Wydział Inżynierii Mechanicznej i Mechatroniki - Mechatronika (S2)
Sylabus przedmiotu Układy sterowania maszyn CNC:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Mechatronika | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | drugiego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | magister inżynier | ||
| Obszary studiów | charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Układy sterowania maszyn CNC | ||
| Specjalność | przedmiot wspólny | ||
| Jednostka prowadząca | Katedra Mechatroniki | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Mirosław Pajor <Miroslaw.Pajor@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | Karol Miądlicki <Karol.Miadlicki@zut.edu.pl> | ||
| ECTS (planowane) | 4,0 | ECTS (formy) | 4,0 |
| Forma zaliczenia | zaliczenie | Język | polski |
| Blok obieralny | 3 | Grupa obieralna | 2 |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Podstawowa wiedza z zakresu mechaniki, teorii mechanizmów, dynamika układów mechanicznych, podstaw elektroniki i elektrotechniki, podstaw automatyki i robotyki, napędów elektrycznych, hydraulicznych i pneumatycznych, programowania maszyn technologicznych. |
| W-2 | Dobra znajomość środowiska Matlab-Simulink. |
| W-3 | Podstawowa wiedza z zakresu metrologii |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Zdobycie poszerzonej wiedzy z zakresu funkcjonowania systemów sterowania CNC nowoczesnych maszyn technologicznych. Ponadto zdobycie specjalistycznej wiedzy w zakresie układów diagnostyki i nadzorowania pracy maszyn technologicznych oraz budowy modeli symulacyjnych dla potrzeb diagnostyki |
| C-2 | Zdobycie praktycznych umiejętności budowy modeli symulacyjnych dla potrzeb diagnostyki i sterowania maszyn technologicznych. Praktyczne zapoznanie się z działaniem wybranych systemów diagnostycznych. |
| C-3 | Rozwijanie umiejętności pracy w zespole. |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| T-L-1 | Budowa zaawansowanych modeli symulacyjnych osi serwonapędowych obrabiarki w środowisku MatlabSimulink | 12 |
| T-L-2 | Symulacje procesu generowania trajektorii w systemie Matlab-Simulink | 8 |
| T-L-3 | Układ nadzoru odkształceń termicznych obrabiarki | 6 |
| T-L-4 | Układy kompencacji drgań obrabiarki | 4 |
| 30 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Serwonapędy obrabiarek CNC, dobór komponentów osi serwonapędowej, modelowanie własności dynamicznych osi serwonapędowych. | 6 |
| T-W-2 | Układy sterowania CNC: struktura układu sterowania, interpreter, interpolator, wybrane problemy generowania trajektorii na obrabiarkach CNC, regulatory PLC, system komunikacji maszyna-operator, interfejs operatora, producenci systemów sterowania CNC, zasady doboru i wybrane problemy instalacji systemu sterowania CNC | 12 |
| T-W-3 | Kierunki rozwoju w układach sterowania CNC. | 4 |
| T-W-4 | Aktywne systemy nadzorowania pracy urządzeń mechatronicznych, aktywne tłumienie drgań, nadzorowanie odkształceń termicznych, pomiar i kompensacja błędów geometrycznych. | 8 |
| 30 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| A-L-1 | Uczestnictwo w zajęciach | 30 |
| A-L-2 | Konsultacje | 10 |
| A-L-3 | Przygotowanie do zajęć | 10 |
| 50 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | Uczestnictwo w zajęciach | 30 |
| A-W-2 | Konsultacje | 18 |
| A-W-3 | Przygotowanie do zaliczenia | 2 |
| 50 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Wykład informacyjny |
| M-2 | Ćwiczenia laboratoryjne z użyciem wspomagania komputerowego |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena podsumowująca: Ocena końcowa, wystawiana na podstawie sprawdzianu pisemnego stanu wiedzy przekazanej na wykładzie i zdobytej samodzielnie. |
| S-2 | Ocena formująca: Ocena analityczna - na podstawie oceny kolejnych raportów z poszczególnych ćwiczeń laboratoryjnych stanowiących logiczną kontynuację, których zakończeniem jest kompletne opracowanie. |
Zamierzone efekty uczenia się - wiedza
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ME_2A_O02-1_W01 W wyniku przeprowadzonych zajęć studen powinien zdobyć specjalistyczną wiedzę z zakresu działania zaawansowanych systemów sterowania CNC maszyn technologicznych. Poznać układy diagnostyczne stosowane w układach mechatronicznych oraz stosowane modele diagnozowanych zjawisk. Studen powinien umieć wykorzystać tę wiedzę w procesie projektowym na etapie doboru systemów sterowania złożonym układem mechatronicznym jakim jest wieloosiowa obrabiarka CNC. | ME_2A_W02, ME_2A_W04, ME_2A_W05, ME_2A_W06 | — | — | C-1 | T-W-2, T-W-3, T-W-1, T-W-4 | M-1 | S-1 |
Zamierzone efekty uczenia się - umiejętności
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ME_2A_O02-1_U01 W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien praktycznie umieć zasymulować działanie złożonego układu serwonapędowego na zaawansowanym poziomie. Ponadto powinień umieć zbudować model symulacyjne wybranych procesów diagnostycznych nowoczesnych maszyn technologicznych. Ponadto powinien praktycznie stosować odpowiednie układy metrologiczne do diagnostyki maszyn. | ME_2A_U07, ME_2A_U10, ME_2A_U17, ME_2A_U20 | — | — | C-2 | T-L-1, T-L-2, T-L-3, T-L-4 | M-2 | S-2 |
Zamierzone efekty uczenia się - inne kompetencje społeczne i personalne
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ME_2A_O02-1_K01 Realizując ćwiczenia laboratoryjne w 2-3 osobowym zespole student nabywa umiejętności pracy w grupie | ME_2A_K01, ME_2A_K02, ME_2A_K03 | — | — | C-3 | T-L-1, T-L-3, T-L-2, T-L-4 | M-2 | S-2 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ME_2A_O02-1_W01 W wyniku przeprowadzonych zajęć studen powinien zdobyć specjalistyczną wiedzę z zakresu działania zaawansowanych systemów sterowania CNC maszyn technologicznych. Poznać układy diagnostyczne stosowane w układach mechatronicznych oraz stosowane modele diagnozowanych zjawisk. Studen powinien umieć wykorzystać tę wiedzę w procesie projektowym na etapie doboru systemów sterowania złożonym układem mechatronicznym jakim jest wieloosiowa obrabiarka CNC. | 2,0 | Student nie opanował podstawowej wiedzy z zakresu przedmiotu. |
| 3,0 | Student wykazuje elementarne zrozumienie problemów z zakresu sterowania CNC i diagnostyki układów mechatronicznych, jednak z trudem kojarzy jak może tę wiedzę wykorzystać. Popełnia liczne błędy posługując się modelami symulacyjnymi. Wykazuje elementarną znajomość zasad doboru komponentów układów sterowania CNC maszyn technologicznych, jednak nie do końca je rozumie i popełnia liczne błędy w ich interpretacji. Ma braki w wiedzy z zakresu modelowania układu sterowania i diagnostyki. | |
| 3,5 | Student opanował wiedzę w stopniu pośrednim, między oceną 3,0 i 4,0. | |
| 4,0 | Student rozumie problemy z zakresu projektowania i działania układów sterowania CNC układów mechatronicznych, kojarzy jak może tę wiedzę wykorzystać. Popełnia drobne błędy posługując się modelami symulacyjnymi. Wykazuje znajomość zasad doboru komponentów układów sterowania CNC, rozumie je i popełnia nieliczne błędy w ich interpretacji. Posiada więdzę z zakresu modelowania i symulacji układów sterowania CNC i dignostyki maszyn technologicznych. | |
| 4,5 | Student opanował wiedzę w stopniu pośrednim, między oceną 4,0 i 5,0. | |
| 5,0 | Student rozumie zaawansowane problemy z zakresu projektowania i działania układów sterowania CNC układów mechatronicznych, biegle kojarzy jak może tę wiedzę wykorzystać. Biegle posługując się technicznym językiem opisu tych problemów. Wykazuje biegłą znajomość zasad doboru systemów sterowania CNC maszyn technologicznych, bardzo dobrze je rozumie i interpretuje. Biegle opanował techniki modelowania i symulacji syhstemów sterowania i diagnostyki. Potrafi dokonać ich krytycznej oceny i wyciągać na tej podstawie właściwe wnioski. |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ME_2A_O02-1_U01 W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien praktycznie umieć zasymulować działanie złożonego układu serwonapędowego na zaawansowanym poziomie. Ponadto powinień umieć zbudować model symulacyjne wybranych procesów diagnostycznych nowoczesnych maszyn technologicznych. Ponadto powinien praktycznie stosować odpowiednie układy metrologiczne do diagnostyki maszyn. | 2,0 | Student ma istotne braki w przygotowaniu teoretycznym. Nie umie wykorzystać posiadanej wiedzy praktycznie. Nie potrafi poprawnie rozwiązywać zadań z zakresu sterowania i diagnostyki układów mechatronicznych. |
| 3,0 | Student rozwiązuje proste zadania z zakresu symulacji sterowania CNC i diagnostyki lecz wymaga stałego nadzoru i korygowania jego poczynań. Ma problemy z prawidłowym omówieniem i zaprezentowaniem tych problemów. Robi liczne błędy w procesie modelowania i symulacji. Ma problemy z realizacją pomiarów doświadczalnych. | |
| 3,5 | Student posiadł umiejętności w stopniu pośrednim, między oceną 3,0 i 4,0. | |
| 4,0 | Student ma umiejętności kojarzenia i praktycznego zastosowania nabytej wiedzy w procesie symulacji, doboru i projektowania systemu CNC oraz układów diagnostycznych. Problemy najczęściej rozwiązuje poprawnie. W stopniu dobrym opanował terminologię i potrafi omawiać i prezentować realizowany zadania. Potrafi w zdowalającym stopniu wykorzystywać właściwe techniki komputerowe. Potrafi budować modele symulacyjne, prowadzić badania symulacyjne i interpretować ich wyniki. | |
| 4,5 | Student posiadł umiejętności w stopniu pośrednim, między oceną 4,0 i 5,0. | |
| 5,0 | Student ma wysokie umiejętności kojarzenia i praktycznego zastosowania nabytej wiedzy dla potrzeb projektowania systemu CNC i układów diagnostycznych. Zadania rozwiązuje poprawnie, nie wymaga ingerencji. Wykazuje dodatkową aktywność oraz chętnie rozwiązuje trudniejsze problemy. Biegle wykorzystuje właściwe techniki komputerowe. Praktyczne ćwiczenia laboratoryjne realizuje wzorowo, w sposób aktywny pracując w zespole. Bardzo dobrze omawia i prezentuje efekty cwiczeń laboratoryjnych. Wykazuje biegłą znajpmość technik badań symulacyjnych. Potrafi bezbłędnie interpretować wyniki symulacji i wyciągać konstruktywne wnioski. |
Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ME_2A_O02-1_K01 Realizując ćwiczenia laboratoryjne w 2-3 osobowym zespole student nabywa umiejętności pracy w grupie | 2,0 | Student biernie uczestniczy w zajęciach, nie angażuje się w pracy zespołu. |
| 3,0 | Student biernie uczestniczy w zajęciach, realizuje proste prace zlecone mu przez innych członków zespołu, wymaga stałego nadzoru. | |
| 3,5 | Student posiadł kompetencje w stopniu pośrednim między oceną 3,0 i 4,0. | |
| 4,0 | Student czynnie uczestniczy w zajęciach, samodzielnie realizuje powierzoną mu część zadania zespołu. Aktywnie uczestniczy w dyskusjach nad rozwiązywanymi przez zespół problemami. | |
| 4,5 | Student posiadł kompetencje w stopniu pośrednim między oceną 4,0 i 5,0. | |
| 5,0 | Student czynnie uczestniczy w zajęciach, samodzielnie realizuje powierzoną mu część zadania zespołu. Pomaga innym członkom zespołu w realizacji ich zadań. Aktywnie uczestniczy w dyskusjach nad rozwiązywanymi przez zespół problemami. Jest kreatywny chętny do współpracy i wykazuje cechy lidera zespołu. |
Literatura podstawowa
- J. Kosmol, Serwonapędy obrabiarek sterowanych numerycznie, WNT, Warszawa, 1998
- K.Marchelek, Dynamika obrabiarek, WNT, Warszawa, 1991
- L. Biagotti, C.Melchiorii, Trajectory Planning for Automatic Machines and Robots, Springer, 2008
- J.Giergiel, Podstawy robotyki i mechatroniki, KRiDM AGH, Kraków, 2004
Literatura dodatkowa
- S.Suk-Hwan i inni, Theory and design of CNC systems, Springer, 2008
- J.Kosmol, Automatyzacja obrabiarek i obróbki skrawaniem, WNT, Warszawa, 1995