Рабочая программа по дисциплине "основы мехатроники"

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

2. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

3. УСЛОВИЯ РЕАЛИЗАЦИИ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

4. КОНТРОЛЬ И ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ ОСВОЕНИЯ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

Код ПК, ОК

Умения

Знания

ОК 01 - ОК 09.

ПК 1.1- ПК3.4.

- читать и составлять

принципиальные схемы электрических, гидравлических и пневматических приводов несложного технологического оборудования;

- составлять управляющие программы для программируемых логических контроллеров;

- распознавать, классифицировать и использовать датчики, реле и выключатели в системах управления;

- правильно эксплуатировать мехатронное оборудование

- базовые понятия

автоматизированных систем управления технологическим процессом, в том числе гибридных систем;

- концепцию построения мехатронных модулей, структуру и классификацию;

- структуру и состав типовых систем мехатроники;

- основы проектирования и конструирования мехатронных модулей,

- основные понятия систем автоматизации технологических процессов;

- методы построения и анализа интегрированных мехатронных модулей и систем;

- типы приводов автоматизированного производства

Вид учебной работы

Объем в часах

Объем образовательной программы

144

Обязательная учебная нагрузка

96

в том числе:

теоретическое обучение

96

практические занятия

-

Самостоятельная работа

48

Промежуточная аттестация (экзамен)

Наименование разделов и тем

Содержание учебного материала, лабораторные и практические работы, самостоятельная работа обучающихся, курсовая работа (проект)

Объем в часах

Коды компетенций, формированию которых

способствует элемент программы

1

2

3

4

Тема 1.

Общие вопросы мехатроники.

Содержание учебного материала

14

ОК 01 - ОК 09.

ПК 1.1- ПК3.4.

Мехатроника - определение, как отрасли науки и техники. Основные понятия. Архитектура системы в мехатронике. Концепция построения и проектирования мехатронной системы. Структура и принципы интеграции мехатронных систем. Структура и задачи мехатронной системы. Информационный и энергетический потоки в системе. Системный подход и критерии качества при проектировании мехатронной системы

10

Самостоятельная работа

- Написание реферата по теме «История развития мехатроники»

- Написание реферата по теме «Роль мехатроники в машиностроении»

4

Тема 2.

Особенности конст- рукции и работы мехатронных модулей и систем.

Содержание учебного материала

22

ОК 01 - ОК 09.

ПК 1.1- ПК3.4.

Механические узлы мехатронных модулей. Редукторы, передачи преобразования движения, подшипники, муфты, ШВП и др.

12

Электромеханические преобразователи мехатронных модулей. Классификация. Основные уравнения. Механические характеристики.

Кинематические и динамические задачи при проектировании мехатронной системы.

Управляемые приводы и их настройка. Структура управляемых приводов мехатронных систем.

Виды датчиков, используемых в мехатронных системах. Датчики обратной связи мехатронных модулей. Датчики положения. Датчики скорости. Датчики усилия и др. технологические датчики. Встраивание датчиков в мехатронную систему.

Самостоятельная работа

- Составление презентации по теме «Датчики обратной связи»

- Составление презентации по теме «Датчики положения»

- Составление презентации по теме «Датчики скорости»

- Составление презентации по теме «Приводы мехатронных систем»

- Составление презентации по теме «Электромеханические преобразователи»

10

Тема 3.

Элементы управления мехатронными модулями.

Содержание учебного материала

14

ОК 01 - ОК 09.

ПК 1.1- ПК3.4.

Системы управления мехатронными узлами. Особенности построения систем автоматического управления мехатронными модулями.

10

Теория автоматического управления мехатронными узлами.

Цифровые системы управления.

Самостоятельная работа

- Составление презентации по теме «Виды цифровых систем управления»

- Составление презентации по теме «Системы автоматического управления»

4

Тема 4.

Мехатронные модули главного движения.

Содержание учебного материала

10

ОК 01 - ОК 09.

ПК 1.1- ПК3.4.

Мехатронные узлы для механизмов главного движения.

10

Мотор-шпиндели.

Шпиндельные узлы на магнитных опорах.

Тема 5.

Мехатронные модули подачи.

Содержание учебного материала

22

ОК 01 - ОК 09.

ПК 1.1- ПК3.4.

Мехатронные узлы для механизмов подачи линейных перемещений.

10

Линейные двигатели

Мехатронные узлы для механизмов подачи вращательного движения.

Самостоятельная работа

12

Написание реферата по теме:

- простейшие мехатронные системы, и определение области их применения;

- спецификации блоков простейших роботов, их структурного содержания и конструктивных особенностей;

- стратегии группового управления группой объектов;

- блоки мехатронной системы модуля главного движения;

- блокои мехатронной системы модуля подачи;

- Составление презентации по теме «Линейные электродвигатели»

Тема 6.

Технологические характеристики МРС с мехатронными модулями.

Содержание учебного материала

10

Технологические характеристики мехатронных модулей.

Вопросы точности и производительности при использовании мехатронных модулей.

Скоростные режимы работы при применении мехатронных модулей.

Тепловые процессы и тепловые поля в узлах мехатронных модулей

10

ОК 01 - ОК 09.

ПК 1.1- ПК3.4.

Тема 7.

Компьютерное моделирование в

Содержание учебного материала

24

ОК 01 - ОК 09.

ПК 1.1- ПК3.4.

Использование моделей при автоматизированном проектировании. Классификация моделей, используемых при автоматизированном

18

проектировании мехатронных систем.

проектировании. Способы реализации моделей. Знаковые модели. Свойства

моделей

Основы имитационного моделирования. Использование компьютерных технологий для имитации различных процессов и операций. Области применения имитационных моделей. Компоненты дискретно-событийной имитационной модели и их организация.

Модели систем. Особенности построения моделей систем. Основные типы мо- делей систем. Динамика развития и использования моделей

Вероятностное моделирование. Метод статических испытаний. Моделирование случайных величин. Сбор статистических данных для получения оценочных характеристик случайных величин

Методы исследования систем и планирования эксперимента. Эксперимент с реальной системой. Эксперимент с моделью системы. Алгоритмизация модели и её машинная реализация

Самостоятельная работа

- Составление презентации по теме «Использование компьютерных технологий для имитации различных процессов и операций»

- Составление презентации по теме «Модели мехатронных систем»

- Составление презентации по теме «Динамика развития и использования моделей»

6

Тема 8 Автоматизация конструкторско- технологической

подготовки производства.

Содержание учебного материала

28

ОК 01 - ОК 09.

ПК 1.1- ПК3.4.

Основные методы проектирования. Понятия и принципы методологии

проектирования. Процедурная модель проектирования. Математические модели объекта проектирования. Виды математических моделей.

16

Математические модели мехатронных узлов и систем. Принципы построения моделей мехатронных узлов и систем. Виды математических моделей.

Трёхмерное моделирование. Гибридное моделирование. Программное обеспечение для моделирования различных объектов и процессов.

Графические системы трёхмерного моделирования. Задачи трёхмерного моделирования. Технология построения трёхмерных моделей. Средства трёхмерного моделирования. Каркасное моделирование. Поверхностное

моделирование. Твёрдотельное моделирование. Типы поверхностей. Современные методы разработки промышленных изделий.

Основы моделирования технологических процессов. Использование систем

автоматизированного проектирования для моделирования технологических процессов. CAM-системы.

Сквозной метод проектирования изделий. Интегрированные системы и комплексы

сквозного проектирования. Алгоритм сквозного проектирования. Моделирование различных процессов в интегрированных САПР. Автоматизация расчётов.

Методы корректировки объекта моделирования. Типовая функциональная схема процесса проектирования изделий в условиях функционирования интегрированных САПР.

Самостоятельная работа

12

Составление презентации по теме:

- Создание сборочных трёхмерных моделей.

- Виды математических моделей.

- Твёрдотельное моделирование

- Каркасное моделирование.

- CAM-системы.

- Поверхностное моделирование.

Промежуточная аттестация (экзамен)

Всего:

144

Результаты обучения

Критерии оценки

Формы и методы оценки

Умение читать и составлять принципиальные схемы электрических, гидравлических и пневматических приводов несложного

технологического оборудования

Точность чтения и составления принципиальных схем электрических, гидравлических и пневматических приводов несложного технологического оборудования

Тестирование.

Оценка выполнения самостоятельной работы. Наличие конспектов.

Умение составлять управляющие программы для программируемых логических контроллеров

Правильность составления управляющих программ для программируемых логических контроллеров

Тестирование.

Оценка выполнения самостоятельной работы. Наличие конспектов.

Умение распознавать, классифицировать и использовать датчики, реле и выключатели в системах управления

Правильное использование датчиков, реле и выключателей в системах управления

Тестирование.

Оценка выполнения самостоятельной работы. Наличие конспектов.

Умение правильно эксплуатировать мехатронное оборудование

Качество эксплуатации мехатронного оборудования

Тестирование.

Оценка выполнения самостоятельной работы. Наличие конспектов.

Знание базовых понятий автоматизированных систем управления технологическим процессом, в том числе гибридных систем

Оценка применения автоматизированных систем управления технологическим процессом, в том числе гибридных систем

Тестирование.

Оценка выполнения самостоятельной работы. Наличие конспектов.

Знание концепции построения мехатронных модулей, структуру и классификацию

Применение концепции

построения мехатронных модулей, структуры и классификацию

Тестирование.

Оценка выполнения самостоятельной работы. Наличие конспектов.

Знание структуры и состава типовых систем мехатроники

Использование структуры и состава типовых систем мехатроники

Тестирование.

Оценка выполнения самостоятельной работы. Наличие конспектов.

Знание основы проектирования и конструирования мехатронных модулей

Качество проектирования и конструирования мехатронных модулей

Тестирование.

Оценка выполнения самостоятельной работы. Наличие конспектов.

Знание основных понятий систем автоматизации

технологических процессов

Выбор основных систем автоматизации технологических

процессов

Тестирование.

Оценка выполнения самостоятельной работы. Наличие конспектов.

Знание методов построения и анализа интегрированных мехатронных модулей и систем

Выбор методов построения и анализа интегрированных мехатронных модулей и систем

Тестирование.

Оценка выполнения самостоятельной работы. Наличие конспектов.

Знание типов приводов автоматизированного производства

Выбор типов приводов автоматизированного производства

Тестирование.

Оценка выполнения самостоятельной работы. Наличие конспектов.