Robótica
PROFESORADO
Teoría: Prof. Andrés Roldán Aranda
Despacho: Nº 29. Edif. Fernando de Cos.
Tutoría: Lunes 11:30-14:30 H, Martes
11:30-1:00 H, Jueves 10:00-11:30 H
Práctica: Prof. Andrés Roldán Aranda
TEORIA (4.5 Créditos):
Miércoles 11:30-13:00 H y Jueves 11:30-13:00 H
PRÁCTICA (4.5 Créditos):
Grupo RB1 Lunes: 3:00-6:00 H
Grupo RB2 Lunes: 6:00-9:00 H
METODOLOGÍA.
En nuestra opinión todos los esfuerzos han
de dirigirse a proporcionar al estudiante una sólida base, es decir,
los fundamentos teórico-prácticos necesarios que le ayuden
a integrar, profundizar y desarrollar lo aprendido en la asignatura.
Para ello los instrumentos formativos que se utilizarán son:
- Clases de teoría.
La técnica empleada como estrategia de aprendizaje será
principalmente la expositiva, siguiéndose una estrategia progresiva,
profundizándose en los fundamentos e ideas básicas de cada
tema. En aquellos temas que por su contenido gráfico lo requieran
se emplearán técnicas audiovisuales.
- Clases de problemas.
El objetivo principal de estas clases es la aplicación y fijación
de las teorías y métodos expuestos en las clases teóricas
sirviendo de apoyo y complemento a las mismas. Para ello se resolverán
problemas concretos, fomentándose la participación del alumno
y alumna en el aula. Al igual que en las clases de teoría se seguirá
una estrategia progresiva.
- Prácticas de laboratorio.
Será obligatoria la asistencia a las sesiones de prácticas
que servirán para consolidar los conocimientos teórico-prácticos,
así como, para que los estudiantes adquieran habilidades propias
de un ingeniero, familiarizándose con las nuevas tecnologías
y sus aplicaciones. Será obligatorio la entrega de las prácticas
requeridas por el profesor para la superación de esta parte de la
asignatura. El plagio del material presentado en prácticas supondrá
la obligatoriedad de presentación al examen de prácticas
siguiente.
- Prácticas de campo.
Servirán para conocer "in situ" las implicaciones de lo aprendido
en la tecnología, la ciencia y la sociedad, se visitarán
para ello industrias de las provincias de Huelva, Sevilla y Málaga,
laboratorios especializados, etc...
Se realizarán dos prácticas de campo durante el curso
académico.
- Trabajos de clase.
Se tratará de pequeños proyectos que impliquen una labor
de investigación, búsqueda de información y de utilización
del bagaje de conocimientos adquiridos en las clases de teoría,
problemas. Serán tutelados, pudiendo realizarse de forma individual
o en equipo, según las características de los mismos. La
calificación del trabajo podrá suponer hasta 1.5 puntos de
la nota final de la asignatura.
CRITERIOS DE EVALUACIÓN.
Para constatar el grado de aprendizaje que adquieren el alumno o alumna
y el grupo, así como las actitudes y los hábitos ante el
trabajo, se utilizan los siguientes medios o instrumentos:
- La observación del trabajo diario del alumnado en clase;
por ejemplo: controlando las intervenciones orales, observando cómo
trabajan individualmente y en grupo en diferentes situaciones y trabajos,
apreciando las actitudes, etc.
- El análisis de los trabajos dirigidos, informes, proyectos,
monografías..., comprobando a la vez la expresión escrita,
la capacidad de organización, la claridad de sus exposiciones, si
realiza resúmenes y esquemas, etc.
- La atención a la propia autoevaluación de los
estudiantes como corresponsables de sus aprendizajes y a sus aportaciones
sobre el proceso educativo, las unidades didácticas, el material
utilizado, etc.
- La consideración de las entrevistas con los alumnos,
por la información complementaria que pueden ofrecer.
- La utilización de instrumentos que posibiliten la objetivización
de datos, el registro ordenado de los mismos y la futura descripción
fundamentada de cada alumno y alumna (fichas de observación, anecdotario,
cuestionarios, listas de control...).
- Las pruebas escritas y orales son instrumentos que se utilizarán
para analizar y valorar al alumnado, si bien en ningún caso romperán
la actividad habitual de la clase y que, evidentemente, no supondrán
la valoración definitiva de la actividad del alumnado.
La evaluación del alumno será continuada por lo que se
propondrá al alumno además de los trabajos dirigidos,
pruebas escritas u orales, a las que podrá optar supliendo a los
trabajos dirigidos.
Las prácticas de campo que se efectúen serán obligatorias.
La asignatura se considerará aprobada cuando se hallan realizado
y aprobado los trabajos dirigidos y las pruebas optativas.
La nota final se deducirá de la nota del examen teórico,
de la nota de las prácticas o en su caso del examen de prácticas
y de los trabajos de clase entregados, una vez que se superen los exámenes
de teoría y práctica.
PROGRAMA DE LA ASIGNATURA
PARTE I. Robótica
-
Introducción a la Robótica. El Sistema Robot.
Atributos y Morfología de los robots. Evolución
de la robótica. Los robots autónomos. Robots
Móviles. Telerobótica.
-
Morfología de robots Manipuladores. Elementos y enlaces. Grados
de libertad. Configuraciones.
-
Caracterización de la muñeca: angulos de Euler y RPY. Volumen
de trabajo. Accesibilidad y movilidad.
-
Accionamientos. Introducción. Accionamientos Eléctricos.
Accionamientos Hidráulicos. Accionamientos Neumáticos.
-
Sensores. Sensores del estado interno. Sensores de posición.
Sensores de velocidad. Sensores de Aceleración. Sensores
del entorno. Sensores de distancias. Percepción táctil.
Sensores de fuerza y par.
-
Geometría y Cinemática. Espacios de representación.
Modelo directo. Localización del elemento terminal.
Consideraciones computacionales. Planteamiento del modelo inverso.
Resolución.
-
Generación de trayectorias. Especificación de trayectorias.
Interpolación articular. Polinomios cúbicos.
-
Polinomios cúbicos con puntos de paso. Polinomios de orden superior.
Trayectorias con segmentos lineales y uniones parabólicas.
Generación en tiempo real. Generación de trayectorias
en el espacio cartesiano.
-
Técnicas de Control. Introducción. Control de articulaciones.
Control mediante el método del par computado. Control PID individual
de articulaciones. Consideración de inercias. Desacoplamiento inercial.
-
Programación de Robots I. Introducción Programación
por guiado. Programación a nivel de Robot. Programación a
nivel de tarea.
-
Programación de Robots II. El lenguaje de programación
ACL. Ejemplos de Programación. Otros lenguajes de programación.
-
Robots Móviles. Introducción. Sistemas de locomoción.
Generación y seguimiento de trayectorias.
-
Control de Robots Móviles. Percepción del entorno. Evitación
de obstáculos. Aplicaciones de los Robots Móviles.
PARTE II. Automatismos Lógicos
-
Automatismos lógicos. Descripción. Sistemas lógicos
combinacionales y secuenciales. Autómatas.
-
Sistemas síncronos y asíncronos. Grafos de transición
de estados. Matriz de fases. Ejemplo.
-
Descripción de autómatas mediante. Redes de Petri.
Definición de Redes de Petri. Reglas de evolución del
marcado. Evoluciones simultáneas. Recursos compartidos. Subrutinas
cableadas.
-
Realización de Redes de Petri. Células elementales. Método
de transferencia impulsional. Método de llamada respuesta.
Realización programada.
-
Autómatas programables: Características generales.
Introducción. Concepto y estructura. Entradas y Salidas.
Procesador. Ciclo de ejecución. Consola de programación.
-
Autómatas programables: Programación I. Lenguajes de
programación. Mediante esquema de contactos.
-
Mediante funciones lógicas. Mediante sentencias. Juego
de instrucciones de un autómata programable.
-
Autómatas programables: Programación II. Programación
a partir de una red de Petri. Grafcet (Grafo de etapas transiciones).
Ejemplos ilustrativos.
PRÁCTICAS
Durante el desarrollo de la asignatura se desarrollarán diferentes
prácticas que consolidarán los conocimientos teóricos
adquiridos. De manera resumida se presentan algunas de ellas:
-
Desarrollo de algoritmos para reducción de automática de
estados en autómatas con Visual Basic.
-
Implementación y simulación de Redes de Petri como solución
a problemas de automatismos básicos.
-
Prácticas con autómatas programables PCL Simatic S7 (Siemens)
de sistemas industriales de control..
-
Planificación de tareas en movimientos de con Robot Mentor.
-
Utilización de la herramienta MATLAB para realización de
transformaciones espaciales a brazos articulados y generación de
trayectorias.
-
Desarrollo de funciones numéricas básicas para uso en resolución
de problemas de cinemática directa e inversa.
NOTAS DE CLASE y EXÁMENES ANTERIORES
Se podrá descargar un conjunto completo de relaciones de problemas
y exámenes de años anteriores en la URL http://www.diesia.uhu.es/~aroldan
BIBLIOGRAFÍA RECOMENDADA
-
Los robots industriales en la práctica. J. Engelberger. Ed. Deusto.
Politécnica. 007.52 ENG rob Nº Reg. 1412.
-
Robotica industrial. G. Ferrate. Ed. Marcombo. Politécnica. 007.52
ROB Nº Reg. 1323.
-
Robotica práctica. José Mª Angulo. Ed. Paraninfo. Politécnica.
007.52 ANG rob Nº Reg. 982.
-
Introduction to Robots. McKerrow. Ed. Addison Wesley. Politécnica.
Nº Reg. 5467.
-
Curso de Robótica. José Mª Angulo. Ed. Paraninfo. Politécnica.
007.52 ANG cur Nº Reg. 839.
-
Controladores lógicos y autómatas programables. Ed. Marcombo.
Politécnica. 681.5 MAN con Nº Reg. 5051.
-
Las Redes de Petri: En la Automática y la Informática, M.
Silva. Ed. AC.
-
Autómatas Programables, A. Simon.
-
Robótica, Control, Detección, Visión e Inteligencia,
K.S. Fu, R.C. Gonzalez y C.S.G. Lee. Ed. McGraw Hill.
-
Introduction to Robotics, Mechanics and Control. Craig. Ed Addison Wesley
1986.
-
Industial Robotics.Groover y otros. McGraw-Hill 1986.
-
Robot Manipulators. Mathematics, Programming and Control. R.P. Paul. The
MIT Press, 1981.
-
Digital Image Processing.R.C. González and P. Wintz. Addison
Wesley, 1987.
-
Robotic Engineering. An Integrated Approach.R.D. Klafter, T.A. Chmielewski
and M. Negin. Prentice-Hall, 1989.
-
Robot Applications Design Manual. J.Hoshizaki and E. Bopp. John Wiley,
1990.
INFORMACIÓN GENERAL
Herramienta de edición, simulación y análisis de
Redes
de Petri en entorno Windows.
Problemas de Teoría y prácticas