Магистерская программа: Разработка компьютерных технологий управления и математического моделирования в робототехнике и мехатронике Квалификация (степень) выпускника: магистр
| Вид материала | Программа |
- Магистерская программа: Разработка компьютерных технологий управления и математического, 206.84kb.
- Магистерская программа все магистерские программы направления Квалификация (степень), 127.52kb.
- Магистерская программа: Менеджмент в электроэнергетике Квалификация (степень) выпускника:, 125.54kb.
- Магистерская программа: Энергоустановки на основе возобновляемых видов энергии Квалификация, 143.24kb.
- Магистерская программа: «Менеджмент в электроэнергетике» Квалификация (степень) выпускника, 209.79kb.
- Программа подготовки: Энергоустановки на основе возобновляемых видов энергии Квалификация, 166.95kb.
- Магистерская программа: Менеджмент в электроэнергетике Квалификация (степень) выпускника:, 133.56kb.
- Магистерская программа: Исследование и проектирование автоматизированных гидравлических, 169.93kb.
- Магистерская программа: все программы подготовки магистров направления Квалификация, 277.83kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины история квалификация (степень) выпускника бакалавр, 953.8kb.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)
Институт Энергомашиностроения и механики (ЭнМИ)
Направление подготовки: 221000 – Мехатроника и робототехника
Магистерская программа: Разработка компьютерных технологий управления и математического моделирования в робототехнике и мехатронике
Квалификация (степень) выпускника: магистр
Форма обучения: очная
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
“ ПРОМЫШЛЕННАЯ РОБОТОТЕХНИКА”
| Цикл: | профессиональный | |
| Часть цикла: | вариативная | |
| № дисциплины по учебному плану: | M.2.7 | |
| Часов (всего) по учебному плану: | 108 | |
| Трудоёмкость в зачётных единицах: | 3 | 1 семестр – 3 |
| Лекции | 18 часов | 1 семестр – 18 |
| Практические занятия | 18 часов | 1 семестр – 18 |
| Лабораторные работы | нет | нет |
| Расчётные задания, рефераты | нет | нет |
| Объём самостоятельной работы по учебному плану (всего) | 72 часа | 1 семестр – 72 |
| Экзамены | нет | нет |
| Курсовые проекты (работы) | нет | нет |
Москва - 2011
1.ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Целью дисциплины является изучение методов и средств роботизации технологических процессов, способов описания робототехнических систем и средств организации рабочей среды, в которой взаимодействуют промышленные роботы в процессе выполнения производственных функций, принципов построения систем управления и информационного обеспечения промышленных роботов и робототехнологических комплексов.
Освоение данной дисциплины вносит существенный вклад в формирование у студента следующих компетенций:
Общекультурные компетенции из ФГОС ВПО:
–способности совершенствовать и развивать свой интеллектуальный и общекультурный уровень (ОК-1);
–способности к самостоятельному обучению новым методам исследования, к изменению научного и научно-производственного профиля своей профессиональной деятельности (ОК-2);
–способности самостоятельно приобретать с помощью информационных технологий и использовать в практической деятельности новые знания и умения, в том числе в новых областях знаний, непосредственно не связанных со сферой деятельности (ОК-4).
Дополнительные общекультурные компетенции:
–способности использовать основные законы математических и общетехнических дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК-5);
–способности мыслить логично, аргументированно – в плане логики и содержания – обосновывать свои рассуждения, обобщать и анализировать доступную информацию, планировать пути достижения поставленных целей, отличать научный подход к изучению окружающего мира от антинаучного (ОК-6);
–способности квалифицированно использовать компьютер как инструмент вычислительного эксперимента и как средство управления информацией (ОК-7);
–владения математической и естественнонаучной культурой (в том числе – в области численных методов инженерных расчётов) как частью профессиональной и общечеловеческой культуры (ОК-8).
Профессиональные компетенции из ФГОС ВПО:
–способности демонстрировать знания фундаментальных и стыковых прикладных разделов специальных дисциплин ООП магистратуры (ПК-1);
–способности самостоятельно приобретать с помощью информационных технологий и использовать в практической деятельности новые знания и умения, в том числе в новых областях знаний, непосредственно не связанных со сферой деятельности, расширять и углублять своё научное мировоззрение (ПК-3);
–способности совершенствовать и развивать свой интеллектуальный уровень (ПК-6);
–способности выбирать общесистемные средства программного назначения (ПК-12);
–способности свободно владеть и использовать в профессиональной сфере современные информационные технологии (ПК-19);
–способности использовать современные компьютерные сети, программные продукты и ресурсы Интернета для решения задач профессиональной деятельности, в том числе находящихся за пределами профильной подготовки (ПК-20);
–способности разрабатывать и реализовывать комплексные математические модели мехатронных и робототехнических систем (ПК-23).
Дополнительные профессиональные компетенции:
–знания – на соответствующем уровне – предметного содержания всех изучаемых в вузе разделов дисциплины «Промышленная робототехника», её основных понятий, концепций и методов (ПК-26);
–способности научно анализировать проблемы, процессы и явления в области промышленной робототехники, умения квалифицированно применять на практике базовые знания, методы и алгоритмы исследования, усвоенные в ходе изучения дисциплины «Промышленная робототехника» (ПК-27);
–способности применять знания в области роботизации технологических процессов на практике, в том числе выдвигать гипотезы, составлять теоретические и информационные модели, проводить анализ границ их применимости, выбирать подходящие методы для научного анализа данных проблем (ПК-28);
–способности использовать усвоенные при изучении дисциплины «Промышленная робототехника» понятия и методы для решения задач теоретического и прикладного характера, для самостоятельного приобретения новых знаний в области автоматизации производственных процессов (ПК-29);
–способности планирования и организации собственной деятельности, осуществления адекватной самооценки и самоконтроля в процессе выполнения работы, анализа полученных результатов и прогнозирования их изменения при изменении начальных условий или параметров задачи (ПК-30);
–умения квалифицированно использовать современные информационные технологии, системы компьютерной математики, инструментальные средства компьютерного моделирования (ПК-31);
–способности формировать законченное представление о принятых решениях и полученных результатах в виде отчёта с его публикацией (публичной защитой) (ПК-32).
Задачами дисциплины являются:
–изучение методов и средств роботизации технологических процессов;
–овладение важнейшими методами описания элементов роботизированного производства, описания робототехнических систем и средств организации рабочей среды, с которой взаимодействуют промышленные роботы в процессе выполнения производственных функций;
–формирование устойчивых навыков построения систем управления и информационного обеспечения промышленных роботов и робототехнических комплексов.
2.МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО
Дисциплина относится к вариативной части профессионального цикла основной образовательной программы подготовки магистров по магистерской программе “Разработка компьютерных технологий управления и математического моделирования в робототехнике и мехатронике” направления 221000 “Мехатроника и робототехника”.
Дисциплина базируется на знаниях, полученных при изучении курса «Информационные системы в мехатронике и робототехнике».
В результате изучения дисциплины «Промышленная робототехника» выпускник магистратуры приобретает способность самостоятельно проводить системный анализ роботизируемого производства, составлять формализованное описание производственных (роботизированных) процессов и объектов роботизации.
В рамках данной дисциплины студенты приобретают навыки формализованного описания реальных систем, необходимые для успешного применения методов технологической подготовки роботизированного производства, для технологического анализа объектов роботизации, организации рабочей среды и взаимодействия промышленного робота с рабочей средой.
Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении выпускной квалификационной работы магистра.
3.РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:
Знать:
–основные понятия и концепции по курсу «Промышленная робототехника», методы и средства роботизации технологических процессов, методы описания элементов роботизированного производства, робототехнических систем и средств организации рабочей среды, принципы построения систем управления и информационного обеспечения промышленных роботов и робототехнических комплексов. (ПК-1,23,26);
–теоретические основы применяемых при решении задач роботизации производства методов и лежащего в основе данных методов математического аппарата (ОК-5,8, ПК-26);
–основные алгоритмы, реализующие системы управления и информационного обеспечения промышленных роботов и робототехнических комплексов (ОК-7,8, ПК-26,28).
Уметь:
–находить, обобщать и анализировать информацию о робототехнических системах и условиях их эксплуатации, планировать ход исследования и пути достижения поставленных целей (ОК-6, ПК-28,30);
–выделять при анализе робототехнических систем и условий их эксплуатации задачи, требующие применения методов описания элементов роботизированного производства, робототехнических систем и средств организации рабочей среды (ОК-5,7, ПК-12,19,20, 28,31);
–правильно применять основные алгоритмы, реализующие численные методы инженерных расчётов, использовать численные методы в технических приложениях (ПК-1,27,28,29);
–разрабатывать и успешно применять алгоритмы, используемые в системах управления и информационного обеспечения промышленных роботов и робототехнических комплексов, пользуясь приобретёнными математическими знаниями и освоенным арсеналом элементов информационных систем, а также получаемыми самостоятельно при помощи современных информационных технологий новыми знаниями, умениями и методами исследования практических задач в области робототехники (ОК-2,4,5, ПК-3,19,27,29);
–пользоваться современными информационными технологиями для совершенствования и развития своего интеллектуального, профессионального и общекультурного уровня (ОК-1,2,7, ПК-3,6,19);
–мыслить логично, аргументированно – в плане логики и содержания – обосновывать свои рассуждения, ясно и доходчиво излагать суть предлагаемых решений и получаемых результатов, представлять окончательные результаты проделанной работы в виде отчёта с его публикацией или публичной защитой (ОК-6, ПК-32).
Владеть:
–усвоенными при изучении дисциплины «Промышленная робототехника» основными понятиями и концепциями в области организации роботизированного производства (ОК-5,8, ПК-1,26);
–навыками применения методов технологической подготовки роботизированного производства, организации рабочей среды и взаимодействия робототехнической системы с рабочей средой (ПК-23,28);
–навыками использования возможностей современных компьютеров и информационных технологий при компьютерном моделировании робототехнических систем (ОК-7, ПК-19,20,21,31);
–навыками письменного аргументирования собственной точки зрения (ОК-6, ПК-32).
4.СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
4.1.Структура дисциплины
Общая трудоёмкость дисциплины составляет 3 зачётных единицы, 108 часов.
| № п/п | Раздел дисциплины. Форма промежуточной аттестации (по семестрам) | Всего часов на раздел | Семестр | Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоёмкость (в часах) | Формы текущего контроля успеваемости (по разделам) | |||
| лк | пр | лаб | сам. | |||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| 1. | Промышленные робототехнические системы | 60 | 1 | 10 | 10 | – | 40 | Индивидуальная домашняя задача. |
| 2. | Организация рабочей среды | 16 | 1 | 4 | 4 | – | 8 | Контрольный опрос |
| 3. | Системы управления промышленными роботами | 30 | 1 | 4 | 4 | – | 22 | Подготовка реферата |
| | Зачёт | 2 | 1 | – | – | – | 2 | |
| | Итого: | 108 | | 18 | 18 | – | 72 | |
4.2.Содержание лекционно-практических форм обучения
4.2.1.Лекции
1. Робототехнические системы
Основные понятия и определения. Системный анализ роботизируемого производства. Формализация описания производственных (роботизированных) процессов, описание объектов роботизации. Иерархия роботизированного производства. Технологическая подготовка роботизированного производства. Особенности подготовки производства к внедрению промышленных роботов. Технологический анализ объектов роботизации. Кинематика связи «захватное устройство – объект», конструкции захватных устройств. Универсальные захватные устройства, адаптивные захватные устройства.
2. Организация рабочей среды
Взаимодействие промышленного робота с рабочей средой, устройства организации рабочей среды. Транспортные устройства, загрузочные устройства. Ориентирующие устройства, накопители.
3. Системы управления промышленными роботами
Иерархия управления промышленными роботами. Классификация систем управления промышленными роботами. Комплексная программная оболочка промышленного робота. Online-программирование – достоинства и недостатки. Offline-программирование: текстовое и графическое программирование. Элементы и средства внутреннего и внешнего информационного обеспечения робототехнической системы.
4.2.2.Практические занятия
Анализ податливости схвата, податливое движение, удаленный центр податливости.
Задача о податливом движении манипуляционного шлифовального робота.
Податливое движение при выполнении сборочной операции вал-втулка, использование критерия заклинивания Симуновича.
Расчёт многокомпонентных силомоментных датчиков сборочных роботов.
Анализ системы управления промышленным роботом с учетом силомоментного очувствления.
4.3.Лабораторные работы
Лабораторные работы учебным планом не предусмотрены.
4.4.Расчётные задания
Расчетные задания учебным планом не предусмотрены.
5.ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
Лекционные занятия проводятся в форме, сочетающей традиционную манеру изложения материала и интерактивное обсуждение тех мест курса, которые относительно трудны для понимания.
Практические занятия проводятся в традиционной форме и включают как разбор типовых задач на доске, так и индивидуальное решение задач под контролем преподавателя.
Самостоятельная работа включает: повторение студентом изложенного на лекциях и практических занятиях учебного материала, решение индивидуальных домашних задач, подготовку к контрольному опросу и зачёту. При отработке студентами навыков, полученных на аудиторных занятиях, анализе результатов индивидуальных домашних заданий предусматривается использование математической системы .
6.ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Для текущего контроля используются устный опрос, индивидуальные домашние задачи.
Аттестация по дисциплине: зачёт.
Оценка за освоение дисциплины определяется как оценка на зачёте.
В приложение к диплому выносится оценка зачёта за второй семестр.
7.УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
7.1.Литература:
а)основная литература:
1.Юревич Е.И. Основы робототехники. 2-е изд. СПб: БХВ-Петербург, 2005. 416 с.
2.Интеллектуальные роботы: учебное пособие для вузов / Под ред. Е.И.Юревича. М.: Машиностроение, 2007. 360 с.
б)дополнительная литература:
3.Теоретические основы робототехники. В 2 кн. / А.И.Корендясев, Б.Л.Саламандра, Л.И. Тывес; отв. ред. С.М.Каплунов. М: Наука, 2006. 402 с.
4.Шахинпур М. Курс робототехники. М.: Мир, 1990. 527 .
7.2.Электронные образовательные ресурсы:
а)лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:
Системы символьных вычислений: , .
б)другие:
Нет.
8.МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебных аудиторий для проведения лекций и практических занятий.
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО по направлению подготовки 221000 “Мехатроника и робототехника”.
ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:
к.ф.-м.н., доцент Орлов И.В.
УТВЕРЖДАЮ:
Зав. кафедрой теоретической механики и мехатроники
д.т.н., профессор Меркурьев И.В.