Robotica industriale A - (5 cfu)

Prof. Corrado Guarino Lo Bianco Tel. 0521.905752 - Fax. 0521.905723
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Finalità

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.

Programma

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

Attività d'esercitazione

Il corso prevede 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.

Modalità d'esame

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.
Durante lo svolgimento delle lezioni sono previste delle prove intermedie di verifica.

Propedeuticità

Controlli Automatici, Controlli Digitali

Testi consigliati

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


Ultimo aggiornamento: 30-06-2004


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