1.- DATOS DE LA ASIGNATURA Nombre de la asignatura: Robtica Industrial Carrera: Ingeniera Electrnica Clave de la asignatura: Horas teora - horas prctica crditos: 3 2 8

2.- HISTORIA DEL PROGRAMA

Lugar y Fecha de Ela-boracin o Revisin

Participantes Observaciones (cambios y justifica-

cin) Instituto Tecnolgico de la Laguna

Academia de Electrnica Se aade esta materia en la curricula de especiali-dad por considerarla de gran importancia para el desarrollo profesional del egresado

3.- UBICACIN DE LA ASIGNATURA

a) Relacin con otras asignaturas del plan de estudios

Anteriores Posteriores Asignatura Temas Asignatura Temas

Microprocesadores. Electrnica Matemticas Sistemas lineales I

Programacin de microcontroladores y microprocesadores Interfaces de en-trada salida Diseo de amplifi-cadores de potencia lgebra lineal Transformada de Laplace, transforma-cin de coordenadas Controladores Sistemas de lazo ce-rrado, Sensores

Materias relaciona-das con la maestra

Robtica Control de robots

b) Aportacin de la asignatura al perfil del egresado

Esta materia le servir al egresado para:

Proyectar, disear y poner en operacin plantas y sistemas que integren equipos de la in-geniera en robtica industrial.

Capacitar, instruir y entrenar en las ramas de la ingeniera en robtica industrial a diverso personal.

Manejar los principios y aplicaciones de otras disciplinas relacionadas con la ingeniera en robtica industrial.

Utilizar los procesos, mtodos, instrumentos y herramientas propios de la ingeniera en ro-btica industrial.

Continuar con estudios de postgrado.

4.- OBJETIVO(S) GENERAL(ES) DEL CURSO El objetivo de la asignatura es introducir al estudiante de electrnica en el campo de la Robtica industrial tanto en el aspecto terico como prctico y que sean capaces de trabajar con robots industriales si se requiere y capacitar al personal tcnico en sistemas que incluyan elementos de robtica industrial. Adems de los conceptos bsicos, la asignatura pretende ensear los principios y tcnicas de programacin de robots, de manera que el alumno adquiriera un conocimiento suficiente de las posibilidades y limi-taciones de los robots y de su programacin. As mismo que tengan los conocimientos bsicos necesarios para continuar un post-grado en robtica

5.- TEMARIO

Unidad

1

2

3

Temas

Conceptos bsicos de neumtica y motores elctricos

Sensores utilizados en robtica

Introduccin a la Robtica.

Subtemas 1.1Actuadores Neumticos 1.2 Tipos de vlvulas 1.3 Simulacin de sistemas neumticos 1.4 Motores de CD, AC y de pasos

2.1 Ultrasnicos 2.3 Capacitivos 2.4 Presin 2.5 Posicin y proximidad 2.6 Velocidad 2.7 Fuerza y par 2.8 Opto electrnicos

3.1 Historia de los robots 3.2 Definiciones de robot 3.3Aplicaciones industriales clsicas y mo-dernas 3.4 Caractersticas principales de los robots industriales 3.5 Robots autnomos 3.5 Robots Mviles 3.6 Tipos de elementos terminales 3.7 Grados de libertad. Configuraciones b-sicas, Estructura mecnica. 3.8Transmisiones y reductores

4

5

6

7

Matrices de transformacin

Cinemtica de robots

Programacin de robots.

Control de robots

3.9 Tipos de pinzas o efectores

4.1 Formulacin matricial de las transformacio-nes 4.2Matriz de translacin 4.3 Matriz de rotacin 4.4 Cambio de coordenadas 4.5 Cambio de escala, perspectiva.

5.1Ecuaciones Cinemticas 5.2 Algoritmo de Denavit Hartenberg 5.3 Modelo Cinemtico Directo 5.3 Modelo Cinemtico Inverso 5.4 Solucin a las ecuaciones cinemticas 5.5 Generacin de trayectorias 5.5 Orientacin y posicin del elemento terminal. 6.1Introduccin al programa Solid Work 6.2 Mtodos de Programacin de un robot 6.3 Requerimientos de un sistema de programa-cin 6.4 Programacin por guiado 6.5 Programacin a nivel de Robot y programa-cin a nivel de tarea. 7.1Fundamentos de control usando micro-procesadores, PLC o microcontroladores 7.2 Algoritmos de control 7.3 Sistemas de comunicacin

6.- APRENDIZAJES REQUERIDOS Se requiere que el alumno tenga conocimientos de mquinas elctricas, de Control I

y II, de diseo de sistemas con microprocesadores y microcontroladores, electrnica de po-tencia, lgebra lineal, calculo integral y programacin.

7.- SUGERENCIAS DIDCTICAS GENERALES Se combinan las clases tericas con clases prcticas si es posible, de forma que se

puedan aplicar los conceptos enseados. Se propone adems un proyecto prctico sobre al-gn aspecto relacionados con la asignatura a realizar en grupos de dos o tres personas, con el objeto de fortalecer tambin la idea de trabajo en equipo. Como recursos didcticos se hace uso de los convencionales como el can de vdeo, pintarrn y computadoras para co-rrer programas de simulaciones correspondientes a la asignatura. Se completa el curso con una visita a una empresa caracterizada por un entorno de fabricacin robotizado y a la celda de manufactura del mismo Instituto.

8.- LINEAMIENTOS DE EVALUACIN

. Se aplicarn 2 o 3 exmenes escritos

. Se evaluar un proyecto prctico como trabajo final

. A las tareas, consultas y exposiciones se les dar el peso que el maestro juzgue conveniente

9.- UNIDADES DE APRENDIZAJE Unidad 1: Objetivo

Educacional Actividades de Aprendizaje Fuentes de

Informacin Introducir al alumno en los conocimientos bsicos de la neum-tica y de los motores elctricos

1.1 Conocer el funcionamiento bsico de las vlvulas distribui-doras 1.2 Estudiar ejemplos simulados en el pneusim 1.3 Conocer las servovlvulas 1.4 En forma breve repasar el funcionamiento bsico de los motores de DC, AC, a pasos

1, 2, 3, 4, 5

Unidad 2:

Objetivo Educacio-nal

Actividades de aprendizaje Fuentes de informa-cin

Conocer los sensores usados en robtica

Comprender el funcionamiento bsico de los : 2.1 Sensores electrnicos 2.2 Sensores pticos 2.3 Sensores mecnicos

1,2,3,4,5

UNIDAD 3:

Objetivo Educacional El alumno debe com-prender la utilizacin prctica de los robots en la industria.

Actividades de Aprendizaje 3.1 Conocimiento de la historia de los robots. 3.2 Sus caractersticas principa-les 3.3 Las configuraciones bsicas 3.4 Conocer en forma simple las principales estructuras mecni-cas que se pueden usar

Fuentes de Informa-cin 1,2,3,4,5

UNIDAD 4:

Objetivo Educacional La manipulacin de un robot requiere gi-ros, escalamientos y translaciones en un espacio tridimensio-nal, por lo que el alumno debe familiari-zarse con las matrices de transformacin

Actividades de Aprendizaje 4.1 Conocer las matrices de translacin 4.2 Conocer las matrices de ro-tacin 4.3 Conocer matrices de cambio de coordenadas tridimensionales 4.4 En caso de que el robot ten-ga visin se debe familiarizar el estudiante con la transformacin de perspectiva

Fuentes de Informa-cin 1,2,3,4,5

UNIDAD 5:

Objetivo Educacional El alumno debe cono-cer las ecuaciones que rigen el compor-tamiento cinemtico de los robots para analizar los problemas de posicionamiento del manipulador sin incluir anlisis de ve-locidades, aceleracio-nes, etc.

Actividades de Aprendizaje 5.1 Conocer la posicin y orien-tacin de la mano, algoritmo de Denavit Hartenberg 5.2 Identificacin de los grados de libertad 5.3 Conocer la regin accesible del manipulador 5.4 Solucin del modelo cinem-tico directo 5.5 Solucin del modelo cinem-tico inverso 5.6 Comprender el Jacobiano del manipulador

Fuentes de Informacin

1,2,3,4,5

UNIDAD 6:

Objetivo Educacional Poder programar una tarea repetitiva del manipulador en base a aprender cada uno de los puntos de la ta-rea o manejando las ecuaciones cinemti-cas

Actividades de Aprendizaje 1. Se debe aprender un progra-ma que nos permita visualizar el funcionamiento de la tarea, se propone usar Solid Works 2. Instruir al alumno sobre como construir un lenguaje de progra-macin que contenga las instruc-ciones mnimas tales como mo-verse de el punto a al b , parar-se, abrir la pinza, rotar etc. 3. Explicar la diferencia entre programacin a nivel tarea y ni-vel robot

Fuentes de Informacin

1,2,3,4,5

UNIDAD 7:

Objetivo Educacional El computador inter-viene en el sistemas de control de los ro-bots industriales en dos aspectos : Primero Adaptacin de las entradas (sen-sores y comandos y segundo control gene-ral de los movimientos y otros parmetros de trabajo, por lo que el estudiante debe fami-liarizarse con los sis-temas de cmputo

Actividades de Aprendizaje 7.1El estudiante debe conocer o repasar lo visto en otras materias con lo que respecta a puertos de entrada salida serie, paralelos y usb 7.2 Se deben conocer las carac-tersticas principales de uso de los microcontroladores 7.3 Se deber poder usar un PLC para que sea integrante de un sistema de control de lazo ce-rrado 7.4 El estudiante debe ser capaz de usar un algoritmo de control de lazo cerrado tal como un P, PI, PID discreto usando ecuacio-nes de diferencia 7.5 El estudiante debe ser capaz de entender los diversos senso-res de posicin para poder usar los algoritmos de captura de da-tos e interpretarlos

Fuentes de Informacin

1,2,3,4,5

10.- FUENTES DE INFORMACIN

1. Control de movimiento de robots manipuladores Victor Santibez y Rafael Nelly Prentice Hall 2. Ferrat, G., Amat, F. y otros. "Robtica industrial". Prentice Hall 3. Ayres, R.U. y otros. "Robotics and flexible manufacturing technologies". 4. Lothe, F., Kauffmann, J.M. "Robot components and systems". 5. Jos Mara Angulo Usategui , Curso de Robtica , Paraninfo Madrid

11.- PRCTICAS

1.-Prcticas con el Pneusim 2.- Aprender a usar el paquete MATHCAD o MATLAB para resolver matrices. 3.- Aprender a usar el programa SOLID WORKS

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