Profil

Temat wiodący działalności naukowo- badawczej Katedry to

 „Wpływ informatyzacji i robotyzacji na efektywność procesów oraz systemów produkcyjnych i biomedycznych”. 

• Optymalizacja procesów wytwórczych i montażowych w zautomatyzowanych systemach.
• Badanie wpływu ułamkowości nieliniowych układów dynamicznych na ich charakterystykę i efektywność energetyczną.
• Wpływ cyfryzacji i robotyzacji na efektywność procesów oraz systemów biomedycznych.

Katedra jest organizatorem cyklicznej (co dwa lata) Międzynarodowej Konferencji Naukowo Technicznej „Technologiczne Systemy Informacyjne w Inżynierii Produkcji i Kształceniu Technicznym”. 

Katedra, w ramach kierunku Mechanika i Budowa Maszyn, organizuje studia I i II stopnia, stacjonarne oraz niestacjonarne - na module Informatyczno - Metrologicznym.

W ramach Studenckiego Koła Naukowego Robotyzacji i Zastosowań Informatyki organizowanych jest szereg wyjazdów na konferencje i seminaria naukowe w Polsce oraz za granicą. Referaty oraz prace dyplomowe studentów były niejednokrotnie nagradzane dyplomami I, II i III stopnia. W Katedrze funkcjonuje również drugie Studenckie Koło Naukowe - Inżynierii Biomedycznej.

Laboratoria - pracownie w Katedrze Informatyzacji i Robotyzacji Produkcji

• M602 - Laboratorium Automatyzacji i Robotyzacji Procesów Wytwórczych
• M701 – Laboratorium Modelowania i Symulacji Komputerowych
• M723 - Laboratorium Inżynierii Odwrotnej
• M803 - Laboratorium Technologii Montażu
• M814 – Laboratorium Technologii Informacyjnych i Podstaw Informatyki
• R510 - Pracownia Programowania Inżynierskiego
• R511 - Zintegrowana Pracownia Zaawansowanych Systemów
• R512-R512A - Pracownia Prototypowania

W Katedrze powstało szereg stanowisk naukowo - badawczych wśród nich należy wyróżnić:

Stanowisko sterowników PLC, Stanowisko technik i regulacji 

Zawiera:

• Zestawy trenażerów sterowników  SIEMENS S7-1200 wraz z oprzyrządowaniem - 6szt.
• Zestawy sterowników SIEMNS S7-1500 na trenażerach szkoleniowych, które umożliwiają montaż sterowników oraz innych urządzeń automatyki do wykonywania ćwiczeń - 3 szt.
• Licencje 3D ITS PLC Professional Edition - 3 szt.przenośnika taśmowego z silnikiem krokowym i możliwością płynnej regulacji prędkości przesuwu 2 szt.

Stanowisko umożliwia wykonywanie ćwiczeń kształcących umiejętności programowania sterowników PLC oraz przygotowanie do pracy w środowiskach programistycznym według standardów obecnie wykorzystywanych w przemyśle.

Jest to wirtualne środowisko procesów do nauki programowania regulacji i sterowników PLC - 3 licencje. Interaktywny system treningowy do nauki programowania regulacji i sterowników PLC, wykorzystuje technologię 3D ITS PLC Professional Edition. 

System umożliwia symulację rzeczywistych procesów regulacji  występujących w przemyśle, w jego skład wchodzą między innymi  sortownia, mieszalnik, paletyzarka, maszyna pakująca, magazyn automatyczny. Umozliwia symulację awarii czujników oraz elementów wykonawczych. 

Do wymiany informacji między sterownikiem PLC a komputerem jest wykorzystywany konwerter I/O z separowanymi kanałami oraz interfejs USB. System umożliwia współpracę ze sterownikami wszystkich znaczących producentów sterowników.

Zawiera przenośnik taśmowy z silnikiem krokowym i możliwością płynnej regulacji prędkości przesuwu przenośnika - 2 zestawy

Segment przenośnika taśmowego z tarczą obrotową do łączenia systemów częściowych i do budowy złożonych systemów mechatronicznych oraz systemów obiegowych

Trenażer szkoleniowy z zestawem  SIEMNS S7-1500 do montażu montaż sterowników oraz innych urządzeń automatyki 

Zestawy trenażerów sterowników  SIEMENS S7-1200 wraz z oprzyrządowaniem

Przenośnik taśmowy

Zestaw do symulacji procesów przemysłowych 

Zawiera

• Oprogramowanie do symulacji procesów przemysłowych;
• Komputer All-in-One;
• Czytnik kodów kreskowych - 6 szt.
• Dedykowany Server.
• Oprogramowanie EPICOR ERP a w szczególności wybrane jego moduły wyróżniają się ścisłym ukierunkowaniem na planowanie wszystkich zasobów przedsiębiorstwa i zarządzanie nimi. 

Umożliwia:

• Zaawansowane planowanie i harmonogramowanie (APS);
• Zarządzanie danymi produktów, w tym zarządzanie cyklem życia produktu (PLM); 
• Obsługę produkcji odchudzonej (Lean Manufacturing);
• Zaawansowane zarządzanie jakością i wydajnością (QPM); 
• Zarządzanie procesami biznesowymi (BPM).

System Epicor ERP - realizacja zadań

Robot dwuramienny irb 14000-yumi 

Robot dwuramienny irb 14000-yumi został zaprojektowany, aby spełnić potrzeby produkcyjne wymagane do montażu małych części w przemyśle elektronicznym. Jest również dostosowany do montażu zegarków, zabawek i komponentów samochodowych. Wszystko to dzięki podwójnym ramionom, elastycznym rękom, uniwersalnemu systemowi podawania części oraz lokalizacji części opartej na kamerze i nowoczesnemu sterowaniu ruchem. YuMi jest bardzo precyzyjny i szybki, powracając do tego samego punktu w przestrzeni z dokładnością do 0,02 mm i porusza się z maksymalną prędkością 1 500 mm/s. Zapewnia to bezpieczeństwo na liniach produkcyjnych. Robot może efektywnie pracować z ludzkimi współpracownikami. Oprogramowanie i algorytmy czasu rzeczywistego wyznaczają bezkolizyjną ścieżkę dla każdego ramienia.

Stanowisko robotyki 

Stanowisko wyposażone jest w robota przemysłowego Kawasaki RS003N (6 stopni swobody, udźwig 3kg,zasięg 620 mm). Robot ten znajduje zastosowanie w procesach paletyzacji, transportu, obsłudze maszyn oraz inspekcji z użyciem systemów wizyjnych. Charakteryzuje się lekkością, a także dużą szybkością pracy. 

Wykorzystanie oprogramowania K-ROSET umożliwia przeprowadzenie badań oraz analiz w dowolnym systemie wytwórczym. Zbadać można m.in. zagrożenie wystąpienia kolizji, optymalne umiejscowienie robota w gnieździe produkcyjnym, czas pracy robota oraz dokonać analizy trajektorii chwytaka robota. Dane uzyskane z symulacji mogą posłużyć także w procesie kalkulacji opłacalności wdrożenia robota w konkretnym przedsiębiorstwie produkcyjnym. 

Ramię robota Kawasaki RS003N

Ogólny widok stanowiska robotyki wraz z barierami bezpieczeństwa

Stanowisko pneumatyki i elektropneumatyki FESTO, Stanowisko hydrauliki i elektrohydrauliki FESTO, Stanowisko pneumatyki i hydrauliki SMC, Stanowisko pozycjonowania pneumatyki ze sterownikiem SPC200 

Zawiera zestaw urządzeń: pneumatyki, elektropneumatyki, hydrauliki i elektrohydrauliki  wraz z oprogramowaniem do  projektowania i symulacji układów pneumatycznych i elektropneumatycznych  - oraz regulacji proporcjonalnej napędów elektropneumatycznych.

Oprogramowanie symulacyjne umożliwia m.in.:

• projektowanie i symulację układów elektro-pneumatycznych;
• symulowanie działania układu elektropneumatycznego wyposażonego w układ sterowania  PID i zmienne stanu, 
• projektowania układów wykonawczych i sterowania, symulację ich działania oraz w przypadku elektropneumatyki dołączanie, poprzez specjalizowany sprzęg (interfejs), do rzeczywistych elementów układów automatyki lub do urządzeń sterujących,
• programowanie pracy układu automatyki zarówno w języku Grafcet, za pomocą układów przekaźnikowych jak i za pomocą bloków logicznych (analogia do języka programowania stosowanego w układach automatyki przemysłowej przy okazji sterowników).

Oprogramowanie zawiera również bibliotekę prezentacji i materiałów dydaktycznych przedstawiających zasadę działania poszczególnych elementów składowych układów. Możliwa jest rejestracja danych pochodzących z symulacji, prezentacja ich zmian na wykresach oraz ich archiwizacja. 

Mocowanie elementów składowych układu hydraulicznego 

Stanowisko pokazowe firmy SMC do demonstracji zasady działania układów hydraulicznych 

Stanowisko pomiarowe do badania układów pneumatyki i elektropneumatyki (firma SMC) 

Organizery z elementami składowymi hydrauliki i elektrohydrauliki 

Przykładowy układ sterowania siłownikiem hydraulicznym 2-stronnego działania 

Stanowisko manipulatora kartezjańskiego 

Stanowisko z 3-osiowym manipulatorem kartezjańskim o napędzie elektrycznym. Umożliwia zapoznanie z podstawami budowy, sterowania, programowania i realizacji ruchu tego typu układów z uwzględnieniem elementów zabezpieczenia strefy roboczej. 

Przeznaczone jest do symulacji realizacji zadań przeładunkowych oraz pozycjonowania elementów w operacjach przenoszenia, układania, składowania (np. magazyny powierzchniowe). 

Wygląd ogólny stanowiska manipulatora kartezjańskiego

Stanowisko symulacyjne automatyki przemysłowej 

Oprogramowanie umożliwia tworzenie, programowanie i symulację systemów automatyki z użyciem najpopularniejszych technologii dostępnych w przemyśle. Komunikacja ze sterownikami PLC czy symulatorami odbywa się za pomocą dedykowanych sterowników. Oprogramowanie można podłączyć do większości sterowników PLC za pomocą modułu sygnałowego Advantech USB 4750 i sterownika ADVANTECH USB 4750 - można się bezpośrednio połączyć ze sterownikiem za pomocą protokołu TCP/IP wykorzystując sterownik I/O Siemens S7-1200 TCP/IP, S7-1500 TCP/IP.

Widok ekranu oprogramowania Factory I/O

Stanowisko mechatronicznego podsystemu demontażu dla robota wraz z przegrodami 

Stanowisko do demontażu obrabianych w systemie przedmiotów. Przedmiot obrabiany jest mocowany za pomocą siłownika pneumatycznego, a następnie kolejny cylinder pneumatyczny przesuwa śrubę. Zdemontowane części są następnie umieszczane w miejscu składowania. 

Możliwość integracji z Robotem KAWASAKI RS03N z płytą montażową i systemem wizyjnym oraz sterowniki Siemens S7-1200 i S7-1500. Całość programowana jest poprzez sterownik S7-1500

Główna jednostka robocza bez przenośników procesowych

Robot KAWASAKI RS03N z płytą montażową i systemem wizyjnym

Stanowisko stacji obróbczej 

Stanowisko stacji obróbczej umożliwia modelowanie systemów produkcyjnych o różnej złożoności. Stanowisko jest systemem modułowym, który może być konfigurowany w trzech układach wykonawczych co zapewnia możliwość praktycznej nauki programowania z ukierunkowaniem na konkretny proces produkcyjny.

Elementy stacji obróbczej:

• magazyn grawitacyjny sworzni,
• system kontroli napełnienia magazynu,
• układ roboczy,
• zespół zaworów sterujących.
• sterownik PLC.

Główna jednostka robocza bez przenośników procesowych

Główna jednostka robocza bez przenośników procesowych

Stanowisko projektowania graficznego i wizualizacji (skanery 3D) 

Stanowisko projektowania graficznego oraz wizualizacji wyposażone jest w dwa skanery 3D firmy Artec – model Eva przeznaczony do skanowania przedmiotów wielogabarytowych oraz model Spider wykorzystywany podczas odwzorowywania elementów o mniejszych gabarytach. Ponadto wyposażenie stanowiska stanowi oprogramowanie robocze Artec Studio oraz 3D-Doctor.

Wykaz podstawowych urządzeń wchodzących w skład stanowiska

• Skaner 3D Artec Spider
• Skaner ręczny 3D Artec Eva
• Zestaw 2 baterii dla Skanera 3D ArtecSpider
• Dodatkowe 2 licencję Artec Studio 9.2
• 20 Licencji Artec Studio 9.2 w wersji EDU
• 3D-Doctor wersja EDU z 3 miesięcznym wsparciem technicznym i aktualizacjami

Skanery Artec Spider oraz ArtecEva są sprzętem potrzebnym tam, gdzie bardzo ważny jest szczegółowy pomiar i dokładność wyników. Dzięki wysokiej jakości skanowania i zaawansowanej architekturze sprzętowej skanery mogą być z powodzeniem wykorzystywany przez użytkowników CAD, projektantów i inżynierów w wizualizacji, projektowaniu graficznym, przemyśle samochodowym i medycznym, inżynierii odwrotnej, produkcji masowej i kontroli jakości.

Dedykowane oprogramowanie Artec Studio pozwala na dokładną analizę oraz obróbkę trzymanych modeli 3D, zaś 3D-Doctor jest zawansowanym narzędziem modelowania 3D znajdującym zastosowanie głównie w medycynie oraz naukach pokrewnych.

Skanery 3D –Artec Eva oraz Artec Spider

Artec Eva oraz Artec Spider z oprogramowaniem roboczym

Drukarka 3D uPrint SE Plus 

Drukarka 3D uPrint SE Plus obejmuje dwa systemy szybkiego prototypowania, przeznaczone dla uczelni, biur projektowych oraz konstrukcyjnych. Drukarka pracuję w technologii Fused Deposition Modeling (FDM) i wykorzystują dostosowany do nich materiał ABS plus

Wykaz podstawowych urządzeń wchodzących w skład stanowiska

• Drukarka 3D uPrint SE Plus,
• oprogramowanie CatalystEX,
• stacja czyszcząca z materiału podporowy WaveWash™,
• materiały eksploatacyjne i narzędzia do czyszczenia

Seria drukarek 3D uPrint SE obejmuje dwa systemy szybkiego prototypowania, przeznaczone dla uczelni, biur projektowych oraz konstrukcyjnych. Drukarka 3D Sprint SE Plus pracuje w technologii Fused Deposition Modeling (FDM) i wykorzystują dostosowany do nich materiał ABSplus. Drukarka uPrint SE Plus charakteryzuję się większą komorą roboczą, możliwością wyboru grubości nakładanej warstwy oraz ilością dostępnych kolorów materiału. Możliwość wyboru grubości warstwy wpływa także na szybkość budowania modelu. Drukarki 3D mają zautomatyzowaną obsługę, dzięki czemu nie wymagają stałego nadzoru operatora i mogą pracować w nocy lub w dni wolne od pracy.

Korzyści pracy z systemem uPrint SE Plus

• intuicyjne oprogramowanie CatalystEX,
• szybka produkcja prototypów oraz modeli koncepcyjnych,
• zamknięta komora robocza zapewnia stabilność oraz powtarzalność procesu druku,
• materiał budulcowy – ABSplus,
• rozpuszczalny materiał podporowy umożliwia uzyskanie skomplikowanych geometrii,
• wysoka dokładność budowanych części od +/-0.05 do +/-0.3 mm w zależności od wielkości detalu i grubości warstwy.
• duża komora robocza,
• różne kolory materiału budulcowego,
• możliwość regulacji grubości warstwy (do wyboru 0.254 mm lub 0.330 mm).

Drukarka 3D uPrint wraz z oprzyżądowaniem

Analizator właściwości powierzchniowych 

Analizator właściwości powierzchniowych działający w oparciu o analizę kształtu kropli DSA30 jest przeznaczona do półautomatycznego pomiaru statycznego i dynamicznego kąta zwilżania oraz zaawansowanej oceny zwilżalności za pomocą swobodnej energii powierzchniowej (SFE). Przyrząd umożliwia również pomiar napięcia powierzchniowego cieczy (IFT). Wyposażany jest w dodatkowe akcesoria które pozwalają na prowadzenie zautomatyzowanego pomiaru SFE, pracy adhezji oraz wyznaczanie krzywej zwilżania również w podwyższonych temperaturach. Dzięki swojej funkcjonalności może być wykorzystywany w procesie oceny stanu przygotowania powierzchni do klejenia, malowania czy też nanoszenia powłok. Pozwala też na badanie parametrów cieczy w tym napięcia międzyfazowego w oparciu o analizę geometrii wiszącej kropli.

Budowa urządzenia: 

• Wysokiej jakości komponenty optyczne
• Kamera o wysokiej rozdzielczości
• Otwór na jednostkę oświetleniową zapewniający optymalne warunki optyczne dla małych kątów styku i próbek odbijających światło Jednostki dozujące na od 1 do 4 cieczy
• Stolik pomiarowy na próbki regulowany w 3 osiach, umożliwiający szybkie i powtarzalne pozycjonowanie próbek
• Podwójna jednostka dozująca pod ciśnieniem (z nową techniką dozowania Liquid Needle)
• Mierzone parametry i opcje pomiarowe
  • Kąt zwilżania pomiędzy cieczą a ciałem stałym
  • Swobodna energia powierzchniowa wyznaczania z kątów zwilżania kilku płynów testowych z wykorzystaniem wszystkich popularnych modeli
  • Statyczny kąt zwilżania, dynamiczne kąty zwilżania
  • Napięcie powierzchniowe oraz napięcie międzyfazowe ciecz-ciecz, metodą wiszącej kropli (Pendant Drop)
  • Pomiary na powierzchniach pochyłych
  • Pomiary w temperaturze kontrolowanej od -30 do 400 °C
  • Pomiary w kontrolowanej wilgotności

Maszyna wytrzymałościowa 

Stanowisko zawiera uniwersalny dynamiczny system do badań wytrzymałościowych dla obciążeń osiowych ±25 kN i skrętnych +/-100 Nm z komorą temperaturową MTS Bionix – Servohydraulic Test System.

System do badań wytrzymałościowych i jakościowych połączeń adhezyjnych zapewnia możliwość prowadzenia następujących badań:

• Badania wytrzymałości doraźnej na ścinanie zakładkowych połączeń klejowych w podwyższonych i obniżonych temperaturach.
• Badania zmęczenia termicznego połączeń klejowych.
• Badania zmęczenia termicznego zakładkowych połączeń klejowych przy obciążeniu.
• Badania pełzania połączeń klejowych w różnych warunkach termicznych.
• Badania wytrzymałości połączeń klejowych na obciążenia dynamiczne.
• Badania wytrzymałości zakładkowych połączeń klejowych na obciążenia dynamiczne przy różnych układach obciążeń termicznych odpowiadającym rzeczywistym warunkom pracy połączenia.
• Badania wpływu obróbki termicznej połączeń klejowych na ich wytrzymałość doraźną w różnych warunkach temperaturowych pracy połączenia.
• Badania wpływu obróbki termicznej połączeń klejowych na ich wytrzymałość zmęczeniową w różnych warunkach temperaturowych pracy połączenia.
• Badania przydatności określonych rodzajów klei do pracy w podwyższonych i obniżonych temperaturach.
• Badania współczynnika sprężystości postaciowej spoiny klejowej.

Ogólny wygląd stanowiska laboratoryjnego (maszyna wytrzymałościowa MTS Bionix – Servohydraulic Test System)

Maszyna wytrzymałościowa EZ-test-LX firmy Shimadzu 

EZ-Test-LX jest jednokolumnową maszyną wytrzymałościową przeznaczoną do testów wytrzymałości na rozciąganie, ściskanie oraz zginanie z wysoką szybkością próbkowania (1000 Hz). Posiada szeroki zakres głowic pomiarowych siły (od 1 N do 500N (z możliwością rozbudowy do 5kN) w klasie 0,5 i 1) oraz wysoką przestrzeń badawczą (920 mm). Jest rozwiązaniem do nisko-obciążeniowych testów mechanicznych różnych materiałów od papieru, poprzez tworzywa, aż do kompozytów. Maszyna dzięki pozwala na prowadzenie uniwersalnych badań zrywania, ściskania, zginania i innych. Sterowanie maszyną umożliwia zewnętrzny panel sterujący, a dołączone oprogramowanie Trapezium wraz z komputerem sterującym pozwala na dowolne programowanie zaawansowanych metod badawczych w oparciu o standardy międzynarodowe jak i procedury własne użytkownika.

Parametry:

• Pomiar siły 500N (możliwość aktualizacji do 5kN)
• Precyzyjny pomiar odkształcenia ze stałą prędkością przy użyciu bezluzowego napędu śruby kulowej
• Testowy pomiar siły w trybie podwyższonej precyzji umożliwia pomiary z dokłądnością ±1% wskazanej wartości (w zakresie od 1/500 do 1/1 pojemności znamionowej czujnika wagowego)
• Testowy pomiar siły w trybie standardowej precyzji umożliwia pomiary z dokłądnością ±1% wskazanej wartości (w zakresie od 1/500 do 1/1 pojemności znamionowej czujnika wagowego)
• Zakres prędkości głowicy pomiarowej - 0.001 do 1000 mm/min
• Maksymalna prędkość powrotu - 1500 mm/min
• Odległość między głowicą poprzeczną a powierzchnią montażową przyrządu - 920mm
• Wymiary i waga - W400 × D530 × H1315 mm waga 55 kg

Stanowisko do badań drgań 

Stanowisko jest przeznaczone do pomiaru drgań układów mechanicznych i hybrydowych, w których mechaniczne oscylatory są sprzężone z podukładami różnych pól fizycznych, takich jak: magnetyczne, elektryczne czy elektromagnetyczne. Stanowisko jest wyposażone w trzy niezależne mobilne zestawy pomiarowe umożliwiające realizację pomiarów w różnych punktach laboratorium oraz w lokalizacjach zewnętrznych. W każdym zestawie zamontowany jest komputer  z wbudowanymi kartami pomiarowymi, zasilacze oraz akumulatorowy system podtrzymania zasilania. W zależności od przeznaczenia, zestawy wyposażone są we wzmacniacz wzbudnika drgań, kontroler wibrometru laserowego, lub zestaw szybkich kamer cyfrowych z reflektorami doświetlającymi. 

Badane są zjawiska nieliniowe występujące w pobudzanych układach, sprzężenia pomiędzy współpracującymi podukładami oraz efektywność pozyskiwania energii w różnych konfiguracjach eksperymentalnych. Z powodu różnorodności zjawisk występujących w nieliniowych hybrydowych układach podczas ich pobudzania, stanowisko jest wyposażone w szereg specjalistycznych  sond i urządzeń pomiarowe.

Sprzęt komputerowy oraz oprogramowanie umożliwiają szybką analizę danych eksperymentalnych oraz wykonywanie obliczeń numerycznych  i symulacji komputerowych.

Prace naukowo-badawcze koncentrują się wokół badania nieliniowych hybrydowych układów mechanicznych, pozyskujących energię a drgań mechanicznych. Badane są układy z aktywnymi elementami elektroma-gnetycznymi, magnetycznymi, piezoelektrycznymi i magnetostrykcyjnymi. Badany jest wpływ nieliniowości oraz pobudzania szumowego na efektywność procesu pozyskiwania energii. Poza tym wyznacza się charakterystyki materiałów i struktur (np. płyt bistabilnych) oraz histerezę występującą w badanych zjawiskach i materiałach.

Stanowisko do badania dynamiki drgań układów