Universidade Federal do Rio Grande do Sul

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL ESCOLA DE ENGENHARIA ´ DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELETRICA PLANO DE ENSINO PER´IODO LETIVO 2007/2 ´ A DISCIPLINA: ENG04035 - ROBOTICA Cr´editos: 4 Car´ ater: Obrigat´ orio Professor Regente: Prof. Renato V. B. Henriques Carga hor´aria: 4 horas te´ oricas, Prof. Renato Ventura Bayan Henriques Pr´e-requisitos: ENG04006 - Sistemas e Sinais e ENG04475 Microprocessadores I Hor´ arios: Turma U 2072/309 - 4702/309 ´ SUMULA: Estrutura de robˆo: caracter´ısticas, acionamento, controle, manipuladores e sensores. Capacidade do robˆo. Aplica¸c˜oes do robˆo. No¸c˜oes de cinem´atica e dinˆamica. Programa¸c˜ao do robˆo. Sistemas de programa¸c˜ao. Sistema controlador–perif´ericos–robˆo. OBJETIVOS: Transmitir aos alunos conhecimentos sobre cinem´atica, est´atica e dinˆamica de robˆos manipuladores de cadeia aberta, fornecendo aos alunos a capacidade de modelar robˆos e planejar trajet´ orias. Abordagem superficial das t´ecnicas mais aplicadas no controle de posi¸c˜ao e trajet´ oria de manipuladores. Opera¸c˜ao e programa¸c˜ao b´asica de robˆos. METODOLOGIA DE ENSINO: Aulas expositivas e aulas de laborat´orio com simula¸c˜oes em computadores digitais e experimentos com os robˆos Janus e ABB IRB1400. PROGRAMA DETALHADO: 1. Introdu¸c˜ao (a) Conceitos (b) Configura¸c˜oes cinem´aticas usuais (c) Punhos e efetuadores

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2. Descri¸c˜oes espaciais e transforma¸c˜oes (a) Introdu¸c˜ao (b) Descri¸c˜oes: posi¸c˜oes, orienta¸c˜oes e sistemas de referˆencia (c) Transforma¸c˜oes entre sistemas (d) Outras descri¸c˜oes de orienta¸c˜ao 3. Cinem´atica direta do manipulador (a) Introdu¸c˜ao (b) Descri¸c˜ao dos ligamentos (c) Descri¸c˜ao da conex˜ ao entre ligamentos (d) Cinem´atica do manipulador (e) Espa¸co das juntas e cartesiano (f) Sistemas de referˆencia padr˜ ao 4. Cinem´atica inversa do manipulador (a) Introdu¸c˜ao (b) Sub-espa¸co do manipulador (c) Solu¸c˜ao alg´ebrica × solu¸c˜ao geom´etrica (d) Repetibilidade e precis˜ ao 5. Jacobiano do manipulador (a) Introdu¸c˜ao (b) Velocidades lineares e angulares de corpos r´ıgidos (c) Movimento dos elos de um robˆo (d) Propaga¸c˜ao de velocidade (e) Jacobiano (f) Jacobiano no dom´ınio da for¸ca 6. Dinˆ amica do manipulador (a) Introdu¸c˜ao (b) Acelera¸c˜ao de um corpo r´ıgido (c) Equa¸c˜oes de Newton-Euler (d) Formula¸c˜ao lagrangeana (e) Simula¸c˜ao dinˆamica 7. Gera¸c˜ao de trajet´ orias (a) Introdu¸c˜ao (b) Esquemas no espa¸co das juntas (c) Esquemas no espa¸co cartesiano 2

8. Controle independente por junta (a) Introdu¸c˜ao (b) Dinˆ amica do atuador (c) Acompanhamento de set-point (d) Compensador proporcional com realimenta¸c˜ao auxiliar de velocidade (e) Compensador PID 9. Programa¸c˜ao de robˆos (a) Introdu¸c˜ao e conceitos fundamentais (b) Linguagens de programa¸c˜ao (c) Programa¸c˜ao off-line ˆ EXPERIENCIAS DE APRENDIZAGEM: Montagem de um robˆo de dois graus de liberdade no plano utilizando o software LabView. Programa¸c˜ao e simula¸c˜ao do robˆo industrial IRB 1400 da ABB. ´ ˜ CRITERIOS DE AVALIAC ¸ AO: Ser˜ ao realizadas duas provas escritas individuais (P1 e P2 ) e um trabalho (T ). Alunos que obtiverem m´edia aritm´etica destas trˆes avalia¸c˜oes (M ) igual ou superior 6.0, ou seja, P1 + P2 + T ≥ 6.0 (1) 3 ser˜ ao aprovados. Alunos com M < 6.0 poder˜ ao fazer uma prova de recupera¸c˜ao englobando toda a mat´eria da disciplina. Esta prova de recupera¸c˜ao substitui em qualquer hip´ otese a menor nota obtida em {P1 , P2 , T }, computando-se novamente (1). Os conceitos ser˜ ao atribu´ıdos com base na tabela 1. M=

Conceito Conceito Conceito Conceito Conceito

A B C D FF

Tabela 1: Atribui¸c˜ao de Conceitos 8.5 ≤ M ≤ 10.0 7.0 ≤ M < 8.5 6.0 ≤ M < 7.0 M < 6.0 Freq¨ uˆencia abaixo de 75%, conforme legisla¸c˜ao federal

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CRONOGRAMA: Semana 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16

Aulas Data 06/08 08/08 13/08 15/08 20/08 22/08 27/08 29/08 03/09 05/09 10/09 12/09 17/09 19/09 24/09 26/09 01/10 03/10 08/10 10/10 15/10 17/10 22/10 24/10 29/10 31/10 05/11 07/11 12/11 14/11 19/11 21/11

Te´ oricas Conte´ udo Previsto 1.(a),(b) 1.(c) 1.(c) 1.(d) 1.(d) 1.(e) 1.(e) 2.(a),(b),(c) 2.(c),(d),(e) 2.(c),(d),(e) 3.(a),(b),3.(c) 4.(a),(b) 4.(b),(c),(d) 5.(a),(b) 5.(a),(b),(c) P1 5.(c) 5.(c) 5.(d) 5.(d) 6.(a) 6.(b).i Semana acadˆemica Semana acadˆemica 6.(b).i 6.(b).i 6.(b).ii 6.(b).iii 6.(c) 6.(c) 7.(a), (b), 7.(c) 7.(d)

Semana 17 18 19 20

Aulas Te´ oricas Data Conte´ udo Previsto 26/11 Exerc´ıcios 28/11 P2 03/12 Entrega Projeto 05/12 Entrega Projeto 10/12 Projeto de Diploma¸ca˜o 12/12 Exame 17/12 T´ermino das aulas 20/12 Apropria¸ca˜o de conceitos

´ BIBLIOGRAFIA BASICA: [1] J. J. Craig; Introduction to Robotics Mechanics and Control; Addison-Wesley, second edition, 1989. Livro texto desta disciplina. [2] K. S. Fu, R. C. Gonzales, and C. S. G. Lee; Robotics Control, Sensing, Vision and Intelligence; Industrial Engineering Series; McGraw-Hill, New York; 1987. [3] R. V. B. Henriques; ENG04479 Rob´ otica A, http://www.ece.ufrgs.br/ ∼rventura/disciplinas. [4] V. F. Romano ; Rob´ otica Industrial Aplica¸ c˜ ao na Ind´ ustria de Manufatura e de Processos; Edgar Bl¨ ucher, S˜ao Paulo, 2002.

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