PROGRAMA: PLAN DE ESTUDIOS: 03 Ingeniería Mecatrónica ACTA DE CONSEJO DE

GESTIÓN DEL CONOCIMIENTO APRENDIZAJE Y DOCENCIA
VERSIÓN 04
CÓDIGO F-GD-02
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PLAN DE ASIGNATURA / SEMINARIO / MÓDULO
PROGRAMA:
PLAN DE ESTUDIOS: 03
Ingeniería Mecatrónica
ACTA DE CONSEJO DE 034
FACULTAD/DEPTO./CENTRO:
1. DATOS GENERALES
CÓDIGO:
ASIGNATURA/MÓDULO/SEMINARIO:
928031
Robótica y Laboratorio
CRÉDITOS
ACADÉMICO
S:
3
COMPONENTE: Obligatorio
ÁREA/MÓDULO: Control y
SEMESTRE:
Robótica
Octavo
CAMPO: Ingeniería aplicada
MODALIDAD:
PRESENCIAL
VIRTUAL
BIMODAL
X
PRERREQUISITOS/CORREQUISITOS:
Análisis Numérico, Procesamiento Digital de la Señal
FECHA DE ELABORACIÓN:
VERSIÓN:
4 de junio de 2004
FECHA DE
ACTUALIZACIÓN:
25 de Octubre de 2010
2. JUSTIFICACIÓN
En un lapso menor a 30 años la robótica ha pasado de ser un mito, propio de la
imaginación de algunos autores literarios, a una realidad imprescindible en el actual
mercado productivo, reconociéndosele como una área de carácter interdisciplinario,
participan en ella diferentes disciplinas básicas como la teoría de control, la
mecánica, la electrónica y la informática entre otras, constituyéndose en uno de los
factores claves para lograr un mejoramiento en los procesos de producción y procura
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por un mejor bienestar en las diversas actividades humanas. Es por esto, que el
Ingeniero Mecatrónico debe conocer los principios fundamentales de la robótica, con
el fin de estar en la capacidad de desarrollar aplicaciones que mejoren el desempeño
de un sistema o proceso específico.
3. METAS DE APRENDIZAJE
 Introducir las nociones básicas sobre la robótica y los problemas que se
involucran en el desarrollo de robots
 Estudiar los modelos cinemáticos que permitan simular el comportamiento del
robot cuando se aplican estímulos en sus articulaciones
 Estudiar el comportamiento dinámico de un robot el cual resulta imprescindible
cuando se desea diseñar robots de altas prestaciones, teniendo en cuenta
aceleraciones significativas y masas considerables
 Estudiar los diferentes métodos de generación de trayectorias para robots
manipuladores
 Estudiar las diferentes estrategias de control que permitan generar las señales
de mando a las articulaciones de un robot manipulador para que éste describa
una trayectoria específica
4. TEORÍAS Y CONCEPTOS
UNIDAD 1. INTRODUCCIÓN A LA ROBÓTICA
Aborda los conceptos básicos de la robótica industrial y las herramientas
matemáticas para el análisis cinemático y dinámico de un manipulador de n grados
de libertad.

Introducción

Antecedentes históricos
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
Origen y desarrollo de la robótica

Definición y clasificación del robot

Anatomía del robot

Movimientos del robot

Herramientas Matemáticas

Transformación inversa

Transformaciones compuestas
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UNIDAD 2. MODELOS CINEMÁTICOS DE ROBOTS
Comprende el estudio de los algoritmos que permiten evaluar el modelo cinemático
directo e inverso de un manipulador de n grados de libertad.

Introducción

Resolución del problema cinemática directo mediante matrices de transformación
homogénea

Algoritmo de Denavit-Hartemberg para la obtención del modelo cinemática directa

Resolución del problema cinemático inverso por métodos geométricos

Resolución del problema cinemático inverso a partir de la matriz de transformación
homogénea

Desacoplo cinemático

Matriz jacobiana
UNIDAD 3. MODELO DINÁMICO
Es el estudio de los algoritmos que permiten evaluar el modelo dinámico directo e
inverso de un manipulador de n grados de libertad.

Introducción

Tensor de inercia

Articulación simple de rotación
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
Formulación de Lagrange-Euler

Obtención del modelo dinámico mediante el método de Newton-Euler

Análisis del modelo dinámico de un manipulador industrial
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UNIDAD 4. GENERACIÓN DE TRAYECTORIAS
Es el desarrollo de los algoritmos para generar el trazado para cada articulación con
el fin que el manipulador siga una trayectoria específica.

Introducción

Definición paramétrica de las curvas

Técnicas de interpolación

Generación de caminos en el espacio cartesiano

Generación de trayectorias para manipuladores

Trayectorias articulares para manipuladores robóticos

Generación en tiempo real
UNIDAD 5. CONTROL DE LAS ARTICULACIONES DE UN ROBOT
Diseño de reguladores PID y Fuzzy para el control del movimiento de cada una de las
articulaciones de un robot.

Estrategias de control de articulaciones

Controlador PID

Lógica Fuzzy