Diagnostyka i nadzór systemów wytwórczych

Rok akademicki:
Grupa przedmiotów:
2016/2017
Numer katalogowy:
Nazwa przedmiotu1):
Diagnostyka i nadzór systemów wytwórczych
Tłumaczenie nazwy na jęz. angielski3):
Diagnostics and supervision of manufacturing systems
Kierunek studiów4):
Technologia drewna
5)
Koordynator przedmiotu :
Dr inż. Jacek Wilkowski
Prowadzący zajęcia6):
Dr inż. Jacek Wilkowski
ECTS 2)
Jednostka realizująca :
Wydział Technologii Drewna, Katedra Mechanicznej Obróbki Drewna, Zakład Mechanizacji i
Automatyzacji w Przemyśle Drzewnym
Wydział, dla którego przedmiot jest
realizowany8):
Wydział Technologii Drewna
7)
9)
Status przedmiotu :
a) przedmiot kierunkowy
b) stopień 2, rok 2
c) niestacjonarne (zaoczne)
Cykl dydaktyczny10):
Semestr 3 (zimowy)
Jęz. wykładowy11):
polski
Założenia i cele przedmiotu12):
Przedmiot obejmuje podstawy elastycznej automatyzacji procesów wytwórczych wykorzystywanych w
przemyśle drzewnym ze szczególnym uwzględnieniem obróbki wiórowej.
Formy dydaktyczne, liczba godzin13):
Metody dydaktyczne14):
Pełny opis przedmiotu15):
a)
wykład; liczba godzin 7;
b)
ćwiczenia laboratoryjne; liczba godzin 7;
2
Wykład informacyjny, wykład problemowy, pogadanka, pokaz, projekt, dyskusja, konsultacje.
Wykłady
Pojęcia podstawowe (monitorowanie, diagnostyka, nadzór, sterowanie adaptacyjne). Przyczyny diagnozowania
i nadzoru systemów wytwórczych. Zadania układów Diagnostyki Narzędzia i Procesu Skrawania (DNiPS).
Zużycie i stępienie ostrza, okres trwałości ostrza, wpływ parametrów skrawania na okres trwałości. Struktura
układu DNiPS, wielkości fizyczne wykorzystywane w układach DNiPS. Budowa toru pomiarowego w układach
DNiPS, uziemienie toru, wstęp do sensoryki, od źródła sygnału do przetwornika. Czujniki pomiarowe w układach
DNiPS: położenia, odległości i kąta, drgań, AE, hałasu, sił, momentów, temperatury. Częstotliwość próbkowania
sygnałów pomiarowych, zjawisko aliasingu, wzmocnienie, rozdzielczość i zakres sygnału pomiarowego,
akwizycja danych. Przetwarzanie sygnałów pomiarowych: przetwarzanie analogowo-cyfrowe, zakłócenia
sygnałów pomiarowych, wzmocnienie sygnału, filtrowanie analogowe, filtry cyfrowe, przekształcenia Fouriera
(dyskretne, szybkie), uśrednianie sygnałów, transformacja falkowa. Analiza sygnałów pomiarowych: analiza
czasowo-częstotliwościowa, miary sygnałów diagnostycznych. Strategie diagnostyczne (nadzorowania),
klasyfikacja strategii: strategie oparta na granicach statycznych (proste stałe granice, etapowe stałe granice,
wzorzec przebiegu), strategie bazująca na: rozpoznawaniu obrazów, pośrednich wskaźnikach zużycia,
granicach dynamicznych, system nasłuchu. Wykrywanie katastroficznego stępienia ostrza (KSO)
w przemysłowych układach DNiPS. Monitorowanie zużycia ostrza i jakości obróbki, wykrywanie kolizji podczas
frezowania i wiercenia płyt drewnopochodnych. Wykorzystanie metod sztucznej inteligencji w DNiPS,
zastosowanie sieci neuronowych i logiki rozmytej do oceny zużycia ostrza. Monitorowanie dokładności
wymiarowej frezowania płyt MDF – podstawy sterowania adaptacyjnego geometrycznego (układy ACG).
Ćwiczenia
Budowa toru pomiarowego wielkości fizycznych wykorzystywanych w układach Diagnostyki Narzędzia i Procesu
Skrawania (DNiPS), wzmocnienie, rozdzielczość i zakres sygnału pomiarowego, akwizycja danych
pomiarowych.
Miary sygnałów diagnostycznych (określone w dziedzinie czasu, częstotliwości, analiza czasowoczęstotliwościowa), pojęcie szumu, rodzaje szumów, rozpoznawanie zmian skorelowanych ze zmianą stanu
danego zjawiska.
Analiza sygnału drgań podczas frezowania materiałów drzewnych (określenie podstawowych miar sygnału,
analiza częstotliwości diagnostycznych).
Badanie charakterystyki toru do pomiaru emisji akustycznej (metodą Nilsena i Hsu, wg. normy ASTM Standard
E976-84).
Diagnostyka zużycia ostrza w oparciu o pomiar sił skrawania podczas wiercenia materiałów drzewnych.
Wymagania formalne (przedmioty
wprowadzające)16):
17)
Założenia wstępne :
Brak (nie)
Brak (nie)
01 – Zna podstawowe technologie inżynierskie
04 – Rozumie i stosuje podstawowe technologie
możliwe do wykorzystywania podczas automatyzacji
informatyczne w zakresie przetwarzania i analizy
nadzoru obrabiarek w przemyśle drzewnym.
sygnałów pomiarowych.
02 – Zna przykładowe, zaawansowane i
05 – Potrafi dokonać krytycznej analizy sposobu
Efekty kształcenia18):
niekonwencjonalne rozwiązania techniczne możliwe do funkcjonowania oraz ocenić przydatność
wykorzystywania podczas automatyzacji nadzoru
przemysłowych układów DNiPS do rozwiązywania
obrabiarek w przemyśle drzewnym.
problemów o charakterze praktycznym występujących
03 – Ma podstawową wiedzę o cyklu życia obrabiarek i w przemyśle drzewnym.
06 – Potrafi pracować w grupie.
narzędzi.
01, 02, 03 – repetytorium w formie pisemnej, zorganizowane na wykładach
01, 02, 05 – wejściówki z przygotowania do ćwiczeń laboratoryjnych
Sposób weryfikacji efektów kształcenia19):
04, 06 – sprawozdania z ćwiczeń laboratoryjnych dotyczące rozwiązań problemu o charakterze praktycznym
realizowane w grupach podczas ćwiczeń
Forma dokumentacji osiągniętych efektów Treść pytań repetytoryjnych z oceną, wejściówki z przygotowania do ćwiczeń laboratoryjnych, sprawozdania
kształcenia 20):
grupowe z realizacji ćwiczeń laboratoryjnych.
Elementy i wagi mające wpływ na ocenę
końcową21):
Indywidualna ocena z repetytorium (część wykładowa) - 50%, indywidualna ocena z wejściówek z
przygotowania do ćwiczeń laboratoryjnych – 30%, grupowa ocena za opracowanie sprawozdania z rozwiązania
problemu o charakterze praktycznym na ćwiczeniach laboratoryjnych – 20%.
Student, który nie uzyskał określonej minimalnej akceptowalnej liczby punktów z repetytorium (część
wykładowa) i z części ćwiczeń laboratoryjnych (wejściówki i sprawozdania) nie powinien uzyskać zaliczenia
przedmiotu.
Miejsce realizacji zajęć22):
Aula i sale laboratoryjne WTD.
23
Literatura podstawowa i uzupełniająca ):
1.Jemielniak K., 2002: Automatyczna diagnostyka stanu narzędzia i procesu skrawania. OW PW Warszawa.
2.Honczarenko J., 2000: Elastyczna automatyzacja wytwarzania. Wyd. WNT. Warszawa.
3.Kosmol J., 2000: Automatyzacja obrabiarek i obróbki skrawaniem Wyd. WNT. Warszawa.
4.Kosmol J. (red.), 1996: Monitorowanie ostrza skrawającego. Wyd. WNT. Warszawa.
UWAGI24):
Wskaźniki ilościowe charakteryzujące moduł/przedmiot25) :
Szacunkowa sumaryczna liczba godzin pracy studenta (kontaktowych i pracy własnej) niezbędna dla osiągnięcia zakładanych efektów
kształcenia18) - na tej podstawie należy wypełnić pole ECTS2:
75 (20+50) h
Łączna liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademicki
0,8 ECTS
Łączna liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym, takich jak zajęcia laboratoryjne,
projektowe, itp.:
1,5 ECTS
Tabela zgodności kierunkowych efektów kształcenia efektami przedmiotu 26)
Nr /symbol
efektu
01
02
03
04
05
06
Wymienione w wierszu efekty kształcenia:
Zna podstawowe technologie inżynierskie możliwe do wykorzystywania podczas
automatyzacji nadzoru obrabiarek w przemyśle drzewnym.
Zna przykładowe, zaawansowane i niekonwencjonalne rozwiązania techniczne możliwe do
wykorzystywania podczas automatyzacji nadzoru obrabiarek w przemyśle drzewnym.
Ma podstawową wiedzę o cyklu życia obrabiarek i narzędzi.
Rozumie i stosuje podstawowe technologie informatyczne w zakresie przetwarzania i
analizy sygnałów pomiarowych.
Potrafi dokonać krytycznej analizy sposobu funkcjonowania oraz ocenić przydatność
przemysłowych układów DNiPS do rozwiązywania problemów o charakterze praktycznym
występujących w przemyśle drzewnym.
Potrafi pracować w grupie.
Odniesienie do efektów dla programu
kształcenia na kierunku
KTDM_W12
KTDM_W05
KTDM_W10
KTDM_U03
KTDM_U14, KTDM_U16
KTDM_K02