Syllabus

MTF-1025 ROBOTICA

MIM. ROGELIO ALFREDO FLORES HAAS

raflores@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 vibraciones, 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
Reconoce los diferentes esquemas de control y su aplicación para los requerimientos de movimiento de un manipulador.   Identificar, formular y resolver problemas de ingeniería aplicando los principios de las ciencias básicas e ingeniería
Realiza análisis dinámicos a robots industriales para la obtención de los modelos matemáticos que determinen los pares y fuerzas articulares.   Identificar, formular y resolver problemas de ingeniería aplicando los principios de las ciencias básicas e ingeniería
Realizar a un sistema robótico la masterización con el fin de definir su posición de referencia.   Aplicar, analizar y sintetizar procesos de diseño de ingeniería que resulten en proyectos que cumplen las necesidades específicas
Realizar análisis cinemáticos a robots industriales para la obtención de los modelos matemáticos que definen la ubicación espacial, la velocidad y la trayectoria del órgano terminal.   Identificar, formular y resolver problemas de ingeniería aplicando los principios de las ciencias básicas e ingeniería
Elaborar y editar programas en un sistema robótico industrial para implementar dicho manipulador en un proceso industrial.   Aplicar, analizar y sintetizar procesos de diseño de ingeniería que resulten en proyectos que cumplen las necesidades específicas
Identifica los componentes de un robot industrial para determinar de los grados de libertad y espacio de trabajo de dicho manipulador las disciplinas que intervienen en su análisis y diseño.   Identificar, formular y resolver problemas de ingeniería aplicando los principios de las ciencias básicas e ingeniería
Manipula un robot industrial en forma manual a través de sus diversos sistemas de referencia para ubicar la herramienta de trabajo en puntos de interés.   Aplicar, analizar y sintetizar procesos de diseño de ingeniería que resulten en proyectos que cumplen las necesidades específicas

Normatividad
A. Presencial: En Aula.
El alumno:
  • Deberá tener una asistencia del 80%, para tener derecho a entregar las tareas de cada una de las unidades y las revaluaciones.

  • Mantener el orden y el respeto: él alumno(a) guardará el debido respeto en el momento de entrar al salón de clases (hacia sus compañeros y al profesor).

  • El uso del teléfono celular deberá estar en modo vibrador y solo se contestan si son de urgencia.

  • Es responsabilidad del alumno(a) tomar notas, preguntar y conceptualizar los temas o subtemas marcados en cada clase.

  • Cumplir en tiempo y forma con los trabajos requeridos por el profesor.

  • Participar en el salón de clases cuando se le requiera.

  • Estar a más tardar 10 min. después de la entrada del profesor, después de lo cual no se le dejará entrar.


  • En Línea: Aula Virtual. .
    El alumno debe:
  • Acondicionar un lugar de estudio para atender las clases virtuales.

  • Mantenerse informado acerca de las lecturas, actividades y tareas del curso asistiendo a todas las clases señaladas en su horario virtual.

  • Cumplir dentro del aula virtual con todas las tareas, foros y actividades detalladas por el programa académico y el maestro, en el tiempo y forma establecidos.

  • En todo momento el alumno deberá tener activada la visibilidad de la cámara del dispositivo que esté utilizando para la clase si lo tiene disponible.

  • Deberá de estar atento a su horario para poder prever el material necesario a utilizar en el curso.

  • Hacer lo posible por tener conexión a internet.


  • El participante no debe:

  • Subir archivos o transmitir cualquier contenido amenazador, malicioso, agraviante, difamatorio, vulgar, obsceno, invasivo de la privacidad y/o cualquier otros que generen un ambiente viciado en el aula virtual.

  • Realizar actos ilegítimos que generen responsabilidades civiles o penales tales como compartir información confidencial, manipulación de la imagen de algún maestro o compañero.

  • Suplantar la identidad de una persona.

  • Hacer uso del chat del aula virtual, ni el de otro dispositivo mientras está en la clase.

  • Interferir o interrumpir la clase con comentarios ajenos a la temática tratada en ella.

  • Interferir o interrumpir la clase compartiendo la pantalla del dispositivo que está utilizando.

  • Interferir o interrumpir la clase haciendo uso de la pizarra virtual sobre lo que está compartiendo el docente.
  • Materiales
    1. Microcrontroladores; 2. PLC´s; 3. ULN2803; 4. Software COSIMIR; 5. Brazo robótico Mitsubishi RV -1A; 6. Protoboard 7. Lenguajes de Programación (C++, LabView, Pyton, etc); 8. Multimetro digital 9. Computadoras Personales; 9. Actuadores para simular gratificación por periféricos. (motores paso, revolución o servos) 10. Sensor de proximidad o barrera infrarroja, capacitivos, inductivos, ultrasonicos, etc.

    Bibliografía disponible en el Itescam
    Título
    Autor
    Editorial
    Edición/Año
    Ejemplares
    Robótica : Manipuladores y robots móviles /
    Ollero Baturone, Aníbal
    Alfaomega,
    2007.
    13
    -

    Parámetros de Examen
    PARCIAL 1 De la actividad 1.1.1 a la actividad 2.2.4
    PARCIAL 2 De la actividad 3.1.1 a la actividad 4.1.3

    Contenido (Unidad / Competencia / Actividad / Material de Aprendizaje)
    1. Morfología del Robot
              1.1. Identifica los componentes de un robot industrial para determinar de los grados de libertad y espacio de trabajo de dicho manipulador las disciplinas que intervienen en su análisis y diseño.
                       1.1.1. Consultar diversas fuentes para conocer publicaciones científicas y tecnológicas de la robótica.
                               https://www.kuka.com/es-mx
                               http://www.mitsubishielectric.com/fa/products/rbt/robot/
                               https://www.rethinkrobotics.com/
                               https://www.cobot.mx/
                              
                       1.1.2. Describir los componentes de un robot industrial, las características de robots y las definiciones básicas de la robótica.
                               A. Barrientos (2007). Fundamentos de Robótica: Transmisiones y Reductores. Segunda Edicion. Editorial McGraw-Hill
                               A. Barrientos (2007). Fundamentos de Robótica: Acondicionamiento Directo. Segunda Edicion. Editorial McGraw-Hill
                               A. Barrientos (2007). Fundamentos de Robótica: Introducción. Segunda Edicion. Editorial McGraw-Hill (Pag. 1 - 8)
                               A. Barrientos (2007). Fundamentos de Robótica: Estructura mecánica de un robot. Segunda Edicion. Editorial McGraw-Hill
                              
              1.2. Manipula un robot industrial en forma manual a través de sus diversos sistemas de referencia para ubicar la herramienta de trabajo en puntos de interés.
                       1.2.1. Expone en clase las formas convencionales de programación de los robots industriales
                               A. Barrientos (2007). Fundamentos de Robótica: Programación de Robots. Segunda Edicion. Editorial McGraw-Hill (Pag. 219 - 225
                              
                       1.2.2. Manipular en forma manual un robot industrial a través de sus diversos sistemas de referencia.
                               Robot mitshubichi rv 1a_doc_1 (3226523 bytes)
                               Robot mitshubichi rv 1a_doc_2 (3705578 bytes)
                               Robot mitshubichi rv 1a_doc_3 (3019789 bytes)
                               Robot mitshubichi rv 1a_doc_4 (3823586 bytes)
                              
    2. Cinemática de robots
              2.1. Realizar análisis cinemáticos a robots industriales para la obtención de los modelos matemáticos que definen la ubicación espacial, la velocidad y la trayectoria del órgano terminal.
                       2.1.1. Determinar la posición y orientación de cuerpos en el espacio respecto a un sistema de referencia realizando ejercicios a partir de una transformación homogénea.
                               A. Barrientos (2007). Fundamentos de Robótica. Segunda Edición. Editorial McGraw-Hill. Pag. (49-61).
                              
                       2.1.2. Obtener la matriz de traslación, rotación y transformación homogénea para algún movimiento determinado de un robot, dada su configuración particular.
                               A. Barrientos (2007). Fundamentos de Robótica. Segunda Edición. Editorial McGraw-Hill. Pag. (52-80).
                              
                       2.1.3. Realizar la cadena cinemática de los eslabones de un robot utilizando la metodología Denavit– Hartenberg
                               A. Barrientos (2007). Fundamentos de Robótica. Segunda Edición. Editorial McGraw-Hill. Pag. (94-97).
                              
              2.2. Elaborar y editar programas en un sistema robótico industrial para implementar dicho manipulador en un proceso industrial.
                       2.2.1. Realizar programas computacionales para la obtención de los modelos cinématicos.
                               https://la.mathworks.com/help/matlab/ref/mtimes.html
                               https://la.mathworks.com/help/images/matrix-representation-of-geometric-transformations.html?searchHighlight=matriz&s_tid=srchtitle
                              
                       2.2.2. Realizar programa que planifique la trayectoria de un manipulador.
                               https://la.mathworks.com/help/robotics/examples/plan-a-reaching-trajectory-with-kinematic-constraints.html?searchHighlight=trayectoria&s_tid=srchtitle
                              
                       2.2.3. Realizar una práctica en donde se programe en computadora y se simule el modelo de la cinemática de un robot.
                               https://la.mathworks.com/help/robotics/examples/plan-and-execute-collision-free-trajectory-kinova-gen3.html?searchHighlight=trayectoria&s_tid=srchtitle
                              
                       2.2.4. Desarrollar programas con funciones básicas en un sistema robótico para la realización de las prácticas en el laboratorio, donde se generen trayectorias libres, lineales y circulares.
                               https://la.mathworks.com/help/robotics/examples/trajectory-control-modeling-with-inverse-kinematics.html?s_tid=srchtitle
                              
    3. Dinámica de robots
              3.1. Realiza análisis dinámicos a robots industriales para la obtención de los modelos matemáticos que determinen los pares y fuerzas articulares.
                       3.1.1. Formular el modelo dinámico de robots mediante el escalar lagrangiano.
                               A. Barrientos (2007). Fundamentos de Robótica. Segunda Edicion. Editorial McGraw-Hill (Pag. 131 - 132)
                              
                       3.1.2. Realiza el modelado dinámico de los eslabones de un robot utilizando Lagrange- Euler y Newton-Euler.
                               A. Barrientos (2007). Fundamentos de Robótica. Segunda Edicion. Editorial McGraw-Hill (Pag. 135 - 147)
                               A. Barrientos (2007). Fundamentos de Robótica. Segunda Edicion. Editorial McGraw-Hill (Pag. 148 - 155
                              
              3.2. Realizar a un sistema robótico la masterización con el fin de definir su posición de referencia.
                       3.2.1. Realiza prácticas en donde se implemente un programa en computadora que simule el modelo de la dinámica de un robot y analiza los resultados de las simulaciones
                               https://app.box.com/s/qbequzvsmod33949zj9h
                               https://www.festo-didactic.com/ov3/media/customers/1100/00515236001075223537.pdf
                              
                       3.2.2. Implementar el procedimiento para restablecer la posición de referencia de un robot mediante la masterización.
                               https://repository.uniminuto.edu/bitstream/handle/10656/1186/TTE_RodriguezMartinLuis_2011.pdf?sequence=1&isAllowed=y
                              
    4. Introducción al control de robots
              4.1. Reconoce los diferentes esquemas de control y su aplicación para los requerimientos de movimiento de un manipulador.
                       4.1.1. Exponer en clase las formas convencionales de controlar la posición, velocidad y fuerza en robots industriales
                               Rafael, K., & Santibáñez, V. (2003). Control de movimiento de robots manipuladores. (Pag. de 9 - 17)
                              
                       4.1.2. Realizar prácticas orientadas a la simulación de modelos de control de uno o varios grados de libertad de un robot
                               http://repositorio.utp.edu.co/dspace/bitstream/handle/11059/6958/004165H557.pdf?sequence=1&isAllowed=y
                               https://www.academia.edu/29153483/Tutorial_1_COMUNICACI%C3%93N_DE_LABVIEW_CON_SOLIDWORKS
                              
                       4.1.3. Utilizar lenguajes de programación virtual para control y monitoreo de procesos de manufactura robotizados
                               http://www.udb.edu.sv/udb/archivo/guia/electronica-ingenieria/fundamentos-de-robotica/2017/i/guia-6.pdf
                              

    Prácticas de Laboratorio (20232024P)
    Fecha
    Hora
    Grupo
    Aula
    Práctica
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    Grupo Actividad Fecha Carrera

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