Universidad de Jaén

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Guía docente 2018-19 - 14613007 - Mecánica de robots

TITULACIÓN: Grado en Ingeniería mecánica
CENTRO: ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR (LINARES)

CURSO ACADÉMICO: 2018-19
GUÍA DOCENTE
1. DATOS BÁSICOS DE LA ASIGNATURA
NOMBRE: Mecánica de robots
CÓDIGO: 14613007 CURSO ACADÉMICO: 2018-19
TIPO: Optativa
Créditos ECTS: 6.0 CURSO: 4 CUATRIMESTRE: SC
WEB: http://dv.ujaen.es/
 
2. DATOS BÁSICOS DEL PROFESORADO
NOMBRE: FELIPE SESE, LUIS ANTONIO
IMPARTE: [Profesor responsable]
DEPARTAMENTO: U121 - INGENIERÍA MECÁNICA Y MINERA
ÁREA: 545 - INGENIERÍA MECÁNICA
N. DESPACHO: D - 047 E-MAIL: lfelipe@ujaen.es TLF: -
TUTORÍAS: https://uvirtual.ujaen.es/pub/es/informacionacademica/tutorias/p/51748
URL WEB: -
 
NOMBRE: CAMACHO SAMPEDRO, JOSÉ
IMPARTE: Teoría
DEPARTAMENTO: U121 - INGENIERÍA MECÁNICA Y MINERA
ÁREA: 545 - INGENIERÍA MECÁNICA
N. DESPACHO: D - 068 E-MAIL: jsampedr@ujaen.es TLF: 953648678
TUTORÍAS: https://uvirtual.ujaen.es/pub/es/informacionacademica/tutorias/p/16086
URL WEB: -
 
NOMBRE: MOLINA VIEDMA, ANGEL JESUS
IMPARTE: Prácticas
DEPARTAMENTO: U121 - INGENIERÍA MECÁNICA Y MINERA
ÁREA: 545 - INGENIERÍA MECÁNICA
N. DESPACHO: - E-MAIL: - TLF: -
TUTORÍAS: https://uvirtual.ujaen.es/pub/es/informacionacademica/tutorias/p/93945
URL WEB: -
 
3. PRERREQUISITOS, CONTEXTO Y RECOMENDACIONES
PRERREQUISITOS:
-
CONTEXTO DENTRO DE LA TITULACIÓN:

Asignatura optativa dentro de la Mención en Diseño y Fabricación Mecánica dentro de la especialidad de Grado en Ingeniería Mecánica, En esta asignatura se profundiza en la formación sobre los conceptos cinemáticos relacionados con las nuevas técnicas de producción basadas en robots industriales o células de fabricación flexibles.

 

RECOMENDACIONES Y ADAPTACIONES CURRICULARES:

Se recomienda encarecidamente haber superado las asignaturas de Cinemática y Dinámica de Máquinas y Diseño de Máquinas.

 

El alumnado que presente necesidades específicas de apoyo educativo, lo ha de notificar personalmente al Servicio de Atención y Ayudas al Estudiante para proceder a realizar, en su caso, la adaptación curricular correspondiente.
4. COMPETENCIAS Y RESULTADOS DE APRENDIZAJE
código Denominación de la competencia
CB2 Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio.
CB3 Que los estudiantes tengan la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro de su área de estudio) para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica o ética.
CC7 Conocimiento de los principios de teoría de máquinas y mecanismos.
CT1 Capacidad para trabajar, dirigir y gestionar conflictos en un grupo multidisciplinar y/o un entorno multilingüe.
CT4 Capacidad para aplicar nuevas tecnologías incluidas las tecnologías de la información y la comunicación.
CT6 Capacidad para la transmisión oral y escrita de información adaptada a la audiencia.
Resultados de aprendizaje
Resultado Resul-05 Dominio de La cinemática y dinámica de los robots industriales
Resultado Resul-06 Dominio de la programación de robots, elección de los elementos motrices y terminales adecuados para la fabricación
Resultado Resul-07 Dominio de los criterios de implantación de instalaciones robotizadas tanto en procesos novedosos como manuales
5. CONTENIDOS

  • ANÁLISIS CINEMÁTICO  DE MANIPULADORES
  • DINÁMICA DE ROBOTS.
  • PROGRAMACIÓN DE ROBOTS.
  • ELEMENTOS MOTRICES, TERMINALES Y SENSORES. 
  • APLICACIONES DE LOS ROBOTS INDUSTRIALES.
  • CRITERIOS DE IMPLANTACIÓN DE SISTEMAS ROBOTIZADOS

TEMA 1.- INTRODUCCIÓN. 1.1.- Preliminares. 1.2.- Antecedentes. 1.3.- Concepto general de robot. 1.4.- Componentes de un robot industrial. 1.5.- Estructura mecánica del manipulador. 1.6.- Clasificación de los robots. TEMA 2.- ANÁLISIS DE POSICIÓN EN MANIPULADORES. 2.1.- Introducción. 2.2.- Posición y orientación de un sólido rígido. Matriz de rotación. Ángulos de Euler. 2.3.- Análisis de posición en un robot. 2.4.- Ejemplo. Resolución del problema cinemático directo para un robot PUMA 560. TEMA 3.- ANÁLISIS CINEMÁTICO DE MANIPULADORES 3.1.- Introducción 3.2.- Problema cinemático directo. 3.2.1.- Resolución del problema cinemático directo mediante matrices de transformación. 3.2.2.- Algoritmo de Denavit y Hartenberg para obtener el modelo cinemático directo. 3.3.- Ejemplo. 3.4.-Cinemática inversa. 3.4.1.- Resolución del problema cinemático inverso por métodos geométricos. 3.4.2.- Resolución del problema cinemático inverso a partir de la matriz de transformación homogénea. 3.4.3.- Desacoplo cinemático. TEMA 4.- MATRIZ JACOBIANA.- 4.1.- Introducción. 4.2.- Relaciones diferenciales. 4.3.- Ejemplo. 4.4.- Jacobiana inversa. 4.5.- Configuraciones singulares.- Ejemplo. TEMA 5.- DINÁMICA DE ROBOT. 5.1.- Introducción. 5.2.- Modelado Dinámico de la estructura mecánica. 5.3.- Modelo dinámico de un robot mediante la formulación de Lagrange-Euler. Ejemplo. 5.4.-Modelo dinámico de un robot mediante la formulación de Newton-Euler. Ejemplo. 5.4.1.- Algoritmo para el modelado dinámico por Newton-Euler. 5.5.- Modelado dinámico en variable de estado. Ejemplo. 5.6.- Modelado dinámico en el espacio de la tarea. 5.7.-Modelado dinámico de los actuadores. TEMA 6.- CONTROL DE ROBOTS. 6.1.- El sistema de control. 6.2.- Tipos de control 6.2.1.- Control de lazo abierto. 6.2.2.- Con realimentación interna. 6.2.3.- Con realimentación del entorno. 6.3.- Aspectos del control. 6.3.1.- Programación 6.3.2.- Niveles de control 6.3.3.- Control de los sensores y sistemas de percepción 6.4.- Control dinámico del robot. 6.4.1.- Control mono articular. 6.4.2.- Control multiarticular. 6.4.3.- Control adaptativo. 6.5.- Otros tipos de controles.- Control robusto. Control fusi. Redes neuronales. TEMA 7.- PROGRAMACIÓN DE ROBOTS. 7.1.- Introducción. 7.2.- Métodos de programación. Clasificación. 7.3.- Programación por guiado.- Guiado pasivo. Guiado activo. 7.4.- Programación textual. Nivel robot. Nivel objeto. Nivel tarea. 7.5.- Requerimientos de un sistema de programación. 7.6.- Características básicas de los lenguajes V+ y RAPID.- Ejemplos TEMA 8.- ELEMENTOS MOTRICES 8.1.- Introducción. 8.2.-Elementos motores de accionamiento neumático. 8.2.1.- Motores neumáticos. 8.2.2.-Cilindros neumáticos. 8.2.3.- Criterios de aplicación. 8.3.- Motores de accionamiento hidráulico. 8.3.1.- Motores hidráulicos 8.3.2.- Cilindros hidráulicos. 8.3.3.- Criterios de aplicación. 8.4.- Motores de accionamiento electromecánico. 8.4.1.- Motores de corriente continua. 8.4.2.- Motores de corriente alterna. 8.4.3.- Motores paso a paso. 8.5.- Consideraciones finales. TEMA 9.- ELEMENTOS TERMINALES 9.1.- Introducción. 9.2.- Tipos de elementos terminales. 9.2.1.- Pinzas a presión. 9.2.2.- Sujeción por enganche. 9.2.3.- Sujeción por contacto. 9.3.- Útiles para robot de operación. 9.3.1.- Soldadura. 9.3.2.- Pintura. 9.3.3.- Mecanizado. 9.4.- Útiles para robots en manipulación. 9.5.- Útiles para robots de montaje. 9.6.- Manos especiales. TEMA 10.- SENSORES.(TRADUCTORES) 10.1.- Introducción. 10.2.- Medidas de desplazamiento angulares. 10.2.1.- Codificadores angulares digitales (Encoder) 10.2.2.- Captadores angulares analógicos. 10.3.- Medidas de desplazamiento lineales. 10.3.1.- Medición de distancias. 10.3.2.- Sensores de presencia. 10.4.- Medida de velocidades y aceleraciones 10.5.-Medidas de fuerza y pares. TEMA 11.- APLICACIONES DE LOS ROBOTS INDUSTRIALES. 11.1.- Introducción. 11.2.- Aplicaciones industriales de los robots. 11.2.1.- Trabajos en fundición. 11.2.2.- Soldadura. 11.2.3.- Pintura y otros recubrimientos. 11.2.4.- Aplicación de adhesivos y sellantes. 11.2.5.- Alimentación de máquinas. 11.2.6.- Procesado. 11.2.7.- Corte. 11.2.8.- Montaje. 11.2.9.- Paletización. 11.2.10.- Otras aplicaciones industriales.- Calidad. Salas blancas. Alimentación. 11.3.- Otros sectores de aplicación.- Industria nuclear. Medicina. Construcción. etc. TEMA 12.- CRITERIOS DE IMPLANTACIÓN DE SISTEMAS ROBOTIZADOS 12.1.- Estudio y evaluación de aplicaciones. 12.1.1.- Diseño y control de una célula robotizada. 12.2.- Consideraciones en la selección de un robot. 12.2.1.- Área de trabajo. 12.2.2.- Grados de libertad. 12.2.3.- Precisión, repetitibidad, resolución. 12.2.4.- Velocidad. 12.2.5.- Capacidad de carga. 12.2.6.- Sistemas de control. 12.2.7.- Otras consideraciones.- Servicio técnico. Costo. Etc. 12.3.- Seguridad en instalaciones robotizadas. 12.3.1.- Causas de accidentes. 12.3.2.- Medidas de seguridad. 12.3.3.- Normativa legal. 12.4.- Justificación económica. 12.4.1.- Factores económicos y datos básicos necesarios. 12.4.2.- El robot como elemento principal del análisis económico. 12.4.3.- Métodos de análisis económico.- Ejemplos. 12.5.- Mercado de robots.

6. METODOLOGÍA Y ACTIVIDADES
ACTIVIDADES HORAS PRESEN­CIALES HORAS TRABAJO AUTÓ­NOMO TOTAL HORAS CRÉDITOS ECTS COMPETENCIAS (códigos)
A1 - Clases expositivas en gran grupo
  • M1 - Clases expositivas en gran grupo: Clases magistrales
  • M2 - Clases expositivas en gran grupo: Exposición de teoría y ejemplos generales
  • M3 - Clases expositivas en gran grupo: Actividades introductorias
  • M4 - Clases expositivas en gran grupo: Conferencias
  • M5 - Clases expositivas en gran grupo: Otros
45.0 67.5 112.5 4.5
  • CB2
  • CC7
  • CT4
A2 - Clases en grupos de prácticas
  • M12 - Clases en grupos de prácticas: Presentaciones/Exposiciones
  • M13 - Clases en grupos de prácticas: Otros
  • M6 - Clases en grupos de prácticas: Actividades prácticas
  • M9 - Clases en grupos de prácticas: Laboratorios
10.0 15.0 25.0 1.0
  • CB2
  • CB3
  • CC7
  • CT1
  • CT4
  • CT6
A3 - Tutorias Colectivas
  • M14 - Tutorias Colectivas/Individuales: Supervisión de trabajos dirigidos
  • M17 - Aclaración de dudas
  • M18 - Tutorias Colectivas/Individuales: Comentarios de trabajos individuales
5.0 7.5 12.5 0.5
  • CC7
  • CT4
TOTALES: 60.0 90.0 150.0 6.0  
 
INFORMACIÓN DETALLADA:

Se impartirán clases con contenido teórico (M1 - Clases magistrales, M2 - Exposición de teoría y ejemplos generales y M3 - Actividades introductorias y resolución de problemas, M4 - Clases expositivas en gran grupo: Conferencias, M5 - Clases expositivas en gran grupo: Otros) Con un total de 45 horas presenciales y se estima un trabajo autónomo por parte del alumno de 67.5 horas.En estas clases se desarrollarán las competencias CB2, CB3, CB4, CB5, CC7, CT4

Se impartirán clases Prácticas  (M11 - Resolución de ejercicios . M6 - Actividades practicas, M9 Clases en pequeño grupo: Laboratorios, M10 - Clases en pequeño grupo: Aulas de informática, M11 - Clases en pequeño grupo: Resolución de ejercicios, M12 - Clases en pequeño grupo: Presentaciones/exposiciones, M13 - Clases en pequeño grupo: Otros) donde los alumnos deberán realizar  trabajos individuales y en grupo.En estas clases se desarrollarán las competencias CB2, CB3, CB4, CB5, CC7, CT4 y con la realización de trabajos expuestos tambien se desarrollarán CT1 y CT6.

Clases magistrales. Los conceptos básicos de la asignatura se presentaran mediante presentaciones multimedia,exposiciones teóricas, y realización de ejemplos.

Prácticas. Determinados contenidos se explorarán mediante actividades que implican la aplicación práctica de conocimientos mediante ejercicios o herramientas informáticas.

Además se realizarán tutorías colectivas. Esta actividad se organiza en seminarios cortos donde mediante problemas seprofundizará en algunos de los temas estudiados en lasclases magistrales, y también se resolverán dudas de los alumnos.

Seminarios. Se organizará un seminario sobre alguna de las temáticas afines al contexto en el que sedesarrolla la asignatura.

7. SISTEMA DE EVALUACIÓN
 
ASPECTO CRITERIOS INSTRUMENTO PESO
Asistencia y/o participación en actividades presenciales y/o virtuales Asistencia activa en clase Notas del profesor 5.0%
Conceptos teóricos de la materia Conceptos teóricos de la materia Examen 60.0%
Realización de trabajos, casos o ejercicios Realización de trabajos, casos o ejercicios Presentación correcta de los trabajos 15.0%
Prácticas de laboratorio/campo/uso de herramientas TIC Prácticas de laboratorio/ordenador Asistencia y realización de entregables 20.0%
El sistema de calificación se regirá por lo establecido en el RD 1125/2003 de 5 de septiembre por el que se establece el sistema europeo de créditos y el sistema de calificaciones en la titulaciones universitarias de carácter oficial
INFORMACIÓN DETALLADA:

El sistema de calificación se regirá por lo establecido en el RD 1125/2003 de 5 de septiembre por el que se establece el sistema europeo de créditos y el sistema de calificaciones en la titulaciones universitarias de carácter oficial.

Para la evaluación de la asignatura, se realizará un examen como procedimiento de evaluación fundamental (60%de la calificación final de la asignatura), si bien, con el propósito de restar peso al examen se han tenido en cuentaotros criterios de evaluación tales como la asistencia y participación en clase (5%), informes de prácticas de laboratorio (20%) y la realización y presentación de trabajos propuestas por el profesor (15%).

En lo que respecta al examen, es necesario que el alumno adquiera una calificación mínima de cinco puntos sobre diez para poder aprobar la asignatura. Es preciso añadir que la asistencia a las prácticas, así como la entrega de las memorias de prácticas es obligatoria.

Adicionalmente, es preciso obtener una calificación mínima 3 puntos sobre 10 en cada una de la memorias de prácticas presentadas. La no entrega de las memorias de prácticas en las fechas marcadas por el profesor supondrá suspender la asignatura.

 La realización del examen final permite evaluar las competencias: CEM8, CC7, CB5.CB2,CB5, CC9,

La evaluación mediante prácticas, exposiciones  y ejercicios entregables permite evaluar las competencias: CT1, CT4, CT6, CB5, CB3

8. DOCUMENTACIÓN / BIBLIOGRAFÍA
ESPECÍFICA O BÁSICA:
  • Fundamentos de robótica,. Edición: 2ª ed.. Autor: -. Editorial: Madrid [etc.] : McGraw-Hill Interamericana, D.L. 2007  (C. Biblioteca)
  • Fundamentos de robótica [Recurso electrónico]. Edición: 2a ed. Autor: -. Editorial: Madrid : McGraw-Hill, Interamericana de España, [2007]  (C. Biblioteca)
  • Robótica industrial: fundamentos y aplicaciones. Edición: -. Autor: Rentería, Arantxa. Editorial: Madrid [etc.]: McGraw-Hill, D. L. 2000  (C. Biblioteca)
  • Robótica práctica: tecnología y aplicaciones. Edición: 5ª ed. Autor: Angulo Usategui, José María. Editorial: Madrid: Paraninfo, cop. 2000  (C. Biblioteca)
GENERAL Y COMPLEMENTARIA:
  • Mecánica de robots. Edición: -. Autor: Mata Amela, Vicente. Editorial: Valencia: Universidad Politécnica, Servicio de Publicaciones, D.L.1995  (C. Biblioteca)
  • Robótica industrial: fundamentos y aplicaciones. Edición: -. Autor: Rentería, Arantxa. Editorial: Madrid [etc.]: McGraw-Hill, D. L. 2000  (C. Biblioteca)
  • Cómo y cuándo aplicar un robot industrial. Edición: -. Autor: Audi Piera, Daniel. Editorial: Barcelona: Marcombo, D.L. 1988  (C. Biblioteca)
  • Cómo y cuándo aplicar un robot industrial [Recurso electrónico]. Edición: -. Autor: Audí Piera, Daniel. Editorial: Barcelona : Marcombo, 1988.  (C. Biblioteca)
9. CRONOGRAMA (segundo cuatrimestre)
Semana A1 - Clases expositivas en gran grupo A2 - Clases en grupos de prácticas A3 - Tutorias Colectivas Trabajo autónomo Observaciones
Nº 1
28 ene. - 3 feb. 2019
3.00.00.0 5.0 Tema 1
Nº 2
4 - 10 feb. 2019
3.00.01.0 5.0 Tema 1
Nº 3
11 - 17 feb. 2019
3.01.00.0 5.0 Tema 2
Nº 4
18 - 24 feb. 2019
3.00.01.0 5.0 Tema 3
Nº 5
25 feb. - 3 mar. 2019
3.01.00.0 5.0 Tema 4
Nº 6
4 - 10 mar. 2019
3.00.01.0 5.0 Tema 5
Nº 7
11 - 17 mar. 2019
3.01.00.0 5.0 Tema 5
Nº 8
18 - 24 mar. 2019
3.00.00.0 5.0 Tema 6
Nº 9
25 - 31 mar. 2019
3.01.01.0 7.0 Tema 6
Nº 10
1 - 7 abr. 2019
3.01.00.0 7.0 Tema 7
Nº 11
8 - 14 abr. 2019
3.01.00.0 7.0 Tema 8
Período no docente: 15 - 21 abr. 2019
Nº 12
22 - 28 abr. 2019
3.01.01.0 7.0 Tema 9
Nº 13
29 abr. - 5 may. 2019
3.01.00.0 7.0 Tema 10
Nº 14
6 - 12 may. 2019
3.01.00.0 8.0 Tema 11
Nº 15
13 - 17 may. 2019
3.01.01.0 7.0 Tema 12
Total Horas 45.0 10.0 6.0 90.0