Temario
Los 12 temas del curso de Robótica Industrial, según el sílabo del período 2627-1. El primer parcial evalúa los temas 1 al 7 y el segundo, los temas 8 al 12.
Tema 1 — Definición y morfología de robots
- Criterios que definen a un robot
- Componentes fundamentales: el manipulador, eslabones y articulaciones rotacionales y prismáticas
- Efector final: manipulación simple y dextra, dispositivos de sujeción (pinzas mecánicas, ventosas de vacío, electroimán) y herramientas especializadas
- Grados de libertad: definición, cálculo mediante la fórmula de Grübler y comparación entre robots de 3, 6 y más de 6 GDL
Tema 2 — Ejes de coordenadas en robótica
- Espacio articular, espacio de tarea y espacio de trabajo
- Clasificación por sistema de coordenadas: cartesiano, cilíndrico, esférico o polar y articulado o de revoluta, con su espacio de trabajo y aplicaciones características
- Configuraciones SCARA, Delta y antropomórfica
- Criterios de selección como análisis de compromisos entre velocidad, carga, alcance, precisión y costo
Tema 3 — Estructura mecánica de un robot
- Anatomía general del robot
- Sistemas de alimentación: baterías de litio, reguladores de tensión, etapa de potencia y etapa de control
- Comparación entre accionamiento eléctrico, hidráulico y neumático
- Sensores internos y externos como sistema de percepción
- Actuadores y sistemas de transmisión: engranajes, bandas síncronas, cadenas y husillos a bolas
Tema 4 — Señales de entrada y salida
Interpretación de señales analógicas y digitales. Acondicionamiento de señal y conversión ADC/DAC. Comunicación serial.
Tema 5 — Microprocesador vs. microcontrolador
Diferencias arquitectónicas y criterios de selección. Plataformas: Arduino, ESP32 y Raspberry Pi.
Tema 6 — Sensores
Sensores de posición: potenciómetro y encoder. Sensores de proximidad: óptico, inductivo, capacitivo, ultrasónico e infrarrojo. Sensores de velocidad, aceleración, presión y temperatura.
Tema 7 — Actuadores
Solenoides y motores DC: control PWM y puentes H. Motores paso a paso: control por pulsos y microstepping. Servomotores: lazo cerrado local y control de posición. Actuadores neumáticos.
Tema 8 — Cinemática de robots
Matrices de transformación homogénea. Cinemática directa: convenio Denavit-Hartenberg. Cinemática inversa: métodos analíticos y numéricos. Matriz Jacobiana. Espacio de trabajo y restricciones.
Láminas: se publican después de la clase.
Tema 9 — Generación de trayectorias
Trayectorias punto a punto, lineales y circulares. Detección de colisiones y puntos de paso de seguridad.
Láminas: se publican después de la clase.
Tema 10 — Lenguajes de robótica y ROS 2
Lenguajes propietarios: RAPID (ABB) y KRL (KUKA). Programación con Python. Arquitectura ROS 2: nodos, tópicos, mensajes y paradigma publicador/suscriptor.
Láminas: se publican después de la clase.
Tema 11 — Visión artificial
Procesamiento de imágenes con OpenCV. Detección de colores, bordes y formas. Reconocimiento de patrones. Integración de visión en sistemas robóticos.
Láminas: se publican después de la clase.
Tema 12 — Inteligencia artificial en robótica
Redes neuronales aplicadas a la robótica. Planificación de movimientos: Dijkstra, A*, RRT, RRT* y campos potenciales. Casos de uso industriales.
Láminas: se publican después de la clase.