Ministerio de Cultura y Educación
Universidad Nacional de San Luis
Facultad de Ingeniería y Ciencias Agropecuarias
Departamento: Ingeniería
Área: Automatización

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(Programa del año 2021)

I - Oferta Académica

Materia	Carrera	Plan	Año	Periodo
Robótica Industrial II	ING. MECATRÓNICA	022/12-Mod21/15	2021	1° cuatrimestre

II - Equipo Docente

Docente	Función	Cargo	Dedicación
AVILA, LUIS OMAR	Prof. Responsable	P.Adj Exc	40 Hs
PINNA GONZALEZ, LUIS FEDERICO	Auxiliar de Práctico	A.2da Simp	10 Hs

III - Características del Curso

Credito Horario Semanal					Tipificación	Duración
Teórico/Práctico	Teóricas	Prácticas de Aula	Práct. de lab/ camp/ Resid/ PIP, etc.	Total	B - Teoria con prácticas de aula y laboratorio	Desde	Hasta	Cantidad de Semanas	Cantidad en Horas
Teórico/Práctico	Teóricas	Prácticas de Aula	Práct. de lab/ camp/ Resid/ PIP, etc.	Total	Periodo	Desde	Hasta	Cantidad de Semanas	Cantidad en Horas
4 Hs.	2 Hs.	2 Hs.	1 Hs.	5 Hs.	1º Cuatrimestre	05/04/2021	08/07/2021	15	75

IV - Fundamentación
Robótica Industrial 2 es una asignatura de la carrera de Ingeniería Mecatrónica ubicada en el área del espacio curricular de las denominadas tecnologías aplicadas. Es la base para el diseño, desarrollo y control de robots antropomorfos y móviles. Su inclusión en la currícula de la carrera contribuye a la formación integral del alumno de forma tal que adquiera los contenidos necesarios para que en su futuro profesional, como Ingeniero en Mecatrónica se comporte con sentido crítico e innovador en la problemática particular de los sistemas robóticos y presente respuestas originales con alternativas eficientes de solución en la toma de decisiones profesionales.

IV - Fundamentación

Robótica Industrial 2 es una asignatura de la carrera de Ingeniería Mecatrónica ubicada en el área del espacio curricular de las denominadas tecnologías aplicadas. Es la base para el diseño, desarrollo y control de robots antropomorfos y móviles. Su inclusión en la currícula de la carrera contribuye a la formación integral del alumno de forma tal que adquiera los contenidos necesarios para que en su futuro profesional, como Ingeniero en Mecatrónica se comporte con sentido crítico e innovador en la problemática particular de los sistemas robóticos y presente respuestas originales con alternativas eficientes de solución en la toma de decisiones profesionales.

V - Objetivos / Resultados de Aprendizaje
El alumno deberá ser capaz de analizar los fundamentos teóricos, técnicas y herramientas utilizadas en el análisis de velocidades, fuerzas y pares aplicados, modelado dinámico y control de robots manipuladores y el diseño y control de robots móviles. Deberá además poder evaluar criterios y métodos para la proyección de soluciones robotizadas. Plantear y resolver problemas de equilibrio de fuerzas en sistemas robotizados. Aplicar ecuaciones de modelado dinámico de Newton-Euler y Lagrange-Euler. Determinar posiciones trayectorias y desarrollar algoritmos de control de movimiento de robots manipuladores y móviles. Desarrollar la formación académica necesaria para conocer las etapas de análisis, diseño e implementación de robots manipuladores y móviles.

V - Objetivos / Resultados de Aprendizaje

El alumno deberá ser capaz de analizar los fundamentos teóricos, técnicas y herramientas utilizadas en el análisis de velocidades, fuerzas y pares aplicados, modelado dinámico y control de robots manipuladores y el diseño y control de robots móviles. Deberá además poder evaluar criterios y métodos para la proyección de soluciones robotizadas. Plantear y resolver problemas de equilibrio de fuerzas en sistemas robotizados. Aplicar ecuaciones de modelado dinámico de Newton-Euler y Lagrange-Euler. Determinar posiciones trayectorias y desarrollar algoritmos de control de movimiento de robots manipuladores y móviles. Desarrollar la formación académica necesaria para conocer las etapas de análisis, diseño e implementación de robots manipuladores y móviles.

VI - Contenidos
Unidad Temática Nº 1. Introducción a los sistemas robóticos El origen de los sistemas robóticos Definiciones Sistemas robóticos Movimientos en el robot Descripciones espaciales Transformada homogénea Unidad Temática Nº 2. Velocidades y fuerzas estáticas Posiciones y orientaciones en el tiempo Análisis de velocidad de cuerpos rígidos Movimiento de los vínculos de un robot Propagación de la velocidad Jacobianos Fuerzas estáticas Unidad Temática Nº 3. Modelo dinámico de robots manipuladores Aceleración de un cuerpo rígido Distribución de masas en los eslabones Modelo dinámico directo e inverso Formulación iterativa de Newton-Euler Formulación de Lagrange Ecuaciones de movimiento Ecuación en el espacio de estado Algoritmos numéricos Unidad Temática Nº 4. Control de robots manipuladores Conceptos de control Control de posición Control de trayectoria Control por interacción Unidad Temática Nº 5. Robótica móvil Configuraciones de robots móviles Tipos de ruedas y restricciones Análisis cinemático y dinámico Control de robots móviles Sensores Unidad Temática Nº 6. Aplicaciones de la robótica Robots complejos, flexibles y paralelos Robots andadores y antropomórficos Robots submarinos, aéreos y espaciales Aplicaciones en industria y servicio

VI - Contenidos

Unidad Temática Nº 1.
Introducción a los sistemas robóticos
El origen de los sistemas robóticos
Definiciones
Sistemas robóticos
Movimientos en el robot
Descripciones espaciales
Transformada homogénea

Unidad Temática Nº 2.
Velocidades y fuerzas estáticas
Posiciones y orientaciones en el tiempo
Análisis de velocidad de cuerpos rígidos
Movimiento de los vínculos de un robot
Propagación de la velocidad
Jacobianos
Fuerzas estáticas

Unidad Temática Nº 3.
Modelo dinámico de robots manipuladores
Aceleración de un cuerpo rígido
Distribución de masas en los eslabones
Modelo dinámico directo e inverso
Formulación iterativa de Newton-Euler
Formulación de Lagrange
Ecuaciones de movimiento
Ecuación en el espacio de estado
Algoritmos numéricos

Unidad Temática Nº 4.
Control de robots manipuladores
Conceptos de control
Control de posición
Control de trayectoria
Control por interacción

Unidad Temática Nº 5.
Robótica móvil
Configuraciones de robots móviles
Tipos de ruedas y restricciones
Análisis cinemático y dinámico
Control de robots móviles
Sensores

Unidad Temática Nº 6.
Aplicaciones de la robótica
Robots complejos, flexibles y paralelos
Robots andadores y antropomórficos
Robots submarinos, aéreos y espaciales
Aplicaciones en industria y servicio

VII - Plan de Trabajos Prácticos
Resolución de problemas: Se entregará una guía de trabajos prácticos con ejercicios correspondientes a los temas desarrollados en las clases teóricas Los temas a desarrollar serán: 1- Revisión cinemática directa e inversa de un robot manipulador 2- Análisis de fuerzas en el robot 3- Modelado dinámico 4- Control de manipuladores 5- Robótica Móvil 6- Presentación oral: Aplicaciones de la robótica Trabajo de laboratorio: Se realizarán trabajos de laboratorio relacionado al control y calibración de posición de un robot antropomorfo de tipo industrial.

VII - Plan de Trabajos Prácticos

Resolución de problemas: Se entregará una guía de trabajos prácticos con ejercicios correspondientes a los temas desarrollados en las clases teóricas

Los temas a desarrollar serán:

1- Revisión cinemática directa e inversa de un robot manipulador
2- Análisis de fuerzas en el robot
3- Modelado dinámico
4- Control de manipuladores
5- Robótica Móvil
6- Presentación oral: Aplicaciones de la robótica

Trabajo de laboratorio: Se realizarán trabajos de laboratorio relacionado al control y calibración de posición de un robot antropomorfo de tipo industrial.

VIII - Regimen de Aprobación
Metodología de dictado y aprobación de la asignatura: Clases teóricas, prácticas y de laboratorio. Régimen de regularidad: Asistencia al 60 % de las clases teóricas. Asistencia al 60 % de las clases prácticas de laboratorio. Aprobación del 100% de los trabajos prácticos de aula. Aprobación con 60% los exámenes parciales. Condiciones para promocionar el curso: Asistencia al 80 % de las clases teóricas. Asistencia al 80 % de las clases prácticas de laboratorio. Aprobación del 100% de los trabajos prácticos de aula. Aprobación con 70% los exámenes parciales. Aprobación de un trabajo integrador de laboratorio. Nota: Cada parcial cuenta con su respectivo recuperatorio y al final se realizará una segunda recuperación. Examen final: El examen final es teórico-práctico según el contenido establecido en el programa de la asignatura. Para el examen final, el alumno debe presentarse con la carpeta de trabajos prácticos completa y aprobada, incluyendo además, el informe final de las prácticas de laboratorio. Se evalúa la totalidad de los temas indicados en el programa independientemente de los temas que se hubieran evaluado o no en las instancias de exámenes parciales. Régimen de Promoción con examen final para Alumnos Libres: No se admiten alumnos libres

VIII - Regimen de Aprobación

Metodología de dictado y aprobación de la asignatura: Clases teóricas, prácticas y de laboratorio.

Régimen de regularidad: Asistencia al 60 % de las clases teóricas. Asistencia al 60 % de las clases prácticas de laboratorio. Aprobación del 100% de los trabajos prácticos de aula. Aprobación con 60% los exámenes parciales.

Condiciones para promocionar el curso: Asistencia al 80 % de las clases teóricas. Asistencia al 80 % de las clases prácticas de laboratorio. Aprobación del 100% de los trabajos prácticos de aula. Aprobación con 70% los exámenes parciales. Aprobación de un trabajo integrador de laboratorio. Nota: Cada parcial cuenta con su respectivo recuperatorio y al final se realizará una segunda recuperación.

Examen final: El examen final es teórico-práctico según el contenido establecido en el programa de la asignatura. Para el examen final, el alumno debe presentarse con la carpeta de trabajos prácticos completa y aprobada, incluyendo además, el informe final de las prácticas de laboratorio. Se evalúa la totalidad de los temas indicados en el programa independientemente de los temas que se hubieran evaluado o no en las instancias de exámenes parciales. Régimen de Promoción con examen final para Alumnos Libres: No se admiten alumnos libres

IX - Bibliografía Básica
[1] J. Craig. Robótica. Pearson. 2006 [2] F. Reyes Cortes. Robótica: control de robots manipuladores. Alfaomega. 2011 [3] R. Kelly y V. Santibañez. Control de movimientos de robots manipuladores. Pearson. 2003 [4] A. Hossain, R. García-Martinez y L. Olivera. Robótica de navegadores. 2014 [5] A. Barrientos et al. Fundamentos de robótica. McGraw Hill. 2007

X - Bibliografia Complementaria
[1] Ollero Baturone. Robótica: Manipuladores y robot móviles. Alfaomega. 2001 [2] J. Angulo et al. Introducción a la robótica. Paraninfo. 2005 [3] W. Bolton. Mecatrónica: sistemas de control electrónico en la ingeniería mecánica y eléctrica. Alfaomega, 2006 [4] Fernando Reyes Cortes. Matlab aplicado a robótica y mecatrónica. Alfaomega. 2012

XI - Resumen de Objetivos
1- El alumno deberá ser capaz de evaluar los fundamentos, técnicas y herramientas aplicadas en el análisis dinámico, diseño y manipulación de robots industriales y móviles. 2- Plantear y resolver problemas de diseño y control dinámico de sistemas robotizados. 3- Diseñar soluciones de aplicación industrial en las instalaciones automatizadas con sistemas robotizados.

XII - Resumen del Programa
Unidad Temática Nº 1. Introducción Unidad Temática Nº 2. Velocidades y fuerzas estáticas Unidad Temática Nº 3. Modelo dinámico de robots manipuladores Unidad Temática Nº 4. Control de robots manipuladores Unidad Temática Nº 5. Robótica móvil Unidad Temática Nº 6. Aplicaciones de la robótica

XIII - Imprevistos
Para el caso de medidas de fuerza que alteren sustancialmente el dictado de la asignatura, se implementarán sistemas de autoestudio y consultas mediante la utilización de plataformas on-line.

XIV - Otros