Основы мехатроники и робототехники

• О курсе
• Формат
• Информационные ресурсы
• Требования
• Программа курса
• Результаты обучения
• Формируемые компетенции
• Направления подготовки

О курсе

Курс рассчитан на студентов технических специальностей, а также тех, кто интересуется робототехникой.

Мехатроника и робототехника охватывает очень широкий круг вопросов, и одному человеку трудно охватить и глубоко изучить все области исследования роботов. Данный курс поможет слушателям сориентироваться и выбрать для дальнейшей своей работы конкретное направление: изучение структуры и кинематики роботов, приводы роботов, управление и программирование, организация современного высокоэффективного роботизированного производства, применение систем автоматизированного проектирования изготовления деталей на станках с ЧПУ и технологической подготовки производства и др.

Формат

Курс включает:

• тематические видеолекции;
• рекомендуемую литературу и видеоматериалы для самостоятельного изучения;
• тестовые задания для самоконтроля на проверку усвоения теоретического материала (по 2–6 вопросов внутри видеолекций);
• многовариантные тестовые задания на оценку (по 10 вопросов к каждому разделу курса).

Весь курс сопровождается иллюстративным материалом (фотографии, видеофрагменты, схемы), отражающим современное состояние использования робототехнических систем и средств в отраслях промышленности.

Итоговый результат изучения курса складывается из результатов тестовых заданий по всем разделам.

Курс рассчитан на 10 недель изучения. Недельная учебная нагрузка обучающихся по курсу составляет 7-8 часов. Общая трудоёмкость курса – 2 зачётные единицы.

Информационные ресурсы

1. Козырев Ю.Г. Захватные устройства и инструменты промышленных роботов : учебное пособие / Ю.Г. Козырев. – М. : Кнорус, 2016. – 318с.
2. Лукинов А. П. Проектирование мехатронных и робототехнических устройств : учебное пособие / А. П. Лукинов. – СПб. [и др.] : Лань, 2012. – 605 с.: ил. – URL: http://e.lanbook.com/books/element.php?pl1_cid=25&pl1_id=2765
3. Теория механизмов и машин. Проектирование элементов и устройств технологических систем электронной техники : учебник для бакалавриата и магистратуры / Ивашов Е. Н., Лучников П. А., Сигов А. С., Степанчиков С. В. ; под ред. А. С. Сигова. – 2-е изд., перераб. и доп. – М. : Юрайт, 2016. – 369 с. – Режим доступа ЭБС Юрайт: https://www.biblio-online.ru/book/39A9EDCC-5C89-4783-8DA8-81321BE4907E
4. Горбенко Т. И. Основы мехатроники и робототехники : учебное пособие / Т. И. Горбенко, М. В. Горбенко ; Том. гос. ун-т. – Томск : Томский государственный университет, 2012. – 125 с. – URL: http://vital.lib.tsu.ru/vital/access/manager/Repository/vtls:000429173

Требования

Дисциплина «Основы мехатроники и робототехники» опирается на курсы базовой части (математика, физика, информатика, химия, прикладная механика, теория механизмов и машин, теоретическая механика) и вариативной части общепрофессионального цикла основной образовательной программы подготовки бакалавра по направлению «Мехатроника и робототехника».

Возможно использование курса как выравнивающего курса в магистратуре по направлению 15.04.06 «Мехатроника и робототехника». 

Программа курса

Онлайн-курс состоит из десяти недель обучения.

Раздел 1 Значение робототехники в автоматизации промышленного производства. Основные понятия и определения.

1.1 Введение в курс. История автоматизации производства.

1.2 Промышленный робот и манипулятор. Основные классы роботов.

1.3 Классификация промышленных роботов.

1.4 Особенности применения роботов. Гибкие производственные системы (ГПС).

Раздел 2 Исполнительные устройства роботов.

2.1 Кинематика многозвенных манипуляторов. Рабочая зона манипуляторов. Задачи кинематического исследования.

2.2 Конструкции манипуляторов промышленных роботов. Изучение структуры, кинематической схемы манипулятора робота «Робин РСС-1 Сфера».

2.3 Изучение кинематических характеристик передаточных механизмов промышленного робота «Робин РСС-1 Сфера».

2.4 Захватные устройства.

2.5 Приводы промышленных роботов.

Раздел 3 Кинематический анализ механизмов.

3.1 Аналитическое определение положений, скоростей и ускорений звеньев манипулятора.

3.2 Определение положений и скоростей звеньев манипулятора методом планов.

3.3 Определение ускорений звеньев манипулятора методом планов.

Раздел 4 Системы программного и адаптивного управления роботов.

4.1 Общая структура системы управления промышленных роботов.

4.2 Системы циклового, позиционного и контурного управления. Основные функции программного обеспечения.

4.3 Адаптация и уровни адаптации. Программное обеспечение систем управления адаптивных роботов. Системы интеллектуального управления роботами.

Раздел 5 Системы очувствления роботов.

5.1 Информационно-сенсорные системы. Системы технического зрения и локационные системы. Изучение работы роботизированного сборочного стенда с техническим зрением.

5.2 Тактильные и силомоментные системы очувствления.

5.3 Общая функциональная схема системы управления роботизированного комплекса механической обработки на базе робота «Робин РСС-1 Сфера».

Раздел 6 Автоматизированные системы контроля и диагностики РТК.       

6.1 Диагностирование состояния технологического оборудования и роботов в составе роботизированного технологического комплекса (РТК). Контроль состояния режущего инструмента.

6.2 Контрольно-измерительные системы для обработки детали.

Раздел 7 Дистанционно управляемые роботы и манипуляторы.

7.1 Системы командного и копирующего управления манипуляторами. Полуавтоматические системы управления манипуляторами. Управляющие рукоятки.

7.2 Дистанционные системы управления роботами.

Раздел 8 Применение робототехнических систем.

8.1 Применение промышленных роботов на основных технологических операциях. Сборочные робототехнические комплексы.

8.2 Сварочные робототехнические комплексы.

8.3 Робототехнические комплексы для нанесения покрытий.

8.4 Применение промышленных роботов на вспомогательных технологических операциях. Роботизированные технологические комплексы механообработки.

8.5 Роботизированные технологические комплексы штамповки.

8.6 Роботизированные технологические комплексы специального назначения.

Раздел 9 Автоматизированные технологии проектирования и подготовки производства: T-FLEX ЧПУ, T-FLEX.CAD, T-FLEX/ТЕХНО ПРО.

Заключение. Основные выводы и итоги курса.

Раздел 10 Итоговая аттестация.

Результаты обучения

В результате изучения курса студенты должны:

• знать первоначальные основы мехатроники и робототехники, принципы проектирования, конструирования и управления робототехническими системами;
• уметь классифицировать промышленные роботы;
• владеть навыками разработки комплексной автоматизации производственных процессов различного назначения с применением современных гибких средств автоматизации – мехатронных устройств и промышленных роботов;
• владеть навыками анализа, обобщения информации при выборе оптимальной кинематической схемы робота, типа привода, системы управления;
• владеть способностью оценивать различные мехатронные и робототехнические системы на пригодность решения конкретной задачи.

Формируемые компетенции

• (15.03.06 Мехатроника и робототехника ОПК2) Способность владеть физико-математическим аппаратом, необходимым для описания мехатронных и робототехнических систем;
• (15.03.06 Мехатроника и робототехника ПК1) Способность составлять математические модели мехатронных и робототехнических систем, их подсистем и отдельныхэлементов и модулей, включая информационные, электромеханические, гидравлические, электрогидравлические, электронные устройства и средства вычислительной техники;
• (15.03.06 Мехатроника и робототехника ПК4) Способность осуществлять анализ научно-технической информации, обобщать отечественный и зарубежный опыт в области средств автоматизации и управления, проводить патентный поиск;
• (15.03.06 Мехатроника и робототехника ПК7) Способность участвовать в составлении аналитических обзоров и научно-технических отчетов по результатам выполненной работы, в подготовке публикаций по результатам исследований и разработок мехатронных и робототехнических систем.