Insegnamento
ROBOTICA
IN07119431, A.A. 2013/14

Principali informazioni sull'insegnamento
Corso di studio Corso di laurea magistrale in
INGEGNERIA DELL'AUTOMAZIONE
IN0527, ordinamento 2008/09, A.A. 2013/14
1085571
Crediti formativi 9.0
Denominazione inglese ROBOTICS
Dipartimento di riferimento Dipartimento di Ingegneria dell'Informazione (DEI)
Obbligo di frequenza No
Lingua di erogazione ITALIANO
Sede PADOVA

Docenti
Responsabile ALDO ROSSI

Mutuante
Codice Insegnamento Responsabile Corso
IN07119431 ROBOTICA ALDO ROSSI IN0518

Dettaglio crediti formativi
Tipologia Ambito Disciplinare Settore Scientifico-Disciplinare Crediti
CARATTERIZZANTE Ingegneria dell'automazione ING-IND/13 9.0

Modalità di erogazione
Periodo di erogazione Primo semestre
Anno di corso A scelta dello studente
Modalità di erogazione frontale

Organizzazione della didattica
Tipo ore Crediti Ore di
Corso
Ore Studio
Individuale
Turni
LEZIONE 9.0 72 153.0 Nessun turno

Calendario
Inizio attività didattiche 26/09/2016
Fine attività didattiche 25/01/2014

Commissioni d'esame
Commissione Dal Al Membri
8 A.A. 2016/17 01/10/2016 30/11/2017 ROSSI ALDO (Presidente)
ROSATI GIULIO (Membro Effettivo)
BOSCHETTI GIOVANNI (Supplente)
MINTO SIMONE (Supplente)
7 A.A. 2015/16 01/10/2015 30/11/2016 ROSSI ALDO (Presidente)
ROSATI GIULIO (Membro Effettivo)
BOSCHETTI GIOVANNI (Supplente)
MINTO SIMONE (Supplente)
OSCARI FABIO (Supplente)
6 anno accademico 2014/15 01/10/2014 30/09/2015 ROSSI ALDO (Presidente)
ROSATI GIULIO (Membro Effettivo)
BOSCHETTI GIOVANNI (Supplente)
OSCARI FABIO (Supplente)
5 anno accademico 2013/2014 01/10/2013 30/09/2014 ROSSI ALDO (Presidente)
ROSATI GIULIO (Membro Effettivo)
OSCARI FABIO (Supplente)

Syllabus
Prerequisiti: Lo studente per affrontare senza difficoltà il corso deve possedere conoscenze di matematica per poter affrontare le soluzioni di sistemi di equazioni algebriche non lineari e di equazioni differenziali. Dovrebbe conoscere almeno un codice di calcolo strutturato quali matlab o simulink. Non sono prerequisiti richiesti e dimostrati dal superamento di specifici corsi universitari, ma saranno di fatto accertati durante le prove in quanto utilizzati per lo svolgimento delle prove scritte
Conoscenze e abilita' da acquisire: Il corso fornirà allo studente la capacità di sviluppare modelli matematici per studiare il comportamento dinamico di sistemi meccanici complessi quali catene cinematiche aperte ( robot e manipolatori) con tipiche applicazioni sia industriali che in campo medicale. La modellistica sarà sviluppata non solo per simulare il comportamento in realtà virtuale ma anche per studiare sistemi di controllo che rendano stabile e sicuro il comportamento di sistemi meccanici che debbono interagire con l'uomo. Si analizzeranno anche i problemi di sicurezza per le celle automatizzate di impiego industriale
Modalita' di esame: L'esame comprende una prova scritta che comporta la stesura di un codice di programmazione fuori linea di un robot operante all'interno di una cella strutturata; i temi delle prove si rifaranno a tematiche affrontate sia teoricamente che con esercitazioni pratiche, durante il corso. L'esercizio richiederà la soluzione completa sia procedimento che risultati numerici. La prova serve a verificare la capacità dello studente non solo ad impostare un problema ma anche a valutare la correttezza della soluzione da lui proposta.Seguirà una prova sui temi di teoria sviluppati durante le lezioni.Non meno di due domande sulle principali tematiche affrontate.
Criteri di valutazione: Le prove scritte e orali saranno valutate positivamente se il candidato dimostrerà di saper ricavare il modello fisico,la sua trasposizione matematica, partendo da un sistema meccanico, utilizzato in genere nell'industria biomedicale, oppure utilizzato in ambito clinico. Negli elaborati devono essere presenti oltre che le impostazioni del problema sottoposto anche i risultati numerici specificando sempre le unità di misura utilizzate. Si valuterà cioè la capacità del candidato a risolvere problemi semplici di ingegneria in campo biomedicale. Sarà valutata anche la capacità espressiva e sopratutto l'abilità di sintetizzare in modo chiaro i concetti alla base delle soluzioni ingegneristiche ai problemi sottoposti in sede d'esame
Contenuti: i temi che saranno affrontati sono:
Meccanica dei robot.
Cinematica del braccio di un robot.
Trasformazione cinematica diretta;
Matrici di rotazione;
Matrici di rotazione rappresentate secondo gli angoli di Eulero;
Coordinate omogenee e matrici di trasformazione
Rappresentazione di Denavit-Hartenberg
Classificazione dei manipolatori
Trasformazione cinematica inversa.
Tecnica di trasformazione inversa per la soluzione degli angoli di Eulero;
Approccio geometrico.
Dinamica del braccio.
Formulazione di Lagrange - Eulero;
Velocità delle coppie cinematiche di un manipolatore;
Energia cinetica e potenziale di un manipolatore;
Equazioni di moto di un braccio con coppie cinematiche rotoidali;
Esempio di manipolatore a due braccia.
Formulazione di Newton - Eulero;
Sistemi di coordinate mobili;
Equazioni ricorsive delmoto dimanipolatori;
esempio di un manipolatore a due membri.
Calcolo delle traiettorie dei manipolatori;
Considerazioni generali sulla pianificazione della traiettoria;
Traiettorie interpolative nello spazio dei giunti;
Pianificazione cartesiana delle traiettorie;
Linguaggi di programmazione dei robot.
Caratteristiche deilinguaggiorientati al robot;
Descrizione dellaposizione;
Descrizione del moto;
caratteristiche dei linguaggi a livello di compito;
Modelizzazione del mondo.
Pianificazione dei compiti del robot
Aggiramento degli ostacoli;
Pianificazione della presa.
Componenti dei robot.
Trasmissioni, azionamenti;
Harmonic-drive.
Sistemi di visione a basso livello.
Acquisizione immagini;
Tecniche di illuminazione;
Geometria dell'immagine;
calibrazione delal telecamera;
Visione ad alto livello.
Riconoscimento.
Conclusioni.
Attivita' di apprendimento previste e metodologie di insegnamento: Durante il corso saranno effettuati incontri con imprese del settore, saranno mostrati video su sistemi realizzati per verificare in itinere l'applicabilità dei contenuti sviluppati a lezione con l'attualità dei prodotti industriali. le lezioni frontali si alterneranno con le esercitazioni sulla risoluzione di problemi per insegnare il metodo per affrontare un problema sui sistemi meccanici e per dare l'opportunità di esercitarsi anche in vista dell'esame. A completamento del corso saranno svolte visite in laboratorio e si proveranno le macchine per la riabilitazione sviluppate.
Eventuali indicazioni sui materiali di studio: Agli studenti saranno fornite le slide utilizzate nel corso delle lezioni e inoltre sarà fornito un manuale di programmazione per poter programmare robot della famiglia ADEPT ( antropomorfo e SCARA). Sarà inoltre fornita una sintesi delle istruzioni in MATLAB per la programmazione di operazioni di assemblaggio entro celle di produzione del laboratorio di robotica. sarà infine fornito il manuale d'uso del simulatore 3D sviluppato presso il laboratorio.
Testi di riferimento:
  • Giovanni Legnani, Robotica Industriale. --: Casa Editrice Ambrosiana, --. Cerca nel catalogo
  • FU, Gonzales, Lee., Robotica. --: MCGraw-Hill, 1989. Cerca nel catalogo
  • Craig, Introduction to Robotics Mechanics and Control. --: addison Wesley Publishing Company, 1989. Cerca nel catalogo