Plan robotica 2015 agosto diciembre

Nombre del formato: Formato para la Planeación e instrumentación didáctica del Curso por competencias profesionales.

Código: ITR-AC-PO-004-07

Revisión: 0Referencia a la Norma ISO 9001:2008 7.1, 7.2.1, 7.5.1, 7.6, 8.1, 8.2.4 Página 1 de 9

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE REYNOSASUBDIRECCIÓN ACADÉMICA

DEPARTAMENTO _INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA_ PLANEACIÓN E INSTRUMENTACIÓN DIDACTICA DEL CURSO POR COMPETENCIAS PROFESIONALES

PERIODO AGOSTO – DICIEMBRE 2015 .

Materia: ROBOTICA HT 3 HP 2 CR 5 SATCA 80 No. De Unidades: 6 .

Grupo: 9MIMKT Carrera: Ingeriria Mecatrônica Aula: Horario: LUNES, MARTES Y JUEVES DE 09:00 A 10:00 Y MIERCOLES DE 09:00 A 11:00 HORAS .

Profesor: ING. PEDRO ROSALES GUTIERREZ .

1. Objetivo(s) general(es) del curso. (Competencias específicas a desarrollar)

Adquirir los conocimientos necesarios para proponer soluciones en la automatización de procesos de manufactura industriales mediante la selección y aplicación de manipuladores robóticos, para asegurar la calidad eficiencia y rentabilidad de dichos procesos.

ITR-AC-PO-004-07 Rev. 0




2. Análisis por unidadUnidad 1 Nombre MORFOLOGIA DEL ROBOTCompetencia específica de la unidad Desarrollo de competencias genéricas

Comprender la importancia de la robótica, así como las disciplinas que intervienen en el análisis ydiseño de manipuladores

Competencias genéricas:• Pensamiento lógico, algorítmico,heurístico, analítico y sintético.• Capacidad de análisis y síntesis.• Capacidad de diseñar modelosabstractos.• Procesar e interpretar datos.• Representar e interpretar conceptosen diferentes formas: Gráfica,escrita y verbal.• Habilidades básicas para elaborardiagramas.• Solución de problemas.• Potenciar las habilidades para eluso de lenguajes de programación.• Toma de decisiones.• Lectura en idioma inglés.• Capacidad crítica y autocrítica.• Trabajo en equipo.• Habilidades interpersonales.• Compromiso ético.• Habilidad de planificar como un todoy diseñar nuevos sistemas.• Capacidad de aplicar losconocimientos en la práctica.• Habilidades de investigación.• Capacidad de aprender.

Criterios de evaluación de la unidadExposición por equipo 10%, Asistencia 10%, Trabajos (tareas) 10%, Participación 20%, Exámen 50%

Temas de la unidad Actividades de enseñanza

Actividades de aprendizaje

Evidencia deAprendizaje

Fechaprogramada

Fecha

real1.1 Historia de los robots1.2 Estructura mecánica de un robot1.3 Transmisiones y Reductores - Transmisiones- Reductores- Accionamiento Directo1.4 Comparación de sistemas de acción- Actuadores neumáticos- Actuadores hidráulicos- Actuadores eléctricos1.5 Sensores internos- Sensores de posición- Sensores de velocidad- Sensores de presencia1.6 Elementos terminales1.7 Tipos y características de robots1.8 Grados de libertad y espacio de trabajo1.9 Aplicaciones

Exposición de la Historia de los robots, Estructura mecánica de un robotExposición de las Transmisiones y Reductores y- Accionamiento Directo.- Comparación de sistemas de acción- Actuadores neumáticos- Actuadores eléctricosDescripción e identificación de Sensores internos- Sensores de posición- Sensores de velocidad- Sensores de presenciaModelado e identificación de robots en base a Elementos terminales-

• Investigar en diferentes fuentes de losalumnos en forma individual o grupalsobre el tema de las aplicaciones de losrobots.• Consultar diversas fuentes para conocerpublicaciones científicas y tecnológicas dela robótica.• Describir los componentes de un robotindustrial, las características de robots ylas definiciones básicas de la robótica.• Identificar y determinar los grados delibertad y el espacio de trabajo de unsistema mecánico articulado.• Comparar los diferentes sistemas deacción destacando sus ventajas ydesventajas.

Comprender la importancia de larobótica, así como las disciplinasque intervienen en el análisis ydiseño de manipuladores.Conocer la historia del arte del Robot.Dominio en la descripción e identificación de Robots, en base al video y expuesto.

Aplicaciones.

24/08/2015

02/09/2015

07/09/2015

Fuentes de información Apoyos didácticos:1. Fu, K. S., González, R. C., y Lee, C. S. G., Robótica: Control, Detección,Visión e Inteligencia , McGraw Hill, 1987.2. Barrientos, et. al., Fundamentos de robótica, McGraw Hill, 1997.3. Spong, M.W., Vidyasagar, M., Robot Dynamics and control, John Wiley &Sons, 1989.4. Craig, J., Introduction to Robotics: Mechanics and Control, Addison-Wesley,Reading, MA., 1986.5. Shahinpoor, M., A robot Engineering Textbook, Harper &Row, N.Y., 1987.6. www.kuka.com:(ArcWelding_engl.,Food_Suppy_Chain_engl.Kuka_CAMROB_de., Kuka_Jet_en., Kuka_Reinraum_en.).7. Standler, W., Analytical Robotics and mechatronics, McGraw Hill InternationalEd., 1995.

PC, Proyector, Pizarrón blanco, Marcadores, Rota folios. Laptop





Porcentaje de Aprobación ___________________

Unidad 2 Nombre PROGRAMACION DE ROBOTS

Competencia específica de la unidad Desarrollo de competencias genéricas

Aplicar las diferentes técnicas de programación de robots, asícomo las ventajas y desventajas de cada una de ellas.

Competencias genéricas:• Pensamiento lógico, algorítmico, heurístico, analítico y sintético. • Capacidad de análisis y síntesis.• Capacidad de diseñar modelos abstractos. • Procesar e interpretar datos. • Representar e interpretar conceptosen diferentes formas: Gráfica, escrita y verbal. • Habilidades básicas para elaborar diagramas.• Solución de problemas. • Potenciar las habilidades para el uso de lenguajes de programación.• Toma de decisiones. • Lectura en idioma inglés.• Capacidad crítica y autocrítica. • Trabajo en equipo. • Habilidades interpersonales. • Compromiso ético.• Habilidad de planificar como un todo y diseñar nuevos sistemas.• Capacidad de aplicar los conocimientos en la práctica. • Habilidades de investigación. • Capacidad de aprender.

Criterios de evaluación de la unidad

Exposición por equipo 10% , Asistencia 10%, Trabajos (tareas) 10%, Participación 20%, Exámen 50%




Fechaprogramada

FechaReal

2.1 Programación no textual- por hardwareprograma cableadoprograma definido mecánicamente- por enseñanzaen líneamodo pasivomodo activofuera de línea2.2 Programación textual- Explícitanivel robotnivel objeto- Implícitanivel objetonivel tarea-nivel objetivo

Exposicion del Modelo DH, para la simulacion e interpretacion de sistemas cinematicos directos e inversos, por medio de ecuaciones diferenciales

Programación por medio de Mat lab, con utilería de Robotic y math, para el modelado de las cinemáticas directa e inversa de robots manipuladores, utilizando la herramienta matematica matricial para facilitar la solucion de casos.

• Exponer en clase las formasconvencionales de programación de losrobots industriales• Realizar prácticas sobre “Programación de Robots” en donde el alumno aplique lasinterfaces de control del robot• Realizar prácticas sobre “Programación deRobots” en donde el alumno programe deforma textual los movimientos de un robot

Dominio del Modelo DH, para la simulacion e interpretacion de sistemas cinematicos directos e inversos.Dominio de la Programación por medio de Mat lab, con utilería de Robotic y math, para el modelado de las cinemáticas directa e inversa de robots manipuladores.Programacion inversa del modelo DH

09/09/2015

14/09/2015

21/09/2015

24/09/2015

Fuentes de información Apoyos didácticos:1. Fu, K. S., González, R. C., y Lee, C. S. G., Robótica: Control, Detección,Visión e Inteligencia , McGraw Hill, 1987.2. Barrientos, et. al., Fundamentos de robótica, McGraw Hill, 1997.3. Spong, M.W., Vidyasagar, M., Robot Dynamics and control, John Wiley &Sons, 1989.4. Craig, J., Introduction to Robotics: Mechanics and Control, Addison-Wesley,Reading, MA., 1986.5. Shahinpoor, M., A robot Engineering Textbook, Harper &Row, N.Y., 1987.






6. www.kuka.com:(ArcWelding_engl.,Food_Suppy_Chain_engl.Kuka_CAMROB_de., Kuka_Jet_en., Kuka_Reinraum_en.).7. Standler, W., Analytical Robotics and mechatronics, McGraw Hill International Ed., 1995.

Porcentaje de Aprobación ____________Unidad 3 Nombre CINEMATICA


Comprender los conceptos sobreel modelado cinemático de unmanipulador, su importancia ylimitaciones



Exposición por equipo 10%, Asistencia 10%, Trabajos (tareas) 10%, Participación 20%, Examen 50%




Fechaprogramada

FechaReal

3.1 Sistemas de coordenadas- Representación de un punto en el sistema de coordenadas- Descripciones espaciales posición orientación ejes de referencia3.2 Movimiento rígido y transformaciones homogéneas- Rotaciones- Composición de rotaciones- Propiedades de las rotaciones- Matrices antisimétricas- Matrices y Transformaciones homogéneas3.3 Representación de Denavit-Hartenberg- Cadenas cinemáticas- Representación Denavit-Hartenberg- Cinemática directa- Ejemplos3.4 Cinemática inversa- Introducción- Desacoplo cinemático- Posición inversa- Orientación inversa

Exposicion los sisitemas de robots manipuladores, utilizando a la herramienta matematica para la simulacion del Modelo DH, para la simulacion e interpretacion de sistemas cinematicos directos e inversos.

Programación por medio de Mat lab, con utilería de Robotic y math, para el modelado de las cinemáticas directa e inversa de robots manipuladoresy simulink

• Mostrar en clase la forma de modelar lacinemática de los robots manipuladores• Obtener la matriz de traslación, rotación ytransformación homogénea para algúnmovimiento determinado de un robot,dada su configuración particular• Realizar la cadena cinemática de loseslabones de un robot utilizando lametodología Denavit–Hartenberg• Efectuar una búsqueda en internet sobresimuladores de uso gratuito

Dominio del Modelo DH, para la simulacion e interpretacion de sistemas cinematicos directos e inversos.

Dominio de la simulacion con la Programación por medio de Matlab, con utilería de Robotic y math, y simulink para el modelado de las cinemáticas directa e inversa de robots manipuladores.Programacion inversa del modelo DH

29/09/2015

05/10/2015

08/10/2015

Fuentes de información Apoyos didácticos:





1. Fu, K. S., González, R. C., y Lee, C. S. G., Robótica: Control, Detección,Visión e Inteligencia , McGraw Hill, 1987.2. Barrientos, et. al., Fundamentos de robótica, McGraw Hill, 1997.3. Spong, M.W., Vidyasagar, M., Robot Dynamics and control, John Wiley &Sons, 1989.4. Craig, J., Introduction to Robotics: Mechanics and Control, Addison-Wesley,Reading, MA., 1986.5. Shahinpoor, M., A robot Engineering Textbook, Harper &Row, N.Y., 1987.


Porcentaje de Aprobación ____________Unidad

4 Nombre DINAMICACompetencia específica de la unidad Desarrollo de competencias genéricas

Comprender los conceptos sobreel modelado dinámico de unmanipulador, su importancia ylimitaciones



Exposición por equipo 10% , Asistencia 10%, Trabajos (tareas) 10%, Participación 20%, Exámen 50%

Temas de la unidad

Actividades de enseñanza



Fechaprogramada Fecha real

4.1 Introducción- Importancia de la dinámica del manipulador- Aplicaciones4.2 Ecuaciones de Euler-Lagrange- Velocidades de las articulaciones de unrobot- Energía cinética- Energía potencial- Ecuaciones de movimiento4.3 Formulación de Newton-Euler- Sistema de coordenadas rotantes- Sistema de coordenadas enmovimiento- Cinemática de los elementos- Ecuaciones de movimiento recursivas4.4 Ecuaciones de movimiento generalizadasde D’Alambert- Modelo dinámico simplificado

- Exponer la Importancia de la dinámica del manipulador - Aplicaciones- Exponer y describir las Ecuaciones de Euler-Lagrange, - Velocidades de las articulaciones de unRobot, - Energía cinética, - Energía potencial- Ecuaciones de movimientoExposicion y demostracion de la Formulación de Newton-Euler- Sistema de coordenadas rotantes- Sistema de coordenadas en movimiento- Cinemática de los elementos- Ecuaciones de movimiento recursivasExposicion y demostracion Ecuaciones de movimiento generalizadas de D’Alambert

- Modelo dinámico simplificado de sistemas roboticos manipiladores

• Mostrar en clase la forma de modelar ladinámica de los robots manipuladores.• Realizar el modelado dinámico de loseslabones de un robot utilizandoLagrange-Euler y Newton-Euler.• Realizar un proyecto el modelo dinámicode un manipulador.• Realizar prácticas en donde seimplemente un programa en computadoraque simule el modelo de la dinámica deun robot y que analizar los resultados delas simulaciones

Comprender los conceptos sobre el modelado dinámico de un manipulador, su importancia y limitaciones.

Dominio de las Ecuaciones de Euler-Lagrange, la Formulación de Newton-Euler, de movimiento generalizadas de D’Alambert

13/10/2015

20/10/2015

28/10/2015





Fuentes de información Apoyos didácticos:1. Fu, K. S., González, R. C., y Lee, C. S. G., Robótica: Control, Detección,Visión e Inteligencia , McGraw Hill, 1987.2. Barrientos, et. al., Fundamentos de robótica, McGraw Hill, 1997.3. Spong, M.W., Vidyasagar, M., Robot Dynamics and control, John Wiley &Sons, 1989.4. Craig, J., Introduction to Robotics: Mechanics and Control, Addison-Wesley,Reading, MA., 1986.


Porcentaje de Aprobación ___________

Unidad 5 Nombre CONTROL


Reconocer los diferentesesquemas de control y suaplicación para losrequerimientos de movimiento deun manipulador


Criterios de evaluación de la unidadExposición por equipo 10% , Asistencia 10%, Trabajos (tareas) 10%, Participación 20%, Exámen 50%

Temas de la unidad Actividades de enseñanza Actividades de

aprendizajeEvidencia deAprendizaje

Fechaprogramada

Fechareal

5.1 Introducción5.2 Control de posición5.3 Control de velocidad5.4 Control de fuerza

Exposición de las variables:Control de posición Control de velocidadControl de fuerza, en un robot manipulador, asi la caracterización en robots, de acuerdo a su tipo y modo de control.

• Exponer en clase las formasconvencionales de controlar la posición,velocidad y fuerza en robots industriales• Realizar prácticas orientadas a simularmodelos de control de uno o variosgrados de libertad de un robot• Utilizar lenguajes de programación virtualpara control y monitoreo de procesos

Reconocer los diferentesesquemas de control y suaplicación para losrequerimientos de movimiento deun robot manipulador

02/11/2015

10/11/2015

18/11/2015





demanufactura robotizados

Fuentes de información Apoyos didácticos:1. Fu, K. S., González, R. C., y Lee, C. S. G., Robótica: Control, Detección,Visión e Inteligencia , McGraw Hill, 1987.2. Barrientos, et. al., Fundamentos de robótica, McGraw Hill, 1997.3. Spong, M.W., Vidyasagar, M., Robot Dynamics and control, John Wiley &Sons, 1989.4. Craig, J., Introduction to Robotics: Mechanics and Control, Addison-Wesley,Reading, MA., 1986.5. Shahinpoor, M., A robot Engineering Textbook, Harper &Row, N.Y., 1987.


Porcentaje de Aprobación ____________

Unidad 6

Nombre PLANIFICACION DE TRAYECTORIAS


Aplicar las principales técnicaspara la definición de trayectoriasde un robot


Criterios de evaluación de la unidadExposición por equipo 10% , Asistencia 10%, Trabajos (tareas) 10%, Participación 20%, Exámen 50%

Temas de la unidad Actividades de enseñanza Actividades de aprendizaje


Fechaprogramada

Fechareal

6.1 Trayectorias paramétricas6.2 Perfil trapezoidal6.3 Restricciones de trayectorias

Exposicion de los parametros caracteristicos de un robot autonomo con trayectoria continua.

Diseño y construccion de un robot manipulador, bajo las carcateristica

• Mostrar la forma de modelar laplanificación de trayectorias de los robotsmanipuladores• Realizar prácticas en donde se programeen computadora y se simule la trayectoriadeseada que efectúe un robot y se

Aplicar las principales técnicas para la definición de trayectorias de un robot y

Diseño de un robot seguidor de linea blanca y un cuadrupedo autonomo.

01/12/2015

09/12/2015





de trayectoria continua y evacion de obstaculos

analicen los diferentes resultadosobtenidos

Fuentes de información Apoyos didácticos:1. Fu, K. S., González, R. C., y Lee, C. S. G., Robótica: Control, Detección,Visión e Inteligencia , McGraw Hill, 1987.2. Barrientos, et. al., Fundamentos de robótica, McGraw Hill, 1997.3. Spong, M.W., Vidyasagar, M., Robot Dynamics and control, John Wiley &Sons, 1989.4. Craig, J., Introduction to Robotics: Mechanics and Control, Addison-Wesley,Reading, MA., 1986.5. Shahinpoor, M., A robot Engineering Textbook, Harper &Row, N.Y., 1987.6. www.kuka.com:(ArcWelding_engl.,Food_Suppy_Chain_engl.Kuka_CAMROB_de., Kuka_Jet_en., Kuka_Reinraum_en.).7. Standler, W., Analytical Robotics and mechatronics, McGraw Hill International Ed., 1995.


Porcentaje de Aprobación ____________

ObservacionesSe recomienda apertura para trabajar en equipo.

Fecha de elaboración 17 de Agosto 2015 .

Ing. Pedro Rosales Gutiérrez M.C. Ernesto Federico García SaldívarNombre del docente Vo. Bo. Jefe del Departamento

Fecha de entrega de programación Periodo Programado para 1er, 2do y 3er. Seguimiento Periodo Programado de entrega de reporte final

18 Septiembre 2015 17 Octubre 2015 13 Noviembre 2015 08 de Enero 2016





Firma del Docente

Firma del Jefe Académico


Plan robotica 2015 agosto diciembre

Engineering

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