- Napędy i przekładnie w robotyce - rodzaje
- Macierze obrotu względem poszczególnych osi
- Przekształcenie jednorodne
- Notacja Denavita-Hartenberga - podstawowe założenia i wielkości
- Zadanie proste i odwrotne dynamiki robotów
- Podział sterowników ze względu na typ budowy, liczbę obsługiwanych punktów.
- Zakłócenia oddziałujące na PLC.
- Etapy realizacji programu sterownika, typy bloków organizacyjnych.
- Model pamięci sterownika, pamięć obrazu sterownika.
- Przerwania w sterowniku.
- Opis zadań kinematyki robotów
- Układy odniesienia w robotyce
- Kalibracja robotów
- Programowanie robotów on-line
- Programowanie robotów off-line
- Systemy sterowania, sterowniki PLC, sposoby budowy systemów, protokoły komunikacyjne
- Przemysłowe standardy komunikacji
- Systemy typu SCADA
- Podstawy projektowania systemów sterowania dyskretnymi procesami produkcyjnymi
- Integracja różnych systemów komunikacji
- Podaj i scharakteryzuj strukturę sieci jednowarstwowej stosownej w robotyce.
- Podaj i omów metody uczenia sieci neuronowych.
- Podaj i omów strukturę modelu rozmytego.
- Podaj rozdaje modeli rozmytych i omów ich główne różnice.
- Scharakteryzuj model Mamdaniego i podaj dwa sposoby jego realizacji.
- Narysuj podstawowy schemat sterowania robotów i omów jego strukturę.
- Scharakteryzuj układy o zmiennej strukturze.
- Wyjaśnij pojecie sterowania ślizgowego.
- Wyjaśnij sterowanie odporne robotów.
- Omów problematykę sterowania adaptacyjnego.
- Czym się charakteryzuje opis układu dynamicznego w przestrzeni stanów, podaj przykład.
- Wyjaśnij pojęcie stabilności układu w kontekście opisu w przestrzeni stanu.
- Podaj i omów graficzną interpretację stabilności Lagunowa.
- Omów znane Ci metody syntezy sterowania obiektem opisanym w przestrzeni stanów.
- Wyjaśnij pojęcie obserwatora stanu i jego zastosowania.
- Scharakteryzuj neuronowe sterowanie mobilnych robotów kołowych.
- Scharakteryzuj rozmyte sterowanie robotów manipulacyjnych.
- Wyjaśnij i podaj strukturę sterowania behawioralnego.
- Scharakteryzuj elementarne zachowanie typu „idź do celu”.
- Omów ideę sterowania siłą w układzie robot manipulacyjny – środowisko.
- Istota komputerowej integracji wytwarzania
- Metody programowania obrabiarek CNC
- Programowanie automatyczne obrabiarek CAD/CAM
- Sterowanie DNC i sterowanie adaptacyjne
- Programowanie interpolacji liniowej i kołowej
- Najważniejsze cechy systemów CAD
- Rodzaje modeli CAD
- Podstawowe więzi w modelowaniu zespołów
- Podstawowe elementy kształtujące (operacje) w modelowaniu bryłowym
- Cechy projektowania równoległego
- Wprowadzenie do modelowania w Matlabie, zmienne i wyrażenia, operacje na macierzach, zapis i odczyt przestrzeni roboczej do pliku, zmienne specjalne i stałe, elementarne funkcje matematyczne. Podstawy grafiki 2D, wykresy funkcji jednej zmiennej, komentarze na wykresie.
- M-pliki, m-pliki funkcyjne, wprowadzenie do programowania w Matlabie.
- Pakiet symulacji układów dynamicznych Simulink, definiowanie modeli graficznych. Modelowanie graficzne i symulacja zadania prostego kinematyki punktu.
- Pakiet symulacji układów dynamicznych Simulink, rozwiązywanie równań różniczkowych.
- Współpraca pakietu Matlab/Simulink z systemem i otoczeniem, eksport oraz import danych.
- Maple - przykłady prostych obliczeń symbolicznych, wizualizacja rozwiązań, obliczenia symboliczne, operacje na wektorach i macierzach, grafika-2D, rozwiązywanie równań różniczkowych.
- Manipulator i pedipulator
- Dokładność i powtarzalność
- Przestrzenie robocze
- Chwytaki i ich zadania
- Niedogodności stosowania chwytaków magnetycznych
- Obciążenia stałe i zmienne w konstrukcji maszyn.
- Naprężenia dopuszczalne „k” przy obciążeniach stałych i zmiennych.
- Połączenia gwintowe – przypadki obciążenia połączenia.
- Sprzęgła – ogólna charakterystyka.
- Przekładnie zębate z kołami walcowymi – korekcja zazębienia.
- Przekładnie pasowe – ogólna charakterystyka.
- Charakterystyka podstawowych grup materiałów inżynierskich.
- Defekty sieci krystalicznej.
- Budowa stopów dwuskładnikowych – układy równowagi fazowej.
- Układ równowagi fazowej stopów Fe-Fe3C.
- Stopy żelaza z węglem – podział i charakterystyka.
- Obróbka cieplna stopów aluminium.
- Kompozyty – właściwości i zastosowanie.
- Równowaga statyczna układu sił
- Opis kinematyki bryły w ruchu postępowym, obrotowym i płaskim
- Energia kinetyczna i potencjalna bryły
- Praca, moc siły i układu sił
- Opis dynamiki bryły z zastosowaniem różniczkowych równań ruchu
- Budowa systemów wizyjnych, realizacje sprzętowe, aplikacje przemysłowe
- Akwizycja obrazu, wstępna filtracja obrazu
- Filtry bezkontekstowe
- Filtry kontekstowe
- Segmentacja oraz indeksacja obrazu
- Współczynniki kształtu obrazów
- Wizyjne systemy rozpoznawania obiektów
- Pomiary z wykorzystaniem systemów wizyjnych
- Wyznacz charakterystykę skokową układu
Dane kontaktowe
Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa
Politechnika Rzeszowska
Al. Powstańców Warszawy 8
35-959 Rzeszów
Mechatronika
Zagadnienia dyplomowe dla kierunku Mechatronika I stopień Specjalność: Informatyka i Robotyka
Zagadnienia dyplomowe dla kierunku Mechatronika I stopień Specjalność: Komputerowe wspomaganie projektowania
- Rodzaje uszkodzeń kół zębatych walcowych
- Przełożenie geometryczne a kinematyczne
- Zalety i wady przekładni obiegowych
- Materiały stosowane w przekładniach ślimakowych
- Przekładnie cięgnowe - rodzaje
- Analiza niepewności pomiarowej metodami typu A
- Określenie dokładności pomiarów pośrednich
- Elementy elektronicznego układu pomiarowego
- Interpretacja parametrów przetwornika analogowo-cyfrowego
- Tolerancja wymiaru i metody sprawdzania
- Współrzędnościowa technika pomiarowa
- Najważniejsze cechy systemów CAD
- Rodzaje modeli CAD
- Podstawowe więzi w modelowaniu zespołów
- Podstawowe elementy kształtujące (operacje) w modelowaniu bryłowym
- Cechy projektowania równoległego
- Wprowadzenie do modelowania w Matlabie, zmienne i wyrażenia, operacje na macierzach, zapis i odczyt przestrzeni roboczej do pliku, zmienne specjalne i stałe, elementarne funkcje matematyczne. Podstawy grafiki 2D, wykresy funkcji jednej zmiennej, komentarze na wykresie.
- M-pliki, m-pliki funkcyjne, wprowadzenie do programowania w Matlabie.
- Pakiet symulacji układów dynamicznych Simulink, definiowanie modeli graficznych. Modelowanie graficzne i symulacja zadania prostego kinematyki punktu.
- Pakiet symulacji układów dynamicznych Simulink, rozwiązywanie równań różniczkowych.
- Współpraca pakietu Matlab/Simulink z systemem i otoczeniem, eksport oraz import danych.
- Maple - przykłady prostych obliczeń symbolicznych, wizualizacja rozwiązań, obliczenia symboliczne, operacje na wektorach i macierzach, grafika-2D, rozwiązywanie równań różniczkowych.
- Manipulator i pedipulator
- Dokładność i powtarzalność
- Przestrzenie robocze
- Chwytaki i ich zadania
- Niedogodności stosowania chwytaków magnetycznych
- Obciążenia stałe i zmienne w konstrukcji maszyn.
- Rozdzielacz monostabilny 5/2 sterowany pneumatycznie.
- Rozdzielacz drogowy 3/2 sterowany bezpośrednio kierunkowy, impulsowy
- Rozdzielacz bistabilny 5/2 pneumatyczny
- Elektrozawór pośredni bistabilny 5/2
- Zawór szybkiego spustu.
- Siłownik 4 pozycyjny.
- Układ czasowy w wersji opóźniającej impuls
- Symulacje komputerowe w projektowaniu (Mechatronika I stopień)
- Regularyzowane operacje Boole’a – definicja
- Modelowanie wielobryłowe – charakterystyka
- Symulacja kinematyczna – charakterystyka
- Zasady tworzenia symulacji kinematycznej
- Metody modelowania złożeń
- Naprężenia dopuszczalne „k” przy obciążeniach stałych i zmiennych.
- Połączenia gwintowe – przypadki obciążenia połączenia.
- Sprzęgła – ogólna charakterystyka.
- Przekładnie zębate z kołami walcowymi – korekcja zazębienia.
- Przekładnie pasowe – ogólna charakterystyka.
- Charakterystyka podstawowych grup materiałów inżynierskich.
- Defekty sieci krystalicznej.
- Budowa stopów dwuskładnikowych – układy równowagi fazowej.
- Układ równowagi fazowej stopów Fe-Fe3C.
- Stopy żelaza z węglem – podział i charakterystyka.
- Obróbka cieplna stopów aluminium.
- Kompozyty – właściwości i zastosowanie.
- Równowaga statyczna układu sił
- Opis kinematyki bryły w ruchu postępowym, obrotowym i płaskim
- Energia kinetyczna i potencjalna bryły
- Praca, moc siły i układu sił
- Opis dynamiki bryły z zastosowaniem różniczkowych równań ruchu
- Budowa systemów wizyjnych, realizacje sprzętowe, aplikacje przemysłowe
- Akwizycja obrazu, wstępna filtracja obrazu
- Filtry bezkontekstowe
- Proces obróbki danych dla przyrostowych systemów wytwarzania
- Podział metod przyrostowego wytwarzania
- Materiały stosowane w procesach szybkiego prototypowania
- Charakterystyka modelowania 3D-CAD na potrzeby szybkiego prototypowania
- Ocena dokładności prototypów wytwarzanych przyrostowo
- Projektowanie funkcjonalne (na przykładzie programu Inventor).
- Sposoby parametryzacji części 3D w programie Inventor.
- Modelowanie hybrydowe (na przykładzie programu Inventor).
- Metody tworzenia złożeń.
- Adaptacyjność części.
- Równowaga statyczna układu sił
- Opis kinematyki bryły w ruchu postępowym, obrotowym i płaskim
- Energia kinetyczna i potencjalna bryły
- Praca, moc siły i układu sił
- Opis dynamiki bryły z zastosowaniem różniczkowych równań ruchu
- Metody pomiaru drogi i kąta w urządzeniach mechatronicznych - wymienić 5;
- Pomiary przemieszczenia i kąta obrotu z wykorzystaniem sensorów potencjometrycznych, określić zasadę działania oraz przykłady zastosowania;
- Inkrementalne metody pomiarowe drogi - zdefiniować; narysować schemat enkodera; wskazać jakie są sygnały wyjściowe enkodera;
- Określenie pozycji za pomocą czujników ultradźwiękowych - zasada pomiaru odległości, schemat sensora, wymienić przykłady zastosowań;
- Określanie pozycji z wykorzystaniem enkoderów absolutnych - schemat enkodera, zasada pomiaru pozycji;
- Określanie pozycji z wykorzystaniem nawigacji inercyjnej - wymienić elementy systemu, jego wady i zalety, wymienić 3 zastosowania.
- Filtry kontekstowe
- Segmentacja oraz indeksacja obrazu
- Współczynniki kształtu obrazów
- Wizyjne systemy rozpoznawania obiektów
- Pomiary z wykorzystaniem systemów wizyjnych
- Wyznacz charakterystykę skokową układu
Zagadnienia dyplomowe dla kierunku Mechatronika II stopień Specjalność: Informatyka i robotyka
- Planowanie obciążeń czasowych urządzeń
- Okresowe przeglądy urządzeń mechatronicznych
- Badania eksploatacyjne urządzeń
- Diagnostyka urządzeń mechatronicznych
- Dokumentacja techniczno-ruchowa urządzeń mechatronicznych
- Serwisowanie urządzeń na wybranych przykładach
- Praca robotów w trybach ręcznym i automatycznym
- Definiowanie układu odniesienia narzędzia
- Definiowanie układu odniesienia obiektu
- Programowanie robota podstawowe komendy ruchu
- Programowanie robota w ruchach zależnych
- Omówić pojęcie mechatroniki
- Omówić sens mechatroniczny wybranego urządzenia
- Omówić trzy podstawowe powody integrowania składników mechanicznych, elektronicznych i informatycznych w celu uzyskania urządzenia mechatronicznego
- Wymienić czynniki stymulujące rozwój urządzeń mechatronicznych
- Omówić klasyfikację robotów ze względu na rodzaj zastosowanych napędów
- Wymienić (min. 3) oraz scharakteryzować jedną z norm dotyczących bezpieczeństwa systemów zrobotyzowanych;
- Klasyfikacja technicznych środków bezpieczeństwa stacji zrobotyzowanych – wymienić lub narysować schemat.;
- Wymienić etapy budowy stanowiska zrobotyzowanego;
- Wymienić zalety (min. 7) i wady (min. 3) robotyzacji procesów;
- Wymienić najważniejsze elementy zrobotyzowanych stanowisk do spawania, malowania, paletyzacji;
- Wymienić metody korekcji ścieżki robota i jedną scharakteryzować;
- Zalety i wady programowania robotów off-line i on-line wymienić po 5.
- Wymienić najczęściej stosowane typy aktorów we współczesnych systemach mechatronicznych;
- Scharakteryzować typy sensorów stosowanych w systemach mechatronicznych oraz kryteria ich zastosowań;
- Wymienić i scharakteryzować jedno z narzędzi projektowania systemów mechatronicznych;
- Wyminić znane (min. 3) języki programowanie wysokiego poziomu stosowane w sterowaniu manipulatorami przemysłowymi;
- Scharakteryzować oraz podać przykłady (min. 3) oprogramowania do zaawansowanych symulacji funkcjonowania systemów mechatronicznych
- Definicja osi sterowanej numerycznie, naszkicuj przykładowy układ i zwroty osi przykładowej obrabiarki.
- Przedstaw i porównaj znane Ci metody tworzenia obróbkowych programów technologicznych.
- Istotne warunki w doborze tocznych zestawów prowadnicowych.
- Korpusy obrabiarek numerycznych, zadania, wymagania, stosowane technologie wytwarzania i materiały.
- PLC - wyjaśnij pojęcie, cykl działania, jakie pełni funkcje w obrabiarce sterowanej numerycznie
- Budowa systemu CIM (ang. Computer Integrated Manufacturing)
- Struktura funkcjonalna elastycznych systemów wytwarzania
- System sterowania wytwarzaniem DNC
- Gniazdowa forma organizacji produkcji ESP
- Forma organizacji produkcji z centralnym magazynem produkcyjnym
- Zasada prac przygotowanych
- Formalizmy matematyczne opisu dynamiki (ogólne równanie dynamiki, zasada równowagi kinetostatycznej, równania Lagrange'a)
Zagadnienia dyplomowe dla kierunku Mechatronika II stopień Specjalność : Komputerowe wspomaganie projektowania
- Metody tworzenia powierzchni z wykorzystaniem krzywych.
- Metody zaokrąglania powierzchni.
- Prawa zadawane geometrycznie.
- Ciągłość połączenia krzywych i powierzchni.
- Przycinanie powierzchni.
- Modelowanie hybrydowe - sposoby przekształcania modeli powierzchniowych w bryłowe.
- Modelowanie powierzchni elipsoidalnych.
- Modelowanie krzywych zadanych równaniami parametrycznymi (np. równaniem parametrycznym ewolwenty).
- Rozwinięcia powierzchni.
- Powierzchnie śrubowe.
- Deformacje i morfing powierzchni.
- Modelowanie subpowierzchniowe w projektowaniu koncepcyjnym.
- Modelowanie parametrycznej rodziny elementów podobnych.
- Projektowanie z użyciem eksperymentu (DOE - Design Of Experiments).
- Błędy w modelowaniu numerycznym zagadnień analizy wytrzymałościowej w konstrukcji maszyn z użyciem MES.
- Numeryczne metody modelowania zjawisk w eksploatacji konstrukcji maszyn.
- Linowa i nieliniowa analiza MES.
- Zagadnienie analizy implicite a explicite w MES.
- Model ideowy realizacji metody komputerowej.
- Zagadnienie małych i dużych przemieszczeń w metodach numerycznych opartych o MES.
- Projektowanie funkcjonalne – definicja i przykłady
- Modelowanie bryłowe kół zębatych systemach CAD
- Symulacja kinematyczna – charakterystyka
- Modelowanie adaptacyjne
- Formaty wymiany danych stosowane w systemach CAD
- Modelowanie hybrydowe
- Proces obróbki danych dla przyrostowych systemów wytwarzania
- Podział metod przyrostowego wytwarzania
- Materiały stosowane w procesach szybkiego prototypowania
- Charakterystyka modelowania 3D-CAD na potrzeby szybkiego prototypowania
- Ocena dokładności prototypów wytwarzanych przyrostowo
- Budowa systemu CIM (ang. Computer Integrated Manufacturing)
- Struktura funkcjonalna elastycznych systemów wytwarzania
- System sterowania wytwarzaniem DNC
- Gniazdowa forma organizacji produkcji ESP
- Forma organizacji produkcji z centralnym magazynem produkcyjnym
- Technologia grupowania części (technologia grup)
- Zalety i wady robotyzacji procesów technologicznych
- Modele cyklu życiowego systemu informatycznego
- Podstawy języka Unified Modeling Language (UML)