Mechatronika Katedra i kierunek ksztacenia w Uniwersytecie WarmiskoMazurskim

Mechatronika Katedra i kierunek kształcenia w Uniwersytecie Warmińsko-Mazurskim dr hab. inż. Andrzej Piętak – prof. UWM

Czym jest mechatronika? „Mechatronika jest synergiczną kombinacją mechaniki precyzyjnej, elektronicznego sterowania i systemowego myślenia przy projektowaniu produktów i procesów produkcyjnych” Definicja według: IFTMM (International Federation for the Theory of Machines and Mechanism)

Urządzenia mechatroniczne XXI wieku Roboty Medyczne 1. Pozwalają na prowadzenie zdalnych operacji 2. Mocno zmniejszają pole operacji, czyniąc je 3. Bardziej bezpiecznymi i w konsekwencji 4. Skracają czas rekonwalescencji pacjenta Robot medyczny ZEUS w czasie operacji i stanowisko zabiegowe

Urządzenia mechatroniczne XXI wieku LOTNICTWO I TRANSPORT Autopilot – znany od dawna, typowy reprezentant urządzeń mechatronicznych W samolotach bezzałogowych występuje wiele elementów mechatroniki związanych m. in. - ze sterowaniem wysokością, nachyleniem, skrętem samolotu - z wykonywanymi czynnościami dodatkowymi jak np. wykonywaniem zdjęć, nawigacją - dodatkowo tworzona jest mechatroniczna struktura naziemna i kosmiczna (satelity, naziemne stacje nawigacyjne) Samolot bezzałogowy firmy FULMAR

ROBOTY

ROBOTY

Autonomiczne pojazdy wsparcia

Autonomiczne pojazdy wsparcia

ESC - Electronic Stability Control

ESC - Electronic Stability Control

Ukady sterowania pojazdami

Dlaczego mechatronika? Technologia, która zmieni świat W 2003 roku naukowcy z Massachusetts Institute of Technology (MIT) w USA opracowali listę 10 technologii, które zmienią świat w XXI wieku.

Dlaczego mechatronika? Technologia, która zmieni świat 1. Bezprzewodowe sieci czujników 2. Naprawianie tkanek i organów – wstrzykiwanie polimerów 3. Mikroskopijne ogniwa słoneczne 4. MECHATRONIKA – technika łączenia elementów mechanicznych z elektronicznymi układami sterującymi 5. Komputerowe sieci Gridowe 6. Obrazowanie Molekularne - podglądanie genów i molekuł 7. Nanolitografia – technika tworzenia mikroukładów mechanicznych 8. Bezpieczne programowanie – technika programów bez błędów 9. Glikomika – technika tworzenia nowej generacji leków na cukrach – bakteriach 10. Kryptografia kwantowa – technika kodowania informacji oparta na cząstkach elementarnych (np. fotonach)

KATEDRA Mechatroniki Odpowiedź UWM na potrzeby nowoczesnych technologii Zakres działania: Koncepcja kształcenia mechatroniki w zakresie studiów wyższych odzwierciedla nową jakość edukacyjną opartą na wykorzystaniu w specjalnie zaprojektowanych pracowniach mechatronicznych, szerokiego asortymentu urządzeń i pakietów oprogramowania, od urządzeń AGD i EBI, poprzez mechatroniczne systemy w transporcie aż do zintegrowanych modułów stanowisk produkcyjnych i systemów procesów ciągłych oraz systemów obróbki elementów maszyn, umożliwiających realizację programów nauczania w sposób interdyscyplinarny, poprzez powiązanie mechaniki i elektroniki z najnowszymi technikami mikroprocesorowymi i informatyką.

KATEDRA Mechatroniki Propozycja Kształcenia Kierunek: Mechatronika (od 2008 r. ) Specjalności: • Mechatronika pojazdów i maszyn roboczych • Mechatronika urządzeń przemysłowych Kierunek: Technika rolnicza i leśna Specjalność (st. 2 st. ): • Mechatronika maszyn, urządzeń rolniczych i leśnych Kierunek: Edukacja Techniczno- Informatyczna Specjalność (st. 2 st): • Mechatronika

KATEDRA Mechatroniki Propozycja Kształcenia Z zakresu umiejętności absolwenta i treści kształcenia, wynikają następujące bloki programowo - przedmiotowe: • • Podstawy mechatroniki Urządzenia i systemy mechatroniczne Konstrukcje mechatroniczne Mechatronika samochodów i maszyn roboczych, rolniczych i leśnych • Mechatronika urządzeń AGD i inteligentnego budynku • Mechatronika maszyn przemysłowych i CNC • Informatyka

KATEDRA Mechatroniki Laboratorium Mechatroniki W celu zapewnienia realizacji założonego programu kształcenia, Katedra Mechatroniki obecnie (tymczasowo ? ) dysponuje Laboratorium składającym się z 3 pracowni dydaktycznych i 2 pracowni naukowych: 1. 2. 3. 4. Pracownia podstaw mechatroniki Pracownia układów mechatronicznych Pracownia mechatroniki pojazdów i maszyn roboczych Pracownia mechatroniki w rolnictwie, leśnictwie i przetwórstwie (planowana) 5. Hamownia silnikowa 6. Stacja badań biopaliw i estryfikatornia polowa

KATEDRA Mechatroniki Laboratorium Mechatroniki 1. Pracownia podstaw mechatroniki Wyposażenie tej pracowni umożliwia aktywną naukę opartą na zestawie programowo-sprzętowym, który może być wykorzystany do realizacji programów nauczania z zakresu m. in. : • • elektrotechniki i elektroniki, techniki cyfrowej i mikroprocesorowej, energoelektroniki, technik sterowania i regulacji. Ważną zaletą jest połączenie atrakcyjnych form prezentacji wiedzy teoretycznej z ciekawymi ćwiczeniami, co ułatwia zapamiętywanie istotnych informacji i sprzyja trwałemu gromadzeniu niezbędnej wiedzy.

KATEDRA Mechatroniki Laboratorium Mechatroniki 1. Pracownia podstaw mechatroniki b) Stanowiska DSM 51 8 stanowisk z dydaktycznym systemem mikroprocesorowym służy do zapoznania się studentów z architekturą mikrokontrolera i podstawami programowania w języku wewnętrznym a) System Uni. Train Podstawowy zestaw składa się z modułu interfejsu sprzęgającego stanowisko z komputerem PC oraz modułu ćwiczeniowego umożliwiającego korzystanie z wielu wymiennych paneli z programem kursów oraz akcesoriami

Nowocześnie wyposażone pracownie specjalistyczne Pracownia podstaw mechatroniki

KATEDRA Mechatroniki Laboratorium Mechatroniki 2. Pracownia układów mechatronicznych Student zapoznaje się z zasadami działania i użytkowania różnego typu układów wykonując przewidziane programem ćwiczenia i zadania w zakresie: • • • projektowania, budowy i działania układów wykonawczych elektropneumatyki i elektrohydrauliki diagnostyki i utrzymania ruchu układów wykonawczych elektropneumatyki i elektrohydrauliki projektowania, budowy i działania układów sterowania PLC, uruchamiania i modyfikacji programów sterowania, programowanie sterowników PLC, wyszukiwanie błędów, projektowania, budowy i działania układów regulacji.

Nowocześnie wyposażone pracownie specjalistyczne Pracownia układów mechatronicznych

Nowocześnie wyposażone pracownie specjalistyczne Pracownia układów mechatronicznych

KATEDRA Mechatroniki Laboratorium Mechatroniki 3. Pracownia mechatroniki pojazdów i maszyn roboczych Pracownia jest wyposażona w panelowe systemy pomiarowo-dydaktyczne, umożliwiające maksymalną efektywność nauczania. Zestawy te umożliwią różnorodne konfiguracje ćwiczeń z zakresu mechatroniki pojazdów i maszyn roboczych Zestawy wchodzące w skład wyposażenia pracowni to: • „Podstawy elektroniki pojazdowej” • „Sensoryka systemów pojazdów” • „Elementy wykonawcze systemów pojazdowych” • „Układy zapłonowe pojazdu” • „Oświetlenie pojazdu”

KATEDRA Mechatroniki Laboratorium Mechatroniki 3. Pracownia mechatroniki pojazdów i maszyn roboczych Pracownia wyposażona powinna być w urządzenia symulujące pracę poszczególnych systemów samochodu z możliwością generowania uszkodzeń w celu nauczania systemów diagnostyki pokładowej współczesnych pojazdów i maszyn roboczych. Niezbędne wyposażenie pracowni stanowią systemy: • zintegrowany typu Motronic ML 1. 4 • sterowania silnikiem o ZS typu EDC • sterowania silnikiem D-Jetronic • regulacji siły hamowania ABS/ASR • bezpieczeństwa biernego SRS • klimatyzacji • sieci pokładowej CAN

3. Pracownia mechatroniki pojazdów i maszyn roboczych

KATEDRA Mechatroniki Laboratorium Mechatroniki 4. Pracownia mechatroniki w rolnictwie, leśnictwie i przetwórstwie (planowana) Urządzenia i systemy mechatroniczne w zastosowaniu do produkcji rolnej i leśnej powinny charakteryzować się następującymi cechami: • Multifunkcjonalnością • Inteligencją • Elastycznością • możliwością działania nie absorbującego operatora • adaptacyjnością do wymagań rynkowych

KATEDRA Mechatroniki Laboratorium Mechatroniki 4. Pracownia mechatroniki w rolnictwie, leśnictwie i przetwórstwie Pracownia umożliwia realizację programu nauczania w zakresie uruchamiania, obsługi i eksploatacji złożonych mechatronicznych systemów mających zastosowanie w produkcji rolnej i leśnej, poprzez: Zestaw stacji MPS –Modular Production System: Stacja dystrybucji Stacja kontroli Stacja obróbki Stacja sortowania

KATEDRA Mechatroniki Laboratorium Mechatroniki 4. Pracownia mechatroniki w rolnictwie, leśnictwie i przetwórstwie Pracownia umożliwia także realizację programu nauczania w zakresie projektowania, uruchamiania i obsługi mechatronicznych urządzeń w systemach pracy ciągłej, tj. procesów typowych w przemyśle chemicznym, przetwórczym, ochrony środowiska i energetyce. Stanowisko Sterowania Procesami Ciągłymi

5. Hamownia silnikowa Umożliwia realizację wszystkich badań silnikowych wg norm UE

6. Stacja badań biopaliw wraz z estryfikatornią polową

Inwestujemy w najnowsze technologie: Wykorzystujemy środki z projektów Unijnych…

Nawiązujemy kontakty międzynarodowe Prof. Dr. R. Cengiz Akdeniz z Uniwersytetu w Izmirze, Turcja (EGE University, Science and Technology Center). Koordynator programu współpracy miedzynarodowej Socrates-Erasmus na tamtejszej uczelni.

Wspomagamy inicjatywy studentów: Tytuł projektu Mój przyjaciel ROBOT realizowany w ramach Programu „Młodzież w działaniu” Akcja 1. – Młodzież dla Europy 1. 2. – Inicjatywy Młodzieżowe „Młodzież w działaniu” to program Unii Europejskiej wspierający uczestnictwo w kształceniu pozaszkolnym, czyli w edukacji pozaformalnej.

Wspomagamy inicjatywy studentów: Tytuł projektu Mój przyjaciel ROBOT realizowany w ramach Programu „Młodzież w działaniu” Akcja 1. – Młodzież dla Europy 1. 2. – Inicjatywy Młodzieżowe „Młodzież w działaniu” to program Unii Europejskiej wspierający uczestnictwo w kształceniu pozaszkolnym, czyli w edukacji pozaformalnej. Projekt ten został zrealizowany przy wsparciu finansowym Komisji Europejskiej oraz Ministerstwa Edukacji Narodowej. Publikacja odzwierciedla jedynie stanowisko autora i Komisja Europejska nie ponosi odpowiedzialności za umieszczoną w niej zawartość merytoryczną.

Wspomagamy inicjatywy studentów: Tytuł projektu Mój przyjaciel ROBOT realizowany w ramach Programu „Młodzież w działaniu” Akcja 1. – Młodzież dla Europy 1. 2. – Inicjatywy Młodzieżowe „Młodzież w działaniu” to program Unii Europejskiej wspierający uczestnictwo w kształceniu pozaszkolnym, czyli w edukacji pozaformalnej. Projekt ten został zrealizowany przy wsparciu finansowym Komisji Europejskiej oraz Ministerstwa Edukacji Narodowej. Publikacja odzwierciedla jedynie stanowisko autora i Komisja Europejska nie ponosi odpowiedzialności za umieszczoną w niej zawartość merytoryczną.

Jesteśmy współorganizatorem konkursu na najlepszego mechatronika w ramach „Wojewódzkiego Konkursu Mechatronicznego” Organizatorami Konkursu są: Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie Powiat Bartoszycki Warmińsko-Mazurski Ośrodek Doskonalenia Nauczycieli w Elblągu

Prace naukowe Obecnie realizowane: 1. Grant badawczy własny nr: N N 509 292035 – Opracowanie metod aplikacji środków napędu pojazdów transportu flotowego i maszyn rolniczych do zasilania dwupaliwowego mieszankami całkowicie odnawialnymi 2. Grant badawczy własny nr: N N 509 573039 – Optymalizacja sterowania gazowym silnikiem o ZS CR zasilanym paliwem odnawialnym II generacji w skojarzonym agregacie prądotwórczym. Pierwszy w Polsce silnik o ZS (1. 9 Tdi) zasilany CNG+ ON (dawka pilotująca)

Realizujemy również: Strategiczny Program Badań Naukowych i Prac Rozwojowych Zaawansowane technologie pozyskiwania energii”; zadanie nr 4 „Opracowanie zintegrowanych technologii wytwarzania paliw i energii z biomasy, odpadów rolniczych i innych” w zakresie obsługi merytorycznej i wykonawczej wszystkich badań silnikowych zadania nr 4 Przygotowywane do realizacji: „Wielozadaniowa autonomiczna platforma transportowa” – projekt zamawiany realizowany razem z Wydziałem SIMR Politechniki Warszawskiej (udział - 25 %)

Pilotowa elektrownia kogeneracyjna Cel: wysokosprawna produkcja energii elektrycznej z biopaliw Instalacja integrująca: § moduły produkcji biopaliw, § silnik spalinowy, § zespół kotłowy, § turbinę parową, § generator prądu, § węzeł ciepłowniczy/ technologiczny. 40

Część silnikowa agregatu kogerencyjnego

Zespół Katedry: 1. Dr hab. inż. Andrzej Piętak – prof. UWM 2. Dr inż. Grzegorz Boruta 3. Dr inż. Piotr Drogosz 4. Dr inż. Michał Śmieja 5. Dr inż. Sławomir Wierzbicki 6. Mgr Natalia Chraplewska 7. Mgr Danuta Lasota 8. Mgr inż. Kamil Duda 9. Mgr inż. Maciej Imiołek 10. Mgr Maciej Mikulski 11. Mgr Szymon Nitkiewicz 12. Mgr inż. Piotr Junker 13. tech. Tomasz Danilewicz