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a Ciclo Unico
Scuola di Ingegneria
INGEGNERIA MECCANICA
Insegnamento
ROBOTICA
IN07119431, A.A. 2018/19

Informazioni valide per gli studenti immatricolati nell'A.A. 2017/18

Principali informazioni sull'insegnamento
Corso di studio Corso di laurea magistrale in
INGEGNERIA MECCANICA
IN0518, ordinamento 2011/12, A.A. 2018/19
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Crediti formativi 9.0
Tipo di valutazione Voto
Denominazione inglese ROBOTICS
Sito della struttura didattica http://im.dii.unipd.it/ingegneria-meccanica-magistrale/
Dipartimento di riferimento Dipartimento di Ingegneria Industriale (DII)
Sito E-Learning https://elearning.unipd.it/dii/course/view.php?idnumber=2018-IN0518-000ZZ-2017-IN07119431-N0
Obbligo di frequenza No
Lingua di erogazione ITALIANO
Sede PADOVA
Corso singolo È possibile iscriversi all'insegnamento come corso singolo
Corso a libera scelta È possibile utilizzare l'insegnamento come corso a libera scelta

Docenti
Responsabile GIULIO ROSATI ING-IND/13

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

Organizzazione dell'insegnamento
Periodo di erogazione Primo semestre
Anno di corso II Anno
Modalità di erogazione frontale

Tipo ore Crediti Ore di
didattica
assistita
Ore Studio
Individuale
LEZIONE 9.0 72 153.0

Calendario
Inizio attività didattiche 01/10/2018
Fine attività didattiche 18/01/2019
Visualizza il calendario delle lezioni Lezioni 2019/20 Ord.2011

Commissioni d'esame
Commissione Dal Al Membri
10 A.A. 2018/19 01/10/2018 30/11/2019 ROSATI GIULIO (Presidente)
ROSSI ALDO (Membro Effettivo)
BOSCHETTI GIOVANNI (Supplente)
COCUZZA SILVIO (Supplente)
DORIA ALBERTO (Supplente)
MASSARO MATTEO (Supplente)
9 A.A. 2017/18 01/10/2017 30/11/2018 ROSATI GIULIO (Presidente)
ROSSI ALDO (Membro Effettivo)
BOSCHETTI GIOVANNI (Supplente)
DORIA ALBERTO (Supplente)

Syllabus
Prerequisiti: Nozioni di base di analisi matematica, algebra lineare e fisica.
Conoscenze e abilita' da acquisire: Il corso fornirà allo studente la capacità di sviluppare applicazioni di robotica in ambito industriale. Come competenze di base saranno studiati i modelli matematici che definiscono il comportamento cinematico e dinamico di sistemi meccanici complessi, dotati di catena cinematica aperta (robot manipolatori), utilizzati nelle applicazioni di robotica industriale. La modellistica sarà sviluppata non solo per simulare il comportamento in realtà virtuale ma anche con riferimento alla realizzazione di sistemi di controllo che rendano stabile e sicuro il comportamento dei robot, anche qualora debbano interagire con l'uomo. Saranno presentate le problematiche di progettazione e scelta dei principali componenti presenti in una cella robotizzata (alimentatori, attrezzature, organi di presa, sistemi di visione, ecc.). Si analizzeranno infine i problemi di progettazione di celle e linee automatizzate di impiego industriale, anche con riferimento alla corretta definizione dei cicli di lavoro, imparando ad utilizzare i comandi di alto livello tipici dei linguaggi di programmazione dei robot industriali.
Modalita' di esame: E' prevista una prova scritta alla fine del corso (compitino), comprendente un esercizio e almeno una domanda di teoria. Chi supera il compitino può registrare il voto o sostenere una prova orale integrativa facoltativa. Chi non supera o non sostiene il compitino può partecipare agli appelli successivi, che saranno unicamente orali.
Criteri di valutazione: Le prove d'esame saranno valutate positivamente se il candidato dimostrerà di saper mettere correttamente in relazione il sistema studiato, il suo modello fisico e la relativa trasposizione matematica. Sarà valutata anche la capacità espressiva e soprattutto l'abilità di sintetizzare in modo chiaro i concetti alla base delle soluzioni ingegneristiche dei problemi sottoposti in sede d'esame.
Contenuti: Introduzione alla robotica industriale. L'isola robotizzata. Componenti e sistemi presenti. Funzionalità richieste e problematiche. Valutazione di fattibilità economica.

Meccanica dei robot. Classificazione dei manipolatori. Cinematica del braccio di un robot. Analisi cinematica diretta. Matrici di rotazione. Coordinate omogenee e matrici di trasformazione. Rappresentazione di Denavit-Hartenberg. Analisi cinematica inversa. Analisi cinematica di velocità e accelerazione. Analisi dinamica diretta e inversa.

Calcolo delle traiettorie dei manipolatori. Traiettorie interpolative nello spazio dei giunti. Pianificazione cartesiana delle traiettorie. Esempi di traiettorie utilizzate nei cicli di lavoro delle principali applicazioni industriali (manipolazione, assemblaggio, sbavatura, saldatura, ecc.).

Linguaggi di programmazione dei robot. Definizione di locazioni. Comandi di movimentazione del robot. Gestione segnali I/O e interfacciamento con sistemi esterni. Programmazione multi-tasking. Esempi di definizione di cicli di lavoro con pianificazione dei compiti del robot, aggiramento di ostacoli, pianificazione della presa, interazione con attrezzature e sensori.

Robotica flessibile. Sistemi di alimentazione flessibili. Guida robot e adattamento automatico del compito. Sistemi di visione e procedure di calibrazione. Sequenziamento automatico di cicli di lavoro.
Attivita' di apprendimento previste e metodologie di insegnamento: Le lezioni frontali si alterneranno con esercitazioni in laboratorio di calcolo con utilizzo di Matlab (per i modelli cinematici dei robot) e di Adept/Omron ACE (ambiente di programmazione di robot industriali). Durante il corso saranno effettuati incontri con imprese del settore (visite in azienda), e saranno mostrati filmati di reali linee robotizzate per verificare in itinere l'applicabilità dei metodi studiati a reali sistemi industriali. A completamento del corso saranno svolte visite nel laboratorio di Robotica.
Eventuali indicazioni sui materiali di studio: Saranno fornite le dispense (slide) utilizzate nel corso delle lezioni. Inoltre, sarà fornito il manuale di programmazione dei robot della famiglia Adept/Omron, con relativo ambiente simulativo per validare i cicli di lavoro visualizzando i movimenti del robot. Sarà inoltre fornita una sintesi delle istruzioni in Matlab maggiormente utilizzate nel campo della robotica, oltre ad una serie di script di esempio finalizzati alla realizzazione di simulazioni 3D di manipolatori. Sarà fornito materiale didattico di approfondimento su diverse tematiche inerenti la robotica industriale (tesi di laurea).

Testi di riferimento:
Sciavicco, Lorenzo; Siciliano, Bruno, Robotica industrialemodellistica e controllo di manipolatoriLorenzo Sciavicco, Bruno Siciliano. Milano \etc.!: McGraw-Hill libri Italia, 2000.
Fu, King Sun; Lee, C. S. George, Robotica. Milano [etc.!: McGraw-Hill libri Italia, 1989.
Testi di riferimento: