Syllabus

MTF-1025 ROBOTICA

MIM. LUIS ALBERTO AKE MAY

laake@itescam.edu.mx

Semestre Horas Teoría Horas Práctica Créditos Clasificación
8 3 2 5 Ingeniería Aplicada

Prerrequisitos
Realizar operaciones con matrices
Generar diagramas de cuerpo libre
Automatizar, controlar y programar máquinas
Diagnosticar y analizar fallas en máquinas
Analizar, diseñar y aplicar controladores electrónicos para sistemas mecatrónicos
Seleccionar y aplicar sensores y transductores a sistemas y procesos industriales
Seleccionar, aplicar y diseñar elementos y dispositivos mecánicos en sistemas dinámicos
• Interpretar y aplicar tolerancias y dimensiones geométricas
• Seleccionar materiales para construcción de robots y manipuladores
Aplicar el análisis de control e instrumentación para medición
• Realizar y/o seleccionar interfaces electrónicas para el control de elementos mecánicos
• Calcular momentos torsionales y flexionantes en los eslabones de articulaciones

Competencias Atributos de Ingeniería

Normatividad
Los estudiantes deben guardar silencio desde el inicio hasta el final de la Sesión de Clase. Regla Primordial en las sesiones de clase. Existen dos Advertencias a esta regla (NO existe la tercera advertencia): 1.- La primera advertencia consiste en solicitar al estudiante de la manera más cordial su salida de la Sesión de Clase, sanción correspondiente la respectiva falta del día de clase. 2.- La segunda advertencia consiste: El estudiante que incurra por segunda ocasión en no guardar el orden dentro del aula de clase, obtendrá como sanción su expulsión de la materia, en consecuencia debido a faltas pierde el derecho a exámenes ordinarios.-- • Formar filas uniformes, dejando un pasillo en la parte de en medio del aula, sin excepción alguna ningún estudiante podrá tomar asiento en la parte final del aula.-- • Respecto a una Petición o Solicitud de Palabra del estudiante hacia el profesor, durante la Sesión de Clase, el estudiante deberá alzar la mano -- • Esta estrictamente prohibido ingerir alimentos, golosinas y refrescos durante la sesión de clases, lo anterior hace acreedor al estudiante a una Sanción. -- • Celulares en Modo Silencio, el alumno que incurra en lo anterior, obtendrá como sanción ser voluntario a participar en las dinámicas de clase o resolver ejercicios si la clase lo amerita. --- • Para tener derecho a presentar cada una de las evaluaciones parciales correspondientes al semestre el alumno ha de mantener el 80% de asistencia, al término de cada parcial. --- • Las tolerancias máximas de ingreso al salón de clases, serán: 10 min., después se considerará como FALTA. --- • La falta grupal a clase será considerada doble y se dará como visto el tema del día. --- • Respetar los días(horario) y formas programados para la entrega de los trabajos, tareas, reportes y exposiciones. El trabajo fuera de esa programación se calificará en una escala del 80%, sin excepción. --- • La falta de respeto hacia compañeros o autoridades académicas será sancionada con la expulsión del salón de clases por ese día y la reincidencia será informada vía un acta a las autoridades correspondientes. --- • Otras circunstancias, merecedoras de llamadas de atención o sanciones, serán resueltas en los tiempos y formas pertinentes.

Materiales
Microcrontroladores,Microchips Darlintong,Protoboard, Lenguajes de Programación (C++, Java, etc), Multimetro digital. Computadoras Personales (20). Actuadores para simular gratificación por periféricos. (motores paso, revolución o servos). Sensor de proximidad o barrera infrarroja, capacitivos, inductivos, ultrasonicos, etc. FUENTES DE INFORMACIÓN: 1. Fu, K. S., González, R. C., y Lee, C. S. G., Robótica: Control, Detección, Visión e Inteligencia , McGraw Hill, 1987. 2. Barrientos, et. al., Fundamentos de robótica, McGraw Hill, 1997. 3. Spong, M.W., Vidyasagar, M., Robot Dynamics and control, John Wiley & Sons, 1989. 4. Craig, J., Introduction to Robotics: Mechanics and Control, Addison-Wesley, Reading, MA., 1986. 5. Shahinpoor, M., A robot Engineering Textbook, Harper & Row, N.Y., 1987. 6. www.kuka.com:(ArcWelding_engl.,Food_Suppy_Chain_engl. Kuka_CAMROB_de., Kuka_Jet_en., Kuka_Reinraum_en.). 7. Standler, W., Analytical Robotics and mechatronics, McGraw Hill International Ed., 1995. 8. Koren, Y., ROBOTICS for engineers, McGraw Hill International Ed., 1987. 9. www.unimation.com: catalog. 10. www.abbrobots.com: catalog. 11. Safford, E.L., Handbook of Advanced Robotics, TAB BOOKS inc., 1982.

Bibliografía disponible en el Itescam
Título
Autor
Editorial
Edición/Año
Ejemplares
Robots industriales manipuladores /
Iñigo Madrigal, Rafael.
Alfaomega,
2004.
3
-
Robótica /
Craig, John J.
Pearson educacción,
3a. / 2006.
5
-

Parámetros de Examen
PARCIAL 1 De la actividad 1.1.1 a la actividad 1.2.1
PARCIAL 2 De la actividad 3.1.1 a la actividad 4.2.1

Contenido (Unidad / Competencia / Actividad / Material de Aprendizaje)
1. Morfología del Robot
          1.1. Historia de los robots
                   1.1.1. Consultar diversas fuentes para conocer publicaciones científicas y tecnológicas de la robótica.
                           Consultar diversas fuentes para conocer publicaciones científicas y tecnológicas de la robótica. ( bytes)
                           https://roboticstoday.wikispaces.com/Historia+de+la+Rob%C3%B3tica
                          
          1.2. Estructura mecánica de un robot
                   1.2.1. Describir los componentes de un robot industrial, las características de robots y las definiciones básicas de la robótica.
                           Describir los componentes de un robot industrial, las características de robots y las definiciones básicas de la robótica. ( bytes)
                           http://proton.ucting.udg.mx/materias/robotica/r166/r66/r66.htm
                          
          1.3. Transmisiones y Reductores
                   1.3.1. Transmisiones
                          
                   1.3.2. Reductores
                          
                   1.3.3. Accionamiento Directo
                          
          1.4. Comparación de sistemas de acción
                   1.4.1. Actuadores neumáticos
                          
                   1.4.2. Actuadores hidráulicos
                          
                   1.4.3. Actuadores eléctricos
                          
          1.5. Sensores internos
                   1.5.1. Sensores de posición
                          
                   1.5.2. Sensores de velocidad
                          
                   1.5.3. Sensores de presencia
                          
          1.6. Elementos terminales
          1.7. Tipos y características de robots
          1.8. Grados de libertad y espacio de trabajo
          1.9. Aplicaciones
2. Programación de Robots
          2.1. Programación no textual
                   2.1.1. por hardware
                          
                   2.1.2. programa cableado
                          
                   2.1.3. programa definido mecánicamente
                          
                   2.1.4. por enseñanza
                          
          2.2. Programación textual
                   2.2.1. Explícita
                          
                   2.2.2. Implícita
                          
3. Cinemática
          3.1. Sistemas de coordenadas.COMPETENCIA: Comprender los conceptos sobre el modelado cinemático de un manipulador, su importancia y limitaciones.
                   3.1.1. Representación de un punto en el sistema de coordenadas -
                           Obtener la matriz de traslación, rotación y transformación homogénea para algún movimiento determinado de un robot, dada su configuración particular ( bytes)
                           http://proton.ucting.udg.mx/~cin/robotic/tarease/dh/mhomogeneas.htm
                          
                   3.1.2. Descripciones espaciales,posicion,orientacion y ejes de referencia.
                           Realizar la cadena cinemática de los eslabones de un robot utilizando la metodología Denavit–Hartenberg ( bytes)
                           http://mecasalinasa.mex.tl/1063376_1-3-CADENA-CINEMATICA.html
                          
          3.2. Movimiento rígido y transformaciones homogéneas
                   3.2.1. Rotaciones
                          
                   3.2.2. Composición de rotaciones
                          
                   3.2.3. Propiedades de las rotaciones
                          
                   3.2.4. Matrices antisimétricas
                          
                   3.2.5. Matrices y Transformaciones homogéneas
                          
          3.3. Representación de Denavit-Hartenberg
                   3.3.1. Cadenas cinemáticas
                          
                   3.3.2. Representación Denavit-Hartenberg. ACTIVIDAD : Realizar la cadena cinemática de los eslabones de un robot utilizando la metodología Denavit–Hartenberg.
                          
                   3.3.3. Cinemática directa. ACTIVIDAD : Efectuar una búsqueda en internet sobre simuladores de uso gratuito
                          
          3.4. Cinemática inversa
                   3.4.1. Introducción
                          
                   3.4.2. Desacoplo cinemático
                          
                   3.4.3. Posición inversa
                          
                   3.4.4. Orientación inversa
                          
4. Dinámica
          4.1. Introducción.COMPETENCIA: Comprender los conceptos sobre el modelado dinámico de un manipulador, su importancia y limitaciones.
                   4.1.1. Importancia de la dinámica de manipulador
                           Mostrar en clase la forma de modelar la dinámica de los robots manipuladores. ( bytes)
                           http://proton.ucting.udg.mx/materias/robotica/r166/r99/r99.htm
                          
                   4.1.2. Aplicaciones
                          
          4.2. Ecuaciones de Euler-Lagrange
                   4.2.1. Velocidades de las articulaciones de un robot. ACTIVIDAD :Realizar ejemplos de modelación que el profesor exponga en clase.
                           Realizar el modelado dinámico de los eslabones de un robot utilizando Lagrange-Euler y Newton-Euler. ( bytes)
                           https://imtjuarez.wordpress.com/2007/08/19/robotica-dinamica-y-control/
                          
                   4.2.2. Energía cinética
                          
                   4.2.3. Energía potencial
                          
                   4.2.4. Ecuaciones de movimiento
                          
          4.3. Formulación de Newton-Euler
                   4.3.1. Sistema de coordenadas rotantes
                          
                   4.3.2. Sistema de coordenadas en movimiento
                          
                   4.3.3. Cinemática de los elementos
                          
                   4.3.4. Ecuaciones de movimiento recursivas
                          
          4.4. Ecuaciones de movimiento generalizadas de D’Alambert
                   4.4.1. Modelo dinámico simplificado
                          
5. Control
          5.1. Introducción.COMPETENCIA: Reconocer los diferentes esquemas de control y su aplicación para los requerimientos de movimiento de un manipulador.
                   5.1.1. Exponer en clase las formas convencionales de controlar la posición, velocidad y fuerza en robots industriales
                           Exponer en clase las formas convencionales de controlar la posición, velocidad y fuerza en robots industriales ( bytes)
                           http://www.portaleso.com/usuarios/Toni/web_robot_3/robot_indice.html
                          
          5.2. Control de posición
                   5.2.1. ACTIVIDAD :Realizar prácticas orientadas a simular modelos de control de uno o varios grados de libertad de un robot. .
                           Realizar prácticas orientadas a simular modelos de control de uno o varios grados de libertad de un robot ( bytes)
                           http://www.automatas.org/hardware/teoria_pid.htm
                          
          5.3. Control de velocidad
          5.4. Control de fuerza
                   5.4.1. ACTIVIDAD :Exponer en clase las formas convencionales de controlar la posición, velocidad y fuerza en robots industriales.
                          
6. Planificación de Trayectorias
          6.1. Trayectorias paramétricas
                   6.1.1. Mostrar la forma de modelar la planificación de trayectorias de los robots manipuladores
                           Mostrar la forma de modelar la planificación de trayectorias de los robots manipuladores ( bytes)
                           http://www.scielo.org.co/scielo.php?pid=S0124-81702012000200005&script=sci_arttext
                          
          6.2. Perfil trapezoidal
                   6.2.1. Realizar prácticas en donde se programe en computadora y se simule la trayectoria deseada que efectúe un robot y se analicen los diferentes resultados obtenidos
                           Realizar prácticas en donde se programe en computadora y se simule la trayectoria deseada que efectúe un robot y se analicen los diferentes resultados obtenidos ( bytes)
                           http://www.ni.com/white-paper/3367/es/
                          
          6.3. Restricciones de trayectorias

Prácticas de Laboratorio (20212022P)
Fecha
Hora
Grupo
Aula
Práctica
Descripción

Cronogramas (20212022P)
Grupo Actividad Fecha Carrera

Temas para Segunda Reevaluación