Notes
Slide Show
Outline
1
Mekatroniikka
ja
Automaation tietotekniikan seminaari

Lehtori, KTT Timo Mantere
timo.mantere@uwasa.fi
2
Kurssin tarkoitus
  • MEKATRONIIKKA (Mechatronics)
  • AUTO.2040, 5 op / 3 ov


  • Edeltävät opinnot: Ohjelmointi, Lineaarialgebra ja Fysiikka I.
  • Tavoite: Perehdyttää opiskelija automaatioon ja mekatronisiin laitteisiin, niiden suunnitteluun ja matemaattiseen käsittelyyn. Oppia mekatronisten laitteiden suunnittelua.
  • Sisältö: Automaatio, mekatronisen laitteen mekanismit, anturointi, ohjaus, ohjelmointi, toimilaitevaihtoehdot ja tehonsiirto, robotit. Laiteturvallisuus.
  • Oppimateriaali ja kirjallisuus:
    1. Mauri Airala: Mekatroniikka, OtaTieto, 1993
    2. Muu luennoilla ilmoitettava kirjallisuus
  • Toteutustavat: Luennot 24 h, harjoitukset 16 h, harjoitustyö 30 h.
  • Suoritustavat: Tentti ja harjoitustyö
  • Arviointi: Asteikolla 1-5 tai hylätty
3
Mekatroniikka
  • Englanniksi: mechatronics
    • Mekaniikka (mechanics)
    • Elektroniikka (electronics)


  • Airila (1993) määrittelee mekatroniikan:
  • ”oppi tietotekniikan hyväksikäytöstä koneissa ja laitteissa”.


  • Englanninkielisiä määritelmiä: http://www.engr.colostate.edu/~dga/mechatronics/definitions.html
4
Mekatroniikka - Aikataulu
  • Luennot:
    Torstaisin klo 9-12 salissa F414, viikot 36-42 ja 44-46


  • Harjoitukset:
    Maanantaisin klo 12-14 salissa F411, viikot 37-42 ja 44-47


  • Harjoitustöiden ohjaus:
    Torstaisin klo 9-12 salissa F414, viikot 47-50
5
Kurssin alustava sisältö
  • Luennoilla käydään läpi Airilan kirjan teoriapuoli pääosin muiden lähteiden avulla,
  • kirjan matemaattinen puoli puolestaan läpikäydään pääosin harjoituksissa


  • 1. periodin luennot:


  • Luento, vko 36: Johdanto ja yleissuunnittelu
  • Luento, vko 37: Perusmekanismit
  • Luento, vko 38: Robottimekanismit
  • Luento, vko 39: Anturit
  • 1. Välikoe, vko 40 (koealue: luennot 1-4, harjoitukset 1-4)
  • Luento, vko 41: Toimilaitteet
  • Luento, vko 42: Ohjausjärjestelmät


  • 2. periodin luennot:


  • Luento, vko 44: Mekaaniset rakenneosat
  • Luento, vko 45: Muuta asiaan liittyvää
  • 2. Välikoe, vko 46 (koealue: luennot 5-8, harjoitukset 5-8)
6
Mekatroniikka
7
AUTOMAATIO
  • 1. Valitaan automatisoitava laite, systeemi tai prosessi
    • Suunnitellaan mitä sille tehdään, eli mitä automatisoidaan










    • Esimerkki: Polkupyörärobotti
8
AUTOMAATIO
  • 2. Asennetaan antureita ja mittalaitteita (mittaustekniikka ja mekatroniikka)
9
AUTOMAATIO
  • 3. Lisätään toimilaitteita (robotiikka)
10
AUTOMAATIO
  • 4. Lisätään ohjausyksikkö ja johdotetaan anturit sekä toimilaitteet siihen (tietoliikenne)


11
AUTOMAATIO
  • 4. a) Tiedonsiirto voi olla esim.
    • Analoginen (tasavirtaa tai vaihtovirtaa)
    • Digitaalinen (0/1, koodattu tiedonsiirtoprotokollan mukaan)
    • Optinen

12
AUTOMAATIO
  • 4. b) Ohjausyksikkö voi olla esim.
    • Analoginen (elektroniikkaa, perinteinen sääto)
    • Logiikkaa (digitaalitekniikka)
    • Tietokone (Mikroprosessori, sulautetut järjestelmät)


13
AUTOMAATIO
  • 4. c) Ohjausyksikössä voi pyöriä erilaisia ohjelmia
    • Kuvankäsittely kameratiedon analysoimiseksi
    • Signaalien käsittelyä toimilaitteiden antaman mittaustiedon analysoimiseksi


14
AUTOMAATIO
  • 4. d) Ohjausyksikössä voi pyöriä erilaisia ohjelmia minkä avulla mitatusta tiedosta muodostetaan ohjaus
    • Perinteinen säätötekniikka, PID
    • Geneettinen algoritmi, optimoi parametrejä
    • Hermoverkot, oppivat tilanteita
    • Sumea logiikka


15
Mekatroniikka
  • Mekatronisten systeemien esittelyjä:
    • Miten auton tietokone toimii
      • http://electronics.howstuffworks.com/car-computer.htm/printable


    • Nokian renkaat, paineanturi ja bluetooth yhteys http://www.prosessori.fi/es03/arkisto/AUTO.HTM


16
Automaation tietotekniikan seminaari
  • Edeltävät opinnot: Automaation tietotekniikka, lisäksi suositellaan Automaatiojärjestelmiä ja Soft Computing.
  • Tavoite: Selvittää automaation tietotekniikan kysymyksiä kirjallisuuskatsauksen tms. avulla. Esittää suullisesti ja mahdollisesti kirjallisesti kysymystä seminaariesitelmänä. Harjaannuttaa rakentavaa keskustelua alan kysymyksistä.
  • Sisältö: Automaation tietotekniikkaan liittyvä ajankohtainen aihe (vaihtuvasisältöinen).
  • Oppimateriaali ja kirjallisuus: Luennoilla ilmoitettava kirjallisuus
  • Toteutustavat: Luennot 5 h, esitelmät 25 h, keskustelu 5 h
  • Suoritustavat: Esitelmä. Läsnäolopakko esitystilaisuuksissa 80%.
  • Arviointi: Asteikolla 1-5 tai hylätty


  • Luennot ja esitykset:
    Torstaisin klo 14-17 salissa F454, viikot 36-42 ja 44-48
17
Automaatiojärjestelmät
  • Edeltävät opinnot: Ohjelmointi.
  • Tavoite: Ymmärtää kappaletavarateollisuuden automaatio- ja informaatiojärjestelmiä.
  • Sisältö: Tuotannon organisoituminen verkostoituneesti yrityksen sisällä ja yritysten välillä. Verkostoitunutta tuotantotapaa tukevat ohjaus- ja informaatiojärjestelmät. Järjestelmien integrointi: toiminnanohjauksen järjestelmät, tuotesuunnittelun ja tuotetiedon hallinnan järjestelmät, valmistuksen ohjauksen järjestelmät jne. Integroinnissa tarvittavat tietoliikenneväylät ja –verkot. Tietoteknisen infrastruktuurin määrittely ja toteutuksen suunnittelu.
  • Oppimateriaali ja kirjallisuus: Luennoilla ilmoitettava kirjallisuus
  • Toteutustavat: Luennot 20 h, esitelmät 20 h, harjoitustyö 10 h
  • Suoritustavat: Tentti, harjoitustyö ja esitelmä
  • Arviointi: Asteikolla 1-5 tai hylätty
  • Keväällä 2006