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Scheda Riassuntiva
Anno Accademico 2019/2020
Scuola Scuola di Ingegneria Industriale e dell'Informazione
Insegnamento 085754 - FONDAMENTI DI ROBOTICA
Docente Magnani Gianantonio
Cfu 5.00 Tipo insegnamento Monodisciplinare

Corso di Studi Codice Piano di Studio preventivamente approvato Da (compreso) A (escluso) Insegnamento
Ing Ind - Inf (1 liv.)(ord. 270) - MI (355) INGEGNERIA DELL'AUTOMAZIONE*AZZZZ085754 - FONDAMENTI DI ROBOTICA
Ing Ind - Inf (Mag.)(ord. 270) - MI (474) TELECOMMUNICATION ENGINEERING - INGEGNERIA DELLE TELECOMUNICAZIONI*AZZZZ085754 - FONDAMENTI DI ROBOTICA
Ing Ind - Inf (Mag.)(ord. 270) - MI (486) ENGINEERING PHYSICS - INGEGNERIA FISICA*AZZZZ085754 - FONDAMENTI DI ROBOTICA

Obiettivi dell'insegnamento

Scopo del corso è fornire le conoscenze di base per la progettazione e lo sviluppo dei sistemi di controllo dei robot industriali. Particolare attenzione è rivolta ai sistemi di controllo del movimento, largamente impiegati nei più disparati settori applicativi.


Risultati di apprendimento attesi

Lo studente:

  • ha conoscenza delle modalità di rappresentazione di posizione e orientamento di un corpo rigido, della cinematica diretta e inversa e di quella differenziale dei robot manipolatori, delle problematiche e modalità di generazione delle traiettorie, sa scrivere il modello dinamico dettagliato dei componenti dei giunti robotici, ne conosce  l'architettura di controllo del movimento e sa come progettarne i regolatori di velocità e posizione.
  • è in grado di dare importanti contributi al progetto funzionale ed allo sviluppo del software di un controllore robotico industriale e di molti altri ampiamente diffusi sistemi meccatronici
  • sa modellare un un più generale sistema di controllo del moto, identificarne i parametri, definirne l'architettura di controllo  e progettarne i regolatori tenendo conto in modo bilanciato di specifiche e vincoli.

Argomenti trattati

Introduzione. L'impiego dei robot nelle applicazioni industriali.

Cinematica. Cinematica diretta. Convenzione di Denavit-Hartenberg. Cinematica inversa. Soluzione per manipolatori con polso sferico.

Cinematica differenziale e statica. Jacobiano geometrico. Jacobiano analitico. Singolarità. Inversione della cinematica differenziale. Statica.

Pianificazione della traiettoria. Percorso e traiettoria. Traiettorie nello spazio dei giunti. Traiettorie lineari nello spazio cartesiano e dell'orientamento con angoli di Eulero e rotazione asse/angolo.

Controllo dei robot. Controllo indipendente ai giunti. Modelli dinamici di un giunto (servomeccanismo di posizione) e dei principali disturbi di regolazione. Progetto funzionale del controllore, limitazioni fondamentali e loro cause.

Architetture hardware e software dei controllori (cenni).


Prerequisiti

E’ richiesta la conoscenza dei contenuti dei corsi di Modellistica dei sistemi meccanici e di Fondamenti di Automatica.


Modalità di valutazione

Le prove d’esame, negli appelli previsti dalla Scuola, prevedono un compito scritto con esercizi e domande di teoria.

Lo studente dovrà in sede di esame essere in grado di descrivere posizione e orientamento di un corpo rigido, descrivere la cinematica diretta e inversa e la cinematica differenziale dei robot manipolatori, calcolare traiettorie nei giunti e lineari nello spazio cartesiano e dell'orientamento, descrivere il modello di un giunto robotico con motore e riduttore ideale e reale, e sapere come identificarne sperimentalmente i parametri incerti, e infine descrivere la struttura di controllo di velocità e posizione di un giunto robotico e progettarne i regolatori nel dominio delle frequenze per ottenere comportamenti desiderati nel dominio del tempo.


Bibliografia
Risorsa bibliografica obbligatoriaBruno Siciliano, Lorenzo Sciavicco, Luigi Villani e Giuseppe Oriolo, Robotica. Modellistica, Pianificazione e Controllo, Editore: McGraw-Hill, Anno edizione: 2008, ISBN: 9788838663222 https://www.mheducation.it/9788838663222-italy-robotica-3ed
Risorsa bibliografica facoltativaGianantonio Magnani, Gianni Ferretti, Paolo Rocco, Tecnologie dei sistemi di controllo, Editore: McGraw-Hill, Anno edizione: 2007, ISBN: 978-8-83-867275-0 https://www.ilovebooks.it/tecnologie-sistemi-controllo-p-1450.html
Risorsa bibliografica facoltativaSiciliano, Sciavicco, Villani, Oriolo, Robotics. Modelling, Planning and Control - Springer, Editore: Springer, Anno edizione: 2009, ISBN: 978-1-84628-642-1 https://www.springer.com/it/book/9781846286414

Software utilizzato
Nessun software richiesto

Forme didattiche
Tipo Forma Didattica Ore di attività svolte in aula
(hh:mm)
Ore di studio autonome
(hh:mm)
Lezione
33:00
49:30
Esercitazione
17:00
25:30
Laboratorio Informatico
0:00
0:00
Laboratorio Sperimentale
0:00
0:00
Laboratorio Di Progetto
0:00
0:00
Totale 50:00 75:00

Informazioni in lingua inglese a supporto dell'internazionalizzazione
Insegnamento erogato in lingua Italiano
Disponibilità di libri di testo/bibliografia in lingua inglese
Possibilità di sostenere l'esame in lingua inglese
schedaincarico v. 1.6.8 / 1.6.8
Area Servizi ICT
18/09/2021