UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD SYLLLABUS 1 INFORMACIÓN GENERAL DEL CURSO ESCUELA O UNIDAD: Escuela de Ciencias Básicas, Tecnología e ingeniería SIGLA: ECBTI NIVEL: Profesional - Tecnológico CAMPO DE FORMACIÓN: Ingeniería Aplicada CURSO: Robótica CODIGO: 299011 TIPO DE CURSO: Teórico N° DE CREDITOS: 3 N° DE SEMANAS: 16 Semanas CONOCIMIENTOS PREVIOS: Matrices, transformación de coordenadas, sensores, amplificadores, fundamentos de programación. DIRECTOR DEL CURSO: Sandra Isabel Vargas L. FECHA DE ELABORACIÓN: Octubre 15 de 2014 DESCRIPCIÓN DEL CURSO: Robótica, 299011, es un curso teórico de 3 créditos académicos, perteneciente al Campo de formación Ingeniería Aplicada, es electivo para los programas de Ingeniería Electrónica, e Ingeniería de Sistemas. El curso se desarrolla en 16 semanas y posee 3 unidades, en las cuales se proporcionan los fundamentos principales de Robótica, las herramientas matemáticas necesarias para el modelamiento de un robot, los conceptos bases para la programación de un robot y sus aplicaciones. Tiene como propósito principal que el estudiante describa y analice de manera amplia y suficiente las nociones, conceptos y modelos de robots industriales de manera que le permitan formular proyectos de automatización que requieran de la tecnología robótica para su correcta aplicación en la industria. 2 INTENCIONALIDADES FORMATIVAS Propósitos: Proporcionar conocimientos básicos acerca de las características, funcionalidad, estructura y funcionamiento de los diferentes elementos básicos que componen un robot. Utilizar el formulamiento matemático del problema cinemático inverso y cinemático directo para aplicarlo en la modelamiento de un brazo robótico Identificar las características de los lenguajes de programación de robots para desarrollar programas que permitan implementar aplicaciones con brazos robóticos. Competencias generales del curso: 3 El estudiante analiza la estructura y elementos que componen un sistema robótico para determinar su morfología, sistema de coordenadas y volumen de trabajo. El estudiante aplica el modelo cinemático directo e inverso para modelar sistemas robóticos articulados utilizando las matrices de transformación. El estudiante utiliza varios software de programación para el diseño y simulación de aplicaciones industriales relacionadas con su entorno. CONTENIDOS DEL CURSO Esquema del contenido del curso: Robótica CONCEPTOS GENERALES DE SISTEMAS ROBÓTICOS ANTECEDENTES CINEMÁTICA DEL ROBOT HERRAMIENTAS MATEMATICAS MATRICES DE TRANSFORMACION ACTUALIDAD EN ROBÓTICA PROGRAMACION DE ROBOTS CLASIFICACION Y APLICACIONES DE SISTEMAS ROBÓTICOS CINEMATICA DIRECTA TELEOPERACIÓN MORFOLOGIA DEL ROBOT CINEMATICA INVERSA VISIÓN ARTIFICIAL Nombre de la unidad Contenidos de aprendizaje 1 Antecedentes UNIDAD 1 Conceptos Generales de sistemas Robóticos 2 Clasificación y aplicación de sistemas robóticos 3 Morfología del Robot Referencias Bibliográficas Requeridas (Incluye: Libros textos, web links, revistas científicas) CAMARGO, E. (2014) Robótica. Tercera Actualización. Págs. 2 - 45. Duitama. 2010. Recurso disponible en: http://datateca.unad.edu.co/contenidos/299011/299011_Robotica/Robotica_299011_V2.pdf Sánchez-Martín, F. M., Millán Rodríguez, F., Salvador-Bayarri, J., Monllau Font, V., Palou Redorta, J., Villavicencio Mavrich, H., & Jiménez Schlegl, P. (2007). Historia de la robótica: de Arquitas de Tarento al Robot da Vinci. (Parte I). Recurso disponible en: http://scielo.isciii.es/pdf/aue/v31n2/original1.pdf Zalbidia, J. (2013). Morfología e implantación de Robots. [video]. Recuperado de : http://vimeo.com/67998557 ESA. (2014) Robótica, Documental. [video]. Recuperado de : https://www.youtube.com/watch?v=lrAwauInExg Vargas, S. (2012). Sensores en Robótica. [documento pdf]. Recurso disponible en http://datateca.unad.edu.co/contenidos/299011/1_2015/sensores_robot.pdf Referencias Bibliográficas complementarias UNIDAD 2 Cinemática del Robot Sánchez-Martín, F. M., Millán Rodríguez, F., Salvador-Bayarri, J., Monllau Font, V., Palou Redorta, J., Villavicencio Mavrich, H., & Jiménez Schlegl, P. (2007). Historia de la robótica: de Arquitas de Tarento al Robot da Vinci. (Parte II). Actas urológicas españolas, 31(3), 185-196. Recurso disponible en http://scielo.isciii.es/pdf/aue/v31n3/v31n3a02.pdf Baturone, A. O. (2001). Robótica: manipuladores y robots móviles. Marcombo. 1. Herramientas matemáticas: matrices de transformación 2 Cinemática Directa 3 Cinemática inversa Referencias Bibliográficas complementarias CAMARGO, E. (2014) Robótica. Tercera Actualización. Págs. 48 - 78. Duitama. 2010. Recurso disponible en: http://datateca.unad.edu.co/contenidos/299011/299011_Robotica/Robotica_299011_V2.pdf Olier, I. (1998). Análisis Cinemático de un robot tipo http://www.umng.edu.co/documents/63968/74799/7n1art2.pdf Geometría y Cinemática. Control y programación http://www.esi2.us.es/~vivas/ayr2iaei/CIN_ROB.pdf de SCARA. [documento pdf]. Robots. Baturone, A. O. (2001). Robótica: manipuladores y robots móviles. Marcombo. Ramirez K. (sf). Cinemática Directa del Robot. [documento pdf]. Recuperado de: http://www.kramirez.net/Robotica/Material/Presentaciones/CinematicaDirectaRobot.pdf [documento pdf]. Recuperado Recuperado de : de: 1 Programación de robots CAMARGO, E. (2014) Robótica. Tercera Actualización. Págs. 81 - 123. Duitama. 2010. Recurso disponible en: http://datateca.unad.edu.co/contenidos/299011/299011_Robotica/Robotica_299011_V2.pdf Moreno, F. (2010). Primer tutorial https://www.youtube.com/watch?v=mXJaIAU4Paw Moreno, F. (2010). Segundo https://www.youtube.com/watch?v=SJeFOIT9i94 UNIDAD 3 Actualidad en Robótica 2 Teleoperación 3 Visión artificial tutorial Robocell. Robocell. [video]. Recuperado de [video]. Recuperado de Moreno, F. (2010). Tercer tutorial Robocell. [video]. Recuperado de https://www.youtube.com/watch?v=iM0Y4wEMg9I Nuño, E., & Basañez, L. (2004). Teleoperación: técnicas, aplicaciones, entorno sensorial y teleoperación inteligente. [documento pdf] Recuperado de : http://www.ual.es/~rgs927/documents/teleoperaci%C3%B3n.pdf Visión artificial montado sobre el robot de SMC (2009) [Video]. Recuperado https://www.youtube.com/watch?v=FVF5f2acCCo&feature=player_embeddedhttp%3A%2F%2F Referencias Bibliográficas complementarias Baturone, A. O. (2001). Robótica: manipuladores y robots móviles. Marcombo Diaz, R. (2009). Visión artificial para el control de la calidad y la seguridad alimentaria. Jornada de innovación en la industria Agroalimentaria a través de la automatización y robotización de procesos. [documento pdf. ]Recuperado de http://www.aeratp.com/documentos/Presentacion_VISION%20%287%29.pdf . Correa, Alexander Cerón. Sistemas robóticos teleoperados. Universidad Militar Nueva Granada, 2005. . [documento pdf. ]Recuperado de http://www.redalyc.org/pdf/911/91101505.pdf de 4 ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE Unidad Contenido de Aprendizaje Competencia Indicadores de desempeño Caracterización del estudiante mediante un reconocimiento de presaberes. 1 Antecedentes UNIDAD 1 2 Clasificación y aplicación de sistemas robóticos Conceptos Generales de sistemas Robóticos 3 Morfología del Robot Estrategia de Aprendizaje El estudiante analiza la estructura y elementos que componen un sistema robótico para determinar su morfología, sistema de coordenadas y volumen de trabajo Explica las partes que conforman un sistema robótico y calcula su volumen de trabajo. Diferenciar las clases de sistemas robóticos, explicando las ventajas y desventajas de cada una de ellas. N° de Sem 1 Evaluación1 Propósito Caracterizar los conocimientos previos del estudiante Lección evaluativa Unidad 1. La estrategia a utilizar será el aprendizaje basado en problemas el cual estará divido en cuatro fases Fase 1: El estudiante analizará basado en sus conocimientos la solución del problema planteado de manera individual Discutirá con su grupo colaborativo a través del foro la propuesta de solución al problema Elegirán como grupo la solución más apropiada y realizaran los cálculos y la simulación del problema 2 Reconocer y analizar los elementos que conforman un sistema robótico Diferenciar y clasificar los sistemas robóticos analizando su estructura, morfología y ámbito de trabajo 2 Ver guía integradora de actividades Criterios de evaluación Pre-saberes Identifica y analiza de manera adecuada los elementos que componen un sistema robótico a partir del problema entregado Determina correctamente la morfología y el volumen de trabajo de un sistema robótico Estructura de manera correcta el informe entregado Ver rubrica de evaluación Ponderación 25 puntos 5% 120 puntos 24% 1. Herramientas matemáticas: matrices de transformación UNIDAD 2 Cinemática del Robot 2 Cinemática Directa 3 Cinemática inversa Utilizar el formulamiento matemático del problema cinemático inverso y cinemático directo para aplicarlo en la modelamiento de un brazo robótico Obtiene la matriz de traslación, rotación y transformación homogénea para algún movimiento determinado de un robot, dada su configuración particular . Realiza la cadena cinemática de los eslabones de un robot utilizando la metodología Denavit– Hartenberg Lección evaluativa de los temas de la unidad 2 Fase 2: El estudiante analizará basado en sus conocimientos la solución del problema planteado de manera individual Discutirá con su grupo colaborativo a través del foro la propuesta de solución al problema Elegirán como grupo la solución más apropiada y realizaran los cálculos y la simulación del problema cinemático directo e inverso. ´ 2 2 2 Utilice las matrices de rotación y traslación para determinar la posición del brazo robótico en una situación particular. Obtiene de forma correcta las matrices de rotación y traslación de un sistema robótico. Aplica la metodología de Denavit– Hartenberg en la solución del problema cinemático directo e inverso de un sistema robótico. Soluciona y simula el problema cinemático directo e inverso de un sistema robótico Ver guía integradora de actividades Estructura de manera correcta el informe entregado Ver rubrica de evaluación 115 puntos 23 % UNIDAD 3 Actualidad en Robótica 1 Programación de robots 2 Teleoperación 3 Visión artificial El estudiante utiliza varios software de programación para el diseño y simulación de aplicaciones industriales relacionadas con su entorno. Realizar programas en donde se simule la trayectoria deseada que efectúe un robot y se analicen los resultados obtenidos Describir las diferentes alternativas para dar visión a un robot, explicando las ventajas y desventajas de cada una. Lección evaluativa de los temas de la unidad 3 Fase 3: El estudiante analizará basado en sus conocimientos la solución del problema planteado de manera individual Discutirá con su grupo colaborativo a través del foro la propuesta de solución al problema Elegirán como grupo la solución más apropiada y realizaran los cálculos y la simulación del sistema robótico Realizaran la simulación del sistema robótico en dos softwares de programación de robots Robocell y Simurob. 2 2 Utilice software de programación para simular trayectorias de un sistema robótico. Investigar las diferentes técnicas utilizadas para incorporar visión artificial en un sistema robótico. Ver guía integradora de actividades Realiza programas para simular trayectorias de un sistema robótico en por lo menos dos software de programación de robots. Analiza las diferentes técnicas de visión artificial en sistemas robóticos. 115 puntos Estructura de manera correcta el informe entregado Ver rubrica de evaluación 1 23 % Evaluación Final 5 El estudiante e diseña, programa y simula la solución de un problema mediante un sistema robótico aplicando las herramientas teóricas y de software dadas en el curso Fase cuatro El estudiante analizará basado en sus conocimientos la solución del problema planteado de manera individual Discutirá con su grupo colaborativo a través del foro la propuesta de solución al problema Elegirán como grupo la solución más apropiada y realizaran el diseño y la simulación de misma. ESTRUCTURA DE EVALUACION DEL CURSO Tipo de evaluación Ponderación Puntaje Máximo Autoevaluación Formativa Coevaluación Formativa 75% 375 Evaluación Final 25% 125 Heteroevaluación Total 500 Diseñar y simular a través de la aplicación de sistemas robóticos una solución al problema planteado Diseña e implementa a través de la aplicación de sistemas robóticos una solución al problema planteado 125 25%
