Wydział Elektryczny - Automatyka i robotyka (S1)
Sylabus przedmiotu Programowanie cyfrowych serwonapędów:
Informacje podstawowe
Kierunek studiów | Automatyka i robotyka | ||
---|---|---|---|
Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | pierwszego stopnia |
Tytuł zawodowy absolwenta | inżynier | ||
Obszary studiów | charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK | ||
Profil | ogólnoakademicki | ||
Moduł | — | ||
Przedmiot | Programowanie cyfrowych serwonapędów | ||
Specjalność | przedmiot wspólny | ||
Jednostka prowadząca | Katedra Automatyki i Robotyki | ||
Nauczyciel odpowiedzialny | Krzysztof Pietrusewicz <Krzysztof.Pietrusewicz@zut.edu.pl> | ||
Inni nauczyciele | Michał Kubicki <michal.kubicki@zut.edu.pl>, Paweł Waszczuk <Pawel.Waszczuk@zut.edu.pl> | ||
ECTS (planowane) | 4,0 | ECTS (formy) | 4,0 |
Forma zaliczenia | zaliczenie | Język | polski |
Blok obieralny | 9 | Grupa obieralna | 1 |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
KOD | Wymaganie wstępne |
---|---|
W-1 | Wiedza z matematyki, informatyki, podstaw automatyki, techniki mikroprocesorowej, napędów elektrycznych. |
Cele przedmiotu
KOD | Cel modułu/przedmiotu |
---|---|
C-1 | Przybliżenie problematyki związanej z modelowaniem i zastosowaniem układów serwonapędowych w otoczeniu przemysłowym. Nakreślenie typowych procesów technologicznych, które wykorzystują serwonapędy oraz problemów spotykanych. |
C-2 | Nabycie przez studentów umiejętności konfiguracji sprzętowej serwonapędów oraz sterowania nimi z wykorzystaniem napisanego programu. |
C-3 | Zrozumienie idei trapezoidalnego profilu ruchu oraz generacji trajektorii z uwzględnieniem drugiej i wyższych pochodnych położenia. |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
KOD | Treść programowa | Godziny |
---|---|---|
laboratoria | ||
T-L-1 | Modelowanie układu napędu. | 4 |
T-L-2 | Generacja trajektorii typu I i II. | 2 |
T-L-3 | Generacja trajektorii uwzględniającą drugą i trzecią pochodną położenia (typ III i wyższe). | 2 |
T-L-4 | Implementacja generatora trajektorii w systemach dyskretnych. Generator trajektorii w układach sterowania ruchem. | 2 |
T-L-5 | Zapoznanie się ze środowiskiem IDE wykorzystywanym do sterowania napędami. | 2 |
T-L-6 | Podstawowe struktury danych i funkcje biblioteczne dostępne w wykorzystywanym środowisku programistycznym. | 2 |
T-L-7 | Implementacja maszyny stanów w języku ST. | 2 |
T-L-8 | Użycie istniejących szablonów i przykładów do sterowania symulowanym napędem. Wykorzystanie bloków PLCopen Motion Control w symulacji. | 4 |
T-L-9 | Wykorzystanie bloków PLCopen Motion Control do sterowania rzeczywistym napędem. | 2 |
T-L-10 | Eksperymentalna weryfikacja modelu silnika oraz generatora trajektorii. | 2 |
T-L-11 | Budowa i symulacja wieloosiowego systemu CNC. Realizacja programów napisanych w G-Code. | 2 |
T-L-12 | Realizacja profili ruchu z wykorzystaniem krzywek elektronicznych. | 2 |
T-L-13 | Zaliczenie laboratorium | 2 |
30 | ||
wykłady | ||
T-W-1 | Struktura, zastosowanie i komponenty układów serwonapędowych. | 2 |
T-W-2 | Modelowanie układów wykorzystujących serwonapędy. | 2 |
T-W-3 | Profile ruchu i generacja trajektorii w systemach jednoosiowych i wieloosiowych. | 2 |
T-W-4 | Architektury sterowania napędami zespołów posuwowych obrabiarek CNC. | 2 |
T-W-5 | Programowanie serwonapędów z zastosowaniem normy PLCopen Motion Control. | 2 |
T-W-6 | Opis procesu obróbki za pomocą języka G-Code. | 2 |
T-W-7 | Diagnostyka systemów sterowania CNC. Metody kompensacji błędów. Zaliczenie wykładów. | 3 |
15 |
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
KOD | Forma aktywności | Godziny |
---|---|---|
laboratoria | ||
A-L-1 | Studia literaturowe | 10 |
A-L-2 | Udział w zajęciach | 30 |
A-L-3 | Opracowanie sprawozdań | 20 |
A-L-4 | Przygotowanie do zaliczenia końcowego | 6 |
66 | ||
wykłady | ||
A-W-1 | Studia literaturowe | 15 |
A-W-2 | Udział w zajęciach | 15 |
A-W-3 | Przygotowanie do zaliczenia wykładów | 5 |
35 |
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
---|---|
M-1 | Wykład informacyjny |
M-2 | Wykład problemowy |
M-3 | Zajęcia laboratoryjne |
M-4 | Metoda projektów |
Sposoby oceny
KOD | Sposób oceny |
---|---|
S-1 | Ocena formująca: Ocena wystawiana w trakcie zajęć laboratoryjnych na podstawie pisemnych prac zaliczeniowych oraz aktywności podczas zajęć. |
S-2 | Ocena podsumowująca: Ocena wystawiana na podstawie pisemnego i praktycznego zaliczenia końcowego. |
S-3 | Ocena podsumowująca: Ocena wystawiana na podstawie sprawozdania z projektu. |
Zamierzone efekty uczenia się - wiedza
Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
---|---|---|---|---|---|---|---|
AR_1A_C27.1_W01 Student rozumie strukturę i rolę poszczególnych komponentów w układach serwonapędowych. Zna zastosowanie serwonapędów w otoczeniu przemysłowym. Rozumie schemat układu sterowania ruchem i zaznajomiony jest ze sposobem planowania ruchu w układach jedno- i wieloosiowych. Rozumie problemy występujące podczas jego wykonywania. | AR_1A_W20 | — | — | C-3, C-1 | T-W-2, T-W-1, T-W-4, T-W-7, T-W-3 | M-1 | S-2 |
AR_1A_C27.1_W02 Student rozumie strukturę maszyny stanów PLCopen Motion Control, potrafi się po niej poruszać. Rozumie charakter poszczególnych stanów i odpowiadające im zachowanie serwonapędu. Student zna podstawowe komendy języka G-Code, potrafi interpretować program napisany w tym języku. | AR_1A_W03 | — | — | C-2 | T-W-5, T-W-6 | M-1 | S-2 |
Zamierzone efekty uczenia się - umiejętności
Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
---|---|---|---|---|---|---|---|
AR_1A_C27.1_U01 Student potrafi napisać program wykorzystujący bloki PLCopen Motion Control do sterowaniem zachowania się serwonapędu. Jest w stanie zaprojektować maszynę stanów do realizacji postawionego problemu. Potrafi dokonać konfiguracji sprzętowej układu sterowania serwonapędem oraz zasymulować jego działanie. Potrafi skonfigurować system CNC oraz napisać program w języku G-Code realizujący określone zadanie. | AR_1A_U08, AR_1A_U09 | — | — | C-2 | T-L-5, T-L-6, T-L-7, T-L-8, T-L-9, T-L-13, T-L-12, T-L-11 | M-3 | S-1, S-2 |
AR_1A_C27.1_U02 Student rozumie rolę generatora trajektorii, potrafi wyznaczyć analitycznie profile ruchu dla generatorów niższego rzędu. Potrafi zamodelować przykładowy napęd i układ korzystający z generatora trajektorii. | AR_1A_U01, AR_1A_U18 | — | — | C-3 | T-L-2, T-L-3, T-L-4, T-L-1, T-L-13, T-L-10 | M-3 | S-1, S-2 |
Zamierzone efekty uczenia się - inne kompetencje społeczne i personalne
Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
---|---|---|---|---|---|---|---|
AR_1A_C27.1_K01 Ma świadomość odpowiedzialności za pracę własną oraz gotowość podporządkowania się zasadom pracy w zespole projektowym, jak również ponoszenia odpowiedzialności za wspólne i indywidualnie realizowane zadania. | AR_1A_K04, AR_1A_K05 | — | — | C-3, C-2, C-1 | T-L-2 | M-4, M-3 | S-3, S-1 |
Kryterium oceny - wiedza
Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
---|---|---|
AR_1A_C27.1_W01 Student rozumie strukturę i rolę poszczególnych komponentów w układach serwonapędowych. Zna zastosowanie serwonapędów w otoczeniu przemysłowym. Rozumie schemat układu sterowania ruchem i zaznajomiony jest ze sposobem planowania ruchu w układach jedno- i wieloosiowych. Rozumie problemy występujące podczas jego wykonywania. | 2,0 | Jakakolwiek forma oceny jest niezaliczona (tj. ocena 2). |
3,0 | Średnia ważona z form ocen zawiera się w przedziałach (2,3.25). | |
3,5 | Średnia ważona z form ocen zawiera się w przedziałach <3.25,3.75). | |
4,0 | Średnia ważona z form ocen zawiera się w przedziałach <3.75,4.25). | |
4,5 | Średnia ważona z form ocen zawiera się w przedziałach <4.25,4.75). | |
5,0 | Średnia ważona z form ocen wynosi co najmniej 4.75. | |
AR_1A_C27.1_W02 Student rozumie strukturę maszyny stanów PLCopen Motion Control, potrafi się po niej poruszać. Rozumie charakter poszczególnych stanów i odpowiadające im zachowanie serwonapędu. Student zna podstawowe komendy języka G-Code, potrafi interpretować program napisany w tym języku. | 2,0 | Jakakolwiek forma oceny jest niezaliczona (tj. ocena 2). |
3,0 | Średnia ważona z form ocen zawiera się w przedziałach (2,3.25). | |
3,5 | Średnia ważona z form ocen zawiera się w przedziałach <3.25,3.75). | |
4,0 | Średnia ważona z form ocen zawiera się w przedziałach <3.75,4.25). | |
4,5 | Średnia ważona z form ocen zawiera się w przedziałach <4.25,4.75). | |
5,0 | Średnia ważona z form ocen wynosi co najmniej 4.75. |
Kryterium oceny - umiejętności
Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
---|---|---|
AR_1A_C27.1_U01 Student potrafi napisać program wykorzystujący bloki PLCopen Motion Control do sterowaniem zachowania się serwonapędu. Jest w stanie zaprojektować maszynę stanów do realizacji postawionego problemu. Potrafi dokonać konfiguracji sprzętowej układu sterowania serwonapędem oraz zasymulować jego działanie. Potrafi skonfigurować system CNC oraz napisać program w języku G-Code realizujący określone zadanie. | 2,0 | Jakakolwiek forma oceny jest niezaliczona (tj. ocena 2). |
3,0 | Średnia ważona z form ocen zawiera się w przedziałach (2,3.25). | |
3,5 | Średnia ważona z form ocen zawiera się w przedziałach <3.25,3.75). | |
4,0 | Średnia ważona z form ocen zawiera się w przedziałach <3.75,4.25). | |
4,5 | Średnia ważona z form ocen zawiera się w przedziałach <4.25,4.75). | |
5,0 | Średnia ważona z form ocen wynosi co najmniej 4.75. | |
AR_1A_C27.1_U02 Student rozumie rolę generatora trajektorii, potrafi wyznaczyć analitycznie profile ruchu dla generatorów niższego rzędu. Potrafi zamodelować przykładowy napęd i układ korzystający z generatora trajektorii. | 2,0 | Jakakolwiek forma oceny jest niezaliczona (tj. ocena 2). |
3,0 | Średnia ważona z form ocen zawiera się w przedziałach (2,3.25). | |
3,5 | Średnia ważona z form ocen zawiera się w przedziałach <3.25,3.75). | |
4,0 | Średnia ważona z form ocen zawiera się w przedziałach <3.75,4.25). | |
4,5 | Średnia ważona z form ocen zawiera się w przedziałach <4.25,4.75). | |
5,0 | Średnia ważona z form ocen wynosi co najmniej 4.75. |
Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne
Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
---|---|---|
AR_1A_C27.1_K01 Ma świadomość odpowiedzialności za pracę własną oraz gotowość podporządkowania się zasadom pracy w zespole projektowym, jak również ponoszenia odpowiedzialności za wspólne i indywidualnie realizowane zadania. | 2,0 | Student nie wykonuje powierzonych mu zadań, nie uczestniczy w zajęciach, usiłuje skopiować pracę innych. |
3,0 | Student realizuje minimalny zakres powierzonych mu zadań, nie wykazuje przy tym zaangażowania w pracę. Nie wykonuje ich terminowo. Bierne funkcjonowanie w zespole, brak inicjatywy własnej. Pewne błędy metodologiczne w realizacji zadań, ich realizacja jest niepełna. Poważniejsze przekraczanie terminów oddania pracy. Prezentacja wyników wykonana w sposób nieprzejrzysty. Formułowane wnioski wykazują minimalne zrozumienie natury analizowanych zjawisk bądź zagadnień. | |
3,5 | Student realizuje minimalny zakres powierzonych mu zadań, nie wykazuje przy tym większego zaangażowanie w pracę. Stara się aktywnie współpracować w zespole w ramach własnych umiejętności. Popełnia błędy w realizowanych zadaniach co powoduje niepełną ich realizację. Występują niewielkie opóźnienia w realizacji zadań. Prezentacja wyników wykonana w sposób mało przejrzysty. Formułowane wnioski odzwierciedlają powierzchowne zrozumienie analizowanych zjawisk bądź zagadnień. | |
4,0 | Student realizuje poprawnie podstawę programową, nie wykazuje inicjatywy w zakresie poszerzania swojej wiedzy. Współpracuje w zespole, realizuje zadania wyznaczone przez grupę. Stara się zrozumieć cel i zadania przed nim stawiane. Formułowane wnisoki są na ogół poprawne lecz niepełne, świadczące o braku głębszego zrozumienia problemu. Sposób prezentacji otrzymanych rezultatów na ogół czytelny. | |
4,5 | Student przejawia zainteresowanie tematem, usiłuje samodzielnie poszerzyć swoją wiedzę w obszarach go interesujących. Jest aktywnym członkiem zespołu, realizuje sumiennie i terminowo zadania mu powierzone. Rozumie cel i zadania przed nim stawiane. Potrafi krytycznie ocenić otrzymane rezultaty oraz w sposób zwięzły i klarowny przedstawić je graficznie lub tekstowo. | |
5,0 | Student w sposób aktywny jest zainteresowany tematem, usiłuje samodzielnie poszerzyć swoją wiedzę. Jest bardzo aktywnym członkiem zespołu, realizuje sumiennie i terminowo zadania mu powierzone. Rozumie cel i zadania przed nim stawiane. Potrafi krytycznie ocenić otrzymane rezultaty, wykazując się przy tym głębokim zrozumieniem tematu, oraz w sposób zrozumiały i jasny przedstawić je graficznie lub tekstowo. |
Literatura podstawowa
- Pietrusewicz K., Dworak P., Programowalne sterowniki automatyki PAC, NAKOM, Poznań, 2009, 1
- Honczarenko J., Obrabiarki sterowane numerycznie, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa, 2008, I
- Suh S.-H., Kang S.-K., Chung D.-H., Stroud I., Theory and design of CNC systems, Springer, London, 2008
- Biagiotti L., Melchiorri C., Trajectory planning for automatic machines and robots, Springer, Berlin, 2008
- Kosmol J., Serwonapędy obrabiarek sterowanych numerycznie, WNT, Warszawa, 1998
Literatura dodatkowa
- Bernecker & Rainer, Siemens, BEckhoff, Bosch Rexroth, Strony internetowe producentów systemów automatyki, 2011