Robotica Industriale Lezione 1: Introduzione al corso ex Uni/Sito webmail/Dida/2007/roba...Sporcarsi le mani (di polvere, grasso e olio) Porsi dei problemi e risolverli Confrontare

Robotica Industriale - R. Cassinis

7-01-2008

Lezione 1: Introduzione al corso

1© 2005-2006 Riccardo Cassinis. All rights reserved.

7-01-2008

Robotica Industriale

Lezione 1:Introduzione al corso

Prof. Riccardo Cassinis

7-01-2008Lezione 1: Introduzione al corso 2

Parliamo subito dell’orario delle lezioni

Lezioni in aula:

Lunedì 11:30 - 13:00 Aula B11

Martedì 15:30 - 17:00 Aula B15

Lezioni in laboratorio:

Lunedì 14:30 - 16:30

Squadre di esercitazione:

Le definiremo più avanti

Anche il calendario

Il corso terminerà l’ 11 marzo


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Le mie disponibilità


Siete seduti nel posto giusto?

AERZTQSORKPTSQZCPRFGEBERTSZKDTVSU

ZQRPDE


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Obiettivi del corso

Illustrare i concetti fondamentali della robotica

Mostrare le differenze e i punti di contatto fra la “roboticaindustriale” e la “robotica avanzata”

Illustrare i principi della costituzione dei manipolatori

Meccanica

Attuatori

Sensori

Architetture di controllo

Illustrare i principi della programmazione dei manipolatori

Linguaggi di programmazione

Sistemi di programmazione

Imparare ad usare un manipolatore


Robotica Industriale vs. Robotica Mobile

Robotica = Robotica Industriale + Robotica Mobile

Entrambi i corsi tendono a dare una visione globaledella robotica

Parte “Industriale” più concentrata su attuatori, sensorisemplici e sistemi di programmazione “tradizionali”

Parte “Mobile” si dedica ai sensori complessi, a quellitipici dei robot mobili e ai sistemi di controllo avanzati


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Prerequisiti

Conoscere i concetti fondamentali dell’elettrotecnica edell’elettronica (in particolare di quella digitale): V èuguale a R•I anche in pratica, non solo in teoria!

Essere molto curiosi; provare gusto nello smontare lecose e nel cercare di capire come funzionano

Sapere l’inglese, perché tutta la documentazione èscritta in tale lingua


Metodologie di apprendimento

Sporcarsi le mani (di polvere, grasso e olio)

Porsi dei problemi e risolverli

Confrontare e studiare le diverse soluzioni

Provare, provare e provare ancora

Smitizzare il robot: non morde! (affermazione falsa)

Cercare di capire a fondo le cose: non trascurare mai idettagli

E ricordare: alla base di ogni robot ci sono deicalcolatori, con tutti i loro pregi ma anche e soprattuttocon tutti i loro difetti


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Materiale di studio 1

Le trasparenze delle lezioni saranno rese disponibili sulsito internethttp://www.ing.unibs.it/~cassinis/Dida/current/roba/index.html

il giorno dopo ogni lezione.

Formato usato: PDF (Adobe Acrobat reader)

Altro materiale sarà pubblicato sullo stesso sito secondonecessità

Formati usati: diversi

Non tutto il materiale sarà pubblicato!


Materiale di studio 2

La parte sperimentale (in laboratorio e anche a casa) èessenziale per il superamento dell’esame

Saranno forniti link a siti internet da cui è possibilescaricare software gratuito utile per il corso

Saranno indicati altri siti per il reperimento di materialeaggiuntivo

Esistono utili gruppi di discussione su internet


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Materiale di studio: i libri

In libreria ci sono infiniti libri sulla robotica e sui suoidiversi aspetti.

Quelli in italiano (tradotti) in genere sono pessimi

Il nostro libro “ufficiale” (che però non copre tutti gliargomenti):

Giuseppina Gini, Vincenzo CagliotiROBOTICAZanichelli ( 22.00)

NON comprate le enciclopedie a dispense che sivendono in edicola!

Chi vuole costruirsi un robot può farlo benissimospendendo molto meno


Interazione con il docente

Interazione il più stretta possibile. Chi si presentaall’esame senza essersi mai fatto vedere prima ha benpoche possibilità di superarlo rapidamente!

Mezzi di contatto:

Diretto (solo nell’orario di ricevimento o subito dopo lalezione, oppure per appuntamento)

Telefono (030-3715.453): la segreteria telefonica non vienemai ascoltata, ma fornisce informazioni utili

Email ([email protected]) letta più volte al giorno,spesso anche quando sono in viaggio, ma occorre rispettare leregole che seguono


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I messaggi di posta elettronica

Vengono instradati automaticamente in appositi folder

Subject: [robotica <nome e cognome>]altrimenti finisce dritto nel tritarifiuti

Costruiamo una mailing list per comunicazioni, ecc.:

Ho già inserito tutti gli indirizzi degli iscritti al corso

Si usano solo gli indirizzi email “istituzionali”


LDRA (Laboratorio Didattico diRobotica Avanzata)

Accesso: vicino alla rampa dalla parte di V.le Europa

Finanziato con i contributi degli studenti

Da quando è stato creato (nel 1998) non ha avuto piùuna lira per il funzionamento

Non è vero, quattro anni fa ha avuto 10.000 euro…

E quattro anni fa un bellissimo regalo!

Occorre averne la massima cura!


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Il manipolatore IBM 7545


Come raggiungerci

Branze

LDRA


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Modalità di esame

Obiettivi:

Dimostrare conoscenza e padronanza degli argomenti delcorso

Mostrare dimestichezza con i robot del laboratorio

Dimostrare la capacità di inventare algoritmi risolutivi diproblemi di programmazione dei robot

Metodi:

Molte esercitazioni pratiche

Esecuzione di un piccolo elaborato

Discussione dell’elaborato e domande orali


E per finire… Ci sono domande?

Per riuscire bene, questo corso deve essere MOLTOinterattivo.


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Allora possiamo cominciare con ledefinizioni

Potete non crederci, ma non esiste una definizione“ufficiale” di robot.

mechanical device designed to perform the work generallydone by a human being

1. A mechanical device that sometimes resembles a humanand is capable of performing a variety of often complexhuman tasks on command or by being programmed inadvance.2. A machine or device that operates automatically or byremote control.3. A person who works mechanically without original thought,especially one who responds automatically to the commandsof others.


Altre definizioni

1. any machine that can be programmed to carry outinstructions and perform particular duties, especially one thatcan take over tasks normally done by people. - See alsoautomaton2. a machine that resembles a human in appearance and canfunction like a human, especially in science fiction. - See alsoandroid3. somebody who works or behaves mechanically, showinglittle or no emotion and often responding to orders withoutquestion


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L’unica “vera” definizione:

“Non so dire cosa sia un robot, macertamente so dire quando ne vedo uno”

Joseph F. Engelberger,

President,

Unimation Inc.


Cosa vorreste che un robot facesse?

Interagire con l’utente econ l’ambiente

Fare lavori pericolosi perl’uomo

Fare qualcosa chel’uomo non può fare

Fare i lavori al postodell’uomo

Farvi fare bella figura

…

R2D2C3PO


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Il robot attraverso i secoli

La robotica, intesa come il desiderio di riprodurre sestesso con mezzi non naturali, è il secondo più anticosogno dell’uomo

La letteratura e la storia riportano innumerevoli esempi,molti dei quali hanno grande importanza filosofica, senon scientifica


Le motivazioni:

Desiderio di stupire

Erone Alessandrino (10?-200? d.C.)

Automa di Von Kempelen (1800)

Automi dei Droz e dei Maillardet (foto)(1750-1800)

Desiderio di riprodursiartificialmente

Dr. Faust - Goethe - Homunculus (1800)

Frankenstein - NON E’ UNROMANZO DEL TERRORE!

• E non si intitola neanche così!

– Frankenstein, or The ModernPrometheus

– Chi lo ha scritto? Quando?

– Mary Wollstonecraft Shelley, 1818


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Un automa programmabile:


Ci sono due donne (vere!) nella vita diogni robot:

Mary Wollstonecraft Shelley (1797-1851) Lady Augusta Ada Byron,

Countess of Lovelace (1815-1852)


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Altre motivazioni:

Fantascienza

Azimov, Zelazny

Philip K. Dick - Do Androids dream of ElectricSheep? (1968)

• Ridley Scott - Blade Runner (1969)

Desiderio di schiavi meccanici

Golem (leggende medievali)

R.U.R. - Capeç - 1925

Joseph Engelberger - Anni ‘50 - Unimate

Richard “Lou” Paul - Anni ‘60

Sostituti dell’uomo in situazioni impossibili

Rodney Brooks (M.I.T.)

Takeo Kanade (Carnegie Mellon University)


I protagonisti:


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Il primo robot in una università italiana:


Personaggi italiani:

Prof. Marco Somalvico

(1941-2002)

“La robotica

è una

disciplina

onnivora”


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Disciplina onnivora:

MeccanicaCinematismi, articolazioni,trasmissioni

Equazioni cinematiche edinamiche

ElettromeccanicaMotori e attuatori

SensoristicaSensori

Elettronica analogicaCircuiti dei sensori

Azionamenti

Elettronica digitaleCalcolatori grandi e piccoli

Controllistica

Sistemi di controllo delmovimento

Informatica

Sistemi di controllo

Sistemi di programmazione

Medicina e biologia

Emulazione dei sistemi animali

Psicologia

Sistemi ad autoapprendimento

Eccetera, eccetera, eccetera…


Il primo sistema multirobot in Italia:


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Museo paleografico della roboticaindustriale…

Supersigma

Pragma

PUMA

Articolato grande

Staübli

SCARA

Catena chiusa


Il Supersigma


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Il Puma


Pragma


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Articolato grande


Stäubli


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SCARA


Robot a catena cinematica chiusa


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Per capire i problemi…

Diamo un’occhiata a cosa si fa con i robot industriali

Cerchiamo di capire quali siano le esigenze del lavoroche devono compiere


Esempi di applicazioni…

Manipolazione

Saldatura ad arco

Saldatura a punti

Sbavatura

Assemblaggio

Montaggio ruote Verniciatura


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Manipolazione


Saldatura ad arco


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Il principio della saldatura ad arco:

+

-

Elettrodo

(consumabile)

Cianfrino


Saldatura a punti


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Il principio della saldatura a punti:

+

-

Elettrodo

Elettrodo

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