| Tantárgy neve (magyarul, angolul) | CNC gépek és ipari robotok szimulációja | |||
|
Simulation of CNC Machines and Robots
|
||||
| Tantárgykód | BMEGEGTBG79 | |||
| Tantárgyjelleg | kontaktórás tanegység | |||
| Kurzustípusok és óraszámok (heti/féléves) | kurzustípus: | előadás (elmélet) | gyakorlat | laboratóriumi gyakorlat |
| óraszám (heti): | 1 | 1 | 1 | |
| jelleg (kapcsolt/önálló): | - | kapcsolt | kapcsolt | |
| Tanulmányi teljesítményértékelés (minőségi értékelés) típusa | félévközi érdemjegy | |||
| Tantárgy kreditértéke | 3 | |||
| Tantárgyfelelős | neve: | Dr. Erdős Ferenc Gábor | ||
| beosztása: | egyetemi docens | |||
| elérhetősége: | erdos.ferenc.gabor@gpk.bme.hu | |||
| Tantárgyat gondozó oktatási szervezeti egység | Gyártástudomány és -technológia Tanszék | |||
| https://manuf.bme.hu/ | ||||
| Tantárgy weblapja | https://manuf.bme.hu/?page_id=1595 | |||
| Tantárgy oktatásának nyelve | magyar | |||
| Tantárgy elsődleges mintatantervi jellege | kötelező | |||
| Közvetlen előkövetelmények | Erős előkövetelmény | nincs | ||
| Gyenge előkövetelmény | ||||
| Párhuzamos előkövetelmény | ||||
| Mérföldkő előkövetelmény | legalább 0 megszerzett kredit | |||
| Kizáró feltétel | nincs | |||
Célkitűzés
Számítógéppel segített megmunkálás szimuláció napjaink mérnöki gyakorlatának egyre fontosabb része. A szimulációk nagy költségmegtakarításokkal járnak, mivel nem foglalnak drága gépidőt. A szimulációs rendszerek használatakor azonban elengedhetetlenül szükséges a programok lehetőségeinek és korlátainak megismerése és megértése. A tárgy alapvető célkitűzése, hogy ismertesse a megmunkáló szimulátorok által használt fontosabb matematikai algoritmusokat. A tárgyalt algoritmusokat, Mathematica programozási környezetben a LinkageDesigner modellező add-on rendszer segítségével, virtuális modellek építésével a hallgatók tesztelhetik is.
Tanulási eredmények
A tantárgy teljesítésével elsajátítható kompetenciák
Tudás
1. Ismeri a homogén transzformációs mátrixok használatát. 2. Ismeri a forgató mátrixoz paraméterezési módszereit. 3. Ismeri a merev test szimuláció matematikai módszereit. 4. Tisztában van az alsó-rendű kinematikai kényszerek modellezésének módszereivel. 5. Tisztában van a nyílt kinematikai láncú gépek kinematikai gráffal való modellezésének módszereit. 6. Különbséget tesz a direkt és inverz kinematikai probléma megoldásában. 7. Tisztában van trajektória tervezés matematikai módszereivel. 8. Összefoglalja reguláris kifejezések használatát strukturált input fájlok feldolgozására. 9. Összefoglalja a számítógépes mozgás szimuláció megjelenítésének technikáit. 10 Felidézi a funkcionális programozás módszereit és függvényeit.
Képesség
1. Képes egy megmunkáló gép vagy robot digitális mását modellezni. 2. Képes a virtuális gépen számításokat, virtuális méréseket végezni. 3. Kiszámítja a CNC program alapján a megmunkáló gépek mozgását a digitális térben. 4. Informatikai ismereteinek birtokában képes egyszerű gép kalibrációs feladatokat programozni. 5. Meghatározza a matematikai feladatok megoldását funkcionális programozás módszerek segítségével. 6. Meghatározza a forgató-mátrix különböző paraméterezéseit. 7. Kiszámítja megmunkáló gépek vezérelt pontjának mozgástrajektóriáját. 8. Értelmezi a strukturált input fájlokban tárolt adatokat és digitálisan feldolgozza. 9. Kiszámítja az NC gépek számítógépes mozgás szimulációi interpolációit. 10. Meghatározza az Inverz kinematikai feladat megoldását szimbólikus és numerikus módszerekkel.
Attitűd
1. törekszik az ismeretek bővítése során az oktatóval és hallgató társaival való együttműködésre. 2. törekszik a folyamatos ismeretszerzéssel bővíthető tudásra. 3. nyitott az információtechnológiai eszközök használatára. 4. törekszik a problémamegoldáshoz szükséges eszközrendszer megismerésére és rutinszerű használatára. 5. munkája során nyitott a pontos és hibamentes feladatmegoldások megvalósítására.
Önállóság és felelősség
1. Önállóan végzi a feladatok és problémák végiggondolását és adott források alapján történő megoldását. 2. Együttműködik a megalapozott kritikai észrevételek javításán. 3. Egyes helyzetekben – csapat részeként – együttműködik hallgatótársaival a feladatok megoldásában. 4. A mérőcsoport által rábízott részfeladatot önállóan és felelősségteljesen végzi. 5. Felelősséget vállal a csoport által leadott jegyzőkönyvek tartalmáért és minőségéért.
Oktatási módszertan
Előadásokon az NC gépek és ipari robotok kinematikai és megmunkáló szimulátorok által használt fontosabb matematikai algoritmusokat és adatstruktúrákat tárgyaljuk. Ezt követően az anyaghoz kapcsolódó modellezési, számítástechnikai labor foglalkozások alatt a hallgatók az előadás-hoz kapcsolódó feladatokat oldanak meg. A gyakorlat és az előadás feladatait Mathematica és a LinkageDesigner add-on programcsomag segítségével oldják meg.
Tanulástámogató anyagok
Tankönyv
Jegyzet
Online elérhető tanulástámogató anyag
A tantárgyleírás hatályossága
| Hatályosság kezdete: | 2024. február 1. |
| Hatályosság vége: | 2028. július 15. |
Általános szabályok
A 2.2. pontban megfogalmazott tanulási eredmények értékelése egy évközi írásbeli teljesítménymérés (egy összegző tanulmányi teljesítményértékelés), egy szimulációs házi feladat és ezen szimulációs projekt prezentációja (részteljesítmény értékelés) alapján történik.Az összegző tanulmányi teljesítményértékelés: a tantárgy és tudás, képesség típusú kompetenciaelemeinek komplex, írásos értékelési módja zárthelyi dolgozat formájában, a dolgozat egyrészt a megszerzett ismeretek alkalmazására fókuszál, így a problémafelismerést és -megoldást helyezi a középpontba, azaz gyakorlati (számítási) feladatokat kell megoldani, másrészt a szükséges lexikális ismereteket kéri számon a teljesítményértékelés során, a rendelkezésre álló munkaidő 90 perc; A részteljesítmény értékelés (házi feladat, projekt prezentáció): a tantárgy tudás, képesség, attitűd, valamint önállóság és felelősség típusú kompetenciaelemeinek komplex értékelési módja, melynek megjelenési formája az egyénileg készített házi feladat.
Teljesítményértékelési módszerek
Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása
| 1. Évközi teljesítményértékelés | ||
| Típusa: | összegző (szummatív) értékelés | |
| Darabszáma: | 1 | |
| Célja, leírása: | Az összegző értékelések együttesen vizsgálják és mérik fel a hallgatók tudás és képesség típusú kompetenciákkal meghatározott tanulási eredményeit. Ennek megfelelően az egyes összegző értékelések a kijelölt elméleti ismeretanyag elsajítítottságát, valamint a gyakorlaton szerzett ismeretek meglétét és képességek alkalmazását mérik fel. Egy-egy összegző értékelés 65%-ban az elméleti ismeretekre, 35%-ban az alkalmazói készségekre fókuszál. Teljesítésükre a tanulmányi teljesítményértékelési tervben meghatározott időpontban, előreláthatólag a 7. oktatási héten kerül sor. A teljesítményértékelésen 100 pont szerezhető. | |
| 2. Évközi teljesítményértékelés | ||
| Típusa: | részteljesítmény (formatív) értékelés, időponthoz kötött személyes cselekmény | |
| Darabszáma: | 1 | |
| Célja, leírása: | Szimulációs projekt feladat. Részteljesítmény értékelés (tervezési házi feladat). A projekt során egy CNC gép vagy ipari robot virtuális modellezését és meghatározot mozgásszimulációját kell megtervezni és modellezni Mathematica/LinkageDesigner programban. A projek feladatok megoldásának funkciónális terveit dokumentálnia kell, valamint a program helyes működését egy szimulátor rendszer segítségével kell demonstrálnia. A teljesítményértékelésen 100 pont szerezhető. | |
| 3. Évközi teljesítményértékelés | ||
| Típusa: | részteljesítmény (formatív) értékelés, időponthoz kötött személyes cselekmény | |
| Darabszáma: | 1 | |
| Célja, leírása: | Szimulációs projekt prezentáció. A prezentáció során a szimulációs projekt megoldását kell szabatosan összefoglalni egy előadás keretében. A prezentáció során a probléma , a megoldási módszer és a kidolgozott modell működését kell bemutatnia. A projekt prezentáció együttesen vizsgálják és mérik fel a hallgatók tudás és képesség típusú kompetenciákkal meghatározott tanulási eredményeit. A teljesítményértékelésen 100 pont szerezhető. | |
Vizsgaidőszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása
A tárgyhoz nem tartozik vizsgaidőszakban végzett teljesítményértékelés.
Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részaránya a minősítésben, aláírás megadásában
| Azonosítója | Részarány |
|---|---|
| 1. Évközi teljesítményértékelés | 40 % |
| 2. Évközi teljesítményértékelés | 40 % |
| 3. Évközi teljesítményértékelés | 20 % |
Az aláírás megadásának feltétele, hogy az évközi teljesítményértékeléseken szerezhető pontszám legalább 50 %-át elérje.
Vizsgaelemek részaránya a minősítésben
A tárgyhoz nem tartozik vizsgaelem.
Érdemjegy megállapítása
| Érdemjegy | ECTS minősítés | Teljesítmény %-ban kifejezve |
|---|---|---|
| jeles (5) | Excellent [A] | 90 % felett |
| jeles (5) | Very Good [B] | 85 % - 90 % |
| jó (4) | Good [C] | 73 % - 85 % |
| közepes (3) | Satisfactory [D] | 65 % - 73 % |
| elégséges (2) | Pass [E] | 50 % - 65 % |
| elégtelen (1) | Fail [F] | 50 % alatt |
Az egyes érdemjegyeknél megadott alsó határérték már az adott érdemjegyhez tartozik.
Jelenléti és részvételi követelmények
Az előadások legalább 50 %-án (lefelé kerekítve) jelen kell lenni.
A gyakorlatok legalább 70 %-án (lefelé kerekítve) tevőlegesen részt kell venni.
A laboratóriumi gyakorlatok legalább 70 %-án (lefelé kerekítve) tevőlegesen részt kell venni.
Javítás, ismétlés és pótlás különös szabályai
A javításra, ismétlésre és pótlásra vonatkozó különös szabályokat a TVSz általános szabályaival együttesen kell értelmezni és alkalmazni.
| Évközi összegző teljesítményértékelések egyenként eredményesen teljesítendők-e? | ||
| igen | ||
| Összegző teljesítményértékelés javítási, illetve ismétlési módja első alkalommal: | ||
| az összegző (szummatív) teljesítményértékelések egyenként javíthatók, illetve ismételhetők | ||
| Összegző teljesítményértékelés ismétlő-javítási lehetősége engedélyezett-e, ha igen, milyen formában: | ||
| az ismétlő-javítás lehetősége kizárt | ||
| Korábbi eredmény figyelembevétele javítás, ismétlés-javítás esetén: | ||
| az időben újabb eredmény felülírja a korábbit | ||
| Részteljesítmény értékelés javítási, illetve ismétlési módja első alkalommal: | ||
| a részteljesítmény értékelés egy alkalommal javítható, illetve ismételhető (ide értve a késedelmes benyújtást is) a pótlási időszak végéig | ||
| El nem végzett laboratóriumi gyakorlatok teljesítése: | ||
| az el nem végzett laborgyakorlatok a pótlási időszakban elvégezhetők, de ez nem kötelező | ||
| Hibásan (pl. jegyzőkönyvhiba) teljesített laboratóriumi gyakorlatok ismétlése: | ||
| a hibásan (pl. jegyzőkönyvhiba) teljesített laborgyakorlat a hibás rész kijavított formában történő benyújtásával teljesíthető | ||
A tantárgy elvégzéséhez szükséges tanulmányi munka
| Tevékenység | óra / félév |
|---|---|
| részvétel a kontakt tanórákon | 42 |
| félévközi készülés a gyakorlatokra | 7 |
| felkészülés a laboratóriumi gyakorlati foglalkozásokra | 14 |
| felkészülés az összegző teljesítményértékelésekre | 16 |
| további, a teljesítéshez szükséges munkaidő ráfordítás | 11 |
| összesen | 90 |
Tantárgykövetelmények hatályossága
| Tantárgykövetelmények hatályosságának kezdete: | 2021. szeptember 1. |
| Tantárgykövetelmények hatályosságának vége: | 2025. január 31. |
Elsődleges szak
A tantárgy elsődleges (fő) szakja, amelyen meghirdetésre kerül és amelyhez a kompetenciák kapcsolódnak:
Gépészeti modellezés
Kapcsolódás a KKK rendelet céljához és (szakos) kompenetciáihoz
Ez a tantárgy a KKK rendeletben meghatározott, következő kompetenciák fejlesztését szolgálja:
Tudás
- Rendelkezik megfelelő elméleti és gyakorlati felkészültséggel, valamint módszertani ismeretekkel az összetett gépészeti rendszerek és folyamatok tervezéséhez, gyártásához, modellezéséhez, üzemeltetéséhez és irányításához.
Képesség
- Képes a megszerzett tudás alkalmazására és gyakorlati hasznosítására, a problémamegoldó technikák felhasználására.
Attitűd
- Törekszik a fenntarthatóság, a gazdaságosság és az energiahatékonyság követelményeinek érvényesítésére.
Önállóság és felelősség
- Szakmai problémák megoldása során önállóan és kezdeményezően lép fel.
A tantárgy teljesítéséhez ajánlott előzetes ismeretek
|
Tudás típusú kompetenciák
(azon előzetes ismeretek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti) |
nincs |
|
Képesség típusú kompetenciák
(azon előzetes képességek és készségek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti) |
nincs |