ROBOTICA INDUSTRIALE

Crediti: 
6
Settore scientifico disciplinare: 
AUTOMATICA (ING-INF/04)
Anno accademico di offerta: 
2016/2017
Semestre dell'insegnamento: 
Primo Semestre
Lingua di insegnamento: 

Italiano

Obiettivi formativi

Il corso si propone di introdurre i principali concetti di cinematica e dinamica dei manipolatori robotici. Vengono inoltre presentati elementi di pianificazione di traiettorie.

Prerequisiti

Propedeuticità consigliate:
Controlli Automatici

Contenuti dell'insegnamento

- Introduzione alla robotica industriale (1 ora)
Meccanica e controllo dei manipolatori robotici.

- Sistemi di riferimento e trasformazioni (9 ore)
Posizioni e orientamenti dei bracci di un robot. La matrice di rotazione. Operatori di traslazione e rotazione. Forme minime dell’orientamento:angoli fissi, angoli di Eulero, convenzione asse-angolo, i parametri di Eulero. Considerazioni computazionali.

-Cinematica diretta dei manipolatori (4 ore)
Classificazionee descrizione dei giunti robotici. Descrizione delle connessioni fra bracci: la notazione di Denavit-Hartenberg modificata. La matrice di trasformazione omogenea. Spazio dei giunti, spazio operativo e spazio di lavoro.

-Cinematica inversa dei manipolatori (6 ore)
Il problema della solvibilità del problema cinematica inversa. Metodi geometrici e algebrici di soluzione.

-Velocità e forze statiche nei manipolatori (12 ore)
Velocità lineari e angolari nei corpi rigidi. La matrice Jacobiana e le sue proprietà. Forze statiche nei manipolatori: l’algoritmo ricorsivo in avanti e l'approccio mediante la matrice Jacobiana.

-Cenni sulla dinamica dei manipolatori (4 ore)
Il tensore di inerzia. Il baricentro dei corpi. Dinamica inversa: formulazione ricorsiva all’indietro di Newton-Eulero. Dinamica diretta: soluzione mediante algoritmi di simulazione.

-Generazione di traiettorie e polinomi interpolanti (8 ore)
Traiettorie nello spazio dei giunti. Generazione di traiettorie punto-punto e con punti di attraversamento mediante polinomi cubici. Generazione di traiettorie punto-punto e con punti di via mediante raccordi lineari-quadratici.Traiettorie nello spazio operativo. Singolarità cinematiche.

Bibliografia

C. Guarino Lo Bianco, `` Analisi e controllo dei manipolatori industriali“, seconda edizione, Pitagora editrice, Bologna,Italia 2011.
L.Sciavicco e B.Siciliano, ``Robotica industriale: modellistica, pianificazione e controllo'', terza edizione, McGraw-Hill Italia, 2008.
J.Craig, ``Introduction to Robotics'', terza edizione, Pearson, 2005.

Metodi didattici

Lezioni orali.
Sono previste alcune ore di esercitazione in Laboratorio Didattico per la simulazione del controllo di un manipolatore industriale.

Modalità verifica apprendimento

Le prove di esame sono svolte per iscritto e si dividono in due parti: nella prima parte (Parte A) è richiesta la soluzione di esercizi attinenti il programma del corso, nella seconda parte (Parte B) è richiesta l’esposizione di argomenti teorici. Durante lo svolgimento delle lezioni sono previste delle prove intermedie di verifica. Il voto finale è ottenuto come media dei risultati delle due parti integrata, eventualmente, con il punteggio acquisito nelle attività di laboratorio.