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Anno Accademico 2007/08
01IGYGC
Dispositivi e sistemi robotici
Corso di L. Specialistica in Ingegneria Meccanica - Torino
Docente Qualifica Settore Lez Es Lab Tut Anni incarico
Pastorelli Stefano Paolo ORARIO RICEVIMENTO AC ING-IND/13 36 10 10 0 16
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ING-IND/13 5 B - Caratterizzanti Ingegneria meccanica
Obiettivi dell'insegnamento
Il corso affronta tematiche tipiche della progettazione e della caratterizzazione di robot, con particolare attenzione alle applicazioni industriali. Vengono fornite le metodologie di base per l'analisi cinematica e dinamica di robot e per la pianificazione dei movimenti. Inoltre vengono presentati alcuni tra i principali componenti meccanici per robot descrivendone le tipologie costruttive e le caratteristiche funzionali.
Competenze attese
Lo studente acquisirà le basi per l'analisi e la progettazione funzionale di strutture robotiche.
Prerequisiti
Per poter seguire l'insegnamento sono necessarie le conoscenze acquisite nei corsi di geometria e meccanica delle macchine.
Programma
Introduzione alla robotica industriale. Tipologie di robot industriali: architetture ed esempi di applicazioni.

Sistemi di riferimento associati a corpi rigidi. Posizione e orientazione relativa tra sistemi di riferimento. Cambio di coordinate. Matrici di posizionamento in forma omogenea.
Trasformazioni cinematiche omogenee tra sistemi di riferimento: traslazione, rotazioni fondamentali, rotazione intorno ad un asse generico.
Coordinate angolari: convenzione con angoli nautici YPR ed angoli di Eulero RBR.

Definizione dei sistemi di riferimento dei membri di un robot secondo la convenzione di Denavit Hartenberg. Applicazione della convenzione di D.H. a un robot SCARA e a un robot articolato con polso sferico a 3 gdl.
Soluzione dei problemi di cinematica diretta e inversa di un robot articolato con polso sferico a 3 gdl.
Espressioni di velocità e accelerazioni di un sistema multi-body.
Equilibrio dinamico di un sistema multi-body: azioni risultanti d'inerzia, equazioni di Newton-Eulero.

Introduzione al problema di pianificazione delle traiettorie.
Traiettorie nello spazio dei giunti point to point con primitiva cubica o a trapezio di velocità.
Traiettoria nello spazio dei giunti path motion con primitive cubica o a trapezio di velocità e con tratti di raccordo.
Traiettorie nello spazio operativo point to point con rotazione conica.
Traiettorie nello spazio operativo path motion a tratti rettilinei con tratti di raccordo.

Riduttori di velocità per applicazioni robotiche: principi di funzionamento e prestazioni.
Riduttori epicicloidali. Riduttori di velocità articolati. Riduttori per robot di tipo cicloidale (Cyclo), armonico (Harmonic Drive) e tipo Teijin Seiko.

Polsi per robot. Analisi di polso a 2 gdl e di polso a 3 gdl. monocentrico.

Sistemi di trasmissione del moto per robot: trasmissioni con alberi rotanti, trasmissioni con flessibili, trasmissioni con meccanismi articolati.

Cenni sui dispositivi di bilanciamento di bracci per robot.
Laboratori e/o esercitazioni
Lo studente svolgerà attività di esercitazione assistita da personale docente presso il LAIB relativa alla modellazione ed analisi geometrica, cinematica e dinamica di un robot, rilevando da data sheets le caratteristiche geometriche ed inerziali del robot.
E' richiesta la preparazione di una relazione tecnica dell'attività svolta.
Bibliografia
Verranno fornite dal docente dispense del materiale didattico utilizzato durante le lezioni.
Testi di complemento:
L. Tsai, 'Robot Analysis', John Wiley & Sons, Inc.
L. Schiavicco, B. Siciliano, 'Modeling and control of robot manipulators', McGraw-Hill, Inc.
J.J. Craig, 'Introduction to robotics', Addison-Wesley Publishing Company.
G. Legnani, 'Robotica industriale', Casa Editrice Ambrosiana.
Controlli dell'apprendimento / Modalità d'esame
L'esame consiste in una valutazione, svolta in forma orale, della conoscenza degli argomenti trattati a lezione ed esercitazione.
Note

Programma trasmesso dall'Ing. Pastorelli Stefano (DIMEC)
Orario delle lezioni
Statistiche superamento esami

Programma definitivo per l'A.A.2007/08
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