Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Konstrukcje i programowanie robotów
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
EAiR-1-501-s
Wydział:
Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Inżynierii Biomedycznej
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Automatyka i Robotyka
Semestr:
5
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 w zakresie konstrukcji i programowania robotów manipulacyjnych (przemysłowych): rozwiązania konstrukcyjne w łańcuchu kinematycznym, sposoby przenoszenia napędu, wykorzystanie modelu kinematyki i dynamiki robota w procesie sterowania.

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 Dysponuje wiedzą na temat zasad konstrukcji, sterowania i programowania stacjonarnych robotów przemysłowych AiR1A_W05, AiR1A_W02 Kolokwium
M_W002 Zna i rozumie sposoby implementacji podstawowych funkcji związanych ze sterowaniem i programowaniem robotów przemysłowych AiR1A_W05, AiR1A_W03 Kolokwium
M_W003 Dysponuje wiedzą na temat metod tworzenia równań opisujących dynamikę robotów AiR1A_W05, AiR1A_W01 Kolokwium
Umiejętności: potrafi
M_U001 Potrafi zrealizować podstawowe oprogramowanie dla sterownika robota AiR1A_U07 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_U002 Potrafi wykorzystać nowoczesne środowiska sprzętowo-programistyczne wspomagające proces prototypowania sterowników AiR1A_U01, AiR1A_U07 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_U003 Potrafi zrealizować podstawowe rozkazy języka programowania dedykowanego dla robota AiR1A_U08, AiR1A_U07 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 Zna sposób i potrzebę wykorzystania robotów we współczesnych systemach przemysłowych AiR1A_K03, AiR1A_K02 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
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 Dysponuje wiedzą na temat zasad konstrukcji, sterowania i programowania stacjonarnych robotów przemysłowych + - - - - - - - - - -
M_W002 Zna i rozumie sposoby implementacji podstawowych funkcji związanych ze sterowaniem i programowaniem robotów przemysłowych + - - - - - - - - - -
M_W003 Dysponuje wiedzą na temat metod tworzenia równań opisujących dynamikę robotów + - - - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Potrafi zrealizować podstawowe oprogramowanie dla sterownika robota - - + - - - - - - - -
M_U002 Potrafi wykorzystać nowoczesne środowiska sprzętowo-programistyczne wspomagające proces prototypowania sterowników - - + - - - - - - - -
M_U003 Potrafi zrealizować podstawowe rozkazy języka programowania dedykowanego dla robota - - + - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Zna sposób i potrzebę wykorzystania robotów we współczesnych systemach przemysłowych - - + - - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 100 godz
Punkty ECTS za moduł 4 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 56 godz
Przygotowanie do zajęć 22 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 20 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (28h):

1. Klasyfikacja kinematyki i przestrzenie robocze. Układy pomiarowe położenia i prędkości. Wpływ sposobów przenoszenia ruchu na zakresy robocze.
2. Struktury sprzętowe układów sterownia robotów. Układ sterowania robota – serwomechanizm. Wpływ rodzaju regulatora na dokładność pozycjonowania.
3. Wykorzystanie systemów szybkiego prototypowania dSPACE do projektowania i testowania sterowników dla robotów przemysłowych.
4. Oprogramowanie wspomagające projektowanie stanowiska zrobotyzowanego – RoboGuide
5. Pozycjonowanie w przestrzeni konfiguracyjnej. Bazowanie robota oraz koordynacja prędkości (tryb synchroniczny PTP).
6. Pozycjonowanie w przestrzeni kartezjańskiej. Równania kinematyki prostej i odwrotnej dla wybranych klas robotów (RPP, RRR, SCARA).
7. Kinematyka prędkości.
8. Algorytmy generowania i realizacji trajektorii w przestrzeni zadaniowej.
9. Dynamika robota. Sterowanie z wykorzystaniem modelu dynamiki.
10. Sterowanie ze sprzężeniem wyprzedzającym.
11. Sterowanie pozycyjno-siłowe.

Ćwiczenia laboratoryjne (28h):
  1. 1. Zaprojektowanie i przetestowanie działania (przy wykorzystaniu systemu dSPACE i oprogramowania Matlab/Simulink) w pełni funkcjonalnego oprogramowania dla sterownika robota przemysłowego IRp
    2. Zaprojektowanie i przetestowanie działania (przy wykorzystaniu systemu dSPACE i oprogramowania Matlab/Simulink) w pełni funkcjonalnego oprogramowania dla sterownika robota przemysłowego typu SCARA
    3. ROBOGUIDE – zaprojektowanie i symulacja działania stanowiska z robotem FANUC w środowisku 3D z wykorzystaniem pakietu RoboGuide; generowanie programu dla rzeczywistego robota i testowanie działania

  2. Ćwiczenia laboratoryjne obejmują realizację trzech projektów (na każdy przeznaczone jest 4 tygodnie).
    Dwa projekty dotyczą realizacji oprogramowania prototypu sterownika dla robota przemysłowego IRp oraz robota typu SCARA, z wykorzystaniem systemu szybkiego prototypowania dSPACE (prototyp ma realizować: układy regulacji, bazowanie robota, ustawianie prędkości roboczej i trybu koordynacji prędkości, zadania kinematyczne). Wykonany prototyp jest testowany i weryfikowany na rzeczywistym robocie podpiętym do systemu.
    Trzeci projekt dotyczy zaprojektowania, z wykorzystaniem pakietu RoboGuide, stanowiska zrobotyzowanego do depaletyzacji dla robota przemysłowego FANUC oraz wygenerowanie gotowej aplikacji i zweryfikowanie działania na rzeczywistym robocie.

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: obecność na ćwiczeniach jest obowiązkowa.
Ocena z poszczególnych projektów zależy od stopnia realizacji programu projektu. Dla zaliczenia danego projektu wymagane jest zrealizowanie określonego minimum podanego przez prowadzącego na pierwszych zajęciach. Przygotowanie studentów do ćwiczeń może być weryfikowane kolokwium ustnym lub pisemnym w trakcie zajęć. Na zakończenie każdego projektu grupa ćwiczeniowa dostarcza sprawozdanie opisujące sposób i wyniki przeprowadzonych badań i eksperymentów. Dla zaliczenia przedmiotu konieczne jest zrealizowanie i uzyskanie ocen pozytywnych z wszystkich projektów.

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 ocen ze sprawdzianu i projektów.

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

Obecność na zajęciach jest obowiązkowa. Dopuszczalne są dwie nieobecności usprawiedliwione. Większa ilość nieobecności skutkuje brakiem zaliczenia modułu.
Odrabianie nieobecności możliwe jest w dodatkowych terminach wyznaczonych przez prowadzącego zajęcia.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Wiadomości z „Podstaw robotyki”

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

1 M.W.Spong, M.Vidyasagar: Dynamika i sterowanie robotów, WNT, Warszawa, 1997
2 K.Kozłowski, P.Dutkiewicz, W.Wróblewski: Planowanie zadań i programowanie robotów, Wyd. Polit. Poznańskiej, 1999
3 G.G.Kost: Układy sterowania robotów przemysłowych, Wyd. Polit. Śląskiej, Gliwice, 2000
4 K.Kozłowski, P.Dutkiewicz, W.Wróblewski: Modelowanie i sterowanie robotów, PWN, Warszawa, 2003

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