Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Национальный исследовательский ядерный университет "МИФИ"
НОВОУРАЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
АННОТАЦИЯ
дисциплины «Проектирование мехатронных систем»
Направление подготовки бакалавров
15.03.06 – «Мехатроника и робототехника»
Профиль подготовки
«Мехатронные системы автоматизированного машиностроения»
Цель освоения дисциплины
Научить студентов системной интеграции механических, электронных и компьютерных элементов в
единые устройства, являющиеся системными компонентами робототехнических комплексов (РТК), гибких
производственных систем и комплексов автоматизированного машиностроения и приборостроения. Дисциплина
является базой для выполнения выпускной квалификационной работы.
В результате освоения дисциплины «Проектирование мехатронных систем» студент должен:
Знать:
З1 - Термины, определения основных понятий, свойства сложных систем;
З2 - Общие вопросы проектирования мехатронных систем;
З3 - Методы построения и анализа интегрированных мехатронных систем;
З4 - Основы проектирования мехатронных систем автоматизированного машиностроения:
- промышленных роботов (ПР);
- гибких производственных модулей и систем (ГПМ, ГПС);
З5 - Особенности методов контроля (диагностики) состояния мехатронных систем;
З6 - Методы управления и адаптации мехатронными системами.
Уметь:
У1 - Разрабатывать эскизные, технические и рабочие проекты мехатронных систем (РТК, ГПМ);
У2 - Составлять функциональные, кинематические и общие компоновки МС (РТК, ГПМ);
У3 - Определять параметры и выбирать привод компонентов мехатронных систем;
У4 - Выполнять технические расчеты, оформлять пояснительные записки, техническое описание
мехатронных объектов;
У5 - Проводить патентные исследования, определять показатели технического уровня проектируемых
систем;
У6 - Применять устройства работающие по методу переноса функциональной нагрузки на
интеллектуальные устройства.
Владеть:
В1 - Организацией процедуры и порядка сертификации мехатронных систем.
Таблица 1 - Компетенции, реализуемые при изучении дисциплины
Код
компетенции
Содержание
ОК-14
Умение применять методы инженерного творчества для создания технических устройств на
уровне мировых достижений в области мехатроники и автоматизации производства.
ПК-3
Способность и готовность:
 вести патентные исследования в области профессиональной деятельности;
 выполнять расчетно-графические работы по проектированию информационных,
электромеханических, электрогидравлических, электронных и микропроцессорных модулей
мехатронных и робототехнических систем;
 разрабатывать функциональные схемы;
 проводить энергетический расчет и выбор исполнительных элементов;
 вести анализ устойчивости, точности и качества процессов управления;
 проводить регулировочные расчеты - синтез алгоритмов управления и корректирующих
устройств;
 вести разработку алгоритмов и программных средств реализации корректирующих
ПК-4
ПК-5
устройств;
 проводить кинематические, прочностные расчеты, оценки точности механических узлов;
 вести расчеты электрических цепей аналоговых и цифровых электронных устройств.
Способность и готовность:
 разрабатывать конструкторскую проектную документацию механических сборочных
единиц и деталей мехатронных и робототехнических систем;
 разрабатывать конструкторскую проектную документацию электрических и
электронных узлов (включая микропроцессорные) мехатронных и робототехнических систем,
принципиальные электрические схемы, печатные платы, схемы размещения, схемы соединения;
 разрабатывать технологические процессы изготовления, сборки и испытания
проектируемых узлов и агрегатов;
 оценивать проектируемые узлы и агрегаты по экономической эффективности;
проводить качественный и количественный анализ опасностей, сопровождающих эксплуатацию
разрабатываемых узлов и агрегатов, и обосновывать меры по их предотвращению.
Способность и готовность:
 разрабатывать рабочую конструкторскую документацию механических сборочных
единиц и деталей мехатронных и робототехнических систем;
 разрабатывать рабочую конструкторскую документацию электрических и электронных
узлов (включая микропроцессорные) мехатронных и робототехнических систем,
принципиальные электрические схемы, печатные платы, схемы размещения, схемы соединения;
 разрабатывать рабочую программную документацию по составным частям опытного
образца мехатронной или робототехнической системы;
 выпускать эксплуатационную документацию составных частей опытного образца
мехатронной или робототехнической системы;
участвовать в проведении предварительных испытаний составных частей опытного образца
мехатронной или робототехнической системы по заданным программам и методикам и вести
соответствующие журналы испытаний
Общая трудоемкость дисциплины: 4 зачетные единицы, 144 часа.
Основное содержание дисциплины
Общие вопросы проектирования мехатронных систем. Основные концепции мехатроники.
Синергетическая интеграция мехатронных модулей
Методы построения интегрированных мехатронных модулей и систем. Показатели функциональноструктурной интеграции и распределения функциональной нагрузки
Основы проектирования технологических мехатронных систем автоматизированного машиностроения.
Мехатронные системы в автоматизированном машиностроении. Гибкие производственные системы
интегрированного производства
Мехатронные технологические машины и роботы. Промышленные роботы (ПР). Рабочая зона ПР.
Системы координат. Точность позиционирования. Планирование траекторий манипуляторов. Захватные
устройства
Приводы мехатронных (робототехнических) систем. Сравнительные оценки приводов. Структура
приводов. Основные расчеты
Проектирование ГПМ для механической обработки. Компановки модулей. Накопители заготовок.
Проектирование автоматизированных технологических комплексов (АТК). Применение спутников, накопители
спутников. Автоматизированные транспортно-накопительные системы в ГПС и ГПМ
Системы режущих инструментов (РИ) для станков с ЧПУ и ГПМ. Смена инструмента в ГПМ. Контроль
состояния инструмента. Классификация способов контроля состояния режущих инструментов. Модели отказов
РИ. Контроль точности в ГПС, ГПМ. Контрольно-измерительные машины. Методы адаптации технологических
систем механической обработки. Управляемость, наблюдаемость процесса резания. Обоснование структуры
адаптивной системы управления. Алгоритмы работы адаптивных систем