Mechatronika

Mechatronika

Katedra i kierunek kształcenia w Uniwersytecie Warmińsko-Mazurskim

dr hab. inż. Andrzej Piętak – prof. UWM

Czym jest mechatronika?

„Mechatronika jest synergiczną kombinacją mechaniki precyzyjnej, elektronicznego sterowania i systemowego myślenia przy projektowaniu produktów i procesów produkcyjnych”

Definicja według:

IFTMM (International Federation for the Theory of Machines and Mechanism)

Urządzenia mechatroniczne XXI wiekuRoboty Medyczne

1. Pozwalają na prowadzenie zdalnych operacji

2. Mocno zmniejszają pole operacji, czyniąc je

3. Bardziej bezpiecznymi i w konsekwencji

4. Skracają czas rekonwalescencji pacjenta

Robot medyczny ZEUS w czasie operacji i stanowisko zabiegowe

Urządzenia mechatroniczne XXI wieku

LOTNICTWO I TRANSPORTAutopilot – znany od dawna, typowy reprezentant urządzeń mechatronicznych

W samolotach bezzałogowych występuje wiele elementów mechatroniki związanych m. in.

- ze sterowaniem wysokością, nachyleniem, skrętem samolotu

- z wykonywanymi czynnościami dodatkowymi jak np. wykonywaniem zdjęć, nawigacją

- dodatkowo tworzona jest mechatroniczna struktura naziemna i kosmiczna (satelity, naziemne stacje nawigacyjne)

Samolot bezzałogowy firmy FULMAR

ROBOTY

Autonomiczne pojazdy wsparcia

ESC - Electronic Stability Control

Ukady sterowania pojazdami

Dlaczego mechatronika?Technologia, która zmieni świat

W 2003 roku naukowcy z Massachusetts Institute of Technology (MIT) w USA opracowali listę 10 technologii, które zmienią świat w XXI wieku.

1. Bezprzewodowe sieci czujników2. Naprawianie tkanek i organów – wstrzykiwanie

polimerów3. Mikroskopijne ogniwa słoneczne4. MECHATRONIKA – technika łączenia elementów

mechanicznych z elektronicznymi układami sterującymi

5. Komputerowe sieci Gridowe6. Obrazowanie Molekularne - podglądanie genów i

molekuł7. Nanolitografia – technika tworzenia mikroukładów

mechanicznych8. Bezpieczne programowanie – technika programów

bez błędów9. Glikomika – technika tworzenia nowej generacji

leków na cukrach – bakteriach10. Kryptografia kwantowa – technika kodowania

informacji oparta na cząstkach elementarnych (np. fotonach)

Dlaczego mechatronika?Technologia, która zmieni świat

KATEDRA Mechatroniki Odpowiedź UWM na potrzeby nowoczesnych technologii

Zakres działania: Koncepcja kształcenia mechatroniki w

zakresie studiów wyższych odzwierciedla nową jakość edukacyjną opartą na wykorzystaniu w specjalnie zaprojektowanych pracowniach mechatronicznych, szerokiego asortymentu urządzeń i pakietów oprogramowania, od urządzeń AGD i EBI, poprzez mechatroniczne systemy w transporcie aż do zintegrowanych modułów stanowisk produkcyjnych i systemów procesów ciągłych oraz systemów obróbki elementów maszyn, umożliwiających realizację programów nauczania w sposób interdyscyplinarny, poprzez powiązanie mechaniki i elektroniki z najnowszymi technikami mikroprocesorowymi i informatyką.

KATEDRA Mechatroniki Propozycja Kształcenia

Kierunek: Mechatronika (od 2008 r.) Specjalności: • Mechatronika pojazdów i maszyn

roboczych• Mechatronika urządzeń

przemysłowych

Kierunek: Technika rolnicza i leśna Specjalność (st. 2 st.): • Mechatronika maszyn, urządzeń

rolniczych i leśnych

Kierunek: Edukacja Techniczno- InformatycznaSpecjalność (st. 2 st):

• Mechatronika

KATEDRA Mechatroniki Propozycja Kształcenia

Z zakresu umiejętności absolwenta i treści kształcenia, wynikają następujące bloki programowo - przedmiotowe:

• Podstawy mechatroniki• Urządzenia i systemy mechatroniczne• Konstrukcje mechatroniczne• Mechatronika samochodów i maszyn

roboczych, rolniczych i leśnych• Mechatronika urządzeń AGD i

inteligentnego budynku • Mechatronika maszyn przemysłowych i

CNC • Informatyka

KATEDRA Mechatroniki Laboratorium Mechatroniki

W celu zapewnienia realizacji założonego programu kształcenia, Katedra Mechatroniki obecnie (tymczasowo ?) dysponuje Laboratorium składającym się z 3 pracowni dydaktycznych i 2 pracowni naukowych:

1. Pracownia podstaw mechatroniki2. Pracownia układów mechatronicznych3. Pracownia mechatroniki pojazdów i maszyn

roboczych4. Pracownia mechatroniki w rolnictwie, leśnictwie i

przetwórstwie (planowana)5. Hamownia silnikowa6. Stacja badań biopaliw i estryfikatornia polowa


1.Pracownia podstaw mechatroniki

Wyposażenie tej pracowni umożliwia aktywną naukę opartą na zestawie programowo-sprzętowym, który może być wykorzystany do realizacji programów nauczania z zakresu m.in.:

• elektrotechniki i elektroniki,• techniki cyfrowej i mikroprocesorowej,• energoelektroniki,• technik sterowania i regulacji.

Ważną zaletą jest połączenie atrakcyjnych form prezentacji wiedzy teoretycznej z ciekawymi ćwiczeniami, co ułatwia zapamiętywanie istotnych informacji i sprzyja trwałemu gromadzeniu niezbędnej wiedzy.


1.Pracownia podstaw mechatroniki

a) System UniTrainPodstawowy zestaw składa się z modułu interfejsu sprzęgającego stanowisko z komputerem PC oraz modułu ćwiczeniowego umożliwiającego korzystanie z wielu wymiennych paneli z programem kursów oraz akcesoriami

b) Stanowiska DSM 51 8 stanowisk z dydaktycznym systemem mikroprocesorowym służy do zapoznania się studentów z architekturą mikrokontrolera i podstawami programowania w języku wewnętrznym

Nowocześnie wyposażonepracownie specjalistyczne

Pracownia

podstaw mechatroniki


2. Pracownia układów mechatronicznych

Student zapoznaje się z zasadami działania i użytkowania różnego typu układów wykonując przewidziane programem ćwiczenia i zadania w zakresie:

• projektowania, budowy i działania układów wykonawczych elektropneumatyki i elektrohydrauliki

• diagnostyki i utrzymania ruchu układów wykonawczych elektropneumatyki i elektrohydrauliki

• projektowania, budowy i działania układów sterowania PLC,• uruchamiania i modyfikacji programów sterowania,• programowanie sterowników PLC, wyszukiwanie błędów,• projektowania, budowy i działania układów regulacji.

Nowocześnie wyposażonepracownie specjalistyczne

Pracownia

układów mechatronicznych


3. Pracownia mechatroniki pojazdów i maszyn roboczych

Pracownia jest wyposażona w panelowe systemy pomiarowo-dydaktyczne, umożliwiające maksymalną efektywność nauczania.

Zestawy te umożliwią różnorodne konfiguracje ćwiczeń z zakresu mechatroniki pojazdów i maszyn roboczych

Zestawy wchodzące w skład wyposażenia pracowni to:• „Podstawy elektroniki pojazdowej”• „Sensoryka systemów pojazdów”• „Elementy wykonawcze systemów pojazdowych”• „Układy zapłonowe pojazdu”• „Oświetlenie pojazdu”



Pracownia wyposażona powinna być w urządzenia symulujące pracę poszczególnych systemów samochodu z możliwością generowania uszkodzeń w celu nauczania systemów diagnostyki pokładowej współczesnych pojazdów i maszyn roboczych.

• regulacji siły hamowania ABS/ASR

• bezpieczeństwa biernego SRS• klimatyzacji • sieci pokładowej CAN

• zintegrowany typu Motronic ML 1.4• sterowania silnikiem o ZS typu EDC• sterowania silnikiem D-Jetronic

Niezbędne wyposażenie pracowni stanowią systemy:


4. Pracownia mechatroniki w rolnictwie, leśnictwie i przetwórstwie (planowana)

Urządzenia i systemy mechatroniczne w zastosowaniu do produkcji rolnej i leśnej powinny charakteryzować się następującymi cechami:• Multifunkcjonalnością

• Inteligencją

• Elastycznością

• możliwością działania nie absorbującego operatora

• adaptacyjnością do wymagań rynkowych


4. Pracownia mechatroniki w rolnictwie, leśnictwie i przetwórstwie

Pracownia umożliwia realizację programu nauczania w zakresie uruchamiania, obsługi i eksploatacji złożonych mechatronicznych systemów mających zastosowanie w produkcji rolnej i leśnej, poprzez:

Zestaw stacji MPS –Modular Production System: Stacja dystrybucji

Stacja obróbkiStacja kontroli Stacja sortowania


4. Pracownia mechatroniki w rolnictwie, leśnictwie i przetwórstwie

Pracownia umożliwia także realizację programu nauczania w zakresie projektowania, uruchamiania i obsługi mechatronicznych urządzeń w systemach pracy ciągłej, tj. procesów typowych w przemyśle chemicznym, przetwórczym, ochrony środowiska i energetyce.

Stanowisko Sterowania Procesami Ciągłymi

5. Hamownia silnikowa

Umożliwia realizację wszystkich badań silnikowych wg norm UE

6. Stacja badań biopaliw wraz z estryfikatornią polową

Inwestujemy w najnowsze technologie:

Wykorzystujemy środkiz projektów Unijnych…

Nawiązujemy kontakty międzynarodowe

Prof. Dr. R. Cengiz Akdeniz z Uniwersytetu w Izmirze, Turcja (EGE University, Science and Technology Center). Koordynator programu współpracy

miedzynarodowejSocrates-Erasmus na tamtejszej uczelni.

Wspomagamy inicjatywy studentów:

„Młodzież w działaniu” to program Unii Europejskiejwspierający uczestnictwo w kształceniu pozaszkolnym,

czyli w edukacji pozaformalnej.

Tytuł projektuMój przyjaciel ROBOT

realizowany w ramach Programu

„Młodzież w działaniu”

Akcja 1. – Młodzież dla Europy1.2. – Inicjatywy Młodzieżowe


„Młodzież w działaniu” to programUnii Europejskiej

wspierający uczestnictwo w kształceniu pozaszkolnym,


Tytuł projektuMój przyjaciel ROBOT

realizowany w ramach

Programu„Młodzież w działaniu”

Akcja 1. – Młodzież dla

Europy1.2. – Inicjatywy

Młodzieżowe

Projekt ten został zrealizowany przy wsparciu finansowym Komisji Europejskiej orazMinisterstwa Edukacji Narodowej. Publikacja odzwierciedla jedynie stanowisko autora

i Komisja Europejska nie ponosi odpowiedzialności za umieszczoną w niej zawartość merytoryczną.


Projekt ten został zrealizowany przy wsparciu finansowym Komisji Europejskiej oraz Ministerstwa Edukacji Narodowej. Publikacja odzwierciedla jedynie stanowisko autora i Komisja Europejska nie ponosi odpowiedzialności za umieszczoną w niej zawartość

merytoryczną.

„Młodzież w działaniu” to

programUnii Europejskiej

wspierający uczestnictwo w kształceniu pozaszkolnym,


Tytuł projektuMój przyjaciel

ROBOT

realizowany w ramach Programu

„Młodzież w działaniu”

Akcja 1. – Młodzież

dla Europy1.2. – Inicjatywy

Młodzieżowe

Jesteśmy współorganizatorem konkursu na najlepszego mechatronika w ramach

„Wojewódzkiego Konkursu Mechatronicznego”

Organizatorami Konkursu są:Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w OlsztyniePowiat BartoszyckiWarmińsko-Mazurski Ośrodek Doskonalenia Nauczycieli w Elblągu

Prace naukowe

Obecnie realizowane:1. Grant badawczy własny nr: N N509 292035 – Opracowanie

metod aplikacji środków napędu pojazdów transportu flotowego i maszyn rolniczych do zasilania dwupaliwowego mieszankami całkowicie odnawialnymi

2. Grant badawczy własny nr: N N509 573039 – Optymalizacja sterowania gazowym silnikiem o ZS CR zasilanym paliwem odnawialnym II generacji w skojarzonym agregacie prądotwórczym.

Pierwszy w Polsce silnik o ZS (1.9 Tdi) zasilany CNG+ ON (dawka pilotująca)

Realizujemy również:

Strategiczny Program Badań Naukowych i Prac Rozwojowych Zaawansowane technologie pozyskiwania energii”; zadanie nr 4„Opracowanie zintegrowanych technologii wytwarzania paliw i energii z biomasy, odpadów rolniczych i innych” w zakresie obsługi merytorycznej i wykonawczej wszystkich badań silnikowych zadania nr 4

Przygotowywane do realizacji:

„Wielozadaniowa autonomiczna platforma transportowa” – projekt zamawiany realizowany razem z Wydziałem SIMR Politechniki Warszawskiej (udział - 25 %)

40

Pilotowa elektrownia kogeneracyjna

Cel: wysokosprawna produkcja energii elektrycznej z biopaliw

Instalacja integrująca: moduły produkcji biopaliw, silnik spalinowy, zespół kotłowy, turbinę parową, generator prądu, węzeł ciepłowniczy/

technologiczny.

Część silnikowa agregatu kogerencyjnego

Zespół Katedry:1. Dr hab. inż. Andrzej Piętak – prof. UWM2. Dr inż. Grzegorz Boruta 3. Dr inż. Piotr Drogosz4. Dr inż. Michał Śmieja5. Dr inż. Sławomir Wierzbicki6. Mgr Natalia Chraplewska7. Mgr Danuta Lasota8. Mgr inż. Kamil Duda9. Mgr inż. Maciej Imiołek10. Mgr Maciej Mikulski11. Mgr Szymon Nitkiewicz12. Mgr inż. Piotr Junker13. tech. Tomasz Danilewicz

Mechatronika

Documents

Transcript of Mechatronika