101412 - ROBÒTICA

Tipus d'assignatura: Obligatòria

Coordinador: Julián Horrillo Tello

Trimestre: Primer trimestre

Crèdits: 6

Proporcionar als estudiants els coneixements bàsics del control de robots y de la seva aplicació en producció industrial, de
manera que adquireixin un coneixement suficient de com es programen i s'utilitzen i de les possibilitats de la seva
aplicació.
Això inclou el coneixement dels principis bàsics de disseny i control de robots i la seva programació per utilitzar-los en
aplicacions industrials i d'altre mena.

“Aquesta assignatura disposa de recursos metodològics i digitals per fer possible la seva continuïtat en modalitat no presencial en el cas de ser necessari per motius relacionats amb la Covid-19. D’aquesta forma s’assegurarà l’assoliment dels mateixos coneixements i competències que s’especifiquen en aquest pla docent.

El Tecnocampus posarà a l’abast del professorat i l’alumnat les eines digitals necessàries per poder dur a terme l’assignatura, així com guies i recomanacions que facilitin l’adaptació a la modalitat no presencial”

RA2. Coneix els fonaments en comunicacions industrials.(CE28)

RA3. És capaç d'utilitzar i dissenyar sistemes automàtics basats en dispositius electromecànics, oleohidràulics, pneumàtics i robotitzats. (CE27)

RA4. Dissenya sistemes d'automatització basats en robots industrials. (CE26, CE27, CE29)

Conèixer què són els robots, com estan formats i per a què serveixen
Conèixer l'arquitectura de control dels robots. Relació entre especificacions funcionals i requeriments de control.
Implicacions respecte al hardware
Saber determinar els requeriments sobre sensòrica, mecànica i sistema motriu de les especificacions funcionals. I
saber aplicar criteris de selecció per aquests elements.

Enumerar diferents formats de representacions de la posició i la orientació en robots manipuladors.
Calcular transformacions entre sistemes de referència en sentit directe i invers.
Utilitzar programari estàndard (Matlab) per dur a terme aquests càlculs.

Conèixer els Paràmetres de Denavit-Hartember associats a un tipus de manipulador determinat
Escriure la matriu Jacobiana de velocitats associada a un tipus de manipulador determinat

Obtenció de parells i forces estàtiques aplicats a cada articulació en un manipulador determinat
Obtenció de trajectòries articulars corresponents a un model dinàmic simplificat.
Utilitzar programari estàndard (Matlab) per dur a terme aquests càlculs

Entendre la importància de la generació de trajectòries i els seus condicionants
Saber resoldre el problema de la generació de trajectòries articulars per s robots manipuladors
Conèixer els diferents tipus de programació de robots i la seva utilitat
Conèixer el llenguatge de programació de robots RAPID i com estructurar un programa per a la realització de
tasques amb robots

Conèixer les possibilitats de l'aplicació dels robots en tasques industrials i quan és útil la seva utilització
Saber resoldre problemes d'automatització industrial que requereixen robots
Saber valorar les necessitats d'integració de màquines automàtiques i de seguretat operativa quan intervenen
robots i conèixer la metodologia a seguir per cobrir aquestes necessitats

L'assignatura utilitza la metodologia expositiva (classes de teoria) en un 25%, la discussió de casos en grup gran en un
2%, el treball individual dirigit pel professor en un 5%, el treball al laboratori en un 8% (simulació i entorn real), i el
treball individual no presencial en un 60%.

- Tema 1: Introducció, Morfologia, Arquitectures,Sensors

Introducció als robots: Què son?. Per a què s'utilitzen?. En que consisteixen?. Importància de l'estructura mecànica.
Control dels robots: Arquitectura del control del robot. Requeriments de control a partir de les especificacions
funcionals. Implicacions hardware dels requeriments. Elecció pràctica de l'arquitectura hardware i software. Quin
robot em cal?
Requeriments per la sensòrica, la mecànica i el sistema motriu a partir de les especificacions funcionals. Criteris
de selecció de sensors. Criteris de selecció de mecànica. Criteris de selecció del sistema motriu

- Tema 2: Models matemàtics

Posició i Orientació en el pla i en el espai. Sistemes de referència de coordenades. Notació de Craig .
Transformació de sistemes de coordenades: translació, rotació i rotació + translació. Exemples amb el Matlab.
Format de transformacions homogènies (matrius 4x4). Aritmètica de transformacions: composició de
transformacions, transformacions inverses. Exemples, utilització del Matlab.
Altres representacions de l'orientació. RPY, Euler ZYX, Euler ZYZ, Parells de rotació i Quaternions.

- Tema 3: Models físics

Enllaços cinemàtics entre articulacions. Relacions entre els Sistemes de referència de les articulacions.
Determinació de la posició final d'un manipulador amb la concatenació de transformacions.
Casos d'exemple. Espai de les coordenades de les articulacions en relació a l'espai cartesià. Paràmetres Denavit-
Hartenberg. Diferents tipologies de robot (Puma 570, robots cilíndrics ) exercicis amb Matlab
Problema cinemàtic invers. Existència de múltiples solucions. Com abordar el problema, restriccions. Estudi de
casos particulars. Resolució per mètodes numèrics.
Velocitats lineals i angulars. Matriu Jacobiana del manipulador. Propagació de la velocitat a traves de les
articulacions. Parells i Forces estàtiques.

- Tema 4: Programació de robots

Generació de trajectòries
Objectiu de la programació de robots. Tipus de programació. Estructures de programació aplicades a robots.

- Tema 5: Aplicacions

El robot a la producció. El robot com a màquina flexible. Plantejament de l'automatització implicant robots.
L'utillatge del robot. L'entorn del robot.
Integració de màquines i sistemes en un conjunt de producció amb robots.
L'operativa amb robots i el compliment de les normes de seguretat en màquines.

PRACTIQUES DE LABORATORI PRIMERA PART (CB2)

Les pràctiques estan relacionades amb els continguts teòrics de l'assignatura, i tenen com a finalitat
complementar i reforçar els conceptes i habilitats adquirits a la part teòrica.

Pràctiques dels Temes 2 i 3
Exercicis amb Matlab sobre transformacions de coordenades, i cinemàtica directa i inversa, i obtenció de
trajectòries articulars

PRACTIQUES DE LABORATORI SEGONA PART (CB2,CE28;RA2)

Les pràctiques tenen com a finalitat conèixer i saber utilitzar un entorn de simulació per a robots, així com un
robot industrial concret

Pràctiques dels Temes  1 i 4
Exercicis de representació d'estacions robotitzades i de simulació del moviment de robots amb l'entorn de
simulació Robot Studio i el model del robot Robot ABB IRB 1

PRACTIQUES DE LABORATORI TERCERA PART (CB2,CE28;RA2)

Les pràctiques tenen tres finalitats:
· saber programar un robot industrial per executar una tasca determinada i avaluar, per simulació, que la
programació permet que el robot realitzi la tasca especificada satisfactòriament.
· saber passar de l'entorn de simulació al mon real, utilitzant les eines físiques de programació i control manual
del robot i les utilitats de transferència i càrrega de programes
· saber verificar i ajustar la programació d'una tasca, realitzada en l'entorn de programació i simulació, sobre el
robot i la cèl·lula de treball real

Pràctiques del Tema 5
Exercicis de representació d'estacions robotitzades i de simulació del moviment de robots amb l'entorn de
simulació Robot Studio i el model del robot Robot ABB IRB 120

PRIMER EXAMEN DE L'ASSIGNATURA (CE27;RA3,RA4)

Descripció: Prova escrita dels continguts desenvolupats en els temes 2 i 3

Descripció del lliurament esperat i vincles amb l'avaluació: Resolució de la prova
La qualificació de la prova representa un 30% de la nota final
 

SEGON EXAMEN DE L'ASSIGNATURA (CB2,CE27;RA3,RA4)

Descripció: Prova escrita dels continguts desenvolupats en els temes 1,4 ,i 5

Descripció del lliurament esperat i vincles amb l'avaluació: Resolució de la prova
La qualificació de la prova representa un 30% de la nota final

EXERCICIS i TREBALLS 

Exercicis i treballs proposats sobre els temes desenvolupats a teoria. La qualificació dels quals representa un 10 % de la nota final.

La qualificació final serà la mitjana ponderada de les qualificacions de les activitats avaluables. 
Conjunt de totes les Pràctiques 30 %
Teoria Primera Part: 35 %
Teoria Segona Part: 35%

La mitjana d'aquestes tres parts només es farà sempre que cada una d'elles superi la puntuació de 3,5 punts sobre 10. En cas contrari la qualificació de l'assignatura serà la de la nota de la part mes baixa.

El primer examen es realitzarà durant el curs en el dia fixat prèviament i el segon es realitzarà en la data programada per
l'examen de l'assignatura un cop finalitzat el període de classes. Cada un d'aquests exàmens te un temari específic
associat.
L'avaluació de cada part de les pràctiques exigeix la participació directe de l'alumne.
 

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

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

Ollero Baturone, Aníbal. ROBÒTICA Manipuladores i 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). ID: 3HAC16580-5. ABB Robotics,

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