Учебное пособие: Методические указания для проведения практических занятий по дисциплине «Автоматизация проектирования электромехатронных систем» по направлению 220600. 68 «Инноватика»

Министерство образования и науки РФ

Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР)

Отделение кафедры ЮНЕСКО

Методические указания

для проведения практических занятий по дисциплине

«Автоматизация проектирования электромехатронных систем»

по направлению 220600.68 «Инноватика»

Магистерская программа «Управление инновациями в мехатронике и робототехнике»

2010

Методические указания по направлению 220600.68 – Инноватика рассмотрены и утверждены на заседании Отделения кафедры ЮНЕСКО «Новые материалы и технологии» 30 августа 2010 г., протокол № _.

СОГЛАСОВАНО:

Зав. профилирующей каф.УИ ________________ А.Ф.Уваров

Зав. выпускающим

Отделением кафедры ЮНЕСКО _________________ Ю.М.Осипов

1. Цель проведения занятий

Практические занятия направлены на закрепление и расширение знаний, полученных на лекциях; объем занятий - 18 часов.

Практические занятия по курсу «Автоматизация проектирования электромехатронных систем» направлены на практическое освоение навыков работы с системами автоматизированного проектирования электромехатронных систем, методов функционального программирования для создания приложений с целью расширения функционала существующих САПР.

Предусмотрен тестовый контроль полученных знаний в объеме, предусмотренном рейтинговой раскладкой для данной дисциплины (см. приложение А). Тестовый контроль проводится в виде контрольных работ по изучаемым темам. Каждая контрольная работа содержит четыре варианта по 5 вопросов.

(Приложение Б)

2. Содержание занятий

Занятие 1.

Тема. Системы проектирования (2 часа).

Содержание. Решение организационных вопросов, ознакомление с рейтинговой раскладкой, выдача тем индивидуальных заданий. Структура и разновидности САПР. САПР SolidWorks .

Форма проведения. Самостоятельная работа по материалам лекций и рекомендованной литературе, затем проводится собеседование.

Тематический план.

Решение организационных вопросов – 15 минут.

Самостоятельная работа - 45 минут.

Собеседование по результатам самостоятельной работы – 30 минут

Занятие 2.

Тема. Системы проектирования. (2 часа).

Содержание. Структура и разновидности САПР. САПР SolidWorks .

Форма проведения. Контрольная работа № 1 (см. приложение Б). Каждый студент получает задание на контрольную работу, письменные результаты сдаются преподавателю.

Тематический план.

Контрольная работа №1 – 60 минут.

Анализ результатов контрольной работы – 30 минут.

Занятие 3.

Тема. Моделирование электромехатронных систем. (4 часа).

Содержание. Средства COSMOSWorks для моделирования и анализа узлов электромехатронных модулей.

Форма проведения. Самостоятельная работа по материалам лекций и рекомендованной литературе, практическое освоение системы COSMOSWorks на ПК, затем проводится собеседование.

Тематический план.

Самостоятельная работа – 135 минут.

Собеседование по результатам самостоятельной работы – 45 минут.

Занятие 4.

Тема. Применение интерфейса прикладного программирования для расширения функционала существующих САПР при проектировании электромехатронных систем (4 часа).

Содержание . Интерфейс прикладного программирования системы автоматизированного проектирования SolidWorks (SolidWorks API ).

Форма проведения. Самостоятельная работа по материалам лекций и рекомендованной литературе, практическое освоение SolidWorks API на ПК. Контрольная работа №2. (прил. Б)

Тематический план.

Самостоятельная работа – 90 мин.

Собеседование по результатам самостоятельной работы – 45 минут.

Контрольная работа №2 – 45 минут.

Занятие 5.

Тема. Применение интерфейса прикладного программирования для расширения функционала существующих САПР при проектировании электромехатронных систем. (2 часа)

Содержание. В соответствии с темами индивидуальных заданий (см. приложение В)

Форма проведения. Самостоятельная работа каждого студента по теме индивидуального задания. Доклад по промежуточным результатам.

Тематический план.

Самостоятельная работа студентов над индивидуальным заданием.

- 45 мин.

Доклады по промежуточным результатам – 45 мин.

Занятие 6.

Тема. Система автоматизированного проектирования P-CAD . (2 часа).

Содержание. Графический редактор P-CAD Schematic . Графический редактор печатных плат P-CAD PCB . Автоматический трассировщик соединений.

Форма проведения. Самостоятельная работа студентов по материалам лекций и рекомендованной литературе, практическое знакомство с системой P-CAD на ПК. Собеседование.

Тематический план.

Самостоятельная работа. - 45 мин.

Собеседование – 45 мин.

Занятие 7.

Тема. Создание печатных плат и их интеграция в структуру электромехатронных модулей. (2 часа).

Содержание. Размещение компонентов на плате. Оптимизация электрических связей. Создание компонента в среде P-CAD.

Форма проведения. Самостоятельная работа студентов по материалам лекций и рекомендованной литературе, работа с системой P-CAD на ПК. Собеседование.

Тематический план.

Самостоятельная работа. - 60 мин.

Собеседование – 30 мин.

3. Примечания.

1. Некоторые темы занятий по усмотрению преподавателя могут

быть заменены на семинарские занятия, на которых заслушиваются и обсуждаются доклады по темам индивидуальных заданий, выдаваемым согласно рейтинговой раскладке по лекционному курсу.

2. При самоподготовке следует пользоваться конспектами лекций,

и рекомендованной преподавателем литературой.

Приложение А

Рейтинговая раскладка по практическим занятиям по дисциплине

«Автоматизация проектирования электромехатронных систем»

Приложение Б

Примеры вопросов контрольной работы №1 по дисциплине

«Автоматизация проектирования электромехатронных систем»

1 В чем состоит системный подход к проектированию элетромехатронных систем?

2 Объясните понятия восходящего и нисходящего проектирования.

3 Приведите классификацию систем автоматизированного проектирования электромехатронных систем.

4 В чем состоит отличие CAD-, CAM- и CAE-систем. Приведите примеры их применения.

5 Перечислите программные продукты, интегрирующие в себе CAD- и CAM-системы.

Примеры вопросов контрольной работы №2 по дисциплине

«Автоматизация проектирования электромехатронных систем»

1 Перечислите средства моделирования электромехатронных систем.

2 В чем состоит имитационное моделирование?

3 Приведите примеры промышленного применения виртуальной инженерии.

4 Что такое интерфейс прикладного программирования?

5 Перечислите API-функции САПР SolidWorks, позволяющие: открыть документ, перестроить элемент, создать новый документ, установить сопряжение в сборке.

Приложение В

Темы индивидуальных заданий по дисциплине

«Автоматизация проектирования электромехатронных систем»

1. Разработка программы для автоматизированного проектирования индукторов ДЭМД различных типоразмеров с использованием SolidWorks API.

2. Разработка программы для выполнения автоматизированной сборки конструкции ДЭМД с использованием SolidWorks API.

3. Разработка программы для выполнения автоматизированной сборки конструкции ДЭМД с возможностью задания угла перемещения ротора с использованием SolidWorks API.

4. Разработка программы для выполнения автоматизированной проверки непересекаемости подвижных конструктивов ДЭМД во всем диапазоне перемещений с использованием SolidWorks API.

5. Анализ прочностных характеристик четрырехкоординатного манипулятора в среде COSMOSWorks.

6. Автоматизированное проектирование печатной платы цифровой части блока управления ДЭМД с учетом максимальной интеграции в конструкцию.

7. Автоматизированное проектирование печатной платы силовой части блока управления ДЭМД с учетом максимальной интеграции в конструкцию.

8. Моделирование работы четырехкоординатного манипулятора.