Робототехнічні системи та комплекси

Мета вивчення дисципліни: формування знань, умінь і навичок у здобувачів вищої освіти в галузях робототехнічних та мехатронних систем (РТС та МТС), включаючи принципи проектування, програмування, виробництва та тестування, застосовуючи методи аналізу функціональних властивостей РТС та МТС ― шляхом математичного моделювання кінематичних та динамічних характеристик; застосування сучасних методів і процедур щодо створення РСТ та МТС різної складності, здатних вирішувати прикладні задачі широкого кола в сферах промисловості, технологій, логістики, медицини тощо; інтеграції РТС та МТС у діючі виробництва, що забезпечує підвищення культури останніх та якості продукції, яка випускається.
Практичне значення та використання отриманих знань полягає у здатності здійснювати автоматизацію складних технологічних об’єктів та комплексів, створювати кіберфізичні системи на основі інтелектуальних методів управління та цифрових технологій використанням баз даних, баз знань, методів штучного інтелекту, РТС та МТС та інтелектуальних комплексів на їх основі; розробляти функціональну, технічну та інформаційну структуру комп’ютерно-інтегрованих систем управління організаційно-технологічними комплексами із застосуванням мережевих та інформаційних технологій, програмно-технічних управляючих комплексів, промислових контролерів, мехатронних компонентів, робототехнічних пристроїв та засобів людино-машинного інтерфейсу; застосовувати спеціальні знання та результати наукових досліджень при створенні ефективних систем автоматизації складних біотехнічних об’єктів, які вміщують біологічну складову на основі інтелектуальних методів управління та комп’ютерно-інтегрованих технологій.
Тематика та види навчальних занять
Для денної форми здобуття освіти
Лекційні заняття
Лекція 1. Предмет, місце та задачі курсу «Робототехнічні системи та комплекси».
Лекція 2. Гнучка автоматизація та інтегровані виробництва. Гнучке автоматизоване виробництво (ГАВ) та гнучкі виробничі системи (ГВС).
Лекція 3. Загальні принципи побудови ГАВ та ГВС.
Лекція 4. Автоматизоване обладнання гнучких виробництв та робототехнічних систем (РТС).
Лекція 5. Обладнання з числовим програмним управлінням (ЧПУ).
Лекція 6. Промислові роботи (ПР). Загальні поняття про ПР. Промислова робототехніка.
Лекція 7. Технічні характеристики ПР. Приводи та механізми ПР.
Лекція 8. Системи управління ПР.
Лекція 9. Гнучкі виробничі модулі (ГВМ) та роботизовано технологічні комплекси (РТК).
Лекція 10. Проєктування ГВМ для основних видів промислових виробництв (механообробна, ковальсько-пресове виробництво, лиття, лако-фарбування, збирання тощо). Загальні принципи. Вибір обробляючого обладнання.
Лекція 11. Проєктування ГВМ та ПР для обробки тіл обертання. Компоновка ГВМ. Накопичувачі заготовок.
Лекція 12. Управління точністю обробки на операціях, які виконуються із застосуванням ГВМ та ПР.
Лекція 13. Автоматизовані транспортно-накопичувальні системи. Особливості транспортно-накопичувальних систем ГВС. Автоматизовані склади.
Лекція 14. Маніпуляційні пристрої ГВС та ПР. Поняття, призначення та класифікація маніпуляцій них пристроїв та їх кінематика. Моделювання траєкторії руху маніпуляцій них пристроїв.
Лекція 15. Мехатронні пристрої автоматизованих виробництв. Структура мехатронних пристроїв. Синтез кінематичної схеми (моделі) мехатронного пристрою. Інтеграція мехатронних пристроїв в ГВС та РТС.
Лабораторні заняття.
Лабораторне заняття №1. Проєктування конструкції мобільного (транспортного) робота.
Мета заняття: отримання теоретичних та практичних навичок щодо проектування мобільних (транспортних) роботів.
Лабораторне заняття №2. Експорт моделі робота в DYN-SOFT ROBSIM 5.
Мета заняття: експортування моделі робота в Dyn-Soft RobSim 5 для проведення його дослідження у віртуальному середовищі.
Лабораторне заняття №3. Апаратура мобільного робота та його пульта управління.
Мета заняття: набуття практичних навичок по вибору та налаштуванню бортової апаратури, апаратури пульта управління роботом та засобів і систем зв’язку.
Лабораторне заняття №4. Проєктування електричної схеми та друкованої плати контролера управління мобільним роботом.
Мета заняття: набуття практичних навичок щодо розробки електричної схеми та програмного забезпечення контролера управління мобільним роботом.
Лабораторне заняття №5. Обробка інформації, яка надходить від датчиків мобільного робота.
Мета заняття: набуття практичних навичок отримання та обробки інформації, яка надходить від датчиків мобільного робота (датчиків зворотного зв’язку).
Лабораторне заняття №6. Визначення параметрів об’єкта управління і синтез регулятора ланок маніпуляційного робота
Мета заняття: набуття практичних навичок щодо зняття перехідних процесів, визначення по них параметрів об’єкта управління і синтезу регулятора.
Лабораторне заняття №7. Дослідження роботи регуляторів нижнього рівня системи управління промисловим роботом
Мета заняття: набуття практичних навичок реалізації швидкодіючих регуляторів на базі мікропроцесорних комплектів.
Лабораторне заняття №8. Проєктування системи контурного управління.
Мета заняття: набуття практичних навичок щодо програмування промислових роботів, які працюють як у узагальненій, так і у декартовій системах координат.
Лабораторне заняття №9. Циклова система управління промисловим роботом ПМР-0,5-200 К13 з пристроєм ЕЦПУ-6030.
Мета заняття: вивчення та засвоєння циклової системи управління промисловим роботом ПМР-0,5-200 К13 з пристроєм ЕЦПУ-6030.
Лабораторне заняття №10. Циклова система управління промисловим роботом на базі ПК.
Мета заняття: вивчення та засвоєння циклової системи управління промисловими роботами на базі ПК.
Лабораторне заняття №11. Дослідження спільної роботи ПР та графопобудовача з реалізації лінійної інтерполяції.
Мета заняття: вивчення та набуття навичокк щодо дослідження спільної роботи ПР та графопобудовача з реалізації лінійної інтерполяції.
Лабораторне заняття №12. Дослідження спільної роботи ПР та графопобудовача з реалізації колової інтерполяції.
Мета заняття: вивчення та набуття навичок щодо дослідження спільної роботи ПР та графопобудовача з реалізації колової інтерполяції.
Лабораторне заняття №13. Моделювання та візуалізація роботи мехатронного механізму.
Мета заняття: опанування прийомами розробки моделей мехатронних механізмів в середовищі Matlab.
Лабораторне заняття №14 Дослідження сенсорних датчиків Mindstroms NXT.
Мета заняття: знайомство із сенсорів комплекту Mindstroms NXT, засвоєння способів їх увімкнення, діагностики; набуття практичних навичок програмування промислового робота із застосуванням сенсорних датчиків.
Лабораторне заняття №15. Формування траєкторії руху мобільного робота по заданому контуру («чорній смузі»).
Мета заняття: знайомство зі світловими та кольоровими сенсорами комплекту Mindstroms NXT, набуття навичок зі складання базових алгоритмів руху мобільного робота по заданому контуру («чорній смузі»).
Для заочної форми здобуття освіти
Лекційні заняття
Лекція 1. Гнучка автоматизація та інтегровані виробництва. Гнучке автоматизоване виробництво (ГАВ) та гнучкі виробничі системи (ГВС).
Лекція 2. Проєктування ГВМ для основних видів промислових виробництв (механообробна, ковальсько-пресове виробництво, лиття, лако-фарбування, збирання тощо). Загальні принципи. Вибір обробляючого обладнання.
Лабораторні заняття.
Лабораторне заняття №1. Проєктування конструкції мобільного (транспортного) робота.
Мета заняття: отримання теоретичних та практичних навичок щодо проектування мобільних (транспортних) роботів.
Лабораторне заняття №2. Визначення параметрів об’єкта управління і синтез регулятора ланок маніпуляційного робота
Мета заняття: набуття практичних навичок щодо зняття перехідних процесів, визначення по них параметрів об’єкта управління і синтезу регулятора.
Консультації здійснюються впродовж семестру згідно встановленого розкладу.
Індивідуальна робота
Для денної форми здобуття освіти
При вивченні дисципліни «Робототехнічні системи та комплекси» індивідуальну роботу не передбачено навчальним планом.
Для заочної форми здобуття освіти
Навчальним планом передбачено контрольну роботу. Завдання для виконання контрольної роботи здобувач вищої освіти отримує на установчій лекції. Робота містить 5 теоретичних питань та 2 практичних завдання.
Обсяг відповіді на кожне теоретичне питання складає не менше, ніж 2 сторінки машинописного тексту. Текст відповіді повинен бути виконаний самостійно (не скопійований з підручника або навчального посібника).
Практичне завдання №1. «Обробка інформації, яка надходить від датчиків мобільного робота». Практичне завдання №2. «Моделювання та візуалізація роботи мехатронного механізму».
Термін надання виконаної контрольної роботи на перевірку ― не пізніше, ніж за місяць до початку екзаменаційної сесії.