Sistemas Robóticos

Cód.: EME13197M

6 ECTS

Duração: 15 semanas/156 horas

Área Científica: Engenharia Eletrotécnica, Engenharia Mecânica

Língua(s) de lecionação: Português

Língua(s) de apoio tutorial: Português, Inglês

Regime de Frequência: Presencial

Objetivos de Desenvolvimento Sustentável

4. Educação de qualidade - Assegurar a educação inclusiva, e equitativa e de qualidade, e promover oportunidades de aprendizagem ao longo da vida para todos.

Objetivos de Aprendizagem

O aluno deverá consolidar conhecimentos sobre Robótica de Manipulação e Robótica Móvel. Modelos Cinemáticos e Dinâmicos, Sensores e Actuadores robóticos.
Relativamente aos sensores, é dada especial atenção à visão artificial, e o aluno deverá ter a capacidade de implementar um processamento de imagem, no âmbito do reconhecimento de padrões. A informação do sensor de imagem será processada com o objectivo de controlo de trajectória de AGVs terrestres.

Conteúdos Programáticos

1) Robótica de manipulação. Classificação de Robôs. Componentes de um sistema robótico.
2) Modelos matemáticos de juntas típicas. Cadeias cinemáticas. Cinemática e Transformações lineares: Cinemática Directa e Inversa.
3) Dinâmica de Robôs: formulações de Lagrange e de Newton-Euler.
4) Controlo de Robôs: Controlo independente das juntas, Controlo no espaço de trabalho, Controlo de posição e força do elemento terminal.
5) Sensores em robótica: sensores de posição/velocidade, de proximidade, de força/binário, de visão artificial.
6) Visão automática. Equipamento para visão industrial. Processamento digital de sinal. Operações de filtragem. Caracterização de formas e texturas. O reconhecimento de padrões.
8) Integração da visão automática para guiamento automático de AGVs terrestres (Processamento com NI-LabView ou similar).

Métodos de Ensino

O ensino é baseado em aulas teóricas e Práticas-Laboratoriais. Procurar-se-á uma aprendizagem activa que estimule o aluno a pesquisar os diversos temas que são abordados nesta disciplina.
São resolvidos problemas práticos, em contexto laboratorial, que permitem ao aluno identificar e conhecer a tecnologia industrial estudada.

Avaliação

A avaliação tem 2 alternativas: I) Avaliação Contínua; II) Avaliação em Período de Exames.

I) Avaliação Contínua
P1a = Projecto de Simulação sobre robótica de manipulação;
ou P1b = Projecto Experimental sobre robótica de manipulação

P2a = Projecto experimental de visão artificial com Reconhecimento de Padrões, integrado em ambiente de Automação Industrial (PLC);
ou P2b = Projecto Experimental sobre robótica móvel

A nota final é obtida por: 0,5x(P1a ou P1b) + 0,5x(P2a ou P2b)
com (P1a ou P1b)>9,5 e (P2a ou P2b)>9,5

II) Avaliação em Período de Exames:
P1a = Projecto de Simulação sobre robótica de manipulação;

P2a = Projecto experimental de visão artificial com Reconhecimento de Padrões, integrado em ambiente de Automação Industrial (PLC);

A nota final é obtida por: 0,5xP1a + 0,5xP2a
com P1a>9,5 e P2a>9,5

Bibliografia

1 Fu, K., Gonzalez, R., Lee, C.; Robotics: Control, Sensing, Vision and Intelligence, McGraw Hill; 1987
2 Klafter, R., Chmielewski, T., Negin, M.; Robotic Engineering: An Integrated Approach, Prentice-Hall; 1989
3 Marques, J.; Reconhecimento de Padrões: Métodos Estatísticos e Neuronais, IST Press; 1999
4 SIEMENS; Provision and Profibus-DP Vision Sensor Simatic VS710, User manual; 2000
5 Pfeiffer, F., Bremer, H., Figueiredo, J. "Surface Polishing with Flexible Link Manipulators, Eur. Journal Mech., A/Solids, 15, N.1, pp. 137-153; 1996
6 Figueiredo, J., Modelling and Simulation of Analogue Angular Sensors for Manufacturing Purposes, Mechatronics in P.Davim (Ed.), ISTE UK, John Wiley & Sons USA; 2011