Wydział Elektryczny - Elektrotechnika (N1)
Sylabus przedmiotu Robotyka:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Elektrotechnika | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia niestacjonarne | Poziom | pierwszego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | inżynier | ||
| Obszary studiów | nauk technicznych, studiów inżynierskich | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Robotyka | ||
| Specjalność | przedmiot wspólny | ||
| Jednostka prowadząca | Katedra Automatyki Przemysłowej i Robotyki | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Rafał Osypiuk <Rafal.Osypiuk@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | Krzysztof Jaroszewski <Krzysztof.Jaroszewski@zut.edu.pl> | ||
| ECTS (planowane) | 4,0 | ECTS (formy) | 4,0 |
| Forma zaliczenia | zaliczenie | Język | polski |
| Blok obieralny | 3 | Grupa obieralna | 1 |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Matematyka, znajomość podstawowych działań na macierzach. |
| W-2 | Elementarna wiedza z fizyki, obejmująca matematyczny opis prostych zjawisk fizycznych. |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Zapoznanie studentów z klasyfikacją manipulatorów przemysłowych i robotów mobilnych oraz podstawowymi kryteriami doboru robota do automatyzowanego procesu. |
| C-2 | Zapoznanie studentów z metodami opisu kinematyki manipulatora oraz zrozumienie praktycznych problemów wynikających z zastosowania przekształceń układów ruchu. |
| C-3 | Zapoznanie studentów z własnościami dynamicznymi/statycznymi manipulatorów przemysłowych oraz z zagadnieniami efektywnej regulacji położenia. |
| C-4 | Zapoznanie studentów z komercyjnymi architekturami sterowania robotów oraz językami i metodami ich programowania. |
| C-5 | Wykształcenie u studentów umiejętności bezpiecznej obsługi manipulatora przemysłowego. |
| C-6 | Wykształcenie u studentów umiejętności prawidłowego wyboru układu pracy manipulatora oraz rodzaju interpolacji, adekwatnej do własności elementarnego przemieszczenia robota. |
| C-7 | Wykształcenie u studentów umiejętności programowania robotów przemysłowych, ze szczególnym uwzględnieniem uczenia punktów pośrednich i tworzenia optymalnego kodu programu. |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| T-L-1 | Wprowadzenie do laboratorium robotyki. Szkolenie BHP. | 1 |
| T-L-2 | Symulacja zadania prostego kinematyki dla manipulatora dwuczłonowego. | 1 |
| T-L-3 | Symulacja zadania odwrotnego kinematyki dla manipulatora dwuczłonowego. | 1 |
| T-L-4 | Analiza symulacyjna modelu dynamicznego manipulatora płaskiego. | 1 |
| T-L-5 | Jakobian manipulatora i analiza osobliwości. | 1 |
| T-L-6 | Symulacja prostego generatora trajektorii dla manipulatora płaskiego. | 1 |
| T-L-7 | Implementacja generatora trajektorii dla robotów nieholonomicznych. | 1 |
| T-L-8 | Budowa i parametryzacja klasycznej regulacji PID dla manipulatora dwuczłonowego. | 1 |
| T-L-9 | Budowa i parametryzacja układu regulacji, bazującego na modelu odwrotnym manipulatora. | 1 |
| T-L-10 | Wprowadzenie do środowiska programistycznego robota przemysłowego oraz obsługi stanowisk dydaktycznych. | 2 |
| T-L-11 | Bezpieczna praca z robotem. Obsługa panelu operatorskiego. Wybór odpowiednich układów oraz interpolacji ruchu. Uczenie i zapamiętywanie położenia robota. | 2 |
| T-L-12 | Testowanie podstawowych komend dla generowania ruchu, sterowania programem i obsługą wejść/wyjść. | 2 |
| T-L-13 | Tworzenie prostego programu użytkownika z wykorzystaniem poznanych funkcji. | 2 |
| T-L-14 | Prezentacja działania prostego systemu wizyjnego. | 2 |
| T-L-15 | Zaliczenie formy zajęć. | 2 |
| 21 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Wprowadzenie. Definicje podstawowych pojęć i problemów współczesnej robotyki. | 1 |
| T-W-2 | Klasyfikacja manipulatorów przemysłowych i robotów mobilnych. Budowa mechaniczna, struktury kinematyczne i ich własności. | 1 |
| T-W-3 | Matematyczne metody opisu położenia robota. Kinematyka prosta i odwrotna. | 3 |
| T-W-4 | Model dynamiczny robota i sposoby jego praktycznego wykorzystania. | 2 |
| T-W-5 | Generator trajektorii ruchu w przestrzeni zmiennych konfiguracyjnych i kartezjańskich. Rodzaje interpolacji. | 1 |
| T-W-6 | Transformacja prędkości robota i zjawisko osobliwości. | 1 |
| T-W-7 | Struktury regulacji stosowane w robotyce. | 2 |
| T-W-8 | Komercyjne architektury sterowania robotów przemysłowych. | 1 |
| T-W-9 | Języki i metody programowania robotów. | 1 |
| T-W-10 | Inteligencja w robotyce. Zaawansowane układy sensoryczne, systemy wizyjne oraz siłowa interakcja z otoczeniem. | 1 |
| T-W-11 | Zaliczenie formy zajęć. | 1 |
| 15 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| A-L-1 | uczestnictwo w zajęciach | 21 |
| A-L-2 | przygotowanie do zajęć | 19 |
| A-L-3 | sporządzenie sprawozdań | 15 |
| A-L-4 | przygotowanie do zaliczenia zajęć laboratoryjnych | 5 |
| 60 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | uczestnictwo w zajęciach | 15 |
| A-W-2 | studiowanie literatury | 25 |
| A-W-3 | przygotowanie do zaliczenia | 20 |
| 60 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Wykład informacyjny |
| M-2 | Wykład problemowy |
| M-3 | Ćwiczenia laboratoryjne realizowanie na stanowiskach, wyposażonych w roboty przemysłowe |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena formująca: Ocena wystawiana za złożenie sprawozdań po każdym cyklu ćwiczeń laboratoryjnych |
| S-2 | Ocena podsumowująca: Ocena wystawiana po zakończeniu ćwiczeń laboratoryjnych na podstawie ocen cząstkowych oraz zaangażowania pracy studenta w realizacji wszystkich ćwiczeń laboratoryjnych |
| S-3 | Ocena podsumowująca: Ocena wystawiana na zakończenie wykładów na podstawie pracy pisemnej i rozmowy ze studentem |
Zamierzone efekty kształcenia - wiedza
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| EL_1A_O03-G01-02_W01 Student zna klasyfikację manipulatorów przemysłowych ze względu na typ łańcucha kinematycznego i rozumie cel przekształcenia prostego i odwrotnego kinematyki wraz z problemami jego praktycznej realizacji. | EL_1A_W24 | T1A_W02 | — | C-4, C-2, C-3, C-1 | T-W-11, T-W-1, T-W-10, T-W-3, T-W-5, T-W-8, T-W-4, T-W-7, T-W-6, T-W-9, T-W-2 | M-1, M-3, M-2 | S-3 |
Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| EL_1A_O03-G01-02_U01 Student potrafi napisać prosty program, realizujący ściśle określone funkcje manipulacji i uruchomić go, przy jednoczesnym zachowaniu środków bezpieczeństwa, wymaganych podczas obsługi robota przemysłowego. Jest w stanie, adekwatnie do sytuacji, poprawnie wybrać układ pracy manipulatora oraz rodzaj interpolacji. | EL_1A_U22 | T1A_U09, T1A_U10 | InzA_U02, InzA_U03 | C-5, C-7, C-6 | T-L-13, T-L-2, T-L-1, T-L-11, T-L-3, T-L-7, T-L-12, T-L-5, T-L-4, T-L-10, T-L-8, T-L-14, T-L-9, T-L-15, T-L-6 | M-3 | S-2, S-1 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| EL_1A_O03-G01-02_W01 Student zna klasyfikację manipulatorów przemysłowych ze względu na typ łańcucha kinematycznego i rozumie cel przekształcenia prostego i odwrotnego kinematyki wraz z problemami jego praktycznej realizacji. | 2,0 | |
| 3,0 | Student zna klasyfikację manipulatorów przemysłowych ze względu na typ łańcucha kinematycznego i rozumie cel przekształcenia prostego i odwrotnego kinematyki wraz z problemami jego praktycznej realizacji. | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| EL_1A_O03-G01-02_U01 Student potrafi napisać prosty program, realizujący ściśle określone funkcje manipulacji i uruchomić go, przy jednoczesnym zachowaniu środków bezpieczeństwa, wymaganych podczas obsługi robota przemysłowego. Jest w stanie, adekwatnie do sytuacji, poprawnie wybrać układ pracy manipulatora oraz rodzaj interpolacji. | 2,0 | |
| 3,0 | Student potrafi napisać prosty program, realizujący ściśle określone funkcje manipulacji i uruchomić go, przy jednoczesnym zachowaniu środków bezpieczeństwa, wymaganych podczas obsługi robota przemysłowego. Jest w stanie, adekwatnie do sytuacji, poprawnie wybrać układ pracy manipulatora oraz rodzaj interpolacji. | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 |
Literatura podstawowa
- Craig J. J., Wprowadzenie do Robotyki: Mechanika i sterowanie, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa, 1995, Wyd. drugie
- Spong Mark W., Vidyasagar M., Dynamika i sterowanie robotów, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa, 2010
- Tchoń K., Mazur A., Duleba I., Hossa R., Muszynski R., Manipulatory i Roboty Mobilne, Modele, planowanie ruchu, sterowanie, Akademicka Oficyna Wydawnicza PLJ, Warszawa, 2000
Literatura dodatkowa
- Morecki A., Knapczyk J., Podstawy Robotyki, Teoria i elementy manipulatorów i robotów, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa, 1999
- Mitsubishi, Tech Manual Mitsubishi RV-E2, http://mitsubishirobots.com/manuals.html, [online], 2011
- Stäubli, VAL3 Instruction Manual, http://www.staubli.com/, [online], 2011