- Nazwa przedmiotu:
- Pracowania Systemów Współrzędnościowych
- Koordynator przedmiotu:
- dr inż. Michał Jankowski
- Status przedmiotu:
- Obowiązkowy
- Poziom kształcenia:
- Studia I stopnia
- Program:
- Mechatronika
- Grupa przedmiotów:
- Obowiązkowe
- Kod przedmiotu:
- PSW
- Semestr nominalny:
- 6 / rok ak. 2020/2021
- Liczba punktów ECTS:
- 6
- Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
- 1) Liczba godzin bezpośrednich - 75 godz., w tym:
a) wykład - 15 godz.
b) zajęcia projektowe - 45 godz.
c) konsultacje - 15 godz.
2) Praca własna studenta – 95 godz.
a) przygotowanie do zaliczeń: 20 godz.
b) zapoznanie z literaturą: 10 godz.
c) praca nad projektem w domu: 65
RAZEM - 155 godz. – 6 ECTS
- Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
- 3 punkty ECTS - 75 godz. w tym:
a) wykład - 15 godz.
b) zajęcia projektowe - 45 godz.
c) konsultacje - 15 godz.
- Język prowadzenia zajęć:
- polski
- Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
- 5 punktu ECTS
a) Zajęcia projektowe oraz praca nad projektem w domu
- Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
-
- Wykład15h
- Ćwiczenia0h
- Laboratorium0h
- Projekt45h
- Lekcje komputerowe0h
- Wymagania wstępne:
- WYKŁAD: wymagana jest znajomość teorii pomiarów współrzędnościowych oraz metrologii ogólnej
PROJEKTOWANIE: wymagana jest znajomość rysunku technicznego, analizy niepewności pomiarów i podstaw elektrotechniki
- Limit liczby studentów:
- brak
- Cel przedmiotu:
- Poznanie zagadnień związanych z konstrukcją, projektowaniem i modernizacją urządzeń pomiarowych, ze szczególnym uwzględnieniem urządzeń realizujących pomiary współrzędnościowe, ich wyposażenia oraz stanowisk do badania ich dokładności.
- Treści kształcenia:
- WYKŁAD: 1) Wprowadzenie. Metody badania dokładności impulsowych głowic pomiarowych stosowanych we współrzędnościowych maszynach pomiarowych. Omówienie realizacji jednej z tych metod jako przykładu projektu urządzenia pomiarowego. 2) Zagadnienia związane z niepewnością pomiarów współrzędnościowych. Modelowanie działania głowic pomiarowych. Analiza niepewności stanowiska omówionego w ramach wprowadzenia. Metoda Monte Carlo. 3) Przegląd i omówienie podstawowych elementów mechanicznych stosowanych w urządzeniach pomiarowych. Prowadnice i łożyska. Systemy mocowań. Systemy profili aluminiowych. 4) Projektowanie i modernizacja przyrządów pomiarowych. Enkodery. Czujniki. Głowice triangulacyjne. Elementy wykonawcze. Sterowanie silnikami. Translatory i pozycjonery piezoelektryczne. 5) Sterowanie działaniem urządzeń pomiarowych. Zastosowanie mikrokontrolerów. Programowanie mikrokontrolerów na przykładzie 8-bitowych mikrokontrolerów AVR. Komunikacja urządzeń pomiarowych z komputerami PC. Akwizycja danych.
PROJEKT: W ramach projektu studenci opracowują: a) współrzędnościowe urządzenie pomiarowe (np. skaner laserowy) albo b) urządzenie do badania dokładności wybranego podzespołu/wybranych podzespołów WMP lub innego urządzenia współrzędnościowego (np. stanowisko do badania dokładności głowic impulsowych) albo c) modernizację wybranego, istniejącego urządzenia pomiarowego (np. mikroskopu). Projekt składa się z 4 części: 1) sformułowania założeń i przeglądu istniejących rozwiązań, 2) opracowania części mechanicznej (rysunek złożeniowy + wybrane przez prowadzącego rysunki wykonawcze), 3) opracowania części elektronicznej (dobór elementów, schemat, opis algorytmów) i 4) obliczeń dotyczących niepewności zaprojektowanego/zmodernizowanego urządzenia. W ramach projektu studenci szczegółowo poznają konstrukcję wybranych urządzeń pomiarowych znajdujących się na Wydziale Mechatroniki Politechniki Warszawskiej. Wybrane projekty mogą zostać zrealizowane w praktyce, tzn. wykonane jako istniejące fizycznie, działające urządzenia/modyfikacje urządzeń.
W przypadku bardzo dużych projektów (np. opracowanie całej współrzędnościowej maszyny pomiarowej), projekt może być realizowany zespołowo przez kilku studentów, przy czym każdy student musi mieć określoną część projektu, za którą odpowiada, i każdy student oceniany jest indywidualnie.
- Metody oceny:
- Wykład: sprawdzian (egzamin) pisemny
Projektowanie: ocena postępów w pracy na zajęciach oraz ocena projektów
- Egzamin:
- tak
- Literatura:
- [1] Ratajczyk E., Woźniak A.: Współrzędnościowe systemy pomiarowe. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2016
[2] Sładek J.: Dokładność pomiarów współrzędnościowych. Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, Kraków 2011
[3] Praca zbiorowa: Konstrukcja przyrządów i urządzeń precyzyjnych. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, 2006
[4] Praca zbiorowa pod kierunkiem W. Trylińskiego: Poradnik konstruktora przyrządów precyzyjnych i drobnych. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 1970
[5] Baranowski R.: Mikrokontrolery AVR ATmega w praktyce. BTC, Warszawa 2005
- Witryna www przedmiotu:
- brak
- Uwagi:
Efekty uczenia się
Profil ogólnoakademicki - wiedza
- Charakterystyka BPU_W01
- Student ma wiedzę o konstrukcji i projektowaniu złożonych urządzeń pomiarowych oraz o stosowanych w nich podzespołach
Weryfikacja: egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K_W11, K_W12, K_W14, K_W15, K_W17
Powiązane charakterystyki obszarowe:
P6U_W, I.P6S_WG.o, III.P6S_WG
- Charakterystyka BPU_W02
- Student ma wiedzę o zastosowaniu komputerów, mikrokontrolerów i kart akwizycji danych w urządzeniach pomiarowych
Weryfikacja: Egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K_W08, K_W12
Powiązane charakterystyki obszarowe:
P6U_W, I.P6S_WG.o, III.P6S_WG
Profil ogólnoakademicki - umiejętności
- Charakterystyka BPU_U01
- Student umie zaprojektować lub zmodernizować złożone urządzenie pomiarowe z zastosowaniem dostępnych na rynku podzespołów, z uwzględnieniem systemu sterowania urządzeniem
Weryfikacja: ocena wykonanego projektu
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K_U13, K_U14, K_U15, K_U18, K_U21, K_U22, K_U23, K_U01, K_U02, K_U08
Powiązane charakterystyki obszarowe:
P6U_U, III.P6S_UW.o, I.P6S_UW.o, I.P6S_UK, I.P7S_UW.o
- Charakterystyka BPU_U02
- Student umie wyznaczyć niepewność pomiaru przy pomocy skomplikowanego urządzenia pomiarowego
Weryfikacja: ocena wykonanego projektu
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K_U01, K_U13, K_U22
Powiązane charakterystyki obszarowe:
P6U_U, I.P6S_UW.o, I.P6S_UK, III.P6S_UW.o
Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne
- Charakterystyka BPU_ K01
- Student potrafi samodzielnie rozwiązywać postawione przed nim problemy, uwzględniając przy tym ekonomiczną opłacalność proponowanych rozwiązań
Weryfikacja: ocena wykonanego projektu
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K_K05
Powiązane charakterystyki obszarowe:
I.P6S_KO