Descripción y contextualización de la asignatura

Un aspecto interesante de la robótica es su carácter de materia integradora en la formación de un ingeniero, al tratar en detalle la constitución, diseño y uso de una máquina que implica la integración de numerosas disciplinas. Por todo ello, los contenidos seleccionados para desarrollar la asignatura RI establecen un equilibrio entre los temas relacionados con el conocimiento detallado de un robot y su diseño (modelado, control y programación), y aquellos en los que se proporcionan los conocimientos para integrarlos en un proceso de automatización de mayor envergadura proporcionando criterios para evaluar la conveniencia de instalar un robot y el modo de realizarlo.

La asignatura Robótica Industrial consta de 4,5 créditos ECTS (45 horas presenciales y 67 no presenciales), de los cuales 2,5 ECTS (25 horas) se corresponden con créditos teóricos, 1 ECTS (10 horas) se corresponden con prácticas de aula y 1 ECTS (10 horas) con créditos prácticos de laboratorio, todos ellos repartidos a lo largo de 14 semanas. Se imparte en el segundo cuatrimestre de curso 1 de la Titulación Master Universitario Ingeniería de Control, Automatización y Robótica.

Convocatoria ordinaria: orientaciones y renuncia

Los diferentes instrumentos de evaluación (y su puntuación sobre 10) que se van a utilizar en esta asigntura son:



Instrumento 1: Trabajo Laboratorio. Se evaluará la parte práctica mediante el trabajo previo y el aprovechamiento en el laboratorio. Puntuación: 20%



Instrumento 2: Examen final. Examen escrito que se realizará al final del curso y que constará de preguntas cortas y el desarrollo de uno o varios problemas. puntuación: 80%



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 en los informes del laboratorio.



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



En el caso de que las condiciones sanitarias impidan la realización de una actividad docente y/o evaluación presencial, se activará una modalidad no presencial de la que los/las estudiantes

serán informados puntualmente.



Renuncia a la evaluación



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

Convocatoria extraordinaria: orientaciones y renuncia

Los diferentes instrumentos de evaluación (y su puntuación sobre 10) que se van a utilizar en esta asigntura son:



Instrumento 1: Trabajo Laboratorio. Se evaluará la parte práctica mediante el trabajo previo y el aprovechamiento en el laboratorio. Puntuación: 20%





Instrumento 2: Examen final. Examen escrito que se realizará al final del curso y que constará de preguntas cortas y el desarrollo de uno o varios problemas. puntuación: 80%



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 en los informes del laboratorio.



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





Renuncia a la evaluación



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

Temario

CONTENIDO TEÓRICO:

El contenido del programa de la asignatura se ha estructurado en 6 temas enmarcados en 4 bloques. A continuación se presenta el contenido teórico:



0. Presentación de la asignatura.

1. Introducción

1.1. Aspectos introductorios

1.2. Subsistemas de un robot

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

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. Control en robots industriales

5.1 Introducción

5.2 Control cinemático: generación de trayectorias

5.3 Control dinámico: control de posición y fuerza

6. Aplicaciones industriales

6.1 Introducción

6.2 Presentación de un fabricante de robot

6.3 Datos de mercado actuales

6.4 Aplicaciones industriales de los robots





CONTENIDO PRACTICO:



Esta asignatura consta de 10 horas para realizar actividades prácticas las cuales resultan esenciales para aprender habilidades y asentar los conceptos impartidos en las clases de teoría. De este modo, el programa de prácticas que se detalla a continuación se ha diseñado tratando de garantizar un adecuado aprendizaje práctico de la asignatura, y se ha estructurado en tres tipos de actividades:



• Prácticas de simulación bajo el entorno Matlab/EduBot, que se realizan de forma grupal. Concretamente se utilizará la Toolbox EduBot (Educational Robotics Toolbox), con interfaz gráfico para resolver problemas relacionados con la cinemática, la generación de trayectorias y la dinámica de un robot manipulador, así como con su control. En esta modalidad de prácticas se realizan las relacionadas con el modelado y control de robots, correspondientes a las practicas: PL1, PL2 y PL3 del temario de la asignatura.



• Prácticas de programación de robots, que se realizan en grupos utilizando el robot industrial Mitsubishi RV-3SB de 6 grados de libertad, con el software RT Toolbox de programación fuera de línea. En las dos sesiones planificadas los alumnos deben programar el robot mediante guiado y lenguaje textual y resolver situaciones típicas que aparecen en el desarrollo de una tarea robótica (visión, planificación de movimientos, localización de objetos, selección de configuraciones, análisis del espacio de trabajo y configuraciones singulares, trayectorias cartesianas próximas a singularidades, etc). A esta modalidad se corresponden las prácticas PL4 y PL5.



• Prácticas de visita, realizadas con todo el grupo de clase completo y en las que el profesor dirige la visita a una empresa o laboratorio de interés. En este caso la labor del alumno no es tan activa, pero su grado de motivación es mayor, con lo que se consigue un aprovechamiento razonable en términos de aprendizaje. A esta modalidad se corresponde la práctica PL6.



Por tanto, el contenido práctico se listan en estas 6 prácticas:



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.

PL4: Programación de un Robot Industrial I

PL5: Programación de un Robot Industrial II

PL6: Robotización en el sector de automoción. Visita a Mercedes Benz.

Bibliografía

Materiales de uso obligatorio

I. Cabanes, A. Zubizarreta. Control y Programación de Robots. Ed. Sección de Publicaciones de la ETSI, Bilbao. 2009.

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. Puente, R. Aracil. ¿Robots y sistemas sensoriales¿. Ed. Prentice Hall, 2002

A. Ollero. ¿Robótica: 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

W. Khalil & E. Dombre. "Modeling, Identification & Control of Robots". Ed. Kogan Page Science, 2006.



Shimon Y. Nof. "Handbook of industrial robotics". Ed. John Wiley & Sons, 1985.



Bruno Siciliano and Oussama Khatib. "Handbook of robotics". Ed. Springer, 2007



Robótica: control, detección, visión e inteligencia. Fu González Lee. Ed. McGraw-Hill, 1988.

Revistas

Robotics and Computer Integrated Manufacturing.



IEEE Transactions on Robotics and Automation.



IEEE Journal of Advanced Robotic Systems.



Control Engineering Practice.

Enlaces

- 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.html