Descripción y contextualización de la asignatura

El objetivo es cubrir los principales aspectos de la automatización en las células robotizadas, así como los principales conceptos de la robótica industrial.



La asignatura busca un equilibrio entre los contenidos teóricos, metodológicos, tecnológicos y prácticos:



- Teóricos respecto a los fundamentos de la automatización y la robótica industrial.

- Metodológicos en cuanto al diseño de sistemas robotizados, donde se integran desde los sensores hasta los sistemas de control de distintas máquinas, y otros dispositivos de automatización industrial.

- Tecnológicos en lo relativo al estudio de dispositivos y componentes de los robots industriales y de la automatización industrial.

- Prácticos en lo relativo a las sesiones de laboratorio en las que se utilizará un robot industrial a escala integrado en varios escenarios que permite solucionar problemas reales de células robotizadas.

Resultados del aprendizaje de la asignatura

Los resultados de aprendizaje de la asignatura son:

- Utilizar los conocimientos adquiridos para formular el modelo cinemático y dinámico de un robot industrial, diseñar el sistema de control de alto nivel (generador de trayectorias) y de bajo nivel (estrategias de control para asegurar con las especificaciones establecidas), así como saber programar cualquier tarea dada a nivel de robot.



- Utilizar los conocimientos adquiridos para diseñar células robotizadas en las que sea adecuada la integración de robots industriales.

Convocatoria ordinaria: orientaciones y renuncia

Los instrumentos de evaluación (y su puntuación) que se van a utilizar en AyR:



• Instrumento 1: Trabajo de Célula Robotizada. Memoria escrita y presentación oral que se realizará a mitad del curso. Puntuación 20%.



• Instrumento 2: Laboratorio. Se evaluará la parte práctica mediante el trabajo entregable previo a través de eGela y el aprovechamiento en el propio laboratorio. Puntuación: 15%



• Instrumento 3: Examen final. Examen escrito que se realizará al final del curso y que constará de preguntas cortas y desarrollo de varios problemas. Puntuación 65%.



Para aprobar la asignatura el alumno deberá alcanzar una puntuación igual o superior a 5 puntos (sobre 10) en el examen final. Una vez superada esa nota en dicho examen, el alumno sumará los puntos conseguidos en los informes del laboratorio y el trabajo de la célula robotizada.



Los puntos obtenidos en los informes de laboratorio y el trabajo de la célula se conservarán para las dos convocatorias (ordinaria y extraordinaria) de un curso.



Para renunciar a la evaluación de una convocatoria será suficiente con no presentarse al examen final de dicha convocatoria



En caso de renuncia a la evaluación continua se realizará una prueba de laboratorio (con una valoración máxima de 15%). El método para solicitar dicha renuncia se publicará en la Guía del Estudiante que estará disponible en eGela para todo el alumnado.

Convocatoria extraordinaria: orientaciones y renuncia

• Instrumento 1: Examen de Laboratorio. Se evaluará la parte práctica mediante un examen práctico. Puntuación: 15%



• Instrumento 2: Examen final. Examen escrito que constará de preguntas cortas y el desarrollo de varios problemas tanto de la parte relativa a la célula robotizada, como de la parte relativa a los robots industriales. Puntuación 85%.





Para aprobar la asignatura el alumno deberá alcanzar una puntuación igual o superior a 5 puntos en el examen final. Una vez superada esa nota en dicho examen, el alumno sumará los puntos conseguidos de la evaluación continua durante el curso. Los puntos obtenidos en dicha evaluación se conservarán para las dos convocatorias (ordinaria y extraordinaria) de un curso.



Para renunciar a la evaluación de una convocatoria será suficiente con no presentarse al examen final de dicha convocatoria.



En caso de renuncia a la evaluación continua se realizará una prueba de laboratorio (con una valoración máxima de 15%). El método para solicitar dicha renuncia se publicará en la Guía del Estudiante que estará disponible en eGela para todo el alumnado.

Temario

El contenido del programa de la asignatura se ha estructurado en 8 temas enmarcados en tres bloques. A continuación, se detalla tanto el contenido teórico como práctico de cada uno de estos bloques junto con los temas que lo componen.



Bloque I: SISTEMAS DE AUTOMATIZACIÓN



1. Introducción a procesos automatizados mediante robótica

1.1. Aspectos introductorios

1.2 Datos de mercado actuales

1.3 Aplicaciones industriales de los robots

1.4. Subsistemas de un robot



7. Selección del robot y diseño de la célula automatizada

7.1. Elementos de una célula

7.2. Consideraciones en el diseño de una célula

7.3. Simuladores de células robotizadas

7.4. Aspectos de seguridad en células robotizadas

7.5. Ejemplos de casos prácticos

7.6. Caso de estudio:

7.6.1. Especificaciones y funcionalidad. Definición de subestaciones de trabajo

7.6.2. Selección de robots, elementos periféricos y sensores

7.6.3. Diseño del sistema de control

7.6.4. Desarrollo del layout. Simulaciones



Bloque II: MODELADO DE ROBOTS



2. Cinemática de robots industriales

2.1 Introducción

2.2 Herramientas matemáticas de localización espacial.

2.3 Problema de posición

2.4 Problema de velocidad



3. Dinámica de robots industriales

3.1 Introducción

3.2 Métodos de modelado dinámico

3.3 Dinámica directa e inversa



Bloque III: PROGRAMACIÓN Y CONTROL DE ROBOTS



4. Programación de los robots industriales

4.1 Introducción

4.2 Modos de programación. Clasificación

4.3 Requerimientos del sistema de programación

4.4 Características básicas de varios lenguajes

4.5 Ejemplos de programación de robot industrial



5. Generación de Trayectorias

5.1 Introducción

5.2 Generación de trayectorias.

5.3 Resolución de Interpoladores

5.4 Ejemplos



6. Estrategias de control

6.1 Introducción

6.2 Control monoarticular.

6.3 Control multiarticular

6.4 Control posición/fuerza/híbrido

6.5 Ejemplos de diseño e implementación



CONTENIDO PRÁCTICO:

Se estructura en tres tipos de actividades:



Prácticas de Automatización en Células Robotizadas:

• PL-C1: Diseño de la célula robotizada (I)

• PL-C2: Diseño de la célula robotizada (II)

• PL-C3: Robotización en el sector de automoción. Visita a Mercedes Benz



Prácticas de simulación de robots industriales bajo el entorno Matlab/EduBot:

• PL1: Problema de posición de los robots serie

• PL2: Problema de velocidad y modelo dinámico de los robots serie.

• PL3: Control cinemático y dinámico de robots serie



Prácticas de programación de robots:

• PL4: Programación de un Robot Industrial I

• PL5: Programación de un Robot Industrial II

Bibliografía

Materiales de uso obligatorio

"Automatización y Robótica" (2021). I. Cabanes, A. Mancisidor, A. Zubizarreta. Documentación de apoyo a la teoría y seminarios. Sección de Publicaciones; también disponible en el aula virtual de la asignatura.



"Laboratorio Automatización y Robótica" (2021) A. Mancisidor, I. Cabanes, A. Zubizarreta. Documentación de apoyo al Laboratorio. También disponible en el aula virtual de la asignatura.

Bibliografía básica

- A. Barrientos, L.F. Peñin, C. Balaguer, R. Aracil. FUNDAMENTOS DE ROBÓTICA. 2ª Edición. Ed. McGraw-Hill, 2007.

- F. Torres, J. Pomares, P. Gil, S.T. Puente, R. Aracil. ROBOTS Y SISTEMAS SENSORIALES. (CEA-IFAC, Robótica & Automática). Ed. Prentice Hall, 2002.

- A. Ollero. ROBOTICA: MANIPULADORES Y ROBOTS MÓVILES. Ed. Marcombo, 2001

- J.J. Craig. “INTRODUCTION TO ROBOTICS: MECHANICS AND CONTROL”. 3ª Edición. Ed. Addison Wesley, 2005.

Bibliografía de profundización

- R. Kelly, V. Santibañes. CONTROL DE MOVIMIENTO DE ROBOTS MANIPULADORES. Ed. Pearson Prentice Hall, 2003.



- W. Khalil & E. Dombre. MODELING, IDENTIFICATION & CONTROL OF ROBOTS. Ed. Kogan Page Science, 2002



- Shimon Y. Nof. HANDBOOK OF INDUSTRIAL ROBOTICS. Ed. John Wiley & Sons, 1985.



- B. Siciliano and O. Khatib. HANDBOOK OF ROBOTICS. Ed. Springer, 2007



- CEA, Comité Español de Automática – GTRobot LIBRO BLANCO DE LA ROBÓTICA. DE LA INVESTIGACIÓN AL DESARROLLO TECNOLÓGICO Y FUTURAS APLICACIONES. Ed. CEA- GTRobot, 2011.

Revistas

- Automática e Instrumentación. http://www.tecnipublicaciones.com/automatica/ Editorial: Grupo TecniPublicaciones.



- IEEE Transactions on Robotics . IEEE-INST electrical electronics engineers inc. http://www.ieee.org/



- Control Engineering Practice. A Journal of IFAC, the International Federation of Automatic Control. http://www.elsevier.com/



- Advanced robotics. Ed. Taylor & Francis online. https://www.tandfonline.com/loi/tadr20



- Robotica. Ed. Cambridge univ press. https://www.cambridge.org/core/journals/robotica



- IEEE Robotics & Automation magazine. Ed. IEEE-Xplore. https://ieeexplore.ieee.org/



- RIAI – Revista Iberoamericana de Automática e Informática Industrial. Ed. CEA-IFAC. https://polipapers.upv.es/index.php/RIAI

Enlaces

- IFAC-International Federation of Automatic Control. http://www.ifac-control.org/



- Comité Español de Automática. http://www.cea-ifac.es/



- Grupo Robotica GTRob. Grupo Temático de Robótica del Comité Español de Automática CEA-IFAC http://www.cea-ifac.es/wwwgrupos/robotica/index.html



- ABB - Fabricante de robots. http://www.abb.com/robots



- KUKA - Fabricante de robots. http://www.kuka.es



- Staübli - Fabricante de robots. http://www.staubli.com/en/robotics



- Fanuc - Fabricante de robots. http://www.fanucrobotics.es



- Robotics Glossary http://www.learnaboutrobots.com/glossary.htm