66
.pdfМинистерство науки и высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Воронежский государственный лесотехнический университет им. Г.Ф. Морозова»
Факультет механический Кафедра автоматизации производственных процессов
САПР МЕХАТРОННЫХ И РОБОТОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ
Методические указания для самостоятельной работы студентов
по направлению подготовки
15.03.06 Мехатроника и робототехника
Воронеж, 2019
УДК 658.5.011.56
Поляков С.И. САПР мехатронных и робототехнических систем
[Электронный ресурс]: методические указания для самостоятельной работы студентов по направлению подготовки 15.03.06 Мехатроника и робототехника / С. И. Поляков; ВГЛТУ. - Воронеж, 2019. - 11 с. - ЭБС ВГЛТУ.
Печатается по решению учебно-методического совета ФГБОУ ВО
«ВГЛТУ».
Рецензент: профессор кафедры систем управления и информационных технологий в строительстве Воронежского государственного технического университета В.И. Акимов
Введение
2
Методические указания по организации и
проведению самостоятельной работы студентов составлены в соответствии с содержанием рабочей программы настоящей учебной дисциплины.
При формировании у студентов навыков самостоятельной работы,
необходимо иметь в виду две тесно связанные между собой задачи. Первая состоит в том, чтобы развивать у студентов самостоятельность в познавательной деятельности, то есть научить их самостоятельно овладевать знаниями. Вторая задача заключается в том, чтобы научить студентов самостоятельно применять знания в учении и практической деятельности.
Под самостоятельной работой студентов понимается такая работа,
которую они выполняют без непосредственного участия преподавателя, но по его заданию, под его наблюдением и руководством, в специально предоставленное для этого время. Самостоятельная работа предполагает активные умственные действия студентов, связанные с поисками наиболее рациональных способов выполнения предложенных преподавателем заданий,
с анализом результатов работы.
Самостоятельная подготовка студентов предполагает следующие виды и формы работы: конспектирование лекций, самостоятельное изучение материала с помощью учебников и учебных пособий, написание и защита реферата, доклада; подготовка к сообщению или беседе на практическом занятии, исследовательская работа, подготовка презентаций, выполнение домашних экспериментов, самостоятельных (индивидуальных) заданий,
систематическая работа со справочными материалами, с таблицами, схемами;
подготовка к промежуточной аттестации, зачету и экзамену.
По основной дидактической цели названные виды самостоятельной работы можно подразделить на три группы: работы по приобретению новых знаний, работы по формированию умений и навыков, работы по применению знаний, умений и навыков. Указанные группы работ тесно связаны между собой. Эта связь обусловлена тем, что одни и те же средства могут быть
3
использованы для решения различных дидактических задач. Например, с
помощью лабораторно - практических работ достигается формирование умений и навыков, приобретение некоторых новых знаний, а также применение ранее полученных знаний.
Содержание самостоятельной работы на каждом этапе должно быть посильным для студентов.
Чтобы самостоятельная работа способствовала формированию инициативы и познавательных способностей учащихся, нужно предлагать такие задания, выполнение которых не допускало бы действий по готовым рецептам и шаблону. Только тогда будет достигнут нужный результат.
Методические указания призваны помочь студентам правильно организовать самостоятельную работу и рационально использовать свое время при овладении содержанием настоящей дисциплины, практическими умениями и навыками.
Самостоятельная работа направлена на освоение студентами следующих практических умений и знаний согласно требованиям рабочей программы учебной дисциплины:
– знать:
описание предметной области технологии систем сквозного автоматизированного проектирования;
представление и накопление комплекса знаний о технических структурах систем в виде иерархической системы понятий функциональных,
принципиальных, монтажных связей между ними;
основные принципы работы в широкой линейке программных продуктов САПР;
– уметь:
планировать пути движения робота, строить граф пути, его оптимизацию; эвристику;
обрабатывать изображения, осуществлять фильтрацию и коррекцию геометрических изображений;
4
решать задачи расчета энергетических и кинематических параметров;
выявлять задачи прочности, жесткости и устойчивости мехатронных устройств;
решать инженерные задачи в пространственной интерпретации полей воздействий с целью получения динамических характеристик систем;
– владеть:
практическими навыками работы в исследовании и использовании современных пакетов автоматизированного проектирования,
ориентированных на разработку робототехнических систем и представление о тенденциях и перспективах развития современных пакетов.
Методические указания по организации и проведению самостоятельной работы студентов могут быть использованы преподавателями на учебных занятиях по данной дисциплине, студентами при освоении дисциплины.
Методические указания руководства самостоятельной работой студентов:
Четко ставить задачу предстоящей самостоятельной работы.
Добиваться, чтобы студенты выполняли самостоятельную работу осознанно, то есть ясно представляли теоретические основы выполняемых действий.
Вовремя предупреждать студентов о типичных ошибках и возможных способах их избегания.
Оказывать студентам помощь, не вмешиваясь в их работу без необходимости.
При допущении студентами ошибок подводить их к осознанию и пониманию сути и причин ошибок, с тем чтобы студенты самостоятельно нашли способ их предупреждения и устранения.
Практиковать промежуточный контроль хода и результатов самостоятельной работы студентов.
5
Рационально распределять задания самостоятельной работы по сложности с учетом индивидуальных особенностей и способностей студентов.
Стимулировать и поощрять проявления творческого подхода студентов к выполнению заданий.
Умело сочетать индивидуальную и коллективную работу студентов.
При оценке хода и итогов самостоятельной работы студентов исходить из положительных моментов в их работе.
Постоянно практиковать в ходе самостоятельной работы обращение студентов к разным источникам информации.
Методические рекомендации для студентов при выполнении самостоятельной работы:
1.Внимательно прочитайте материал по конспекту, составленному на учебном занятии при изложении материала преподавателем.
2.Прочитайте тот же материал по учебнику, учебному пособию.
3.Постарайтесь разобраться с непонятным, в частности новыми терминами. Часто незнание терминологии мешает студентам воспринимать материал на теоретических и лабораторно - практических занятиях на должном уровне.
4.Составьте план прочитанного, то есть объедините главные мысли в единое целое.
5.Ответьте на контрольные вопросы для самопроверки, имеющиеся в учебнике или предложенные преподавателем.
6.Кратко перескажите содержание изученного материала «своими словами».
7.Заучите «рабочие определения» основных понятий, законов.
8.Освоив теоретический материал, приступайте к выполнению заданий, упражнений; решению задач, расчетов самостоятельной работы;
составлению графиков, таблиц.
1. Содержание разделов дисциплины
6
РАЗДЕЛ 1. Введение Системы автоматизированного управления проектирования и
производства, определения, назначение, применение, история и тенденции развития
РАЗДЕЛ 2. Обзор САПР для математического моделирования систем Математические САПР (MathCAD, MATLAB, Maple, Mathematica)
обзор, сравнительный анализ, преимущества и недостатки.
РАЗДЕЛ 3. MathCAD
MathCAD, возможности, основные приемы работы, типы данных,
функции, библиотеки, графические возможности, возможности численного и аналитического вычислений, программирования.
РАЗДЕЛ 4. MATLAB
MATLAB, возможности, основные приемы работы, типы данных,
функции, библиотеки, графические возможности, возможности численного и аналитического вычислений, программирования.
РАЗДЕЛ 5. Обзор существующих САПРиП механических узлов мехатронных систем
САПР механических конструкций (Visio, КОМПАС, AutoCAD, Solid
Works) обзор, сравнительный анализ, преимущества и недостатки.
РАЗДЕЛ 6. Visio, AutoCAD
Visio, AutoCAD, возможности, основные приемы работы, типы данных,
функции, библиотеки, графические возможности, программирование.
РАЗДЕЛ 7. КОМПАС КОМПАС, возможности, основные приемы работы, типы данных,
функции, библиотеки, графические возможности, программирование.
РАЗДЕЛ 8. Solid Works
Solid Works, возможности, основные приемы работы, типы данных,
функции, библиотеки, графические возможности, программирование.
РАЗДЕЛ 9. Обзор САПР электронных и микропроцессорных систем САПР микропроцессорных и микроэлектронных устройств (Or CAD,
7
Micro CAP, P-CAD) обзор, сравнительный анализ, преимущества и
недостатки.
РАЗДЕЛ 10. OrCAD
OrCAD, возможности, основные приемы работы, типы данных,
функции, библиотеки, графические возможности, программирование.
РАЗДЕЛ 11. Micro CAP
Micro CAP, возможности, основные приемы работы, типы данных,
функции, библиотеки, графические возможности, программирование.
РАЗДЕЛ 12. P-CAD
P-CAD, возможности, основные приемы работы, типы данных,
функции, библиотеки, графические возможности, программирование.
РАЗДЕЛ 13. Способы и алгоритмы преобразования проектирования в производство
Возможности совмещения систем автоматизированного проектирования с технологическим оборудованием. Использование
«САПРиП» для изготовления механических и микроэлектронных узлов мехатронных систем на станке, участке, в цехе.
2. Самостоятельная работа студентов
Поскольку лекции читаются не в полном объеме дисциплины, то студентам на самостоятельное изучение выносится ряд разделов.
Преподаватель сообщает студентам содержание данных разделов и организует контроль знаний по заявленным темам.
Самостоятельно студенты в лаборатории 304 кафедры автоматизации производственных процессов дорабатывают лабораторно-практические работы, готовят отчеты по каждой из них.
Таблица 1
8
№ п/п |
Тема самостоятельной работы |
Номер источника |
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
|
|
|
|
|
1 |
Российские САПР |
1осн (С. |
26-50) |
|
|
|
|
2 |
Применение АСПР при подготовке |
1осн (С. |
61-76) |
|
управляющих программ для станков сЧПУ |
|
|
|
|
|
|
3 |
Концепция управления жизненным циклом |
1осн (С. |
290-304) |
|
изделия |
|
|
|
|
|
|
3. Вопросы к зачету с оценкой по дисциплине
«САПР мехатронных и робототехнических систем»
1.Определение САПР.
2.Виды САПР.
3.Использование САПР в НИРС.
4.MathCAD - приемы работы.
5.MathCAD - численные вычисления.
6.MathCAD - аналитические вычисления.
7.MathCAD - графические возможности.
8.MATLAB - приемы работы.
9.MATLAB - аналитические вычисления.
10.MATLAB - графические возможности
11.Назначение САПР для конструирования механических модулей.
12.Преимущества и недостатки механических САПР.
13.3-D графика САПР КОМПАС.
14.Модули САПР Solid Works.
15.3-D графика САПР Solid Works.
16.Назначение САПР для конструирования микроэлектронных модулей.
17.Преимущества и недостатки микроэлектронных САПР.
18.Модули САПР Or CAD.
19.Модули САПР P-CAD.
9
20.Возможности составления электронной технической документации САПР P-CAD.
21.MathCAD – алгебраические расчеты.
22.MathCAD - численные вычисления.
23.MathCAD - аналитические вычисления.
24.MathCAD – построение графиков.
25.MATLAB – работа с М-файлами.
26.MATLAB – работа в приложении Simulink.
27.MATLAB – использование библиотек.
28.САПР КОМПАС – использование стандартных инструментов меню.
29.САПР КОМПАС – использование стандартных библиотек.
30.САПР P-CAD – использование стандартных библиотек.
31.Модули САПР КОМПАС.
32.Преобразование 3-D САПР КОМПАС в рабочие чертежи.
33.Преобразование 3-D САПР Solid Works в рабочие чертежи.
34.Возможности составления электронной технической документации САПР.
35.Соблюдение ГОСТ РФ различными САПР.
36.Электрические принципиальные схемы в САПР Or CAD.
37.Разводка печатных плат в САПР Or CAD.
38.Электрические принципиальные схемы в САПР P-CAD.
39.Разводка печатных плат в САПР P-CAD.
40.Принципы компиляции документов проектирования в управляющие коды технологического оборудования.
10