ROBOTICA INDUSTRIALE A
cod. 14598

Anno accademico 2008/09
3° anno di corso - Primo semestre
Docente
Settore scientifico disciplinare
Automatica (ING-INF/04)
Field
Ingegneria informatica
Tipologia attività formativa
Caratterizzante
45 ore
di attività frontali
5 crediti
sede:
insegnamento
in - - -

Obiettivi formativi

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

Prerequisiti

Prerequisiti consigliati<br />
Controlli Automatici<br />
Controlli Digitali

Contenuti dell'insegnamento

- Introduzione alla robotica industriale.<br />
Meccanica e controllo dei manipolatori robotici.<br />
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- Sistemi di riferimento e trasformazioni. <br />
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.<br />
<br />
-Cinematica diretta dei manipolatori.<br />
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.<br />
 <br />
-Cinematica inversa dei manipolatori. <br />
Il problema della solvibilità del problema cinematica inversa. Metodi geometrici e algebrici di soluzione.<br />
<br />
-Velocità e forze statiche nei manipolatori.<br />
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.<br />
<br />
-Cenni sulla dinamica dei manipolatori.<br />
Il tensore di inerzia. Il baricentro dei corpi. Dinamica inversa: formulazione ricorsiva all’indietro di Newton-Eulero. Dinamica diretta: soluzione mediante algoritmi di simulazione.<br />
<br />
-Il controllo dei manipolatori.<br />
Controllo PID a giunti indipendenti e controllo con compensazione di gravità. Tecniche di controllo basate sulla dinamica inversa. Controllo a coppia precalcolata.<br />
<br />
-Generazione di traiettorie e polinomi interpolanti.<br />
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.

Programma esteso

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Bibliografia

C. Guarino Lo Bianco, `` Cinematica dei manipolatori“, Pitagora editrice, Bologna,Italia 2004.<br />L.Sciavicco e B.Siciliano, ``Robotica industriale: modellistica e controllo di manipolatori'', McGraw-Hill Italia, 1995.<br />J.Craig, ``Introduction to Robotics'', seconda edizione, Addison-Wesley, 1989.<br />

Metodi didattici

<strong>Metodi di insegnamento</strong><br />
Il corso prevede lo svolgimento di lezioni mediante didattica frontale. Sono previste inoltre una serie di esercitazioni svolte in Laboratorio Didattico durante le quali verrà studiata la dinamica dei manipolatori robotici e verrà simulato il loro controllo in ambiente Simulink.<br />
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<strong>Modalità d'esame</strong><br />
Le prove di esame sono svolte per iscritto e si dividono in due parti: nella prima parte è richiesta la soluzione di esercizi di cinematica diretta ed inversa, nella seconda parte è richiesta l’esposizione di argomenti teorici.<br />
Durante lo svolgimento delle lezioni sono previste delle prove intermedie di verifica.

Modalità verifica apprendimento

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Altre informazioni

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