2840 Robotica Industrial - 2012

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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SUR 1/4 
BAHÍA BLANCA --- ARGENTINA 
DEPARTAMENTO DE: Ingeniería Eléctrica y de Computadoras 
PROGRAMA DE : Robótica Industrial CÓDIGO: 2840 
 ÁREA NO: 5: Control Realimentado 
H O R A S D E C L A S E P R O F E S O R R E S P O N S A B L E 
T E Ó R I C A S P R Á C T I C A S Dr. Héctor G. Chiacchiarini 
Por semana Por Cuatrimestre Por semana Por Cuatrimestre 
4 64 2 32 
A S I G N A T U R A S C O R R E L A T I V A S P R E C E D E N T E S 
A P R O B A D A S C U R S A D A S 
Fundamentos de Control Realimentado 
 
 
 
DESCRIPCIÓN 
Esta materia está principalmente orientada al estudio de robots en aspectos cinemáticos, dinámicos, de control y 
aplicaciones, considerando además su vinculación con otros elementos de producción en celdas automatizadas de 
manufactura. El objetivo es dar al alumno conocimientos básicos y operativos sobre los aspectos fundamentales de la 
robótica. Se enfatiza sobre sistemas manipuladores robóticos aunque también se incluyen algunos aspectos de análisis y 
control de robots móviles. 
Las competencias y/o habilidades para las que se capacita son: Modelado cinemático y dinámico, control e 
instrumentación de robots, Análisis de sistemas robotizados, Experiencia de uso de equipo industrial, conceptos de 
seguridad de montaje y operación 
PROGRAMA SINTÉTICO 
 
1. Introducción 
2. Modelos cinemáticos 
3. Modelos dinámicos 
4. Sensores, actuadores y control 
5. Aplicaciones de robots 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Vigencia Años 2011 
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SUR 2/4 
BAHÍA BLANCA --- ARGENTINA 
DEPARTAMENTO DE: Ingeniería Eléctrica y de Computadoras 
PROGRAMA DE : Robótica Industrial CÓDIGO: 2840 
 ÁREA NO: 5: Control Realimentado 
PROGRAMA ANALÍTICO 
1. Introducción 
Robótica: Significado actual. Manipuladores: tipos y aplicaciones: Descripción. Clasificación de acuerdo a capacidades, 
grados de libertad, y aplicación. Robots móviles: Problemática general – usos y aplicaciones de robots móviles (RM) en 
ambientes estructurados y en ambientes no estructurados. Problemas típicos en robótica industrial: modelado, control del 
robot, planificación de trayectorias, sensado, integración de robots en celdas de producción flexibles. 
2. Modelos cinemáticos 
Manipuladores rígidos: Modelo cinemático. Rotaciones, composición. Rotaciones en torno a un eje arbitrario. 
Representación de rotaciones. Traslaciones. Transformaciones homogéneas. Convención de Denavit Hartemberg. 
Cinemática directa. Cinemática inversa: Métodos de resolución. Método de la cinemática desacoplada. Cinemática 
diferencial: El Jacobiano. Resolución dinámica de la cinemática inversa mediante matriz Jacobiana. Singularidades del 
manipulador. 
Modelos cinemáticas de robots con ruedas –configuraciones de ruedas y su efecto sobre la maniobrabilidad. Realidades 
versus idealidades. 
3. Modelos dinámicos 
Modelado dinámico de manipuladores de brazos rígidos en base al principio de Euler-Lagrange y Hamilton. 
Descomposición de Energía cinética. Ecuaciones de movimiento. Método recursivo de Newton-Euler. Fuerzas y torques 
exteriores. Flexibilidad y rigidez del manipulador. Fricción. Combinación de fricción y fuerzas exteriores. Reversibilidad 
de las transmisiones. Juego libre. 
Modelos dinámicos de robots móviles. Restricciones no holonomicas. Uso de los modelos con fines de control. 
Limitaciones de los modelos. 
4. Sensores, actuadores y control 
Actuadores y sensores. Tipos de actuadores y sus modelos equivalentes: Eléctricos, hidráulicos, neumáticos. Tipos de 
sensores: encoders, potenciómetros, LVDT, video, sensores de torque y fuerza, táctiles y de resbalamiento. Visión. 
Modelo de la cámara. Planeamiento y seguimiento de trayectorias – métodos de interpolación. Control de movimiento de 
manipuladores: por articulaciones independientes; compensación simultánea de todos los lazos, por dinámica inversa, 
compensación de gravedad. Análisis de estabilidad del lazo cerrado. Introducción al análisis de incertidumbres. Control 
de fuerza e impedancia. Control híbrido. 
Descripción de la problemática de sensado y control en robots móviles. Sensores Inerciales, Odometría, GPS. Niveles de 
control: Ejes, Robot, Elusión de obstáculos, Niveles superiores de decisión. 
5. Aplicación de robots 
Celdas flexibles de producción: Introducción y objetivos de la celda. Nociones elementales: Composición. Problemática 
involucrada. Introducción al análisis dinámico. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Vigencia Años 2011 
 
 
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SUR 3/4 
BAHÍA BLANCA --- ARGENTINA 
DEPARTAMENTO DE: Ingeniería Eléctrica y de Computadoras 
PROGRAMA DE : Robótica Industrial CÓDIGO: 2840 
 ÁREA NO: 5: Control Realimentado 
Prácticas: 
Modelos cinemáticos 
Ejercicios de aplicación y experimentación. 
Modelos dinámicos 
Ejercicios de aplicación 
Sensores, actuadores y control 
Prácticas computacionales y simulaciones. 
Actividades de laboratorio sobre un robot industrial: 
1. Revisión de las partes constitutivas, capacidades y limitaciones – demostración de capacidades- Aspectos de 
seguridad industrial: montaje y operación. 
2. simulación del robot sobre el software RobotStudio© y programación del manipulador. 
3. Realización de experiencias de movimientos simples, 
4. Realización de experiencias de movimientos complejos programados desde el simulador, 
5. Coordinación de movimientos con eventos externos ingresados por la placa I/O. 
6. Realización de una práctica final integradora 
 
Bibliografía básica 
1. Héctor Chiacchiarini, Robotica Industrial, Notas de curso, Departamento de Ing. Eléctrica y Computadoras UNS. 
2. Guanrong Chen; Lecture notes on “Engineering Robotics: Kinematics, Dynamics and Control” for ELEE 6310. 
Department of Electrical Engineering. University of Houston, Texas, 1998. Disponible en Biblioteca Central, y en el 
LCR 
3. Bruno Siciliano, Lorenzo Sciavicco, Luigi Villani, Giuseppe Oriolo, Robotics - Modelling, Planning and Control, 
Springer, 2009, ISBN 978-1-84628-641-4. Disponible en el LCR. 
4. Mark W. Spong and M. Vidyasagar, Robot Dynamics and control, John Wiley. Bib. central 629-892. Disponible en 
el LCR 
5. Wasim Ahmed Khan, Abdul Raouf, Kai Cheng, Virtual Manufacturing, Springer, 2011, ISBN 978-0-85729-185-1. 
Disponible en el LCR. 
6. Kelly, Santibañez y Loria, Control of robot manipulators in Joint space, Springer, 2005, ISBN-10: 1852339942 
7. Rafael Kelly, Victor Santibañez, Control de Movimiento de Robots Manipuladores, Pearson, ISBN 8420538310, 
2003. Disponible en el LCR 
8. Fernando Torres, Jorge Pomaraes, Pablo Gil, Santiago Puente, Rafael Aracil, Robots y sistemas Sensoriales, Pearson, 
ISBN 8420535745, 2002. Disponible en el LCR 
9. Antti J. Koivo, Fundamentals for control of robotic manipulators, ISBN 0-471-85714-9, 1989. J. Wiley. Bib. Central 
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10. Drago Matko, R. Karba y B. Zupančič, Simulation and modelling of continuous systems, a case study approach, 
Prentice Hall Intl, 1992. ISBN 0-13-808064-x. Disponible en el LCR 
11. Robert J. Schilling, Fundamentals of Robotics Análisis and Control, P. Hall, 1990, ISBN 0-13-344433-3, Disponible 
en el LCR 
12. John J. Craig, Introduction to Robotics mechanics and control, second edition, Addison Wesley 1989.ISBN 0-201-
09528-9. Disponible en el LCR 
Vigencia Años 2011 
 
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SUR 4/4 
BAHÍA BLANCA --- ARGENTINA 
DEPARTAMENTO DE: Ingeniería Eléctrica y de Computadoras 
PROGRAMA DE : Robótica Industrial CÓDIGO: 2840 
 ÁREA NO: 5: Control Realimentado 
13. Brian Armstrong-Hélouvry, Control of machines with friction, Kuwler Academic Press, 1991. ISBN 0-7923-9133-0. 
Disponible en Biblioteca Central 621.89 Ar57 
14. Arthur J. Critchlow,Introduction to robotics, McMillan Pub. 1985, ISBN 0-02-325590-0, Bib. Central 629.892 C869 
15. K. S. Fu, R. C. Gonzales y C. S. G. Lee, Robotica - Control, detección, visión e inteligencia, Mc Graw Hill, ISBN 0-
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16. M. Makarov, ed. Pantyushin S. V., Modeling of robotic and flexible manufacturing systems. Ed. Hemisphere, 1990. 
Bib. Central 001 535 M289 
17. M. de Berg, M. van Kreveld, M. Overmars, O. Schwarzkopf, “computational geometry: Algorithms and 
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18. H. Liu, J. Butterfass, S. Knoch, P. Meusel, G. Hirzinger, “A new control strategy for DLR”s multisensory articulated 
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19. Julián P., “Una representación canónica lineal a tramos de alto nivel: teoría y aplicaciones” Tesis doctoral. Dto. De 
Ing. Eléctrica UNS. 1999. Disponible en el LCR 
Bibliografía de consulta 
20. Número especial sobre Ensamblado y planificación de tareas del IEEE Trans on Robotics and Automation. Abril 
1996. Vol 12, no. 2. Disponible en el LCR 
21. Robert J. Schilling, Instructors Manual, P. Hall, 1990, ISBN 0-13-344474-0 Disponible en el LCR 
22. Robert J. Schilling y R. White, Programing and simulation studies with software, P. Hall 1990,ISBN 0-13- 344441-4 
Disponible en el LCR 
23. Richard M. Murray, Zexiang Li, S. Shankar Sastry, A Mathematicla Introduction to Robotic Manipulation, CRC 
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24. Kathrin W. Lilly. Efficient dynamic simulation of robotic mechanisms. Kuwler 1993. Bib. Central 629.892. L628 
25. Carlos Canudas de Wit, Bruno Siciliano y Georges Bastin (EDS), Theory of Robot Control, Springer, 1997, ISBN 3-
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26. Ben-Zion Sandler, Robotics :Designing the mechanisms for automated mechinery. Prentice Hall Intl., 1991. ISBN 0-
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27. William A. Wolovich, Robotics: Basic Analysis and design. Holt, Rinehart and Winston, 1985. Disponible en el LCR 
28. Claudel Borgne Samson, Bernard Michel Espain, Robot control, the task function approach. Clarendon Press 1991. 
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29. Ed .George C. S. Lee, Sensor-based robots; algorithms and architectures. Springer Verlag 1991. Bib. Central 
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30. Mark W. Spong, F. L. Lewis and C. T., Abdallah, Robot Control: Dynamics, Motion Planning and Analysis, IEEE 
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31. John J. Craig, Adaptive control of mechanical manipulators, Addison Wesley, 1988. ISBN 0-201-10490-3. 
Disponible en el LCR 
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33. De Paula Ferreira, Edson. Robótica Industrial. Aspectos macroscópicos, robós manipuladores, tecnologías, 
modelagem e controle. Ed. Kapeluzs, 1987. Bib. Central 001.535.D44 
34. Angulo Usategui, José M Aviles, Gonzalez Rafael. Curso de Robótica. Paraninfo, 1985. Bib. Central 001. 
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35. Constantinos A. Balafoutis y Rajnikant V. Patel, Dynamic analysis of robot manipulators: A cartesian tensor 
approach, Kuwler academic publishers, ISBN 0-7923-9145-4, 1991. Biblioteca central 629.892-B183 
36. Claude Philip. Robotique de saudage a l’arc: Premiers éléments .Ed. Fournié 198. Bib. Central 629.892. P537. 
37. Alain Pruski, Robotique générale. Ellipses. 1988 Bib. Central 001.535.P954 
38. Claude Vibet, Robots: Principies et controle, Ellipses 1987. Bib. Central 001.535.V659 
39. John Leonard, J. Durrant-White, F. Rugh. Directed sonar sensing for mobile robot navigation. Kuwler Academic 
1992 .Bib. Central 629.892. L554 
Vigencia Años 2011 
 
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SUR 5/4 
BAHÍA BLANCA --- ARGENTINA 
DEPARTAMENTO DE: Ingeniería Eléctrica y de Computadoras 
PROGRAMA DE : Robótica Industrial CÓDIGO: 2840 
 ÁREA NO: 5: Control Realimentado 
40. ed. Sitharama S. Yyugar, ed. Alberto Elfes. Autonomous mobile robots: perception, mapping and navigation. IEEE 
computer soc. Press. 1991. Bib. Central 629.892. Iy9 
41. Bruno Siciliano, Lorenzo Sciavicco, Luigi Villani, Giuseppe Oriolo, Robotics - Modelling, Planning and Control, 
Springer, 2009, ISBN 978-1-84628-641-4. Disponible en el LCR. 
42. Wasim Ahmed Khan, Abdul Raouf, Kai Cheng, Virtual Manufacturing, Springer, 2011, ISBN 978-0-85729-185-1. 
Disponible en el LCR. 
43. Mark W. Spong, Seth Hutchinson, and M. Vidyasagar, Robot Modeling and Control - First Edition, Wiley. 
Disponible en el LCR. 
44. Etienne Dombre, Wisama Khalil (Eds.), Modeling, Performance Analysis and Control of Robot Manipulators, ISTE, 
2007, ISBN-13: 978-1-905209-10-1. Disponible en el LCR. 
45. Miomir Vukobratovic, Ming Xie (Eds.), DYNAMICS AND ROBUST CONTROL OF ROBOT-ENVIRONMENT 
INTERACTION. New Frontiers in Robotics — Vol. 2, Worl Scientific, 2009, ISBN-13 978-981-283-475-1. 
Disponible en el LCR. 
VIGENCIA DE ESTE PROGRAMA 
AÑO PROFESOR RESPONSIBLE 
(firma aclarada) 
AÑO PROFESOR RESPONSABLE 
(firma aclarada) 
2011 
 
 
V I S A D O 
COORDINADOR AREA SECRETARIO ACADÉMICO DIRECTOR DE DEPARTAMENTO 
 
Fecha: Fecha: Fecha: