Přeskočit na hlavní obsah
Přeskočit hlavičku
Ukončeno v akademickém roce 2006/2007

Navrhování mechatronických systémů

Typ studia magisterské
Jazyk výuky čeština
Kód 354-0080/01
Zkratka NMS
Název předmětu česky Navrhování mechatronických systémů
Název předmětu anglicky Design of Mechatronics Systems
Kreditů 4
Garantující katedra Katedra robotiky
Garant předmětu prof. Ing. Jiří Skařupa, CSc.

Osnova předmětu

01 Metodika mechatronického přístupu ke konstruování strojů. Nástroje
navrhování mechatronických systémů. Metody podpory inovací (CAI), využití CAD
systémů

Cvičení: Seznámení s programem cvičení, pracovními postupy, požadavky k
zápočtu, literatura, práce s počítači v rozsahu předmětu - zásady. Představení
možností simulace mechatronických systémů pomocí dostupného programového
vybavení

02 Analýza technologických požadavků na mechatronický systém (funkce,
rozsah pohybu, dynamická charakteristika pohybu, manipulované hmotnosti,
vyvíjené síly, momenty)

Cvičení: Definice funkcí montážního manipulačního systému

03 Funkční analýza stroje, hodnotová analýza funkcí systému, metody
počítačové podpory inovací CAI, systém TechOptimizer

Cvičení: Základy práce se systémem TechOptimizer, sestavení grafu funkcí
mechatronického systému

04 Interakce mezi jednotlivými subsystémy, sestavení matice interakcí v
systému TechOptimizer

Cvičení: Sestavení matice interakcí manipulačního systému Základní praxe se sw
systémem TechOptimizer – analýza funkcí. Zadání programu č. 1.

05 Principiální řešení jednotlivých funkčních skupin, práce s databází
teorémů, zákonů a jevů, moduly Effects, Principles a Prediction

Cvičení: Variantní řešení funkčních skupin manipulačního zařízení

06 Funkčně nákladová analýza (FNA) – počítačová podpora TechOptimizer:
komponenty, struktura, funkce, parametry, diagnóza, správný výběr zadání a
správná formulace zadání. Analýza komponent a struktury, analýza funkcí a
parametrů.

Cvičení: Procvičování metod řešení technických problémů – transformacemi,
standardy a efekty. Základní praxe se sw systémem TechOptimizer – postupy
trimmingu.
Test č.1:

07 Nové metody počítačové podpory konstruování (CAD), „behavior modeling“

Cvičení: Stanovení kinematické struktury montážního manipulačního zařízení,
modelovaní prvků zařízení (Pro/Engineer)

08 Metody kinematické analýzy mechanismů, využití CAD systému
Pro/Engineer, Pro/Mechanica pro kinematickou analýzu

Cvičení: Kinematická analýza manipulačního zařízení (Pro/Mechanica). Hodnocení
P1.
Zadání programu č. 2





09 Metody kinematické analýzy mechanismů, využití simulačního systému
Working Model 3D pro kinematickou analýzu

Cvičení: Kinematická analýza manipulačního zařízení (Working Model 3D)

10 Metody dynamické analýzy mechanismů, využití CAD systému Pro/Engineer,
Pro/Mechanica, Working Model 3D pro dynamickou analýzu

Cvičení: Dynamická analýza manipulačního zařízení, stanovení průběhu
zobecněných sil, (Pro/Mechanica)

11 Metody dynamické analýzy mechanismů, řešení kontaktů a kolizí
mechanického subsystému v systému Working Model 3D

Cvičení: Dynamická analýza manipulačního zařízení, kontakt a kolize s
manipulovaným objektem

12 Metody napěťové analýzy mechanismů (Pro/Mechanica)

Cvičení: Napěťová analýza prvků manipulačního zařízení

13 Metodika dimenzování pohonů, matematický model pohonného subsystému,
metody modelování pohonů, simulace dynamického chování pohonného subsystému

Cvičení: Modelování pohonů – ss motor, asynchronní motor (Pro/Mechanica, Matlab)

14 Model dynamiky mechanismu jako řízené soustavy, principy momentového
řízení, vliv nastavení regulátorů na chování systému, možnosti simulace

Cvičení: Stanovení parametrů „modelové“ části regulátoru (MathCAD, Matlab)

15 Metody modelování mechatronického systému jako celku, možnosti simulace
chování, možnosti optimalizace mechatronického systému

Cvičení: Odevzdání programu č.1 a 2. Obhajoba programů. Diskuse. Zápočet.
Připomínky a návrhy k výuce ze strany posluchačů.

Povinná literatura

Skařupa, J. Metodika konstruování. VŠB – TU Ostrava, Ostrava, 1993, str. 158,
ISBN 80 - 7078 - 167 - X.
Skařupa, J. Metodika konstruování (konstrukční cvičení). VŠB – TU Ostrava,
Ostrava, 1994, str. , ISBN .
Skařupa, J. Příručka uživatele. (Tvůrčí techniky - analýza a syntéza.) Katedra
robototechniky, VŠB – TU Ostrava, Ostrava, 1999, str. .
Skařupa, J. Inovační postupy (Metodická příručka). Katedra robototechniky, VŠB
– TU Ostrava, Ostrava, 1999, str. .
Hubka, V. Konstrukční nauka. Heurista, Zůrich, Švýcarsko, 1995, str. 105, ISBN
80 - 901135 - 0 - 8.
Andreasen, M. M. - Hein, L. Integrated Product Development. Springer - Verlag
Berlin, 1987, str. 205, ISBN 3 - 540 - 16679 - 3.
Ottosson, S. Erfolg mit Innovation. Onix, Švédsko, 1989, str. 261.
Devojno, I., G., Bušov, B., Švejda, P. Tvorba a řešení inovačních zadání.
Asociace inovačního podnikání ČR, Praha, 1997, str. 214. ISBN 80 - 238 - 1573 -
3.
TechOptimizer 3.0 - Software Manual. Invention Machine Corporation, Boston,
USA, 1997-1998, str. 312.
Bušov, B.: TRIZ - Tvorba a řešení inovačních zadání a znalostní systém
Invention Machine - IM. Technický týdeník 32/33/34/35/1999.
Tomkinson, D. - Horne, J. Mechatronics Engineering. McGraw - Hill, New York,
1995, str. 201, ISBN 0 - 07 - 065099 - 3.
Valášek, M. aj. Mechatronika. Vydavatelství ČVUT Praha, Praha, 1995, str. 153,
ISBN80 - 01 - 01276 - X.
Beneš, P. - Valášek, M. Metody tvůrčí práce. Vydavatelství ČVUT Praha, Praha,
1995, str. 105.
Mostýn, V. Mechatronika. Ostrava: skriptum FS VŠB-TUO, 2000.
Čermák, T. Elektrické pohony. Ostrava: skriptum FE VŠB TUO, 1987
Brát, V. Maticové metody v analýze a syntéze prostorových vázaných mechanických
systémů. ACADEMIA, Praha 1981
Malec, Z. Servomechanismy pro robotiku. 1.vyd.. Skripta VUT Brno, 1986
Frolov,K.V.- Voroběv,E.I. Mechanika promyšlennych robotov. Kinematika i
dinamika. Moskva, 1988
Craig, J. J. Introduction to Robotics. Addison-Wesley Publ.Co., 1986
http://www.triz-journal.com/
http://www.invention-machine.com/products/demo_tech/

Doporučená literatura

K tomuto předmětu nebyla specifikována doporučená literatura.