354-0080/01 – Navrhování mechatronických systémů (NMS)
| Garantující katedra | Katedra robotiky | Kredity | 4 |
| Garant předmětu | Fiktivní Uživatel | Garant verze předmětu | prof. Ing. Jiří Skařupa, CSc. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinně volitelný |
| Ročník | 5 | Semestr | zimní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 1999/2000 | Rok zrušení | 2006/2007 |
| Určeno pro fakulty | FS | Určeno pro typy studia | magisterské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
Vyučovací metody
Anotace
V předmětu se posluchači seznámí s metodikou návrhu mechatronických zařízení a
aplikací teoretických metod návrhu na příkladech mechatronických systémů. S
počítačovou podporou je prováděna na vybraných příkladech mechatronických
systémů analýza technologických požadavků, funkční analýza stroje, principiální
řešení jednotlivých funkčních skupin, kinematická a dynamická analýza a
syntéza mechanismu, analýza vlastností a syntéza pohonného subsystému, analýza
vlastností řízeného subsystému pro momentové řízení. Pro počítačovou podporu
inovací (CAI) je použit systém TechOptimizer, jako CAD systém je použit
Pro/Engineer a jako simulační systém Working Model 3D.
Povinná literatura:
Skařupa, J. Metodika konstruování. VŠB – TU Ostrava, Ostrava, 1993, str. 158,
ISBN 80 - 7078 - 167 - X.
Skařupa, J. Metodika konstruování (konstrukční cvičení). VŠB – TU Ostrava,
Ostrava, 1994, str. , ISBN .
Skařupa, J. Příručka uživatele. (Tvůrčí techniky - analýza a syntéza.) Katedra
robototechniky, VŠB – TU Ostrava, Ostrava, 1999, str. .
Skařupa, J. Inovační postupy (Metodická příručka). Katedra robototechniky, VŠB
– TU Ostrava, Ostrava, 1999, str. .
Hubka, V. Konstrukční nauka. Heurista, Zůrich, Švýcarsko, 1995, str. 105, ISBN
80 - 901135 - 0 - 8.
Andreasen, M. M. - Hein, L. Integrated Product Development. Springer - Verlag
Berlin, 1987, str. 205, ISBN 3 - 540 - 16679 - 3.
Ottosson, S. Erfolg mit Innovation. Onix, Švédsko, 1989, str. 261.
Devojno, I., G., Bušov, B., Švejda, P. Tvorba a řešení inovačních zadání.
Asociace inovačního podnikání ČR, Praha, 1997, str. 214. ISBN 80 - 238 - 1573 -
3.
TechOptimizer 3.0 - Software Manual. Invention Machine Corporation, Boston,
USA, 1997-1998, str. 312.
Bušov, B.: TRIZ - Tvorba a řešení inovačních zadání a znalostní systém
Invention Machine - IM. Technický týdeník 32/33/34/35/1999.
Tomkinson, D. - Horne, J. Mechatronics Engineering. McGraw - Hill, New York,
1995, str. 201, ISBN 0 - 07 - 065099 - 3.
Valášek, M. aj. Mechatronika. Vydavatelství ČVUT Praha, Praha, 1995, str. 153,
ISBN80 - 01 - 01276 - X.
Beneš, P. - Valášek, M. Metody tvůrčí práce. Vydavatelství ČVUT Praha, Praha,
1995, str. 105.
Mostýn, V. Mechatronika. Ostrava: skriptum FS VŠB-TUO, 2000.
Čermák, T. Elektrické pohony. Ostrava: skriptum FE VŠB TUO, 1987
Brát, V. Maticové metody v analýze a syntéze prostorových vázaných mechanických
systémů. ACADEMIA, Praha 1981
Malec, Z. Servomechanismy pro robotiku. 1.vyd.. Skripta VUT Brno, 1986
Frolov,K.V.- Voroběv,E.I. Mechanika promyšlennych robotov. Kinematika i
dinamika. Moskva, 1988
Craig, J. J. Introduction to Robotics. Addison-Wesley Publ.Co., 1986
http://www.triz-journal.com/
http://www.invention-machine.com/products/demo_tech/
Doporučená literatura:
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
E-learning
Další požadavky na studenta
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
01 Metodika mechatronického přístupu ke konstruování strojů. Nástroje
navrhování mechatronických systémů. Metody podpory inovací (CAI), využití CAD
systémů
Cvičení: Seznámení s programem cvičení, pracovními postupy, požadavky k
zápočtu, literatura, práce s počítači v rozsahu předmětu - zásady. Představení
možností simulace mechatronických systémů pomocí dostupného programového
vybavení
02 Analýza technologických požadavků na mechatronický systém (funkce,
rozsah pohybu, dynamická charakteristika pohybu, manipulované hmotnosti,
vyvíjené síly, momenty)
Cvičení: Definice funkcí montážního manipulačního systému
03 Funkční analýza stroje, hodnotová analýza funkcí systému, metody
počítačové podpory inovací CAI, systém TechOptimizer
Cvičení: Základy práce se systémem TechOptimizer, sestavení grafu funkcí
mechatronického systému
04 Interakce mezi jednotlivými subsystémy, sestavení matice interakcí v
systému TechOptimizer
Cvičení: Sestavení matice interakcí manipulačního systému Základní praxe se sw
systémem TechOptimizer – analýza funkcí. Zadání programu č. 1.
05 Principiální řešení jednotlivých funkčních skupin, práce s databází
teorémů, zákonů a jevů, moduly Effects, Principles a Prediction
Cvičení: Variantní řešení funkčních skupin manipulačního zařízení
06 Funkčně nákladová analýza (FNA) – počítačová podpora TechOptimizer:
komponenty, struktura, funkce, parametry, diagnóza, správný výběr zadání a
správná formulace zadání. Analýza komponent a struktury, analýza funkcí a
parametrů.
Cvičení: Procvičování metod řešení technických problémů – transformacemi,
standardy a efekty. Základní praxe se sw systémem TechOptimizer – postupy
trimmingu.
Test č.1:
07 Nové metody počítačové podpory konstruování (CAD), „behavior modeling“
Cvičení: Stanovení kinematické struktury montážního manipulačního zařízení,
modelovaní prvků zařízení (Pro/Engineer)
08 Metody kinematické analýzy mechanismů, využití CAD systému
Pro/Engineer, Pro/Mechanica pro kinematickou analýzu
Cvičení: Kinematická analýza manipulačního zařízení (Pro/Mechanica). Hodnocení
P1.
Zadání programu č. 2
09 Metody kinematické analýzy mechanismů, využití simulačního systému
Working Model 3D pro kinematickou analýzu
Cvičení: Kinematická analýza manipulačního zařízení (Working Model 3D)
10 Metody dynamické analýzy mechanismů, využití CAD systému Pro/Engineer,
Pro/Mechanica, Working Model 3D pro dynamickou analýzu
Cvičení: Dynamická analýza manipulačního zařízení, stanovení průběhu
zobecněných sil, (Pro/Mechanica)
11 Metody dynamické analýzy mechanismů, řešení kontaktů a kolizí
mechanického subsystému v systému Working Model 3D
Cvičení: Dynamická analýza manipulačního zařízení, kontakt a kolize s
manipulovaným objektem
12 Metody napěťové analýzy mechanismů (Pro/Mechanica)
Cvičení: Napěťová analýza prvků manipulačního zařízení
13 Metodika dimenzování pohonů, matematický model pohonného subsystému,
metody modelování pohonů, simulace dynamického chování pohonného subsystému
Cvičení: Modelování pohonů – ss motor, asynchronní motor (Pro/Mechanica, Matlab)
14 Model dynamiky mechanismu jako řízené soustavy, principy momentového
řízení, vliv nastavení regulátorů na chování systému, možnosti simulace
Cvičení: Stanovení parametrů „modelové“ části regulátoru (MathCAD, Matlab)
15 Metody modelování mechatronického systému jako celku, možnosti simulace
chování, možnosti optimalizace mechatronického systému
Cvičení: Odevzdání programu č.1 a 2. Obhajoba programů. Diskuse. Zápočet.
Připomínky a návrhy k výuce ze strany posluchačů.
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.