101412 - ROBÓTICA

Tipo de asignatura: obligatoria

Coordinador: Julián Horrillo Tello

trimestre: Primer trimestre

Créditos: 6

Proporcionar a los estudiantes los conocimientos básicos del control de robots y de su aplicación en producción industrial, de
manera que adquieran un conocimiento suficiente de cómo se programan y se utilizan y de las posibilidades de su
aplicación.
Esto incluye el conocimiento de los principios básicos de diseño y control de robots y su programación para utilizarlos en
aplicaciones industriales y de otro tipo.

"Esta asignatura dispone de recursos metodológicos y digitales para hacer posible su continuidad en modalidad no presencial en el caso de ser necesario por motivos relacionados con la Covidien-19. De esta forma se asegurará la consecución de los mismos conocimientos y competencias que se especifican en este plan docente.

El Tecnocampus pondrá al alcance del profesorado y el alumnado las herramientas digitales necesarias para poder llevar a cabo la asignatura, así como guías y recomendaciones que faciliten la adaptación a la modalidad no presencial "

RA2. Conoce los fundamentos en comunicaciones industriales. (CE28)

RA3. Es capaz de utilizar y diseñar sistemas automáticos basados ​​en dispositivos electromecánicos, oleohidráulicos, neumáticos y robotizados. (CE27)

RA4. Diseña sistemas de automatización basados ​​en robots industriales. (CE26, CE27, CE29)

Conocer qué son los robots, como están formados y para qué sirven
Conocer la arquitectura de control de los robots. Relación entre especificaciones funcionales y requerimientos de control.
Implicaciones respecto al hardware
Saber determinar los requerimientos sobre sensórica, mecánica y sistema motriz de las especificaciones funcionales. Y
saber aplicar criterios de selección para estos elementos.

Enumerar diferentes formatos de representaciones de la posición y la orientación en robots manipuladores.
Calcular transformaciones entre sistemas de referencia en sentido directo e inverso.
Utilizar software estándar (Matlab) para llevar a cabo estos cálculos.

Conocer los Parámetros de Denavit-Hartember asociados a un tipo de manipulador determinado
Escribir la matriz Jacobiana de velocidades asociada a un tipo de manipulador determinado

Obtención de pares y fuerzas estáticas aplicados a cada articulación en un manipulador determinado
Obtención de trayectorias articulares correspondientes a un modelo dinámico simplificado.
Utilizar software estándar (Matlab) para llevar a cabo estos cálculos

Entender la importancia de la generación de trayectorias y sus condicionantes
Saber resolver el problema de la generación de trayectorias articulares por s robots manipuladores
Conocer los diferentes tipos de programación de robots y su utilidad
Conocer el lenguaje de programación de robots RAPID y como estructurar un programa para la realización de
tareas con robots

Conocer las posibilidades de la aplicación de los robots en tareas industriales y cuando es útil su utilización
Saber resolver problemas de automatización industrial que requieren robots
Saber valorar las necesidades de integración de máquinas automáticas y de seguridad operativa cuando intervienen
robots y conocer la metodología a seguir para cubrir estas necesidades

La asignatura utiliza la metodología expositiva (clases de teoría) en un 25%, la discusión de casos en grupo grande en un
2%, el trabajo individual dirigido por el profesor en un 5%, el trabajo en el laboratorio en un 8% (simulación y entorno real), y el
trabajo individual no presencial en un 60%.

- Tema 1: Introducción, Morfología, Arquitecturas, Sensores

Introducción a los robots: ¿Qué son ?. Para qué se utilizan ?. En que consisten ?. Importancia de la estructura mecánica.
Control de los robots: Arquitectura del control del robot. Requerimientos de control a partir de las especificaciones
funcionales. Implicaciones hardware de los requerimientos. Elección práctica de la arquitectura hardware y software. Cuál
robot necesito?
Requerimientos para la sensórica, la mecánica y el sistema motriz a partir de las especificaciones funcionales. criterios
de selección de sensores. Criterios de selección de mecánica. Criterios de selección del sistema motriz

- Tema 2: Modelos matemáticos

Posición y Orientación en el plano y en el espacio. Sistemas de referencia de coordenadas. Notación de Craig.
Transformación de sistemas de coordenadas: traslación, rotación y rotación + traslación. Ejemplos con el Matlab.
Formato de transformaciones homogéneas (matrices 4x4). Aritmética de transformaciones: composición de
transformaciones, transformaciones inversas. Ejemplos, utilización del Matlab.
Otras representaciones de la orientación. RPY, Euler ZYX, Euler ZYZ, Pares de rotación y cuaterniones.

- Tema 3: Modelos físicos

Enlaces cinemáticos entre articulaciones. Relaciones entre los Sistemas de referencia de las articulaciones.
Determinación de la posición final de un manipulador con la concatenación de transformaciones.
Casos de ejemplo. Espacio de las coordenadas de las articulaciones en relación al espacio cartesiano. parámetros Denavit-
Hartenberg. Diferentes tipologías de robot (Puma 570, robots cilíndricos) ejercicios con Matlab
Problema cinemático inverso. Existencia de múltiples soluciones. Cómo abordar el problema, restricciones. estudio de
casos particulares. Resolución por métodos numéricos.
Velocidades lineales y angulares. Matriz Jacobiana del manipulador. Propagación de la velocidad a través de las
articulaciones. Pares y Fuerzas estáticas.

- Tema 4: Programación de robots

Generación de trayectorias
Objetivo de la programación de robots. Tipo de programación. Estructuras de programación aplicadas a robots.

- Tema 5: Aplicaciones

El robot a la producción. El robot como máquina flexible. Planteamiento de la automatización implicando robots.
El utillaje del robot. El entorno del robot.
Integración de máquinas y sistemas en un conjunto de producción con robots.
La operativa con robots y el cumplimiento de las normas de seguridad en máquinas.

PRACTICAS DE LABORATORIO PRIMERA PARTE (CB2)

Las prácticas están relacionadas con los contenidos teóricos de la asignatura, y tienen como finalidad
complementar y reforzar los conceptos y habilidades adquiridos en la parte teórica.

Prácticas de los Temas 2 y 3
Ejercicios con Matlab sobre transformaciones de coordenadas, y cinemática directa e inversa, y obtención de
trayectorias articulares

PRACTICAS DE LABORATORIO SEGUNDA PARTE (CB2, CE28; RA2)

Las prácticas tienen como finalidad conocer y saber utilizar un entorno de simulación para robots, así como un
robot industrial concreto

Prácticas de los Temas 1 y 4
Ejercicios de representación de estaciones robotizadas y de simulación del movimiento de robots con el entorno de
simulación Robot Studio y el modelo del robot Robot ABB IRB 1

PRACTICAS DE LABORATORIO TERCERA PARTE (CB2, CE28; RA2)

Las prácticas tienen tres finalidades:
· Saber programar un robot industrial para ejecutar una tarea determinada y evaluar, por simulación, que la
programación permite que el robot realice la tarea especificada satisfactoriamente.
· Saber pasar del entorno de simulación en el mundo real, utilizando las herramientas físicas de programación y control manual
del robot y las utilidades de transferencia y carga de programas
· Saber verificar y ajustar la programación de una tarea, realizada en el entorno de programación y simulación, sobre el
robot y la célula de trabajo real

Prácticas del Tema 5
Ejercicios de representación de estaciones robotizadas y de simulación del movimiento de robots con el entorno de
simulación Robot Studio y el modelo del robot Robot ABB IRB 120

PRIMER EXAMEN DE LA ASIGNATURA (CE27; RA3, RA4)

Descripción: Prueba escrita de los contenidos desarrollados en los temas 2 y 3

Descripción de la entrega esperado y vínculos con la evaluación: Resolución de la prueba
La calificación de la prueba representa un 30% de la nota final
 

SEGUNDO EXAMEN DE LA ASIGNATURA (CB2, CE27; RA3, RA4)

Descripción: Prueba escrita de los contenidos desarrollados en los temas 1,4, y 5

Descripción de la entrega esperado y vínculos con la evaluación: Resolución de la prueba
La calificación de la prueba representa un 30% de la nota final

EJERCICIOS y TRABAJOS 

Ejercicios y trabajos propuestos sobre los temas desarrollados en teoría. La calificación de los cuales representa un 10% de la nota final.

La calificación final será la media ponderada de las calificaciones de las actividades evaluables. 
Conjunto de todas las Prácticas 30%
Teoría Primera Parte: 35%
Teoría Segunda Parte: 35%

La media de estas tres partes sólo se hará siempre que cada una de ellas supere la puntuación de 3,5 puntos sobre 10. En caso contrario la calificación de la asignatura será la de la nota de la parte mas baja.

El primer examen se realizará durante el curso en el día fijado previamente y el segundo se realizará en la fecha programada para
el examen de la asignatura una vez finalizado el período de clases. Cada uno de estos exámenes tiene un temario específico
asociado.
La evaluación de cada parte de las prácticas exige la participación directa del alumno.
 

Craig, John J .. Robótica. 2006. Prentice-Hall, 2006. ISBN 9702607728.

ABB Robotics. RobotStudio - Manual del operador versión 5.13. ID: 3HAC029364-005 rev.C. ABB Robotics,
 

Ollero Baturone, Aníbal. ROBÓTICA Manipuladores y robots móviles. 2001. Barcelona: Marcombo, 2011. ISBN 8426713130.

Corke, Peter. Robotics, Vision and Control: Fundamental Algorithms in MATLAB. 2011. Springer Tracts in Advanced Robotics,
2011. ISBN 3642201431.

ABB Robotics. (IRC5 - RobotWare 5.0). ID: 3HAC029364-005. ABB Robotics,

Barrientos, Antonio. FUNDAMENTOS DE ROBOTICA. 2a. 2007. ISBN 8448156366.

ABB Robotics. Manual de referencia técnica. Descripción general de RAPID (RobotWare 5.13:3). ID: 16580HAC5-XNUMX. ABB Robotics,

ABB Robotics. Application manual FlexPendant SDK (RobotWare 5.14). ID: 3HAC036958-001, rev.A. ABB Robotics,