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Fabio PINI
Personale tecnico amministrativo
Dipartimento di Ingegneria "Enzo Ferrari"
Ricercatore t.d. art. 24 c. 3 lett. B
Dipartimento di Ingegneria "Enzo Ferrari"
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Insegnamento: Smart Robotics
Ingegneria informatica (Offerta formativa 2024)
Obiettivi formativi
Il corso fornisce gli strumenti e le metodologie di base per la comprensione del funzionamento di manipolatori robotici industriali e collaborativi.
Prerequisiti
Nessuno.
Programma del corso
1. Robotica industriale e collaborativa [1CFU]
- Una breve introduzione alla robotica
- Struttura e componenti principali dei robot industriali
2. Cinematica dei corpi rigidi, trasformazioni omogenee [1CFU]
- Corpi rigidi e loro rappresentazione in 3D
- Sistemi di assi coordinati
- Trasformazioni omogenee
- Trasformazioni di coordinate per velocità e forze
3. Modello cinematico di un manipolatore robotico [1CFU]
- Modello cinematico diretto
- Modello cinematico inverso
- Cinematica differenziale e Statica: matrice Jacobiana
4. Modello dinamico di un manipolatore robotico [1CFU]
5. Controllo del robot [1CFU]
- Controllo della posizione
- Controllo dell'interazione (controllo di impedenza/ammettenza controllo di forza)
- Controllo con sensori di visione (Componenti di un sistema visivo, visual servoing basato nello spazio immagine e nello spazio delle configurazioni) [solo per SR]
6. Pianificazione del movimento [1CFU]
- Traiettorie nello spazio di giunto
- Traiettorie nello spazio operativo
7. Robotica collaborativa [1CFU]
- Aspetti progettuale
- Standard di sicurezza
8. Simulazione e programmazione [2CFU]
- Simulazione con Robotstudio di ABB Robotics
- Linguaggi per la programmazione dei robot
- Introduzione a ROS (Robot Operating System) [Solo per SR]
Metodi didattici
Lezioni frontali con lucidi ed esercizi svolti alla lavagna. Esercitazioni al PC in Laboratorio utilizzando software di calcolo numerico e simulatori grafici-
Lingua: Inglese
Testi di riferimento
- Lucidi utilizzati a lezione dal docente disponibili a inizio corso nella pagina moodle.
TESTI:
- B. Siciliano, L. Sciavicco, L. Villani, G. Oriolo, "Robotica. Modellistica, pianificazione e controllo", McGraw-Hill Education.
- Peter Corke, Robotics, Vision and Control: Fundamental Algorithms in MATLAB - 2nd Ed., Springer, 2017.
- Kevin M. Lynch and Frank C. Park, Modern Robotics: Mechanics, Planning, and Control, Cambridge University Press, 2017.
Verifica dell'apprendimento
L'esame si compone di due parti:
- una prova orale o un esame scritto (a seconda del numero degli studenti) con domande teoriche ed esercizi carta e penna sugli argomenti del corso; [16.5 punti]
- un lavoro di progettazione, svolto in gruppi di studenti, su temi proposti dagli studenti (preferito) o suggeriti dal docente con l'ausilio di programmi di simulazione. I frequentanti di Industrial Robotics utilizzeranno il software Robotstudio di ABB Robotics, mentre gli altri studenti utilizzeranno anche altri software di simulazione con l'ausilio di Matlab e ROS (Robot Operating System ) [16.5 punti]
Il risultato dell'esame è dato dalla somma dei due punteggi.
Risultati attesi
Conoscenza e capacità di comprensione: Tramite lezioni in aula lo studente apprende le basi del controllo del moto per l'automazione industriale e di robotica industriale.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione: Lo studente è in grado di analizzare sistemi automatici e robotici. Le esercitazioni pratiche al computer consentono allo studente di verificare in simulazione l'efficacia delle tecniche studiate nel corso.
Abilità comunicative: Le lezioni teoriche e le esercitazioni in laboratorio forniscono allo studente la capacità di esprimere i concetti appresi con linguaggio appropriato e di sostenere una discussione in merito agli argomenti trattati.
Capacità di apprendimento: le attività descritte consentono allo studente di acquisire gli strumenti metodologici per proseguire gli studi e per potere provvedere autonomamente al proprio aggiornamento.