ロボット工学

科目基礎情報

学校 北九州工業高等専門学校 開講年度 2018
授業科目 ロボット工学
科目番号 0181 科目区分 専門 / 選択
授業形態 授業 単位の種別と単位数 履修単位: 1
開設学科 機械工学科 対象学年 5
開設期 後期 週時間数 2
教科書/教材 随時講義資料を配布する
担当教員 山本 暁洋

到達目標

ロボットの構成部品を理解し、各機能を説明できる。
ロボットの運動方程式より、アクチュエータや減速機の最適な選定が
できる。
運動学の知識から、ロボットの動作範囲を確認できる。
ロボットアームの位置制御に関して、制御ゲインの検討ができる。

ルーブリック

理想的な到達レベルの目安標準的な到達レベルの目安未到達レベルの目安
ロボットの構成部品を理解し、各機能を説明できる。ロボットの構成部品を理解し、各機能を説明できる。ロボットの構成部品の理解、または各機能を説明できない。
ロボットの運動方程式より、アクチュエータや減速機の最適な選定ができる。ロボットの運動方程式より、アクチュエータや減速機の最適な選定ができる。ロボットの運動方程式より、アクチュエータや減速機の最適な選定ができない。
運動学の知識から、ロボットの動作範囲を確認できる。運動学の知識から、ロボットの動作範囲を確認できる。運動学の知識から、ロボットの動作範囲を確認できない。
ロボットアームの位置制御に関して、制御ゲインの検討ができる。ロボットアームの位置制御に関して、制御ゲインの検討ができる。ロボットアームの位置制御に関して、制御ゲインの検討ができない。

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
本授業では、
・ ロボットを構成する電機品(アクチュエータ、減速機)の種類や特性
・ ロボットの運動学/動力学
・ ロボットアームの位置制御に関するアルゴリズム基礎
を理解し、ロボットシステムの概要を知識として身につけることを目的とする。
授業の進め方と授業内容・方法:
教科書は使用しないが、講義資料を配布する。また、最近のトピックスを例に示し、ロボット工学に対する興味向上に努める。理論の理解を深めるために演習を行う。数学の行列計算に関する基礎知識が必要である。制御工学に関連する科目を履修していることが望ましい。
注意点:

授業計画

授業内容・方法 週ごとの到達目標
後期
1週 ロボットとは
 ロボットの定義
 産業用ロボット、サービス系のロボットの紹介
 産業用ロボットに求められている性能
2週 産業用ロボットの構造、機能
 産業用ロボットの構造(直交型、スカラ型、垂直多関節型など)と特徴
 ロボットを構成する機械要素(モータ、減速機、センサなど)の紹介
3週 産業用ロボットの構造、機能
 産業用ロボットの構造(直交型、スカラ型、垂直多関節型など)と特徴
 ロボットを構成する機械要素(モータ、減速機、センサなど)の紹介
4週 産業用ロボットの構造、機能
 産業用ロボットの構造(直交型、スカラ型、垂直多関節型など)と特徴
 ロボットを構成する機械要素(モータ、減速機、センサなど)の紹介
5週 ロボットの運動学
 座標変換行列(2次元/3次元の同次変換行列)
 Denaviet-Hartenbergの表記法
 順運動学
6週 ロボットの運動学
 座標変換行列(2次元/3次元の同次変換行列)
 Denaviet-Hartenbergの表記法
 順運動学
7週 ロボットの運動学
 座標変換行列(2次元/3次元の同次変換行列)
 Denaviet-Hartenbergの表記法
 順運動学
8週 ロボットの動力学
 ラグランジェの運動方程式
 2リンクロボットアームの運動方程式
9週 ロボットの動力学
 ラグランジェの運動方程式
 2リンクロボットアームの運動方程式
10週 ロボットの位置制御
 制御工学概論
 サーボモータのモデリング
 モータの速度/位置制御(P制御、IP制御 / P-IP制御)
 ロボットアームの位置制御(剛体モデル)
11週 ロボットの位置制御
 制御工学概論
 サーボモータのモデリング
 モータの速度/位置制御(P制御、IP制御 / P-IP制御)
 ロボットアームの位置制御(剛体モデル)
12週 ロボットの位置制御
 制御工学概論
 サーボモータのモデリング
 モータの速度/位置制御(P制御、IP制御 / P-IP制御)
 ロボットアームの位置制御(剛体モデル)
13週 ロボットの位置制御
 制御工学概論
 サーボモータのモデリング
 モータの速度/位置制御(P制御、IP制御 / P-IP制御)
 ロボットアームの位置制御(剛体モデル)
14週 ロボットの位置制御
 制御工学概論
 サーボモータのモデリング
 モータの速度/位置制御(P制御、IP制御 / P-IP制御)
 ロボットアームの位置制御(剛体モデル)
15週 ロボットの位置制御
 制御工学概論
 サーボモータのモデリング
 モータの速度/位置制御(P制御、IP制御 / P-IP制御)
 ロボットアームの位置制御(剛体モデル)
16週 後期定期試験

評価割合

試験課題相互評価態度ポートフォリオその他合計
総合評価割合70300000100
基礎的能力0000000
専門的能力70300000100
分野横断的能力0000000