Página de Cátedra - 86.15 Robótica

Cualidades que diferencian al Robot de una máquina automática convencional. Capacidades básicas. Distintos tipos de estructuras cinemáticas. Sistemas de coordenadas. Angulos de Euler. Cuaterniones. Transformaciones homogéneas.

Estudio de cadenas cinemáticas abiertas. Asignación de ternas solidarias a los eslabones. Problema directo de posición. Parámetros D-H. Transformaciones de pasaje entre ternas. Problema inverso. Soluciones múltiples y singularidades. Configuraciones. Velocidades. Características cinemáticas de cada eslabón y de la herramienta. Movimientos diferenciales. Jacobiano. Condición de la matriz. Manipulabilidad. Estática. Vector fuerza-momento. Torques en los ejes.

Evolución de los métodos de programación de Robots. Programación off-line. Planteo del problema de calibración. Descripción matricial de objetos y del puesto de trabajo. Programación de tareas.

Movimiento entre puntos. Zonas y tiempo para cambio de velocidad. Puntos de paso. Interpolación a nivel de las articulaciones (punto a punto). Movimiento cartesiano. Generación de trayectorias en el espacio. Distintas técnicas. Método de Paul. Simuladores cinemáticos.

Energía cinética y potencial del robot. Matriz de pseudoinercia. Ecuaciones dinámicas por el método de Lagrange-Euler. Parámetros dinámicos. Propiedades fundamentales de las ecuaciones dinámicas. Dinámica de los actuadores. Cálculo de las fuerzas y torques para control. Simulación dinámica. Problema dinámico directo. Solución numérica de las ecuaciones.

Arquitectura de control. Organización del soft. Controlador. Sensores internos. Codificador óptico absoluto e incremental. Decodificación de señales. Resolvers. Actuadores. Control lineal. Control de un modelo simplificado SISO del manipulador + actuadores. Control PID. Ajuste de ganancias. Eliminación de errores estacionarios. Frecuencia de muestreo. Modelo elástico. Diseño en el espacio de estado. Control multivariable. Modelo dinámico completo. Análisis de la estabilidad del control lineal por Lyapunov. Control no lineal. Linealización por realimentación del vector de estado. Torque computado. Incertezas del modelo dinámico. Planteo del problema de identificación. Modelo lineal en los parámetros dinámicos. Control adaptivo. Análisis de la estabilidad de estrategias de control mediante simulación.

Movimientos del Robot sujeto a vínculos externos. Tareas que lo requieren. Sensores de fuerza/torque. Restricciones naturales y artificiales. Selección de la terna de acomodamiento. Partición del espacio. Condición de terminación. Métodos activos de control de fuerzas. Control de rigidez. Matriz de acomodamiento. Lazo externo de fuerzas. Corrección de la trayectoria cartesiana. Métodos pasivos de control de fuerzas. Dispositivos mecánicos (RCC). Estrategia de acomodamiento mediante ganancias “blandas”. Control híbrido. Selección de ejes para acomodar/controlar fuerzas. Compensación de los desvíos.

Integración del Robot al proceso productivo. El Robot como eslabón necesario para el Diseño y Manufactura Asistidos por Computadora (CAD/CAM) y para los Sistemas Flexibles (FMS). Planificación y Control de Producción mediante MRP y JIT. Manufactura Integrada por Computadora (CIM).

PRE-REQUISITOS

1.- Teoría de Control I
2.- Mecánica Racional