Il corso fornisce le conoscenze di base delle soluzioni tecnologiche tipiche del settore della robotica industriale, con grande attenzione ai manipolatori e ai robot collaborativi. Gli argomenti trattati comprendono l'analisi matematica delle principali catene cinematiche e l'analisi dinamica, un'introduzione alla teoria della pianificazione del percorso, una panoramica dei dispositivi o componenti meccanici utilizzati in questo campo e accenni ai criteri di utilizzo dei robot industriali. L'accento è posto sull'apprendimento dei concetti e dei principi fondamentali utili per l'utilizzo di un vero e proprio robot industriale. L'intento è quello di aiutare gli studenti ad acquisire una serie di strumenti analitici e competenze di base per lavorare nel campo della robotica. Le lezioni sono integrate da esercizi basati su casi industriali.
Dopo l'esame lo studente - ha una panoramica del settore della robotica e dell'uso dei robot nelle applicazioni industriali - comprende come modellare un robot dal punto di vista cinematico e dinamico - conosce i principali componenti meccanici utilizzati in ambito robotico - conosce le principali metodologie e approcci utilizzati per programmare un robot industriale - ha una visione d'insieme delle prestazioni di un robot con riferimento a standard tecnici armonizzati.
Al termine dell'esame lo studente sarà in grado di: - risolvere il problema cinematico e dinamico di un robot con MATLAB - pianificare la traiettoria di un end effector nello spazio dei giunti e nello spazio di lavoro - utilizzare un robot industriale e un robot collaborativo.
Prerequisiti
Cinematica e dinamica dei sistemi meccanici composti da corpi rigidi. Fondamenti di algebra delle matrici. Fondamenti di disegno di macchine. Fondamenti di programmazione.
Metodi didattici
Lezioni e attività laboratoriale
Verifica Apprendimento
L'esame consiste in una prova scritta e in una prova orale.
Testi
B. Siciliano, L. Sciavicco, L. Villani, G. Oriolo, Robotics: Modelling, Planning and Control, Editore: Springer-Verlag London, ISBN: 978-1-84628-642-1
G. Legnani, Robotica Industriale, Editore: Casa Editrice Ambrosiana, ISBN: 88-408-1262-8
Contenuti
Breve storia e descrizione dei robot: tendenze moderne della robotica; classificazione dei robot; obiettivi e problemi della robotica industriale. Descrizione della struttura di base di un robot industriale e caratteristiche generali. Analisi dei manipolatori: Breve riepilogo delle metodologie generali per l'analisi cinematica diretta e inversa e della dinamica dei sistemi a più gradi di libertà (matrice jacobiana, singolarità). Dinamica dei manipolatori, modelli a parametri concentrati per la simulazione dinamica. Ellissoide di manipolazione e isotropia. Robot a cinematica parallela. Riferimenti alla pianificazione della traiettoria: Riferimenti alle descrizioni delle traiettorie nello spazio dei giunti e nello spazio di lavoro. Panoramica dei linguaggi e dei sistemi di programmazione dei robot con particolare riferimento ai software Epson RC+ e TM flow. Componenti per la robotica industriale: Attuatori elettrici. Riduttori di velocità, trasmissioni remote. Sistemi di presa. Sensori di posizione, velocità, accelerazione e forza. Panoramica dei robot collaborativi. Panoramica degli impieghi dei robot industriali. Principali norme tecniche: nomenclatura, presentazione delle caratteristiche, criteri di prestazione e relativi metodi di prova. Riferimento alla sicurezza nelle celle robotiche e all'utilizzo di un robot in una linea di produzione. Applicazioni: descrizione di casi industriali nelle operazioni di assemblaggio, manipolazione e lavorazione.