Az Ipar 4.0 technológiák és szemléletmód előretörésével minden eddiginél nagyobb jelentőséggel bír a robotizálás. Az élet minden területén találkozhatunk forradalmian új robotikai megoldásokkal, amelyek fejlesztése és üzemeltetetése igényli a robotokkal kapcsolatos alap és felsőbb szintű ismereteket. A tárgyat elsősorban olyan mérnökhallgatóknak ajánljuk, akik érdemi tudás megszerzésével kívánják szélesíteni látókörüket a robottechnika irányában, hogy felkészüljenek a jelen és a jövő műszaki kihívásaira.

Az Ipari robotok kinematikája és dinamikája e-learning tantárgy az iparban leginkább elterjedt soros, nyílt kinematikai láncú ipari robotkarokkal megvalósítható alkalmazások fejlesztéséhez és kutatásához szükséges matematikai és mérnöki alapokat ismerteti. Áttekinti az ipari robotika definícióját és alapfogalmait, elhelyezkedését a robotika szélesebb kontextusában, majd három szinten (geometria, kinematika és dinamika) tárgyalja az irányítási feladatokat és az alkalmazható eljárásokat, valamint azok jellemzőit.

1. Bevezető: robotikai áttekintés, az ipari robot fogalma, alkalmazási környezete, csoportosítási lehetőségei, legfontosabb gyártók, alkalmazások, a hardware általános felépítése.
2. Robotikai alapfogalmak: lineáris, rotációs csuklók és a kapcsolódó fogalmak értelmezése, jellemző ipari robot struktúrák (SCARA, articulated, stb.), legfontosabb jellemzőik. A modellezés geometriai, kinematikai és dinamikai szintjén megoldandó feladatok.
3. 3D koordinátarendszerek, azok közötti transzformációkkal kapcsolatos műveletek, leírási módok. Robotikai alkalmazásuk.
4. Robotok konvencionális geometriai leírása. Csuklókoordináták alapján a pozíciók, orientációk algoritmikus számítása. Számítási módszerek adott pozíciót, orientációt megvalósító csuklókoordináták meghatározására.
5. Sebesség, szögsebesség, gyorsulás, szöggyorsulás kapcsolata a csuklósebességekkel, csuklógyorsulásokkal. Jacobi-mátrix. Manipulálhatóság, manipulálhatósági ellipszoid. Szinguláris helyzetek. Robusztus számítási módszerek az adott sebességet, szögsebességet megvalósító csuklósebességek meghatározására: pszeudoinverz, csillapított pszeudoinverz, transzponált használata. Alkalmazása interpolált mozgáshoz.
6. Merev test dinamikája: dinamika alaptétele a Newtoni axiómák alapján. Másodfajú Lagrange mozgásegyenletek alkalmazása a robotikában: általános koordináták, általános erők bevezetése. A robotika dinamikai alapegyenlete alapján kiszámított nyomatékok módszere, terheléskompenzálás.

Minden modul elsajátítását egy záróteszt értékeli, amelynek legalább elégségesnek kell lennie. Az utolsó modul után egy külön teszt kéri számon a tárgy anyagát, ennek százalékos eredménye a következők szerint határozza meg az érdemjegyet:

• 60% - 69%: elégséges • 70% - 79%: közepes • 80% - 89%: jó • 90% - 100%: kiváló