Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Podstawy robotyki z kinematyką
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
EAiR-1-406-s
Wydział:
Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Inżynierii Biomedycznej
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Automatyka i Robotyka
Semestr:
4
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Prowadzący moduł:
Zaczyk Mieczysław (zaczyk@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

Celem przedmiotu jest przekazanie wiedzy i umiejętności dotyczących robotów manipulacyjnych: struktur kinematycznych, sposobów sterowania w złączach kinematycznych, kinematyki prostej i odwrotnej położenia i prędkości, generowania trajektorii w przestrzeni kartezjańskiej, metod i języków programowania robotów.

Opis efektów uczenia się dla modułu zajęć
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Powiązania z KEU Sposób weryfikacji i oceny efektów uczenia się osiągniętych przez studenta w ramach poszczególnych form zajęć i dla całego modułu zajęć
Wiedza: zna i rozumie
M_W001 Zna i rozumie podstawowe pojęcia związane z robotyką AiR1A_W05, AiR1A_W01 Egzamin
M_W002 Zna i rozumie działanie podstawowego układu regulacji wykorzystywanego w robotach AiR1A_W02, AiR1A_W03 Egzamin
M_W003 Posiada wiedzę związaną z opisem kinematyki położenia i kinematyki prędkości dla łańcuchów kinematycznych robotów AiR1A_W05 Egzamin
M_W004 Posiada wiedzę dotyczącą metod pozycjonowania i języków programowania robotów AiR1A_W05 Egzamin
Umiejętności: potrafi
M_U001 Potrafi zrealizować, przy pomocy dostępnych narzędzi programistycznych, badania symulacyjne układu regulacji robota AiR1A_U07 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_U002 Potrafi zaprojektować i zrealizować sterownik dla robota przemysłowego AiR1A_U06, AiR1A_U07, AiR1A_U05 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_U003 Potrafi zaprogramować działanie robota przemysłowego z wykorzystaniem dostępnego języka programowania AiR1A_U08 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 Zna rolę i potrzebę wykorzystania robotów we współczesnych systemach przemysłowych AiR1A_K03, AiR1A_K02 Egzamin
Liczba godzin zajęć w ramach poszczególnych form zajęć:
SUMA (godz.)
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
56 28 0 28 0 0 0 0 0 0 0 0
Matryca kierunkowych efektów uczenia się w odniesieniu do form zajęć i sposobu zaliczenia, które pozwalają na ich uzyskanie
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Forma zajęć dydaktycznych
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Wiedza
M_W001 Zna i rozumie podstawowe pojęcia związane z robotyką + - - - - - - - - - -
M_W002 Zna i rozumie działanie podstawowego układu regulacji wykorzystywanego w robotach + - - - - - - - - - -
M_W003 Posiada wiedzę związaną z opisem kinematyki położenia i kinematyki prędkości dla łańcuchów kinematycznych robotów + - - - - - - - - - -
M_W004 Posiada wiedzę dotyczącą metod pozycjonowania i języków programowania robotów + - - - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Potrafi zrealizować, przy pomocy dostępnych narzędzi programistycznych, badania symulacyjne układu regulacji robota - - + - - - - - - - -
M_U002 Potrafi zaprojektować i zrealizować sterownik dla robota przemysłowego - - + - - - - - - - -
M_U003 Potrafi zaprogramować działanie robota przemysłowego z wykorzystaniem dostępnego języka programowania - - + - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Zna rolę i potrzebę wykorzystania robotów we współczesnych systemach przemysłowych + - - - - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 150 godz
Punkty ECTS za moduł 5 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 56 godz
Przygotowanie do zajęć 20 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 4 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 68 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (28h):

1. Cele i zadania stawiane robotom przemysłowym. Rodzaje złączy kinematycznych. Para kinematyczna. Łańcuch kinematyczny. Stopnie swobody łańcucha kinematycznego.
2. Dokładność i powtarzalność pozycjonowania.
3. Klasyfikacja kinematyki. Przestrzenie robocze.
4. Układy pomiarowe położenia i prędkości. Napędy robotów. Rodzaje przekładni. Chwytaki. Sposoby przenoszenia ruchu.
5. Układ sterowania robota – serwomechanizm. Wpływ rodzaju regulatora na dokładność pozycjonowania. Pozycjonowanie w przestrzeni konfiguracyjnej.
6. Pozycjonowanie w przestrzeni kartezjańskiej. Proste i odwrotne zadanie kinematyki. Notacja Denavita-Hartenberga. 7. Kinematyka prędkości. Jakobian manipulatora.
8. Generowanie trajektorii prostoliniowej w przestrzeni zadaniowej (kartezjańskiej).
9. Sposoby pozycjonowania i języki programowania robotów. 10. Przykładowe roboty i ich języki programowania.

Ćwiczenia laboratoryjne (28h):
  1. Ćwiczenia laboratoryjne obejmują:
    1. Badanie symulacyjne serwomechanizmu liniowego i nieliniowego
    2. Programowanie pneumatycznego robota przemysłowego
    3. Programowanie elektrycznego robota przemysłowego FANUC
    4. Programowanie robota SCARA EPSON T3
    5. Symulacyjne badanie robota typu SCARA
    6. Prototypowanie sterownika dla napędu elektrycznego
    7. Prototypowanie prostego sterownika dla robota przemysłowego typu SCARA
    8. Programowanie kołowego robota mobilnego.

  2. Studenci w grupach ćwiczeniowych (2 lub 3 osobowych) realizują program ćwiczeń według materiałów udostępnionych wcześniej przez prowadzącego. Przygotowanie do wykonywanego ćwiczenia może być weryfikowane kolokwium w formie ustnej lub pisemnej. Po każdym ćwiczeniu grupa dostarcza sprawozdanie przedstawiające wyniki przeprowadzonych badań. Na zakończenie laboratorium przeprowadzane jest kolokwium zaliczeniowe.

Pozostałe informacje
Metody i techniki kształcenia:
  • Wykład: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Ćwiczenia laboratoryjne: W trakcie zajęć laboratoryjnych studenci samodzielnie rozwiązują zadany problem praktyczny, dobierając odpowiednie narzędzia. Prowadzący stymuluje grupę do refleksji nad problemem, tak by otrzymane wyniki miały wysoką wartość merytoryczną.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Ćwiczenia laboratoryjne: warunkiem zaliczenia jest zrealizowanie wszystkich ćwiczeń laboratoryjnych oraz pozytywne zaliczenie kolokwium końcowego. Ocena niedostateczna musi być poprawiona w terminie dodatkowym wyznaczonym przez prowadzącego.
Warunkiem dopuszczenia do egzaminu jest ocena pozytywna z laboratorium.

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Nie
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego.
  • Ćwiczenia laboratoryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci wykonują ćwiczenia laboratoryjne zgodnie z materiałami udostępnionymi przez prowadzącego. Student jest zobowiązany do przygotowania się w przedmiocie wykonywanego ćwiczenia, co może zostać zweryfikowane kolokwium w formie ustnej lub pisemnej. Zaliczenie zajęć odbywa się na podstawie zaprezentowania rozwiązania postawionego problemu. Zaliczenie modułu jest możliwe po zaliczeniu wszystkich zajęć laboratoryjnych.
Sposób obliczania oceny końcowej:

Średnia ważona ocen z: laboratorium (40%) i egzaminu (60%), przy czym obie oceny muszą być pozytywne.

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

Obecność na zajęciach laboratoryjnych jest obowiązkowa.
Dopuszczalne są maksymalnie dwie nieobecności usprawiedliwione. Większa ilość nieobecności skutkuje brakiem zaliczenia laboratorium i tym samym brakiem zaliczenia modułu.
Odrabianie nieobecności możliwe jest w dodatkowym terminie wyznaczonym przez prowadzącego zajęcia.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Znajomość zagadnień z „Podstaw automatyki” i „Aparatury automatyzacji”

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

1. J.Craig: Wprowadzenie do robotyki: mechanika i sterowanie, WNT, Warszawa, 1993
2. Morecki, Knapczyk: Podstawy robotyki: teoria i elementy manipulatorów i robotów, WNT, Warszawa, 2002
3. K.Kozłowski, P.Dutkiewicz, M.Wróblewski: Modelowanie i sterowanie robotów, PWN, Warszawa, 2003
4. M.W.Spong, M.Vidyasagar: Dynamika i sterowanie robotów, WNT, Warszawa, 1997

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

1 M.Zaczyk: “Prototypowanie sterowników dla robotów z wykorzystaniem systemu dSPACE”; Napędy i Sterowanie; R.9, nr.6, s. 116-120; (2007)
2 M.Zaczyk: “Regulatory rozmyte w sterowaniu robota przemysłowego IRp-6”; KKA 2005; XV Krajowa Konferencja Automatyki; Warszawa; T.2, s. 239-244; (2005)
3 M.Zaczyk: “Wykorzystanie obrazu z kamery w procesie śledzenia trajektorii przez robota IRp”; mat. konfer. IV Krajowa Konferencja MSK’03; ONT Kraków; s. 443-448; (2003)
4 M.Zaczyk: “Implementacja regulatorów rozmytych w sterowniku robota”; materiały V Konf. CMS’05; ONT Kraków; s. 95-100; (2005)

Informacje dodatkowe:

Brak