ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»
Согласовано _______________________ | Утверждаю ______________________ |
Руководитель ООП по направлению 220700 доц. | Зав. кафедрой АТПП доц. |
ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
«РОБОТОТЕХНИКА В ГОРНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ»
Направление подготовки:
220700 Автоматизация технологических процессов и производств
Профиль подготовки:
Автоматизация технологических процессов и производств в горном деле
Квалификация (степень) выпускника: бакалавр
Форма обучения: очная
Составители:
Профессор каф. АТПП
Доцент каф. АТПП
Санкт-Петербург
2012
1. Цели и задачи дисциплины:
Целью дисциплины является приобретение студентами знаний по принципу работы, проектированию, выбору роботехнических устройств, манипуляторов для комплексной автоматизации горного производства.
Поставленные цели достигаются изучением студентами разделов дисциплины и выполнением лабораторных, практических, самостоятельных работ с использованием методических пособий при контроле преподавателем.
Задачами дисциплины является формирование знаний и умений, необходимых бакалаврам в трудовой деятельности при:
- проектировании систем автоматизации предприятий горной промышленности с применением робототехнических комплексов;
- выборе типа робота, манипулятора и их настраиваемых параметров;
- внедрение и эксплуатации робототехнических устройств.
2. Место дисциплины в структуре ОПП:
Данная дисциплина относится к вариативной части учебного плана профессионального цикла.
Для изучения робототехники в горной промышленности студент должен знать дисциплины:
- основы освоения недр и физика горных пород;
- инженерная гидрогеодинамика;
- теория процессов добычи и обогащения полезных ископаемых;
- основные положения теории автоматического управления;
- электротехника и электроника;
- программирование и алгоритмитизация;
- моделирование процессов и систем;
- основы электропривода;
- стационарные установки и гидро-пневмопривод горных машин;
- экономика горнодобывающего предприятия.
Материалы дисциплины используются при изучении курсов «Автоматизация технологических процессов (в горной промышленности)», «Автоматизированные системы оперативно-диспечерского управления (в горной промышленности)» и при выполнении выпускной квалификационной работы.
3. Требования к результатам освоения дисциплины:
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
- способность собирать и анализировать исходные информационные данные для проектирования средств и систем автоматизации (ПК-1);
- способность участвовать в разработке обобщенных вариантов решения проблем, связанных с автоматизацией производства, выборе оптимального решения (ПК-7);
- способность выбирать средства автоматизации технологических процессов и производств (ПК-11);
- способность проводить предварительное технико-экономическое обоснование проектных решений (ПК-15);
- способность практического освоения и совершенствования систем автоматизации (ПК-20);
- способность выполнять работы по автоматизации технологических процессов и производств, их обеспечению средствами автоматизации и управления (ПК-21);
- способность определять номенклатуру параметров технологических процессов, подлежащих контролю и измерению, устанавливать нормы точности измерений и достоверности контроля (ПК-22);
- способность выполнять проверку и отладку систем и средств автоматизации технологических процессов, а также их ремонт (ПК-23);
В результате изучения дисциплины студент должен:
Знать: принципы построения и функционирования манипуляторов, роботехнических устройств, систем управления, очувствления и технического зрения роботов;
Уметь: для заданных условий эксплуатации выбрать тип робота, манипулятора, обосновать алгоритм управления и осуществить их настройку;
Владеть: методиками диагностики, настройки и способами устранения неисправностей.
4. Объем дисциплины в виде учебной работы
Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единиц.
Виды учебной работы | Всего часов | Семестры | |||
5 | |||||
Аудиторные занятия (всего) | 51 | 51 | |||
В том числе: | - | - | - | - | - |
Лекции | 17 | 17 | |||
Практические занятия (ПЗ) | 17 | 17 | |||
Семинары (С) | |||||
Лабораторные работы (ЛР) | 17 | 17 | |||
Самостоятельная работа (всего) | 44 | 44 | |||
В том числе: | - | - | - | - | - |
Курсовой проект (работа) | |||||
Расчетно-графические работы | 12х2=24 | 24 | |||
Реферат | |||||
Другие виды самостоятельной работы | 8 | 8 | |||
Оформление и защита лабораторных работа | 2х6=12 | 12 | |||
Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен) | экз. | ||||
Общая трудоемкость час зач. ед. | 112 | 112 | |||
3 | 3 |
5. Содержание дисциплины
5.1. Содержание разделов дисциплины
№ п/п | Наименование раздела дисциплины | Содержание раздела |
1. | Назначение робототехники в автоматизации производственных процессов горной и смежных отраслей промышленности | История развития робототехники. Виды промышленных роботов и их связь с гибкими производственными системами. Экономическое и социальное значение робототехники. |
2. | Устройство роботов и манипуляторов | Конструкция и технические характеристики исполнительных механизмов и транспортных систем. Кинематика многозвеньевых манипуляторов. Типы приводов промышленных роботов. |
3. | Системы управления роботов | Системы программного управления роботов. Цикловое, позиционное, контурное управления. Уровни адаптации. Принцип построения программного обеспечения систем управления адаптивных роботов. Дистанционно управляемые роботы и манипуляторы. |
4. | Системы технического зрения и очувствления роботов | Виды, принципы построения, функциональные схемы, применение систем технического зрения. Локационные, тактильные, силометрические системы очувствления роботов. Их принцип работы и техническая реализация. |
5. | Применение роботов и манипуляторов | Применение робототехнических систем при обслуживании основных и вспомогательных процессов горного производства. Технико-экономическое обоснование и примеры применения роботов и манипуляторов. |
5.2. Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами
№ п/п | Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин | №№ разделов данной дисциплины, необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин | ||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||
1. | Автоматизация технологических процессов на горных предприятиях | + | + | + | + | + |
2. | Автоматизированные системы оперативно-диспечерского управления горных предприятий | + | + | + | + | + |
3. | Проектирование автоматизированных систем | + | + | + | + | + |
4. | Интегрированные системы проектирования и управления | + | + | + | + | + |
5. | Микроконтроллеры и микропроцессоры в системах управления | + | + | + | + | + |
6. | Микропроцессорные системы управления и сбора данных | + | + | + | + | + |
5.2. Разделы дисциплины и виды занятий
№ п/п | Наименование раздела дисциплины | Лекц. | Практ. зан. | Лаб. зан. | Семин. | СРС РГР | Всего часов |
1. | Назначение раздела дисциплины в автоматизации производственных процессов и смежных отраслей промышленности | 2 | - | - | - | 4 | 6 |
2. | Устройство роботов и манипуляторов | 4 | 4 | 4 | - | 10 | 22 |
3. | Системы управления роботов | 4 | 4 | 4 | - | 10 | 22 |
4. | Системы технического зрения и очувствления роботов | 4 | 4 | 4 | - | 10 | 22 |
5. | Применение роботов и манипуляторов | 3 | 5 | 5 | - | 10 | 23 |
Итого: | 17 | 17 | 17 | - | 44 | 95 | |
6. Лабораторный практикум
№ п/п | № раздела дисциплины | Наименование лабораторных работ | Трудоемкость (час.) |
1. | 5.1.2 | Изучение устройства промышленных роботов и манипуляторов | 4 |
2. | 5.1.3 | Изучение программного, циклового, позиционного, контурного управлений роботов | 4 |
3. | 5.1.4 | Изучение функциональных, структурных схем систем технического зрения и очувствления роботов | 4 |
4. | 5.1.5 | Изучение технических характеристик, области применения и эффективность эксплуатации существующих промышленных роботов и манипуляторов | 5 |
7. Практические занятия (семинары)
Анализ режимов работы промышленных роботов, манипуляторов элементов автоматизации основных и вспомогательных процессов горного производства.
8. Примерная тематика курсовых проектов (работ)
Курсовых проектов (работ) нет.
9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:
а) Основная литература:
1. Корендясев основы робототехники. В 2-х кн / , , ; отв. ред. ; ин-т машиноведения им. РАН. – М.: Наука, 2006. – ISBNS – 02-033952-0.
2. Матюхин движением манипуляторов. Рос. акад. наук ин-т проблем управления им. , М.: ИПУ, 2010, 95с.
3. , Шиянов роботами и РТС, (Учебное пособие). Воронежский гос. тех. ун-т; 2010, 228с.
4. Юревич робототехники. СПб: БХВ – Петербург, 2010, 359с.
5. , Соломин и робототехнические системы. Омск: изд-во ОМГТУ, 2008, 160с.
6. Опаркин опыт автоматизации горных работ на подземных рудниках /, , и др. Рос. акад. наук ИГД, Новосибирск: 2007, 97с.
б) дополнительная литература
1. Стенин в робототехнику (Учебное пособие). Московский ин-т радиоэлектроники и автоматики (тех. ун-тет). М.: МИРЭА, 2005, 115с.
2. М. Шахинпур. Курс робототехники (перевод с англиского). М.: Мир, 1990, 527с.
3. , Письменный робототехники. Введение в специальность: Учебник для вузов по спец. «Робототехнические системы и комплексы» - М.: Высшая шк., 1990, 224с.
4. Конюх в горном деле. Кемерово: Кузбассвузиздат, 2000, 335.
5. , , Промышленные роботы (Кинематика, динамика, контроль и управление). М.: Солон-ПРЕСС, 2007, 488с.
6. , Ющенко управления манипуляционными роботами. Учебник для вузов по спец. «Роботы и робототехнические системы». М.: Издат-во МГТУ им. , 2004, 488с.
в) программное обеспечение
Не требуется.
г) базы данных, информационно-справочные и поисковые системы:
1. Приборы, системы и средства автоматизации технологических процессов / Номенклатурный каталог в 12 томах, 2000-2010 гг.
2. Компоненты автоматизации ОВЕН (Ежегодный каталог продукции) [сайт] URL:www. owen. ru
3. Библиотека изобретений, патентов, товарных знаков РФ [сайт] URL:www. fips. ru
4. Полнотекстовые базы данных, библиотека СПГГИ(ТУ) [сайт] URL: www. kodeks. spmi. edu. ru:3000
5. Московский государственный технический университет им. [сайт] URL: www. bmstu. ru
10. Материально-техническое обеспечение дисциплины:
Специализированные лаборатории 6501, 6503. Компьютерный класс – ауд. 6502, в которой установлены 14 компьютеров. В классе одновременно могут заниматься до 20 человек.
11. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины
Темы лабораторных работ студентам выдаются на предыдущих занятиях. Перед началом занятий производится контроль знаний по изучаемым темам.
Образуется единая система изучения, освоения содержания дисциплины, приобретения умения с системой контроля и стимулирования студента в освоении им необходимых компетенций в области профессиональной деятельности.
Разработчики:
СПГГИ(ТУ), каф. АТПП _профессор_
(место работы) (занимаемая должность) (фамилия, И. О.)
СПГГИ(ТУ), каф. АТПП _доцент_
(место работы) (занимаемая должность) (фамилия, И. О.)
Эксперты:
____________________ _____________ ________________
(место работы) (занимаемая должность) (фамилия, И. О.)
____________________ _____________ ________________
(место работы) (занимаемая должность) (фамилия, И. О.)
