Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Mechatronic systems
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
RIMA-2-201-MD-s
Wydział:
Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Poziom studiów:
Studia II stopnia
Specjalność:
Mechatronic Design
Kierunek:
Mechatronic Engineering with English as instruction language
Semestr:
2
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Angielski
Forma studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Prowadzący moduł:
dr hab. inż, prof. AGH Petko Maciej (petko@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

The module integrates the knowledge, skills and social competences acquired by students during their studies through the analysis and design of complex mechatronic systems using mechatronic design techniques

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 knowledge of development trends and most important recent achievements in mechatronics IMA2A_W03 Egzamin
M_W002 knowledge and understanding of the methodology of designing complex mechatronic devices and methods and techniques used for their design, knowledge of computer tools for the design and simulation of mechatronic devices IMA2A_W04 Egzamin,
Projekt,
Wykonanie projektu
Umiejętności: potrafi
M_U001 ability to work in team, taking various roles, to estimate the time needed to complete a task, and meet the deadline for the task IMA2A_U02 Wykonanie projektu
M_U002 ability to develop detailed documentation related to the completion of a project; ability to prepare and give a presentation on the completion of a project and conduct a discussion regarding the presentation given IMA2A_U04, IMA2A_U03 Prezentacja,
Projekt,
Udział w dyskusji
M_U003 ability to design mechatronic systems and devices for various applications, according to a independently formulated specification, employing CAD and CAE tools, integrating the knowledge of electronics, electrical engineering, IT sciences, automatics, robotics, mechanics, machine construction and operation and other disciplines using the system-oriented approach IMA2A_U10, IMA2A_U09, IMA2A_U12 Projekt,
Wykonanie projektu
M_U004 ability to analyze, assess and compare design solutions of complex mechatronic devices and systems in terms of the functional criteria given and to propose improvements to the existing design solutions IMA2A_U08, IMA2A_U13, IMA2A_U14 Egzamin,
Prezentacja,
Projekt,
Udział w dyskusji,
Wykonanie projektu
M_U005 ability to formulate and test hypotheses related to designing mechatronic devices and systems IMA2A_U11 Prezentacja,
Projekt,
Wykonanie projektu
M_U006 ability to acquire information from data sheets, application notes, databases and other sources in English to design mechatronic devices or systems; ability to integrate, interpret and critically assess the information obtained, draw conclusions, formulate and justify opinions IMA2A_U05, IMA2A_U01 Prezentacja,
Projekt,
Wykonanie projektu
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 ability to think and act in a creative manner IMA2A_K01, IMA2A_K03 Aktywność na zajęciach,
Projekt,
Wykonanie projektu
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
80 28 0 0 52 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 knowledge of development trends and most important recent achievements in mechatronics + - - - - - - - - - -
M_W002 knowledge and understanding of the methodology of designing complex mechatronic devices and methods and techniques used for their design, knowledge of computer tools for the design and simulation of mechatronic devices + - - + - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 ability to work in team, taking various roles, to estimate the time needed to complete a task, and meet the deadline for the task - - - + - - - - - - -
M_U002 ability to develop detailed documentation related to the completion of a project; ability to prepare and give a presentation on the completion of a project and conduct a discussion regarding the presentation given - - - + - - - - - - -
M_U003 ability to design mechatronic systems and devices for various applications, according to a independently formulated specification, employing CAD and CAE tools, integrating the knowledge of electronics, electrical engineering, IT sciences, automatics, robotics, mechanics, machine construction and operation and other disciplines using the system-oriented approach + - - + - - - - - - -
M_U004 ability to analyze, assess and compare design solutions of complex mechatronic devices and systems in terms of the functional criteria given and to propose improvements to the existing design solutions + - - + - - - - - - -
M_U005 ability to formulate and test hypotheses related to designing mechatronic devices and systems + - - + - - - - - - -
M_U006 ability to acquire information from data sheets, application notes, databases and other sources in English to design mechatronic devices or systems; ability to integrate, interpret and critically assess the information obtained, draw conclusions, formulate and justify opinions - - - + - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 ability to think and act in a creative manner - - - + - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 170 godz
Punkty ECTS za moduł 5 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 80 godz
Przygotowanie do zajęć 9 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 60 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 20 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 1 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (28h):
  1. Introduction – mechatronic design
  2. Typical structure of a mechatronic system
  3. Analysis of a mechatronic system example – MEMS inertial sensors
  4. Analysis of a mechatronic system example – direct drives
  5. Analysis of a mechatronic system example – industrial robots
  6. Techniques of mechatronic design
  7. Process of design of complex mechatronic system; case study: parallel robot
Ćwiczenia projektowe (52h):
Design of a robot

Manipulator’s kinematic structure selection; analysis of the manipulator’s workspace; design of the manipulator: construction of arms, selection of drives, gearboxes, joints, sensors, construction of a gripper; modeling of the manipulator’s construction; verification by simulation with kinematic excitation; design of a controller – virtual prototyping with the multibody model of the construction; trajectory tracking performance analysis; testing of robot’s dynamic parameters: speed, payload in the workspace; detailed design of selected parts of the manipulator.

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.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

The project is evaluated on the basis of reports from individual parts of the project. All parts of the project have to be completed in order to get credit for project classes . To get credit at the basic date all reports must be submitted no later than the last but one week of the course. Individuals who failed to pass the project classes on a basic date may receive a resit credit at two dates, in the first and second week of the examination session, but it is necessary to submit reports from all parts of the project one week in advance of the re-credit. The condition of taking the exam is to get credits from the project classes.

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 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:

Weighted average of all exam and project classes grades with weights 0.4 and 0.6, respectively.

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

Three absences on project classes during the whole semester are allowed. Students have the opportunity to participate in the same week in the classes of other groups in order to make up for the absence. In the case of a longer justified absence, they present overdue progress in the project during the next class. Absences are justified by the teacher and his decision is final.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Knowledge of CAD and CAE tools
Knowledge of theory of machines and mechanisms basics and basics of machine construction
Knowledge of basics of automatics and control theory
Knowledge of basics of electronics and microprocessor systems
Knowledge of basic actuators and sensors used in mechatronic devices
Knowledge of basics of robotics
Ability to use CAD and CAE tools
Ability to analyze kinematics and dynamics of mechanisms
Ability to design construction of mechanisms
Ability to model mechanisms
Ability to design control systems
Programming skills in C/C++

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

Bishop R.H. (red.): The Mechatronics Handbook. CRC Press, 2002, ISBN 0849300665
Iserman R.: Mechatronic Systems: Fundamentals, Springer 2003, ISBN 1-85233-693-5
Petko M., Wybrane metody projektowania mechatronicznego, Wyd. Nauk. Inst. Technologii Eksploatacji, Kraków; Radom 2008, ISBN 978-83-7204-709-0
Bodo H., Gerth W., Popp K.: Mechatronika. Komponenty – metody – przykłady. PWN, Warszawa 2001, ISBN 83-01-13501-8

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:
  1. Petko M., Wybrane metody projektowania mechatronicznego, Wyd. Nauk. Inst. Technologii Eksploatacji, Kraków; Radom 2008, ISBN 978-83-7204-709-0
  2. Petko M., Karpiel G.: Mechatroniczne projektowanie robota równoległego do frezowania. W: Kubik J., Kurnik W., Nowacki W.K. (red.): I Kongres Mechaniki Polskiej: materiały kongresowe, Warszawa 2007
  3. Petko M., Karpiel G.: Implementation of Control Algorithms in Field Programmable Gate Arrays. W: AIM2007: proceedings of the 2007 IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics, IEEE, Zurich 2007, ISBN: 1-4244-1264-1
  4. Karpiel G., Petko M., Uhl T.: Mechatronic approach towards flight flutter testing. Diagnostyka, nr 4 (44)/2007, s. 99-104
  5. Petko M., Karpiel G., Prusak D., Uhl T., Virtual Prototyping of a New Parallel Manipulator for Milling, w: Zielińska T., Zieliński C. [red.], ROMANSY 16: Robot Design, Dynamics and Control : proceedings of the sixteenth CISM-IFToMM symposium, Springer, 2006, s. 39-46, ISBN: 3-211-36064-6
  6. Petko M., Karpiel G., Mechatronic Design of Parallel Manipulators, w: Moheimani R. [red.], Mechatronic Systems, Elsevier, 2005, s.433-438 ISBN: 0-08-044263-3.
  7. Petko M, Praktyczne aspekty szybkiego prototypowania, w: Uhl T. [red.] Projektowanie mechatroniczne: zagadnienia wybrane, Wyd. Inst. Technologii Eksploatacji, Radom, 2005, s. 33-42, ISBN: 83-7204-495-3
  8. Petko M., Karpiel G., Mechatronic design of a parallel manipulator for milling, w: AIM 2005: proceedings of the 2005 IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics, pp. 759-764, IEEE, Monterey 2005, ISBN: 0-7803-9047-4
  9. Petko M., Karpiel G., Uhl T., Prusak D, Virtual Prototyping of Parallel Manipulators,w: Mechatronics 2004: the 9th Mechatronics Forum International Conference: Conference Proceedings, s. 681-692, Atlim University, Ankara, 2004, ISBN: 975-6707-13-5
  10. Petko M., Karpiel G., Mechatronic Design of Parallel Manipulators, w: Preprints of the 3rd IFAC Symposium on Mechatronic Systems, s.433-438, Casual Productions, Sydney, 2004
  11. Petko M., Uhl T., Smart sensor for operational load measurement, Transactions of the Institute of Measurement and Control, 26, 2 (2004) pp. 99–117
  12. Petko M., Fast prototyping in development of diagnostics and monitoring systems, Zag. Eksploat. Masz., vol. 38, z. 3, s. 95-114, ISSN: 0137-5474
  13. Karpiel G., Petko M.: Robot równoległy do manipulacji wewnątrzkomórkowej. W: Wojnarowski J., Adamiec-Wójcik I. [red] Teoria maszyn i mechanizmów , Wyd. ATH, Bielsko-Biała 2008, ISBN 978-83-60714-57-7
  14. Petko M., Karpiel G.: Mechatronic Design of a Parallel Robot for Milling , Solid State Phenomena Vol. 198 (2013) pp 21-26 , doi:10.4028/www.scientific.net/SSP.198.21
  15. Acceleration of parallel robot kinematic calculations in FPGA / Maciej PETKO, Konrad GAC, Grzegorz KARPIEL, Grzegorz GÓRA // W: ICIT 2013 [Dokument elektroniczny] : 2013 IEEE International Conference on Industrial Technology : Cape Town, South Africa, 25–28 February 2013. — Wersja do Windows. — Dane tekstowe. — [Piscataway : IEEE], cop. 2013. — Dysk Flash. — e-ISBN: 978-1-4673-4568. — S. 34–39
  16. Acceleration of parallel robot trajectory generation in FPGA / Maciej PETKO, Konrad GAC, Grzegorz GÓRA, Grzegorz KARPIEL, Janusz OCHOŃSKI // W: ICIEA = 2013 8th IEEE Conference on Industrial Electronics and Applications : 19–21 June 2013, Melbourne, Australia : IEEE, 2013. — Dane na Dysku Flash. — S. 1123–1128.
  17. CNC system of the 5-axes hybrid robot for milling / Konrad GAC, Grzegorz GÓRA, Maciej PETKO, Grzegorz KARPIEL, Janusz OCHOŃSKI, Konrad KOBUS // W: Mechatronics: Ideas for industrial applications [Dokument elektroniczny] : international conference : May 11–13, 2015 Gdańsk, Polska / Gdańsk University of Technology, PIAP. — Wersja do Windows. — Dane tekstowe. — [Gdańsk: s. n.], 2015. — Dysk Flash. — S. [1-10]
  18. Operative procedures supported with robotics systems and available endoscope procedures in operative gynecology / Klaudia Stangel-Wójcikiewicz, Antoni Basta, Monika Piwowar, Maciej PETKO, Grzegorz KARPIEL, Daria PANEK, Inga Ludwin, Robert Jach // Bio-Algorithms and Med-Systems (Print) / Jagiellonian University. Medical College ; ISSN 1895-9091. — 2014 vol. 10 iss. 3, s. 139–149
  19. Opracowanie robota do wspomagania nowej metody leczenia wysiłkowego nietrzymania moczu u kobiet z wykorzystaniem komórek macierzystych — [Development of a robot for assisting the new method of stress urinary incontinence in women treatment using stem cells] / Maciej PETKO, Grzegorz KARPIEL // W: Medycyna regeneracyjna w leczeniu nietrzymania moczu / pod red. Klaudii Stangel-Wójcikiewicz. — Kraków : Wydawnictwo Uniwersytetu Jagiellońskiego, cop. 2014. — ISBN: 978-83-233-3749-2. — S. 65–75
  20. Robot do wspomagania zabiegów chirurgicznych w obrębie miednicy mniejszej — Pelvic surgery assisting robot / Maciej PETKO, Klaudia Stangel-Wójcikiewicz, Grzegorz KARPIEL // Prace Naukowe / Politechnika Warszawska. Elektronika ; ISSN 0137-2343. — 2014 z. 194 : Postępy robotyki, t. 2, s. 413–422.
  21. M. Petko, G. Karpiel, K. Gac, G. Góra, K. Kobus, J. Ochoński: Trajectory tracking controller of the hybrid robot for milling, Mechatronics, vol. 37, s. 100–111
Informacje dodatkowe:

The condition of taking the exam is to get credits from the project