descubrir las ventajas e inconvenientes de la aplicación de las diversas técnicas de generación de trayectorias para un robot Comprender la necesidad de obtener un modelo dinámico de un brazorobot Recordar el modelo dinámico de una articulación Evaluar y simplificar la complejidad del brazorobot sencillo utilizando el método de Lagrange Euler Obtener el modelado dinámico de un brazorobot sencillo utilizando el método de NewtonEuler Descubrir las ventajas e inconvenientes de los diversos métodos de modelado dinámico Comprender la complejidad de controlar un brazorobot Reconocer los diferentes tipos de sistemas de control para brazosrobot Saber elegir la técnica de control adecuada para un robot Saber cuando se puede aplicar el control desacoplado sobre un robot Recordar diferentes técnicas de control convencional Saber evaluar los controladores PID s aplicados a una articulación de un robot Aplicar y analizar el control dinámico acoplado a un brazorobot, utilizando el método de par calculado o dinámica inversa Comprobar la estabilidad de los controladores de robots por pasividad más sencillos Reconocer el modo de funcionamiento de algunos controladores industriales de robots. CONTENIDOS BÁSICOS DE LA ASIGNATURA Nº Nombre y breve descripción de cada Unidad Temática Obj. específico asociado Principios Básicos 1 1 Conceptos básicos y Definiciones Tipos de Robots y Aplicaciones Industriales Componentes Electrónicos y Mecánicos de Robots Representaciones de Posición y Orientación Programación de Robots 2 2 Métodos Tradicionales de Programación de Robots Programación Genérica Orientada a Robots Programación Flexible con Integración Sensorial Programación Automática Modelo Cinemático de Robots 3 3 Modelo Cinemático de BrazosRobots Método de DenavitHartenberg Cinemática Inversa Control de Velocidad y Puntos Singulares Control Cinemático de Robots 4 4 Tipos de Trayectorias Generación de Trayectorias Artículares Generación de Trayectorias Cartesianas Modelo Dinámico de Robots 5 5 Modelo Dinámico de una Articulación Modelo Dinámico de un BrazoRobot Método de LagrangeEuler y de NewtonEuler Otros Modelos Control de Robots Clases de Controladores Control Dinámico Desacoplado Control Dinámico Acoplado Controladores Industriales de Robots PRÁCTICAS DE LABORATORIO O INFORMÁTICAS Dedicación Título y breve descripción. del alumno Obj. Específico asociado
Introducción a un Sistema Educacional de Programación de Robots (2 horas): práctica de programación de robots utilizando ARLA (el lenguaje de programación de los robots ABB) sobre el entorno de simulación IntArla. 2 h 1, 2 Programación de Robots: Desarrollo de Aplicaciones Industriales (2 horas): práctica de programación de robots utilizando el lenguaje de programación específico RAPL sobre el 2 h 1, 2 brazo robot CRS. Trabajo de programación 8 h 1, 2 Modelado inemática de Robots (2 horas): generación del modelo inemática de un robot y simulación de los movimientos de 2 h 3, 4 sus articulaciones utilizando Matlab. Control inemática de Robots (2 horas): generación de las trayectorias de las articulaciones de un robot y simulación de 2 h 3, 4 trayectorias cartesianas utilizando Matlab. Trabajo de modelado y control cinemático 8 h 3, 4 Control Desacoplado de Robots (2 horas): control independiente de las articulaciones de un robot (sin tener en cuenta el modelo 2 h 5, dinámico) utilizando Matlab. Control Acoplado de Robots (2 horas): control de par calculado de las articulaciones de un robot (teniendo en cuenta el modelo 2 h 5, dinámico del robot) utilizando Matlab. Trabajo de modelado y control dinámico 8 h 5, BIBLIOGRAFÍA BÁSICA Barrientos, L.F. Peñín, C. Balaguer, R. Aracil. Fundamentos de Robótica. McGraw Hill, 1997. K.S. Fu, R.C. González, C.S.G. Lee. ROBÓTICA : Control, detección, visión e inteligencia. McGrawHill, 1988. P.J. McKerrow. Introduction to Robotics. AddisonWesley Publishing Company, 1991. M. Mellado. Prácticas de programación de Robots. Editorial Universidad Politécnica de Valencia, 2002. PROFESOR RESPONSABLE ANTONIO J. SÁNCHEZ SALMERÓN
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ASIGNATURA Dimensiones Créditos Metodología de enseñanza aprendizaje asociado a la dimensión (*) Carga lectiva para alumno (h) Método de evaluación asociado a la dimensión (**) Nota final (%) Teoría de aula 2,4 Clase magistral 48 Prueba escrita (preguntas abiertas) Seminario 0, Orientación sobre los trabajos, actividades en grupo, herramientas del Prácticas de aula 1,2 Prácticas de Actividades Resolución de problemas y casos 1,8 Prácticas de 18 Tutorías, actividades en grupo, trabajos Prueba oral (presentación de trabajos) horas de Total _ 144 trabajo alumno _ 100% 12 0 4,8 ECTS Dimensiones Créditos Metodología de enseñanza aprendizaje asociado a la dimensión (*) Teoría de aula 2,4 Clase magistral Seminario 0, Prácticas de aula 1,2 Prácticas de Actividades SITUACIÓN DE LA ASIGNATURA REVISADA PARA EL PAEEES Orientación sobre los trabajos, actividades en grupo, herramientas del Reslución de problemas y casos Método de evaluación asociado a la dimensión (**) Prueba escrita (preguntas abiertas) 1,8 Prácticas de 18 Tutorías, actividades en grupo, trabajos, visitas a empresas Carga lectiva para alumno (h) Prueba oral (presentación de trabajos) Nota final (%) horas de Total _ 1 trabajo alumno _ 100% 48 12 5 ECTS
(*) Seleccionar respecto de los siguientes ítems: Clase magistral, Resolución de problemas y casos, Prácticas de, Prácticas de campo, Prácticas externas, Tutorías, Exposición oral del estudiante, Actividades en grupo, Trabajos escritos y proyectos, Preparación y realización de exámenes. (**) Seleccionar respecto de los siguientes ítems: Prueba escrita (preguntas abiertas / test), Prueba oral, Exposición, Prácticas (ejercicios, casos o problemas), Trabajos, Otros. Ingeniero en Automática. / Fecha de la última actualización: 20050209 Observaciones / Condicionantes requeridos: Asignaturas previas que deben cursarse para cubrir los objetivos requeridos en la asignatura: Ninguna. Relación con objetivos de otras asignaturas dentro del propio curso o en la propia área de conocimiento: Sistemas mecánicos. Recursos materiales (aulas, aulas informáticas, s, equipos audiovisuales): Cañón de vídeo,, sistemas robotizados, software de programación de robots. Condicionantes requeridos para la implantación de la asignatura rediseñada (tamaño de grupo, recursos humanos y materiales,...): No se explicitan