CURVATURA VERSO ROBOTICA/MECCATRONICA AVANZATA INDIRIZZO INFORMATICA E TELECOMUNICAZIONI

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1 CURVATURA VERSO ROBOTICA/MECCATRONICA AVANZATA INDIRIZZO INFORMATICA E TELECOMUNICAZIONI

2 MACRO-COMPETENZE IN USCITA VERSO LA ROBOTICA/MECCATRONICA AVANZATA Quattro Macro-Competenze Specialistiche: 1. Saper utilizzare e far funzionare un robot, nel rispetto delle norme di sicurezza; 2. Conoscere le diverse parti costitutive del robot (architettura meccanica, elettrica, elettronica, informatica) 3. Saper utilizzare i diversi programmi di simulazione per poterne definire gli ingombri, le funzionalità e la costruzione/modellazione dei diversi tool; 4. Capacità di sfruttare le potenzialità del robot in un ambiente di lavoro al fine di operare ottimizzazioni tecniche ed economiche sui cicli di produzione ed assemblaggio. Due Macro-Competenze Trasversali: 1. Inglese; 2. Sicurezza

3 PERCORSO CURVATURA

4 COMPETENZE SPECIALISTICHE SPECIFICHE III ANNO Competenza Conoscenza Abilità Contenuti Risorse e strutture 1.1 Il robot Utilizzare le strategie del pensiero razionale (astrazione algoritmica) al fine di utilizzare gli elementi costitutivi di un robot dimostrativo 9 ORE 1.2 Programmare: Rappresentare il diagramma di flusso relativo al funzionamento del robot NXT Tradurre il diagramma di flusso in linguaggi di programmazione 27 ORE Concetto di algoritmo Diagrammi di flusso Schemi a blocchi funzionali Diagrammi delle classi diagrammi di sequenza (messagistica tra oggetti e temporalizzazione) Schemi a blocchi funzionali Flow - chart Linguaggio di Programmazione iconico dei robot Lego; Saper modellizzare/ schematizzare un problema da affrontare rappresentare attraverso il linguaggio iconico prima e attraverso un linguaggio uale poi (C per robot nxt) gli algoritmi per il funzionamento del robot Elaborazione dello schema a blocchi del robot NXT individuazione delle caratteristiche costruttive e funzionali dei principali componenti Diagrammi di flusso dall azione alla programmazione Elementi di C; Linguaggi di programmazione per icone applicazione della logica booleana nella programmazione del robot Kit robot Lego Kit robot Lego Informatica Osservazione in cono Utilizzo Rubrica diretto del robot e valutativa per modellazione la dello stesso attraverso specifiche configurazioni semistrutturat i e/o strutturati Realizzazione di programmi personalizzati sui robot costruiti Informatica Osservazione in cono compilazione di programmi specifici; valutativa per la Gli oggetti e le indicazioni rappresentati in contenuti, risorse e metodologia sono puramente esemplificativi.

5 Competenza Conoscenza Abilità Contenuti Risorse e strutture 1.3 Riconoscere i diversi tipi di robot; Applicare, dato un modello lavorante in un determinato ambiente, le competenze acquisite al fine di movimentare un robot. 8 ORE 1.4 Movimenti nello spazio: posizionare correttamente oggetti nello spazio e rilevarne posizione e spostamenti. 7 ORE Panoramica su tutti i diversi tipi di robot esistenti: robotica dei servizi, robotica industriale, robotica in campo medico, robotica per le esplorazioni e per la sicurezza Vettori Statica Cinematica Dinamica Calcolo attraverso le caratteristiche fisiche dei volumi di lavoro; semplici geometrie costitutive. Rudimenti di linguaggio PDL2 saper lavorare in gruppo Applicare le conoscenze proprie della meccanica alla specificità del Robot robot: come è fatto come opera quali caratteristiche primo utilizzo pratico e esecuzione di movimenti elementari statica, cinematica e dinamica applicata riconducibile a posizionamento, movimento e forze connesse al funzionamento di un braccio robotico Kit robot Lego esecuzione di semplici programmi con il COMAU SMART5 NS Esperimenti dedicati al movimento rilevati anche dal COMAU SMART5 NS Tecnologia e progettazio ne di sistemi informatici e di telecomuni cazioni Sistemi e Reti Osservazione in cono semistrutturat i e/o strutturati valutativa per la Osservazione in cono semistrutturat i e/o strutturati valutativa per la Gli oggetti e le indicazioni rappresentati in contenuti, risorse e metodologia sono puramente esemplificativi.

6 Competenza Conoscenza Abilità Contenuti Risorse e strutture 2.1 Riconoscere e far funzionale i collegamenti elettronici Saper utilizzare tramite i protocolli adatti le comunicazioni per la gestione del robot 6 ORE 2.2 Architettura meccanica e tecnologiche 14 ORE 3.1 Utilizzare i diversi programmi di simulazione definire gli ingombri, le funzionalità e la costruzione /modellazione dei diversi tool 12 ORE 4.1 Potenzialità del robot; sfruttare le potenzialità del robot in un ambiente di lavoro; 6 ORE Controllo del robot, posizionatura schede e cablagio. Conoscenza trasduttori e sensori Comunicazione tramite TP al controllo, Conoscenza Controllo e hardware robot nxt lego Programmi di disegno assisstito dal PC l utilizzo del robot Montare e configurare le shede e connettere i connettori. Saper scegliere il sensore adatto al cono Riconoscere il Sistema operativo del controllo e sapersi muovere nell'ambiente del TP Riconoscere il Sistema operativo e la comunicazione con il robot nxt utilizzare i programmi di modellazione solida stabilire apposite relazioni, di carattere intuitivo, tra spaziooggetto-posizione Riconoscere a seconda delle esigenze il giusto robot da impiegare Schema funzionale del robot Interazione e comunicazione tra controllo e braccio elementi costituenti il sistema operativo file hold e non hold Porte Usb, bluethoote, profibus Prodotti open Source per la modellazione solida Visionare filmati di impiego dei robot Cella robotica Robot nxt luminosa Programmi CAD Esecuzione prove Robot nxt lego Esecuzione ed semplici comandi di sistema operativo utilizzo del software CAD Dato un cono creare il progetto di robot (in modo discorsivo) Telecomun icazioni Telecomun icazioni Tecnologia e progettazio ne di sistemi informatici e di telecomuni cazioni Sistemi e Reti cono

7 COMPETENZE SPECIALISTICHE SPECIFICHE IV ANNO Competenza Conoscenza Abilità Contenuti Risorse e strutture 2.2 Architettura meccanica e tecnologiche Progettare, utilizzare e confrontare gli elementi costitutivi dei robot 25 ORE 2.4 Estremità operative dei robot; utilizzare i diversi organi di presa utilizzati nei robot, Scrivere programmi hold con l utilizzo dei dispositivi di input-output 40 ORE Parti del robot, flangia tcp,tool e loro dimensioname nto Ingressi digitali ed analogici. Interazione tra pdl2 e controllo. Costrutti fondamentali del PDL2 Riconoscere diversi tipi di tool a seconda dell utilizzo. Saper applicare gli elementi della logica per la movimentazione del robot. Creare frammenti di codice funzionanti Trazione; Compressione; Momento flettente; Momento torcente; Flesso-torsione; Elencare i più diffusi tool ed esplicitare i campi operativi Approfondimenti degli utilizzi nella robotica con riferimento al robot industriale COMAU SMART5 NS Ambiente di sviluppo proprietario comau c5g luminosa Esecuzione prove meccaniche Esecuzione ed elaborazione di specifici progetti. rudimenti iterativi con il robot industriale Sistemi e Reti Informatica cono cono Gli oggetti e le indicazioni rappresentati in contenuti, risorse e metodologia sono puramente esemplificativi.

8 Competenza Conoscenza Abilità Contenuti Risorse e strutture 2.5 PLC; possedere gli elementi di programmazione ed utilizzo dei sistemi a logica programmabile 20 ORE 3.1 Utilizzare i programmi di simulazione definire gli ingombri, le funzionalità e la costruzione /modellazione dei diversi tool 20 ORE Hardware PLC; linguaggi di programmazio ne PLC. Mappatura e Configurazioni in ottica master/slave Simulatore SMART Sim3D - Lite (strumento software per la simulazione 3D di soluzioni robotizzate con robot COMAU) Programmare il PLC. Inserire correttamente il PLC nei rispettivi coni operativi Saper mappare e configurare il plc con un robot comau Saper costruire una cella robotica mediante utilizzo di software di simulazione SMART Sim3D - Lite Caratterizzazione dei PLC. Architettura funzionale e principio di funzionamento. Differenziazione tra logica cablata e programmata. Campi di applicazione. Sistemi di programmazione (reti ladder su PLC virtuale) Principi di funzionamento del programma di simulazione; Ambienti di lavoro virtuale; Dimensionare le celle di lavoro del simulatore; Simulare particolari operazioni di lavoro Robot comau (controllo c5g) Simulatore SMART Sim3D - Lite esecuzioni di semplici programmi al PLC Riconoscimento del robot da PLC utilizzo del software di simulazione SMART Sim3D - Lite Telecomuni cazioni Tecnologia e progettazio ne di sistemi informatici e di telecomuni cazioni cono cono

9 COMPETENZE SPECIALISTICHE SPECIFICHE V ANNO Competenza Conoscenza Abilità Contenuti Risorse e strutture 1.4 Movimenti nello spazio: Posizionare correttamente oggetti nello spazio e rilevarne gli spostamenti. 10 ORE 1.5 Programmazione: Utilizzare i diversi metodi di programmazione dei Robot; da linguaggio o per apprendimento 10 ORE 1.6 Strumenti matematici Eseguire operazioni con modelli matriciali ere la stabilità dei sistemi con l utilizzo delle trasformate di Laplace 20 ORE Derivate Integrali Matrici Matrici omogenee Formulazione delle matrici DH. Componenti dell unità di controllo; software di programmazio ne : da PC o dall unità di programmazio ne. Calcolo dei movimenti dei singoli assi Calcolo del movimento dei giunti Trasformazione di coordinate Utilizzo degli strumenti connessi alla programmazione del robot sviluppo di specifici argomenti, quali le matrici e le trasformate, anche solo in forma qualitativa Applicazioni del calcolo matriciale ai robot articolati, per la definizione: della cinematica diretta; della cinematica inversa, calcolo limitato a robot con tre gradi di libertà. Controllo on/off del movimento; Controllo punto a punto; controllo continuo; esecuzione programma utente; gestione interfacce; controllo parametri fisici movimenti: velocità, accelerazioni Video Proiettore VideoProiettore utilizzo del robot industriale utilizzo del robot industriale Informatica Sistemi e Reti matematica cono cono cono

10 Competenza Conoscenza Abilità Contenuti Risorse e strutture 2.3 Organi propri dei robot; riconoscere ed utilizzare gli organi costituenti il robot 15 ORE 2.4 Estremità operative dei robot; Utilizzare i diversi organi di presa utilizzati nei robot, 5 ORE 2.6 Controllo; Rappresentare, definire i sistemi di controllo e studiarne la stabilità 10 ORE Sensori e trasduttori utilizzati nel campo della robotica Principi di funzionamento degli organi di presa Generalità e modellazione dei sistemi di controllo Saper scegliere le tipologie dei sensori e trasduttori utili all impiego della macchina Saper scegliere le tipologie degli organi di presa utili all impiego della macchina analizzare semplici sistemi, ipotizzarne i modelli di simulazione, studiarli ed individuare le opportune tecniche di regolazione Sensori di posizione; sensori di velocità; sensori tattili; sensori di prossimità; sensori di elaborazione immagine; Organi di presa rigidi; organi di presa a ganasce elastiche; organi di presa ad espansione; organi di presa a vuoto; organi di presa magnetici; Sistemi ad anello aperto e chiuso. Algebra degli schemi a blocchi; funzione di trasferimento; Stabilità; VideoProiettore Video Proiettore luminosa Laboratorio di sistemi, utilizzo del robot industriale utilizzo del robot industriale applicazione dei principi del controllo al robot industriale Sistemi e Reti Tecnologia e progettazio ne di sistemi informatici e di telecomuni cazione Informatica cono cono cono

11 Competenza Conoscenza Abilità Contenuti Risorse e strutture 4.2 Potenzialità del robot; sfruttare le potenzialità del robot in un ambiente di lavoro al fine di operare semplificazioni sui cicli di produzione ed assemblaggio; 40 ORE tecniche integrate di gestione della produzione. Integrare le risorse della produzione; la realizzazione di un impianto automatizzato di produzione, collegando tra loro PLC, robot e PC tramite rete Profibus- DP o Ethernet, affinché operino in modo coordinato Laboratorio con PLC PLC con prime iterazione con il Informatica cono e/o strutturati valutativa per la Tecnologie e progettazio ne di sistemi informatici e di telecomuni cazioni

12 Quadro orario/competenze/classi/discipline Matrice competenze/classi + discipline/ore Classe Competenze 1 a : Saper utilizzare e far funzionare un robot, nel rispetto delle norme di sicurezza 2 a : Conoscere le diverse parti costitutive del robot (architettura meccanica, elettrica, elettronica, informatica) 3 a : Saper utilizzare i diversi programmi di simulazione per poterne definire gli ingombri, le funzionalità e la costruzione/modellazione dei diversi tool 4 a : Capacità di sfruttare le potenzialità del robot in un ambiente di lavoro al fine di operare ottimizzazione tecniche ed economiche sui cicli di produzione ed assemblaggio ORE TOTALI: 304 III SIST: 13 INF: 36 TPSIT: 20 TELEC: 20 IV SIST: 25 INF: 40 TPSIT: 20 TELEC: 20 V SIST: 25 INF: 40 TPSIT: 25 TOT: [INF] (9h) 1.2 [INF] (27h) 1.3 [TPSIT] (8h) 1.4 [SIST] (7h) 1.4 [INF] (10h) 1.5 [SIST] (10h) 1.6 [MATE] (20h) TOT: [TELEC] (6h) 2.2 [TELEC](14H) 2.2 [SIST] (25h) 2.4 [INF] (40h) 2.5 [TELEC] (20h) 2.3 [SIST] (15h) 2.4 [TPSIT] (5h) 2.6 [INF] (10h) TOT: 32 TOT: [TPSIT] (12h) 4.1 [SIST] (6h) 3.1 [TPSIT] (20h) [INF] (20h) [TPSIT] (20h) 110 Legenda SIST: Sistemi e reti INF: Informatica TPSIT:Tecnologia di progettazione di sistemi informatici e di telecomunicazioni TELEC: telecomunicazioni MATE: Matematica

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