Datos Identificativos 2013/14
Asignatura (*) Robótica Industrial Código 770G01041
Titulación
Grao en Enxeñaría Electrónica Industrial e Automática
Descriptores Ciclo Periodo Curso Tipo Créditos
Grado 2º cuatrimestre
Cuarto Optativa 6
Idioma
Castellano
Prerrequisitos
Departamento Enxeñaría Industrial
Coordinador/a
Velo Sabin, Jose Maria
Correo electrónico
jose.velo@udc.es
Profesorado
Velo Sabin, Jose Maria
Correo electrónico
jose.velo@udc.es
Web http://http://http://fv.udc.es/
Descripción general Esta asignatura está dedicada al estudio de los robots como elementos de la automatización de la producción. Los robots son máquinas que integran componentes mecánicos, eléctricos, electrónicos y dispositivos sensoriales y de comunicaciones, bajo la supervisión de un sistema informático de control en tiempo real.

Competencias del título
Código Competencias de la titulación
A1 Capacidad para la redacción, firma, desarrollo y dirección de proyectos en el ámbito de la ingeniería industrial, y en concreto de la especialidad de electrónica industrial.
A2 Capacidad para planificar, presupuestar, organizar, dirigir y controlar tareas, personas y recursos.
A3 Capacidad para realizar mediciones, cálculos, valoraciones, tasaciones, peritaciones, estudios e informes.
A4 Capacidad de gestión de la información, manejo y aplicación de las especificaciones técnicas y la legislación necesarias en el ejercicio de la profesión.
A5 Capacidad para analizar y valorar el impacto social y medioambiental de las soluciones técnicas actuando con ética, responsabilidad profesional y compromiso social, buscando siempre la calidad y mejora continua.
A10 Conocimientos básicos sobre el uso y programación de los ordenadores, sistemas operativos, bases de datos y programas informáticos con aplicación en ingeniería.
A16 Conocer los fundamentos de la electrónica.
A17 Conocer los fundamentos de automatismos y métodos de control.
A27 Conocimiento aplicado de electrónica de potencia.
A28 Conocimiento aplicado de instrumentación electrónica.
A29 Capacidad para diseñar sistemas electrónicos analógicos, digitales y de potencia.
A30 Conocer y ser capaz de modelar y simular sistemas.
A31 Conocimientos de regulación automática y técnicas de control y su aplicación a la automatización industrial.
A32 Conocer los principios y aplicaciones de los sistemas robotizados.
A33 Conocimiento aplicado de informática industrial y comunicaciones.
A34 Capacidad para diseñar sistemas de control y automatización industrial.
B1 Capacidad de resolver problemas con iniciativa, toma de decisiones, creatividad y razonamiento crítico.
B2 Capacidad de comunicar y transmitir conocimientos, habilidades y destrezas en el campo de la ingeniería industrial.
B3 Capacidad de trabajar en un entorno multilingüe y multidisciplinar.
B4 Capacidad de trabajar y aprender de forma autónoma y con iniciativa.
B5 Capacidad para usar las técnicas, habilidades y herramientas de la Ingeniería necesarias para la práctica de la misma.
B7 Capacidad para trabajar de forma colaborativa y de motivar a un grupo de trabajo.
C3 Utilizar las herramientas básicas de las tecnologías de la información y las comunicaciones (TIC) necesarias para el ejercicio de su profesión y para el aprendizaje a lo largo de su vida.
C4 Desarrollarse para el ejercicio de una ciudadanía abierta, culta, crítica, comprometida, democrática y solidaria, capaz de analizar la realidad, diagnosticar problemas, formular e implantar soluciones basadas en el conocimiento y orientadas al bien común.
C6 Valorar críticamente el conocimiento, la tecnología y la información disponible para resolver los problemas con los que deben enfrentarse.
C8 Valorar la importancia que tiene la investigación, la innovación y el desarrollo tecnológico en el avance socioeconómico y cultural de la sociedad.

Resultados de aprendizaje
Competencias de materia (Resultados de aprendizaje) Competencias de la titulación
Conocer los subsistemas de accionamiento, sensorial y de control de un robot industrial A2
A3
A4
A5
A32
A34
B1
B2
B3
B4
B5
C6
C8
Conocer los fundamentos técnicos para abordar el diseño del sistema de control y programación de un robot industrial A1
A2
A3
A5
A10
A17
A31
A32
A34
B1
B2
B3
B4
B5
C3
C6
Adquirir las habilidades para modelar y programar un robot industrial A16
A17
A27
A28
A29
A30
A32
A33
A34
B1
B2
B3
B4
B5
C3
C6
Evalúar la conveniencia y viabilidad de robotizar procesos productivos, atendiendo a aspectos económicos, de calidad y seguridad. A1
A2
A3
A34
B1
B3
B7
C4
C6
C8

Contenidos
Tema Subtema
1.- Introducción
Resumen: En este tema se muestra la Robótica como tecnología multidisciplinar, definiendo al robot industrial y comentando su desarrollo histórico, estado actual y aplicaciones más frecuentes
Definición del concepto de robot.
Origen y evolución de los robots.
Definiciones y distintas clasificaciones.
Principales aplicaciones industriales de los robots.
2.- Morfología de Robot
Resumen: Se presentan los elementos fundamentales que constituyen la estructura de un robot
Morfología: Estructura mecánica, transmisiones y reductores, actuadores, sensores, sistema de control y efector final.
3.- Herramientas matemáticas para la localización espacial.
Resumen: herramientas matemáticas que permiten especificar la posición y orientación de cualquier objeto.
Matrices de transformación homogéneas.
Traslaciones y rotaciones espaciales. Quaternios.
Ejemplos y problemas
4.- Modelo cinemático directo.
Resumen: Estudio de las relaciones entre la posición y la orientación del extremo final del robot con los valores que toman sus coordenadas articulares.
Problema cinemático directo.
Método de Denavit - Hartember
5.- Modelo cinemático inverso.
Resumen: Encontrar los valores de las coordenadas articulares del robot para que su extremo se posicione y oriente según una determinada localización espacial. Ademas se analizan las relaciones entre las velocidades de movimiento de las articulaciones y las del extremo del robot.
Problema cinemático inverso.
Solución trigonométrica
Desacoplo cinemático.
Ejemplos y problemas
Concepto de Jacobiana.
Cálculo de la matriz Jacobiana. Singularidades
Ejemplo y problemas.
6.- Dinámica del robot
Resumen: En este tema se presenta el estudio de la relación entre el movimiento del robot y las fuerzas aplicadas sobre el mismo
Modelo dinámico de la estructura mecánica de un robot rígido.
Modelo dinámico de un robot mediante la formulación de Lagrange.
Modelo dinámico de un robot mediante la formulación recursiva de Newton-Euler.
Modelo dinámico en variables de estado.
Modelo dinámico en el espacio de la tarea.
Modelo dinámico de los actuadores.
7.- Control cinemático y generación de trayectorias
Resumen: En este tema se estudia cómo establecer cuáles son las trayectorias que debe seguir cada articulación del robot a lo largo del tiempo para lograr los objetivos fijados por el usuario.
Funciones del control cinemático.
Tipos de trayectorias.
Generación de trayectorias cartesianas.
Muestreo de trayectorias cartesianas.
Interpolación de trayectorias.
Ejemplos y problemas
8.- Control dinámico
Resumen: En este tema se estudia cómo procurar que las trayectorias realmente seguidas por el robot sean lo más parecidas posibles a las propuestas por el control cinemático
Control monoarticular.
Control multiarticular.
Control adaptativo.
Implantación del regulador desde el punto de vista práctico.
9.- Programación de robots.
Resumen: En este tema se estudia cómo se le indica a un robot la secuencia de acciones que deberá llevar a cabo durante la realización de una tarea.
Métodos de programación de robots y su clasificación.
Características básicas de lenguajes de diferentes fabricantes.
Ejemplos y problemas.
10.- Implantación de un robot industrial
Resumen: Este tema aborda, tanto desde un aspecto técnico como económico, aquellas materias relacionadas con la implantación de un robot en un entorno industrial
Fases de una instalación.
Criterios de selección de un robot.
Consideraciones sobre seguridad. Normativa existente.

Planificación
Metodologías / pruebas Horas presenciales Horas no presenciales / trabajo autónomo Horas totales
Sesión magistral 21 21 42
Solución de problemas 21 42 63
Prácticas de laboratorio 9 14 23
Prueba objetiva 5 15 20
 
Atención personalizada 2 0 2
 
(*)Los datos que aparecen en la tabla de planificación són de carácter orientativo, considerando la heterogeneidad de los alumnos

Metodologías
Metodologías Descripción
Sesión magistral Mediante el método expositivo el profesor establecerá los fundamentos teóricos y prácticos sobre los diferentes contenidos que componen la asignatura. Para estas sesiones, se utilizarán medios audiovisuales y se mantendrá un dialogo con los alumnos con el objetivo de facilitar el aprendizaje
Solución de problemas Se propondrán ejercicios, problemas o trabajos, ya sea en grupo o de forma individual, relativos a los contenidos desarrollados en las sesiones magistrales.
Prácticas de laboratorio Se utilizarán herramientas software comerciales que permitan a los alumnos el análisis, el modelado, la simulación y la programación de robots.
Prueba objetiva Prueba de evalución final, consistente en cuestiones teórico-prácticas y resolución de problemas, cuyo objetivo es comprobar si el alumno ha adquirido las competencias fijadas en la asignatura

Atención personalizada
Metodologías
Solución de problemas
Sesión magistral
Descripción
Asociadas a las lecciones magistrales y a las sesiones prácticas, los alumnos dispondrán para la resolución de sus posibles dudas y/o problemas, de sesiones de tutorías individualizadas o en grupos reducidos.

Evaluación
Metodologías Descripción Calificación
Solución de problemas Realización de trabajos, ejercicios, problemas 20
Prácticas de laboratorio Serán de asistencia obligatoria. Se valorará la memoria entregada al final de las mismas y la actitud mostrada por el alumno, durante su desarrollo. 30
Prueba objetiva Prueba de evalución final 50
 
Observaciones evaluación

Fuentes de información
Básica Barrientos Cruz, Antonio; Peñín Honrubia, Luis Felipe (2007). Fundamentos de Robótica (2ª). Mc Graw-Hill

Complementária John J, Craig (2006). Robótica (3º Edición). Pearson Prentice Hall
FU; GONZALEZ y LEE (1988). Robotica. Control, Detección, Visión e Inteligencia. McGraw-Hill
Ollero Baturone (2001). Robótica: Manipuladores y Robots móviles. Marcombo
Torres, F y otros (2002). Robots y Sistemas Sensoriales. Prentice Hall


Recomendaciones
Asignaturas que se recomienda haber cursado previamente

Asignaturas que se recomienda cursar simultáneamente
Automatización II/770G01037

Asignaturas que continúan el temario
Informática/770G01002
Física I/770G01003
Algebra/770G01006
Fisíca II/770G01007
Fundamentos de Automática/770G01017
Fundamentos de Electrónica/770G01018
Sistemas Digitales I/770G01026

Otros comentarios


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