Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Projektowanie mechatroniczne
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
RIME-1-602-s
Wydział:
Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Inżynieria Mechatroniczna
Semestr:
6
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Prowadzący moduł:
dr inż. Mańka Michał (mmanka@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

W ramach zajęć studenci zapoznają się z technikami projektowania mechatronicznego oraz narzędziami z nimi związanymi. W ramach zajęć studenci poznają zarówno teorię związaną z tymi zagadnieniami jak również, w ramach ćwiczeń projektowych, poznają podejście mechatroniczne w procesie projektowania od strony praktycznej poprzez realizację projektu urządzenia mechatronicznego.

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 i rozumie metodykę projektowania urządzeń mechatronicznych, a także metody i techniki wykorzystywane w projektowaniu zna komputerowe narzędzia do projektowania i symulacji urządzeń mechatronicznych. IME1A_W12, IME1A_U20 Projekt,
Egzamin
M_W002 Orientuje się w obecnym stanie oraz najnowszych trendach rozwojowych mechatroniki oraz technik używanych w procesie projektowania mechatronicznego. IME1A_W13 Projekt
Umiejętności: potrafi
M_U001 Potrafi pozyskiwać informację z różnych źródeł i wykorzystywać ją w procesie projektowania IME1A_U01 Projekt
M_U002 Potrafi pracować jako członek zespołu projektowego oraz zbudować realistyczny harmonogram pracy IME1A_U02 Projekt
M_U003 Potrafi przedstawić wyniki pracy zarówno w postaci dokumentacji projektowej jak również prezentacji IME1A_U04
M_U004 Potrafi wykorzystać przedstawione narzędzia w procesie projektowania i wytwarzania układów mechatronicznych IME1A_U14, IME1A_U08 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Projekt
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 Potrafi pracować w zespole i podporządkować się ustalonym regułom współpracy w trakcie tworzenia projektu IME1A_K04 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
56 14 0 20 22 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 i rozumie metodykę projektowania urządzeń mechatronicznych, a także metody i techniki wykorzystywane w projektowaniu zna komputerowe narzędzia do projektowania i symulacji urządzeń mechatronicznych. + - + + - - - - - - -
M_W002 Orientuje się w obecnym stanie oraz najnowszych trendach rozwojowych mechatroniki oraz technik używanych w procesie projektowania mechatronicznego. + - - + - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Potrafi pozyskiwać informację z różnych źródeł i wykorzystywać ją w procesie projektowania - - - + - - - - - - -
M_U002 Potrafi pracować jako członek zespołu projektowego oraz zbudować realistyczny harmonogram pracy - - - + - - - - - - -
M_U003 Potrafi przedstawić wyniki pracy zarówno w postaci dokumentacji projektowej jak również prezentacji - - - + - - - - - - -
M_U004 Potrafi wykorzystać przedstawione narzędzia w procesie projektowania i wytwarzania układów mechatronicznych - - + - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Potrafi pracować w zespole i podporządkować się ustalonym regułom współpracy w trakcie tworzenia projektu - - + + - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 147 godz
Punkty ECTS za moduł 5 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 56 godz
Przygotowanie do zajęć 10 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 65 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 10 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 1 godz
Dodatkowe godziny kontaktowe 5 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (14h):
  1. Zasady i definicje związane z procesem projektowania mechatronicznego

    W trakcie wykładów studenci poznają podstawowe definicje i zasady związanie z procesem projektowania mechatronicznego

  2. Zasady doboru najlepszego rozwiązania w procesie projektowania mechatronicznego

    Studenci zapoznają się z techniką analizy morfologicznej służącą do wspomagania procesu wyłonienia najlepszego rozwiązania danego problemu inżynierskiego

  3. Przegląd technik wirtualnego prototypowania oraz symulacji w czasie rzeczywistym

    W ramach wykładów studentom przedstawione zostaną rożne techniki i narzędzia stosowane w procesie wirtualnego prototypowania i weryfikacji symulacyjnej

  4. Metody obróbki przyrostowej stosowane w projektowaniu mechatronicznym

    W ramach zajęć przedstawione zostaną różne techniki obróbki mechanicznej ze szczególnym uwzględnieniem obróbki przyrostowej stosowanej w mechatronice

  5. Aktualne trendy w rozwoju układów mechatronicznych

    W ramach zajęć zostaną przedstawione najnowsze trendy w rozwoju układów mechatronicznych ze szczególnym uwzględnieniem budżetowych układów sterowania mogących znaleźć zastosowanie projektach studenckich.

Ćwiczenia projektowe (22h):
Projekt urządzenia mechatronicznego

Zadaniem studenta zaprojektowanie wybranego układu mechatronicznego, poprzez realizację następujących zadań:
- zdefiniowanie zagadnienia projektowego
- analiza aktualnie dostępnych na rynku zbliżonych rozwiązań oraz technologii mogących być wykorzystanych w projektowanym systemie
- dobór najlepszego rozwiązania poprzez analizę morfologiczną
- zaprojektowanie części mechanicznej układu
- dobór elementów i opracowanie układu sterowania
- przeprowadzenie procesu wirtualnego prototypowania
- przygotowanie raportu technicznego z projektu oraz wygłoszenie krótkiej prezentacji dotyczącej opracowanego rozwiązania
- przygotowanie i przedstawienie prezentacji reklamującej opracowane rozwiązanie

Ćwiczenia laboratoryjne (20h):
  1. Narzędzia do wirtualnego prototypowania

    W ramach zajęć studenci zapoznają się od strony praktycznej z wybranymi narzędziami do do wirtualnego prototypowania i przeprowadzą symulację oraz kosymulację prostych układów mechatronicznych.

  2. Proste systemy sterowania

    W ramach zajęć przedstawione zostaną proste układy sterowania. Studenci będą mieli za zadanie zaimplementować na wybranych sterownikach proste układy sterowania pozwalające w czasie rzeczywistym na aktualizację sygnałów z czujników i sterować aktuatorami.

  3. Metody obróbki przyrostowej

    Na zajęciach studenci zapoznają się od strony praktycznej z zasadami przygotowania modelu oraz przeprowadzenia procesu wykonania części prototypowej metodami obróbki przyrostowej

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 projektowe: Studenci wykonują zadany projekt samodzielnie, bez większej ingerencji prowadzącego. Ma to wykształcić poczucie odpowiedzialności za pracę w grupie oraz odpowiedzialności za podejmowane decyzje.
  • Ćwiczenia laboratoryjne: Studenci wykonują zadane zadania w trakcie laboratorium i po jego zakończeniu przesyłają powstałe modele oraz raporty do prowadzącego.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Ćwiczenia Projektowe:
- Uzyskanie co najmniej 51% punktów w trakcie co tygodniowych konsultacji.
- Przygotowanie i zaliczenie raportu technicznego
- Przygotowanie i przedstawienie prezentacji technicznej

Egzamin:
Dopuszczenie do egzaminu jest możliwe dopiero po uzyskaniu zaliczenia z ćwiczeń projektowych.

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – 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 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.
  • Ćwiczenia laboratoryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci wykonują prace praktyczne mające na celu uzyskanie kompetencji zakładanych przez syllabus. Ocenie podlega sposób wykonania poszczególnych zadań laboratoryjnych
Sposób obliczania oceny końcowej:

Średnia ważona oceny z projektu (70%) i z egzaminu (30%).

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

Realizacja zadań wykonywanych w trakcie zajęć na których student był nieobecny.
Przygotowanie opracowania tematu wydanego przez prowadzącego

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Znajomość narzędzi CAD, CAE.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

Literatura:
Podstawy Mechatroniki, Praca zbiorowa. Wyd. REA, Warszawa 2006
Mechatronika, Praca zbiorowa. Wyd. REA, Warszawa 2008
Petko M.: Wybrane metody projektowania mechatronicznego. Wyd. ITE, Kraków-Radom 2008.
Uhl T.: Projektowanie mechatroniczne. Zagadnienia wybrane. Wyd. ITE, Kraków 2008
Janocha H. [red.]: Actuators: Basics and Applications, Springer, Berlin, 2004
Frank, R.: Understanding Smart Sensors. Artech House, Norwood, 2000
Weinheim: Sensors: a Comprehensive Survey. New York, 1989
Beeby S., Ensell G., Kraft M., White N.: MEMS Mechanical Sensors. Artech Hause, Norwood, 2004
Lisowski W. [red.]: Introduction to robotics, Wydawnictwa AGH, Kraków, 2004
Smith R.J., Dorf R.C.: Circuits, devices and systems: a first course in electrical engineering, Wiley, Nowy Jork, 1992

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

Projektowanie mechatroniczne : zagadnienia wybrane : praca zbiorowa pod red. Michała MAŃKA, Kraków : Akademia Górniczo-Hutnicza. Katedra Robotyki i Mechatroniki, 2018, ISBN: 978-83-949477-1-2
Redaktor Monografii

KARPIEL G., MAŃKA M., SITEK R., GOCZAŁ M., Zastosowanie metody brył sztywnych do analizy dynamiki gondoli kolejki jednoszynowej

PRUSAK D., KARPIEL G., MAŃKA M., Przegląd rozwiązań napędów do zastosowań w mechatronicznych napędach hybrydowych.

Projektowanie mechatroniczne : zagadnienia wybrane : praca zbiorowa pod red. Michała MAŃKA, Kraków : Akademia Górniczo-Hutnicza. Katedra Robotyki i Mechatroniki, 2016, ISBN: 978-83-64755-26-2.

Projektowanie mechatroniczne : zagadnienia wybrane : praca zbiorowa / pod red. Michała MAŃKA, Kraków : Katedra Robotyki i Mechatroniki. Akademia Górniczo-Hutnicza, 2017, ISBN: 978-83-949477-0-5

J. GÓRSKI, M. MAŃKA, Wpływ parametrów procesu na wytrzymałość elementów wykonanych z ABS metodą obróbki przyrostowej, Projektowanie mechatroniczne : zagadnienia wybrane : praca zbiorowa / pod red. Michała Mańka, Kraków : Katedra Robotyki i Mechatroniki. Akademia Górniczo-Hutnicza, 2017, ISBN: 978-83-949477-0-5, s. 145–152.

P. Bagiński, G. Żywica, M. Lubieniecki, J. Roemer. „The effect of
cooling the foil bearing on dynamics of the rotor-bearings system”.
Journal of Vibroengineering, 2018

T. Kaczmarczyk, G. Żywica, E. Ihnatowicz, M. Lubieniecki, J. Roemer.
„Preliminary investigation of the energy harvesting system intended for
use on an ORC microturbine”. ECCOMAS, 2017

M. Lubieniecki, J. Roemer, M. Martowicz, K. Wojciechowski, T. Uhl. „A
muli-point measurement method for thermal characterization of foil
bearings using customized thermocouples”. Journal of Electronic
Materials, 2015

J. Roemer, M. Lubieniecki, A. Martowicz, T. Uhl. „Multi-point control
method for reduction of thermal gradients in foil bearings based on the
application of smart materials”. SMART, 2015

J. Roemer, M. Lubieniecki, D. Polaczek, M. Miodunka, T. Uhl.
„Eliminating the risk of thermal instability in foil bearings by thermal
gradient reduction with the use of thermoelectric coolers”.
Projektowanie mechatroniczne : zagadnienia wybrane : praca zbiorowa.
2015

M. Lubieniecki, J. Roemer, A. Martowicz, K. Wojciechowski, T. Uhl. „A
multi-point measurement method for thermal characterization of foil
bearings using customized thermocouples”. ICT & ECT, 2015

Informacje dodatkowe:

Brak