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 平成31年度 (2019年度)
授業科目 ロボット工学
科目番号 0057 科目区分 専門 / 選択
授業形態 単位の種別と単位数 履修単位: 1
開設学科 生産デザイン工学科(機械創造システムコース) 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

目的・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

準学士課程の教育目標 B① 説明 閉じる
準学士課程の教育目標 B② 説明 閉じる
準学士課程の教育目標 D① 説明 閉じる
専攻科課程教育目標、JABEE学習教育到達目標 SB① 説明 閉じる
専攻科課程教育目標、JABEE学習教育到達目標 SB② 説明 閉じる
専攻科課程教育目標、JABEE学習教育到達目標 SD① 説明 閉じる
専攻科課程教育目標、JABEE学習教育到達目標 SD② 説明 閉じる
専攻科課程教育目標、JABEE学習教育到達目標 SD③ 説明 閉じる

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
3rdQ
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し、産業用ロボットに求められている性能を理解できる
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)と特徴やロボットを構成する機械要素(モータ、減速機、センサなど)を理解できる
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)と特徴やロボットを構成する機械要素(モータ、減速機、センサなど)を理解できる
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)と特徴やロボットを構成する機械要素(モータ、減速機、センサなど)を理解できる
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、順運動学を理解できる。
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、順運動学を理解できる。
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、順運動学を理解できる。
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を理解できる。
4thQ
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を理解できる。
10週 ロボットの位置制御
 
制御工学の概論を理解し、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)を理解できる。
11週 ロボットの位置制御
制御工学の概論を理解し、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)を理解できる。
12週 ロボットの位置制御
 
制御工学の概論を理解し、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)を理解できる。
13週 ロボットの位置制御
 
制御工学の概論を理解し、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)を理解できる。
14週 ロボットの位置制御
制御工学の概論を理解し、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)を理解できる。
15週 ロボットの位置制御
制御工学の概論を理解し、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)を理解できる。
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