INGENIERÍA PROFESIONAL EN INOCUIDAD ALIMENTARIA EN COMPETENCIAS PROFESIONALES ASIGNATURA DE ROBÓTICA

Transcripción

1 INGENIERÍA PROFESIONAL EN INOCUIDAD ALIMENTARIA EN COMPETENCIAS PROFESIONALES ASIGNATURA DE ROBÓTICA UNIDADES DE APRENDIZAJE 1. Competencias Automatizar procesos de producción mediante la implementación de sistemas robóticos para optimizar su funcionamiento y contribuir a la rentabilidad de la empresa. 2. Cuatrimestre Primero 3. Horas Teóricas Horas Prácticas Horas Totales Horas Totales por Semana 5 Cuatrimestre 7. Objetivo de aprendizaje El alumno determinará la cinemática y características del sistema de visión de un robot realizando los cálculos correspondientes para su control. Unidades de Aprendizaje Horas Teóricas Prácticas Totales I. Introducción a la robótica II. Temas selectos de cálculo vectorial III. Cinemática del robot IV. Visión Totales

2 1. Unidad de aprendizaje 2. Horas Teóricas 6 3. Horas Prácticas 4 4. Horas Totales Objetivo de la Unidad de Aprendizaje ROBÓTICA UNIDADES DE APRENDIZAJE I. Introducción a la robótica El alumno seleccionará los robots mediante la función de sus componentes y efectores finales para su posible aplicación. Temas Saber Saber hacer Ser Clasificación de robots Componentes de un robot Efectores finales Explicar la clasificación y características del robot industrial, (diferencia con la automatización) Identificar las partes, configuración y requerimientos de instalación de un robot. Identificar los tipos y características de los efectores finales Seleccionar la configuración de un robot en función de una aplicación. Seleccionar un efector final en función de las necesidades del proceso. Organizado Asertivo Organizado Propositivo Trabajo en equipo Organizado Propositivo Trabajo en equipo

3 ROBÓTICA PROCESO DE EVALUACIÓN Resultado de aprendizaje A partir de un estudio de caso elaborará una propuesta de un robot determinando: - Tipo de Robot, tipo de actuador, trasmisión y reductor. - Requerimientos de instalación (eléctricos, civiles y neumáticos). - Tipo de Efectores finales. Secuencia de aprendizaje 1. Comprender la morfología y características de los robots. 2. Analizar los robots con base en sus características técnicas. 3. Identificar los requerimientos para la instalación de un robot. 4. Reconocer los distintos tipos de efectores. 5. Seleccionar un robot de acuerdo a sus características, condiciones de instalación y efectores. Instrumentos y tipos de reactivos Estudio de casos. Lista de cotejo.

4 ROBÓTICA PROCESO ENSEÑANZA APRENDIZAJE Métodos y técnicas de enseñanza Aprendizaje auxiliado por las tecnologías de la información. Trabajo de investigación. Estudio de casos. Medios y materiales didácticos Computadora Personal. Proyector de diapositivas electrónicas. Medios multimedios. Catálogos de proveedores. ESPACIO FORMATIVO Aula Laboratorio / Taller Empresa X

5 6. Unidad de aprendizaje 7. Horas Teóricas 9 8. Horas Prácticas Horas Totales Objetivo de la Unidad de Aprendizaje ROBÓTICA UNIDADES DE APRENDIZAJE II. Temas selectos de cálculo vectorial El alumno describirá la trayectoria de un robot a través del cálculo vectorial para controlar su posicionamiento. Temas Saber Saber hacer Ser Representación de la posición Representación de la orientación Identificar los conceptos de: Vector unitario tridimensional. Vector de posición. Operaciones de vectores. Producto Punto. Producto Cruz. Coordenadas Cartesianas, Cilíndricas y Esférica. Identificar las matrices de desplazamiento y rotación de un sistema robótico. Describir la trayectoria de un robot a través de un medio gráfico aplicando el cálculo Vectorial. Representar la orientación de un vector en el espacio tridimensional Dedicado Perceptivo Perseverante Dedicado Perceptivo Perseverante

6 Resultado de aprendizaje A partir de un estudio de caso determinar las ecuaciones de movimiento que describen la posición específica de un robot de 3 grados de libertad y su representación gráfica. ROBÓTICA PROCESO DE EVALUACIÓN Secuencia de aprendizaje 1.- Identificar los conceptos relacionados para la representación de la posición y la orientación. 2. Comprender el procedimiento de resolución aplicando el cálculo vectorial en los diferentes sistemas de coordenadas. 3.- Comprender la representación gráfica para el posicionamiento de un sistema robótico. 4.- Comprender el procedimiento de resolución de operaciones matriciales. 5.- Describir los movimientos de un robot aplicando el álgebra matricial. Instrumentos y tipos de reactivos Estudio de casos. Lista de cotejo.

7 ROBÓTICA PROCESO ENSEÑANZA APRENDIZAJE Métodos y técnicas de enseñanza Aprendizaje auxiliado por las tecnologías de la información. Ejercicios Prácticos. Ejecución de tareas. Medios y materiales didácticos Computadora Personal. Proyector de diapositivas electrónicas. Medios multimedios. Software de simulación. Pintarrón. ESPACIO FORMATIVO Aula Laboratorio / Taller Empresa X

8 11. Unidad de aprendizaje 12. Horas Teóricas Horas Prácticas Horas Totales Objetivo de la Unidad de Aprendizaje ROBÓTICA UNIDADES DE APRENDIZAJE III. Cinemática del robot. El alumno determinará los movimientos de un robot mediante la cinemática para identificar su posición en el espacio. Temas Saber Saber hacer Ser Tipos de trayectorias Cinemática directa e inversa Interpolación de trayectorias Describir los tipos y características de las trayectorias punto a punto, trayectorias coordenadas y trayectorias continuas. Explicar la conceptualización de la cinemática directa e inversa. Relacionar la posición y orientación espacial del extremo del robot a partir de sus coordenadas articulares. Describir el método geométrico para la resolución de la cinemática inversa. Explicar el proceso de generación de trayectorias cartesianas. Describir las interpolaciones lineales y cúbicas a tramos. Manipular robots por medio del Teachpendal. Programar la trayectoria de un robot en una tarea específica. Calcular los valores de las coordenadas articulares. Posicionar y orientar el efector final en una localización fija específica. Establecer la trayectoria de desplazamiento del efector final entre dos puntos del espacio tridimensional. Dedicado Iniciativa Cuidadoso Toma de decisiones Trabajo bajo presión Dedicado Perceptivo Perseverante Cuidadoso Toma de decisiones Trabajo bajo presión Trabajo en equipo Dedicado Perceptivo Perseverante

9 Resultado de aprendizaje A partir de ejercicios prácticos establecer la trayectoria para desplazar el efector final en el espacio tridimensional y presenta la memoria de los cálculos correspondientes. ROBÓTICA PROCESO DE EVALUACIÓN Secuencia de aprendizaje 1.- Identificar los tipos de trayectorias. 2.- Comprender las funciones de programación de un robot a través del Teachpendal. 3.- Relacionar la cinemática directa e inversa con los movimientos del robot. 4.- Comprender el procedimiento de cálculo de las coordenadas en el posicionamiento de un robot. 5.- Establecer la trayectoria del efector final mediante interpolaciones. Instrumentos y tipos de reactivos Ejercicios prácticos. Lista de Cotejo.

10 ROBÓTICA PROCESO ENSEÑANZA APRENDIZAJE Métodos y técnicas de enseñanza Aprendizaje auxiliado por las tecnologías de la información. Ejercicios prácticos. Práctica dirigida. Medios y materiales didácticos Computadora Personal. Proyector de diapositivas electrónicas. Multimedios. Software de modelado. Robot y simulador de robot. ESPACIO FORMATIVO Aula Laboratorio / Taller Empresa X

11 16. Unidad de aprendizaje 17. Horas Teóricas Horas Prácticas Horas Totales Objetivo de la Unidad de Aprendizaje ROBÓTICA UNIDADES DE APRENDIZAJE IV. Visión. El alumno integrará los sistemas de visión y su procesamiento para aplicaciones robóticas. Temas Saber Saber hacer Ser Conceptos básicos de sistemas de visión Procesamiento de imágenes Identificar los elementos que componen un sistema de visión de acuerdo a la naturaleza del proceso de control: (cámara, interface y software). Explicar las funciones de reconocimiento de imágenes y su procesamiento. Instalar y configurar los elementos que integran un sistema de visión Desarrollar el programa del sistema de visión. Asertivo Cuidadoso Dedicado Iniciativa Organizado Perseverante Trabajo bajo presión Trabajo en equipo Iniciativa Organizado Perseverante Trabajo bajo presión Trabajo en equipo

12 Resultado de aprendizaje A partir de un estudio de caso: instala, configura y programa un sistema de visión como entrada de un sistema robótico y elaborara su memoria técnica ROBÓTICA PROCESO DE EVALUACIÓN Secuencia de aprendizaje 1.- Identificar los componentes del sistema de visión. 2.- Comprender el proceso de Instalación y configuración de los elementos que integran un sistema de visión. 3.- Reconocer las funciones de procesamiento de imágenes. 4.-Desarrollar el programa de sistema de visión. Instrumentos y tipos de reactivos Ejercicios prácticos. Lista de cotejo.

13 ROBÓTICA PROCESO ENSEÑANZA APRENDIZAJE Métodos y técnicas de enseñanza Aprendizaje auxiliado por las tecnologías de la información. Práctica dirigida. Aprendizaje basado en proyectos. Medios y materiales didácticos Computadora Personal. Proyector de diapositivas electrónicas. Multimedios. Robot. Simulador de robot. Sistema de visión. ESPACIO FORMATIVO Aula Laboratorio / Taller Empresa X

14 ROBÓTICA UNIDADES DE APRENDIZAJE CAPACIDADES DERIVADAS DE LAS COMPETENCIAS PROFESIONALES A LAS QUE CONTRIBUYE LA ASIGNATURA Capacidad Diagnosticar las condiciones y requerimientos del proceso productivo para la instalación de un sistema robótico a través de levantamiento de planta. Instalar el manipulador robótico de acuerdo a las especificaciones técnicas del fabricante a través de su ambiente de programación para cumplir con las tareas que demande el proceso. Evaluar el funcionamiento del sistema robótico mediante la puesta en marcha para garantizar su operación. Criterios de Desempeño Elabora un reporte técnico de la factibilidad de implementación de un sistema robótico en el proceso de producción, el cual incluye: Plano de distribución de los procesos en la planta. Condiciones actuales del proceso. Áreas factibles de automatización. Ventajas técnicas y económicas del sistema robótico a implementar. Infraestructura necesaria de implementación (eléctrica, civil, neumática y comunicación de datos). Realiza la instalación física del sistema robótico, mediante los pasos siguientes: Simula el entorno propuesto mediante herramientas virtuales. Verifica las necesidades eléctricas, neumáticas, civiles y de comunicación de datos. Realiza el montaje de los componentes mecánicos, eléctricos y electrónicos. Realiza pruebas de comunicación entre las diferentes interfaces. Programa el sistema robótico. Ejecuta una rutina de prueba de acuerdo a las características proyectadas, a través de una lista de cotejo que inlcuye: Cumplimiento de las especificaciones técnicas propuestas. Verificación del desempeño esperado mediante el sistema robótico. Presentación visual del sistema robótico. Verificación de la trayectoria óptima. Verificación de la precisión. Tiempo de proceso. Condiciones de seguridad. Flexibilidad del sistema. Dictamen de validación del sistema robótico.

15 ROBÓTICA FUENTES BIBLIOGRÁFICAS Autor Año Título del Documento Ciudad País Editorial Gettys, Edwards (2003) Física para ciencias e ingeniería volumen I México, D.F. México McGraw-Hill, 2ª edición Barrientos Antonio, Peñin Luís Felipe, Balaguer Carlos y Aracil Rafael. Ollero Baturone Anibal (2007) (2007) Craig John J. (2006) Fundamentos de robótica Robótica, manipuladores y robots móviles Madrid España Mc Graw Hill Barcelona España Alfa Omega Robótica México México Mc Graw Hill