Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Roboty przemysłowe
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
RIME-1-504-s
Wydział:
Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Inżynieria Mechatroniczna
Semestr:
5
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Prowadzący moduł:
dr hab. inż. Lisowski Wojciech (lisowski@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

Moduł zapoznaje studentów z: budową, technikami modelowania i programowania pracy oraz badania pozycjonujących urządzeń mechatronicznych na przykładzie robotów.

Opis efektów uczenia się dla modułu zajęć
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Powiązania z KEU Sposób weryfikacji i oceny efektów uczenia się osiągniętych przez studenta w ramach poszczególnych form zajęć i dla całego modułu zajęć
Wiedza: zna i rozumie
M_W001 Zna struktury kinematyczne, zasady konstruowania i wytwarzania członów i złącz, budowę układów napędowych, układów sensorycznych i sterowania, stosowane rodzaje chwytaków i narzędzi robotów manipulacyjnych IME1A_W05, IME1A_W06, IME1A_W11, IME1A_W13 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Wykonanie projektu,
Sprawozdanie,
Egzamin
M_W002 Zna zasady i narzędzia programowania on-line i off-line oraz strukturę programu pracy robotów, jak i zastosowania robotów manipulacyjnych w przemyśle i usługach. IME1A_W05, IME1A_W10 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Sprawozdanie
M_W003 Zna zasady modelowania kinematyki manipulatorów IME1A_W08, IME1A_W05 Wynik testu zaliczeniowego,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Wykonanie projektu,
Sprawozdanie,
Egzamin
M_W004 Zna definicje podstawowych parametrów oraz faktyczne zakresy ich wartości w przypadku manipulatorów przemysłowych IME1A_W05 Wynik testu zaliczeniowego,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Egzamin
Umiejętności: potrafi
M_U001 Potrafi pozyskiwać informacje z literatury fachowej i wykorzystywać je w realizacji zadań inżynierskich oraz potrafi przygotować i przedstawić prezentację wyników realizacji zadania inżynierskiego IME1A_U01, IME1A_U05 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Wykonanie projektu,
Prezentacja
M_U002 Potrafi zapisywać i interpretować zapis położenia i orientacji. Potrafi sformułować i rozwiązać zadanie proste i odwrotne kinematyki manipulatora o otwartym łańcuchu kinematycznym IME1A_U08, IME1A_U20 Wynik testu zaliczeniowego,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Sprawozdanie,
Egzamin
M_U003 Potrafi zaprogramować pracę robota przemysłowego w prostej operacji manipulacyjnej IME1A_U14, IME1A_U02 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Sprawozdanie,
Aktywność na zajęciach
M_U004 Potrafi dobrać i zaprojektować chwytak robota (mechanizm, napęd, układ sensoryczny i zasilanie) IME1A_U15, IME1A_U13, IME1A_U08, IME1A_U03, IME1A_U12, IME1A_U02, IME1A_U20, IME1A_U11 Wykonanie projektu,
Egzamin
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 Potrafi systematycznie zdobywać wiedzę, dotrzymuje określonych terminów, przyjmuje rzeczową krytykę wyników swoich działań oraz potrafi współpracować w grupie respektując podział obowiązków i odpowiedzialności. IME1A_K02, IME1A_K05, IME1A_K04 Wynik testu zaliczeniowego,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Wykonanie projektu,
Egzamin
M_K002 Zna, rozumie i stosuje zasady etyki zawodowej inżyniera IME1A_K03 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Wykonanie projektu,
Sprawozdanie,
Prezentacja
Liczba godzin zajęć w ramach poszczególnych form zajęć:
SUMA (godz.)
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
121 52 0 39 30 0 0 0 0 0 0 0
Matryca kierunkowych efektów uczenia się w odniesieniu do form zajęć i sposobu zaliczenia, które pozwalają na ich uzyskanie
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Forma zajęć dydaktycznych
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Wiedza
M_W001 Zna struktury kinematyczne, zasady konstruowania i wytwarzania członów i złącz, budowę układów napędowych, układów sensorycznych i sterowania, stosowane rodzaje chwytaków i narzędzi robotów manipulacyjnych + - - - - - - - - - -
M_W002 Zna zasady i narzędzia programowania on-line i off-line oraz strukturę programu pracy robotów, jak i zastosowania robotów manipulacyjnych w przemyśle i usługach. + - - - - - - - - - -
M_W003 Zna zasady modelowania kinematyki manipulatorów + - - - - - - - - - -
M_W004 Zna definicje podstawowych parametrów oraz faktyczne zakresy ich wartości w przypadku manipulatorów przemysłowych + - - - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Potrafi pozyskiwać informacje z literatury fachowej i wykorzystywać je w realizacji zadań inżynierskich oraz potrafi przygotować i przedstawić prezentację wyników realizacji zadania inżynierskiego - - + + - - - - - - -
M_U002 Potrafi zapisywać i interpretować zapis położenia i orientacji. Potrafi sformułować i rozwiązać zadanie proste i odwrotne kinematyki manipulatora o otwartym łańcuchu kinematycznym - - - - - - - - - - -
M_U003 Potrafi zaprogramować pracę robota przemysłowego w prostej operacji manipulacyjnej - - + + - - - - - - -
M_U004 Potrafi dobrać i zaprojektować chwytak robota (mechanizm, napęd, układ sensoryczny i zasilanie) - - - - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Potrafi systematycznie zdobywać wiedzę, dotrzymuje określonych terminów, przyjmuje rzeczową krytykę wyników swoich działań oraz potrafi współpracować w grupie respektując podział obowiązków i odpowiedzialności. - - + + - - - - - - -
M_K002 Zna, rozumie i stosuje zasady etyki zawodowej inżyniera - - + + - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 331 godz
Punkty ECTS za moduł 13 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 121 godz
Przygotowanie do zajęć 60 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 105 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 43 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (52h):
  1. Budowa manipulatorów robotów (8)

    Klasyfikacja robotów współczesnych. Struktury kinematyczne manipulatorów: ramię i mechanizm kiści. Człony i złącza robotów. Układy napędowe mechatronicznych urządzeń pozycjonujących. Układy transmisji ruchu. Układy sterowania robotów.

  2. Chwytaki i narzędzia robotów przemysłowych (7)

    Charakterystyka efektorów robotów przemysłowych. Automatyczny montaż. Rozwiązania konstrukcyjnych chwytaków. Mechanizmy chwytaków. Chwytaki podciśnieniowe i magnetyczne. Chwytaki wielozadaniowe o strukturze ludzkiej dłoni. Napędy chwytaków. Układy sensoryczne chwytaków. Układy wymiany narzędzi – uchwyty i magazyny. Narzędzia robotów do realizacji operacji technologicznych.

  3. Mechanika manipulatorów (8)

    Opis położenia i orientacji. Model geometryczny manipulatora: zadanie proste i odwrotne. Planowanie toru i trajektoria ruchu. Wyznaczanie prędkości i przyspieszenia ruchu członów. Podstawy dynamiki manipulatorów.

  4. Podstawy programowania robotów przemysłowych (8)

    Zasady wykorzystania ręcznego panelu operatora-programisty. Wykorzystanie programowania skryptowego – języki programowania. Środowiska symulacji pracy robota.

  5. Programowanie bezpośrednie robotów przemysłowych (7)

    Zasady programowania bezpośredniego. Oprogramowanie do programowania bezpośredniego. Technika implementacji programów.

  6. Parametry i charakterystyki robotów manipulacyjnych (7)

    Klasyfikacja parametrów i charakterystyk manipulatorów. Definicje parametrów i charakterystyk manipulatorów. Techniki pomiaru położenia i orientacji. Kalibracja manipulatorów.

  7. Zastosowania przemysłowe robotów (4)

    Stanowisko zrobotyzowane: urządzenia współpracujące z robotem, układy sensoryczne, integracja. Oprogramowanie specjalistyczne. Zasady zapewnienia bezpieczeństwa w robotyce.

  8. Roboty usługowe (7)

    Platformy mobilne: elementy i układy, modelowanie, nawigacja i sterowanie.

  9. Zastosowania usługowe robotów (4)

    Przykłady zastosowań: roboty profesjonalne, roboty w gospodarstwie domowym, roboty osobiste.

Ćwiczenia laboratoryjne (39h):
  1. Elementy i układy robotów przemysłowych (15)

    Układy napędowe manipulatorów. Układy sensoryczne manipulatorów. Techniki integracji podzespołów robota. Sterowanie ruchem robotów.

  2. Programowanie pracy robotów (15)

    Programowanie pracy robotów w laboratorium. Wykorzystanie oprogramowania do symulacji programów pracy robota.

  3. Badanie robotów (15)

    Normy dotyczące robotów przemysłowych. Zasady planowania eksperymentu, przeprowadzenia eksperymentu, analizy wyników badań, opracowania sprawozdania z badań i prezentacji wyników badań manipulatorów robotów. Analiza przestrzeni roboczej manipulatorów. Badanie powtarzalności pozycjonowania. Badanie parametrów kinematycznych robotów. Zasady kalibracji robotów.

Ćwiczenia projektowe (30h):
  1. Projektowanie manipulatorów (15)

    Dobór struktury kinematycznej. Analiza kinematyczna: zadanie proste i odwrotne. Planowanie toru i trajektorii ruchu chwytaka narzędzia. Dobór napędów i układów sensorycznych. Projektowanie członów i złącz manipulatora.

  2. Projektowanie chwytaków i narzędzi robotów (15)

    Charakterystyka efektorów robotów przemysłowych – chwytaki mechaniczne, podciśnieniowe i magnetyczne. Przegląd rozwiązań konstrukcyjnych chwytaków – mechanizmy, napędy, układy sensoryczne. Projekt chwytaka do operacji manipulacyjnej. Operacje w procesie automatycznego montażu. Chwytaki wielozadaniowe o strukturze ludzkiej dłoni. Układy wymiany narzędzi – uchwyty i magazyny. Narzędzia robotów do realizacji operacji technologicznych.

  3. Projektowanie stanowisk zrobotyzowanych (15)

    Przykłady wykorzystania oprogramowania specjalistycznego do projektowania stanowisk zrobotyzowanych.

Pozostałe informacje
Metody i techniki kształcenia:
  • Wykład: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Ćwiczenia laboratoryjne: W trakcie zajęć laboratoryjnych studenci samodzielnie rozwiązują zadany problem praktyczny, dobierając odpowiednie narzędzia. Prowadzący stymuluje grupę do refleksji nad problemem, tak by otrzymane wyniki miały wysoką wartość merytoryczną.
  • Ćwiczenia projektowe: Studenci wykonują zadany projekt samodzielnie, bez większej ingerencji prowadzącego. Ma to wykształcić poczucie odpowiedzialności za pracę w grupie oraz odpowiedzialności za podejmowane decyzje.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Nie
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego.
  • Ćwiczenia laboratoryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci wykonują ćwiczenia laboratoryjne zgodnie z materiałami udostępnionymi przez prowadzącego. Student jest zobowiązany do przygotowania się w przedmiocie wykonywanego ćwiczenia, co może zostać zweryfikowane kolokwium w formie ustnej lub pisemnej. Zaliczenie zajęć odbywa się na podstawie zaprezentowania rozwiązania postawionego problemu. Zaliczenie modułu jest możliwe po zaliczeniu wszystkich zajęć laboratoryjnych.
  • Ćwiczenia projektowe:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci wykonują prace praktyczne mające na celu uzyskanie kompetencji zakładanych przez syllabus. Ocenie podlega sposób wykonania projektu oraz efekt końcowy.
Sposób obliczania oceny końcowej:

Ocena końcowa jest obliczana na podstawie:
- średniej arytmetycznej ocen cząstkowych zajęć laboratoryjnych (35%)
- oceny zajęć projektowych (35%)
- oceny z egzaminu (30%)
Ocena uzyskana z egzaminu poprawkowego jest obniżana o 0.5

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Nie podano wymagań wstępnych lub dodatkowych.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

T. Buratowski, Podstawy robotyki, Wydawnicta Naukowo-Dydaktyczne AGH, 2006
J. Cieślik, J. Felis, H. Jaworowski, Teoria maszyn i mechanizmów, Wydawnicta Naukowo-Dydaktyczne AGH, 2004
J. Honczarenko, „Roboty przemysłowe. Budowa i zastosowania”, WNT 2004
B. Heimann, W. Gerth. K. Popp, „Mechatronika: komponenty, metody, przykłady, PWN 2001
A. Morecki, J. Knapczyk "Podstawy robotyki – teoria i elementy manipulatorów i robotów" WNT 1996
M. Olszewski "Manipulatory i roboty przemysłowe – automatyczne maszyny manipulacyjne" WNT 1985
M. Spong, M. Vidysagar, Dynamika i sterowanie robotów, WNT 1997
Ł. Węsierski „Elementy i układy pneumatyczne” skrypt AGH nr 827

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

Introduction to robotics, Praca zbiorowa pod red. W. Lisowskiego, Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne AGH, 2004
Kroczek P., Cieślik J., Analiza układu kinematycznego robota Robin Heart Vision, Postępy inżynierii biomedycznej – red. Lucyna Leniowska, Zbigniew Nawrat. „Internetowa Promocja Nauki, s. 331–340, 2013

Informacje dodatkowe:

Brak