- Docente: Vincenzo Parenti Castelli
- Crediti formativi: 3
- SSD: ING-IND/13
- Lingua di insegnamento: Italiano
- Modalità didattica: Lezioni in presenza (totalmente o parzialmente)
- Campus: Bologna
- Corso: Laurea Magistrale in Ingegneria meccanica (cod. 0938)
Conoscenze e abilità da conseguire
Lo studente acquisisce gli elementi di base della modellazione cinematica, statica e dinamica dei sistemi articolati in catena aperta (catene seriali) che stanno alla base degli attuali robot industriali.
Contenuti
Il corso affronta le tematiche di base per la generazione del modello cinematico di simulazione di robot seriali (catene aperte) e meccanismi (catene chiuse) e si articola nelle seguenti sezioni:
1. ORIGINE E STORIA DEI ROBOT. Introduzione. Origini. Stato attuale della robotica. Classificazione generale dei robot. Obiettivo della robotica industriale. Problematiche di studio della robotica industriale.
2. STRUTTURA E CARATTERISTICHE GENERALI DEI ROBOT. Introduzione. Configurazione base di un robot. Il manipolatore. Il controllo. Sensori. Caratteristiche generali di un robot industriale.
3.MATRICI DI TRASFORMAZIONE DELLE COORDINATE. Introduzione. Posizione e orientamento di un corpo rigido e sistemi di riferimento. Matrici per la trasformazione delle coordinate. Rotazioni e traslazioni. Trasformazioni omogenee.
4 CINEMATICA DEI MANIPOLATORI. Introduzione. Modello cinematico di un manipolatore. Matrici di Denavit-Hartenberg e Litvin. Equazioni cinematiche. Gradi di libertà. Problema cinematico diretto. Problema cinematico inverso. Relazioni differenziali del moto. Modello cinematico del moto istantaneo. Rotazioni e traslazioni infinitesime. Jacobiano di un manipolatore. Determinazione analitica dello jacobiano. Calcolo numerico dello jacobiano. Singolarità. Cinematica inversa: risoluzione delle velocità. Manipolatori con gradi di libertà ridondanti: soluzione ottimale.
Testi/Bibliografia
- Testo di riferimento: verranno messi a disposizione Appunti dalle lezioni tenute dal Prof. Parenti Castelli e copia delle esercitazioni, oltre che un elenco di testi, prevalentemente in lingua inglese, per eventuali approfondimenti della materia.
Bibliografia:
- Craig J., Introduction to Robotica, Mechanics and Control, 1989, Addiso-Wesley Publishing Company
- Erdman and Sandor, “Analysis and Synthesis of Mechanisms”, voll. 1 and 2, 1990, Prentice-Hall.
- Suh C.H. and Radcliffe C. W., “Kinematics and Mechanisms Design”, John Wiley & Sons, 1978.
- Tsai L.W., “Robot Analysis, The Mechanics of Serial and Parallel Manipulators”, John Wiley & Sons, 1999.
- J-P. Merlet. Parallel robots. Kluwer, Dordrecht, 2000.
- Sandler Ben-Zion, “Robotics: Designing the Mechanisms for Automated Machinery”, Academic Press, 1999.
- Rivin, E. I. “Mechanical design of Robots”, McGraw-Hill, 1988.
Metodi didattici
Il metodo didattico impiegato è di tipo prevalentemente deduttivo non mancando per alcune tematiche l'uso dell'approccio induttivo.
Vengono spiegati i fondamenti teorici dei temi trattati e poi, a seguire, vengono svolte esercitazioni corrispondenti di consolidamento e di approfondimento della teoria.
Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento
La verifica della preparazione viene effettuata alla fine del corso mediante una prova scritta sui temi principali del corso. E' ammesso, a scelta dello studente, sostenere l'esame in forma orale.
Strumenti a supporto della didattica
Le lezioni in aula vengono svolte con l'ausilio, laddove necessario, di modelli fisici.
Un ciclo completo di esercitazioni affianca e integra le lezioni teoriche sviluppando applicazioni mediante strumenti grafici ed analitici (uso di CAD e codici di calcolo quali Matlab).
Orario di ricevimento
Consulta il sito web di Vincenzo Parenti Castelli