Uverejnené: 17. máj 2022

Výučbové centrum (PK8-L2 )

Zodp. osoba: doc. Ing. Ivan Virgala, PhD.

Umiestnenie: Park Komenského 8, 1. poschodie

Kapacita: 12

 

Laboratórium – výučbové centrum vzniklo ako súčasť národného projektu „Vysoké školy ako motory rozvoja vedomostnej spoločnosti“ ITMS 26110230120 financovaný zo zdrojov EU. Projekt bol realizovaný s podporou Ministerstva školstva, výskumu a športu Slovenskej republiky a s podporou Centra vedecko-technických informácií.

 

    

Zameranie laboratória

Laboratórium je zamerané na CAD systémy, Fyzikálne modelovanie v Matlab/Simulink, Programovanie PLC systémov B&R a tvorba pneumatických a hydraulických systémov, tvorba senzorových systémov. Laboratórium je zamerané aj na simulácie dynamických systémov v produktoch spoločnosti MSC. Realizujú sa tu aj simulácie mechatronických a robotických systémov.

Ciele laboratória

Cieľom laboratória je poskytnúť priestor študentom a zamestnancom pre účely modelovania a simulácie mechatronických systémov a programovania a simulácie riadiacich systémov. Cieľom je aj vytvoriť priestor pre tvorbu CAD modelov zariadení a analýzu pomocou numerických výpočtových metód.

Prístrojové vybavenie laboratória

Hardvérový simulátor dSpace

Hardvérový simulátor dSpace pre simuláciu mechatronických sústav. Systémy rýchleho prototypovania dSPACE sú flexibilné systémy, ktoré pomáhajú vývojárom zariadení na celom svete dostať svoje vízie a nápady do reálnej podoby v reálnom prostredí, so skutočnými senzormi a akčnými členmi a v reálnom čase. Systémy riešia požiadavky na návrh mechatronického riadenia, ako aj vývoj založený na údajoch vo všetkých oblastiach automobilového priemyslu a v iných odvetviach, ako je letectvo, lekárska veda alebo robotika. Proces návrh technickej sústavy, ktorý je podporený modelom  sústavy (angl. model based design) umožňuje už v rannej etape procesu návrhu technickej sústavy odhaliť slabé miesta sústavy a odladiť ju tak aby bol čo najrýchlejšie dosiahnutý cieľ – rýchly a nízko nákladový vývoj výrobku. Testovanie v reálnom čase zahŕňa dva druhy testovania: tzv. rýchle prototypovanie (angl. rapid prototyping) a tzv. testovanie s hardvérom v uzavretej slučke (obvode) (angl. hardware-in-the-loop – HIL).

 

 

HIL testovanie sa obyčajne realizuje tak, že riadená sústava bež ako simulácia na počítači resp. simulátore ako je napríklad systém dSpace. Simulácia HIL sa predovšetkým využíva pri zložitých riadiacich úlohách, a pri sústavách, ktoré vyžadujú veľké realizačné náklady, kde by neúspech znamenal vysoké ekonomické straty alebo ohrozenie ľudských životov (automobily, lietadla, vojenská technika, vesmírne zariadenia atď.). Kvôli týmto dôvodom sa aspoň v prvých etapách neodlaďuje riadiaci systém so skutočnou riadenou sústavou, ale táto je nahradená simulačným modelom, ktorý je beží v hardvérovom simulátore. Prípadný neúspech takejto HIL simulácie nás teda upozorní na chyby a slabé miesta, ktoré môžeme takto odladiť, a to bez obrovských škôd, ktoré by ináč napáchal test so skutočným výrobkom.

Zariadenie dSpace je získané zo zdrojov EU v rámci projektu "Centrum výskumu riadenia technických environmentálnych a humánnych rizík pre trvalý rozvoj produkcie a výrobkov v strojárstve" (IMTS:26220120060), na základe podpory operačného programu Výskum a vývoj financovaného z Európskeho fondu regionálneho rozvoja.

 

Multifunkčné vstupno-výstupné karty MF634 PCI Express

Meracie karty sú použiteľné pre pracovné stanice PC a sú použiteľné v laboratórnych a aj v priemyselných podmienkách. Karty sú podporované produktami Matlab/Simulink – Simulink Desktop Real-Time a Simulink Real-Time pre Matlab. Spolu s týmito balíkmi tvoria tieto karty integrované a ľahko použiteľné prostredie pre vývoj aplikácií pre riadenie a simulácie v reálnom čase.

 

 

Karty je možné využiť pre rôzne aplikácie ako napríklad meranie jednosmerných napätí, pripojenie snímačov a prevodníkov k vstupom karty, riadenie a monitorovanie procesov, viackanálový zber dát, simulácie v reálnom čase, šírkovo-pulzná modulácie, meranie frekvencie a striedy signálov, generovanie frekvenčných signálov, pripojenie enkóderových snímačov atď.

PLC B&R tréningové moduly rady X20 system a Power Panel

Tréningové moduly umožňujú rýchlu stavbu prototypov riadiacich systémov. Systémy X20 sú jednoducho rozširovateľné s uchytením na DIN lištu. Obsahujú jednoduchý systém svorkovníc pre jednoduché realizácie kabeláže. Systémy Power panel sú kompaktné riadiace systémy s operátorským panelom HMI (human machine interface).

Vybavenie tohto laboratória podporila spoločnosť B&R za čo jej patri poďakovanie.

    

 

Segment pneumatického kĺbu so sférickým pohybom

Ide o polohovací systém s možnosťou polohovanie koncového bodu v priestore pomocou riadenia tlaku vzduchu v jednotlivých pneumatických vlnovcoch s možnosťou jemného polohovania pomocou krokových motorov

   

 

Didaktické modely manipulačných zariadení

Manipulačné zariadenia vznikli v rámci riešenia diplomových prác a je možné ich využiť pre experimenty s riadiacimi  systémami. Na týchto modeloch je možné overiť matematické modely a riadiace algoritmy.

 

 

Tréningové pracovisko so SCARA robotom

Pracovisko obsahuje pracovný stôl a stojan s uchyteným robotom s kinematikou Scara. Zariadenie je možné využiť pre testovanie riadiacich algoritmov.

Pracovisko s priemyselným robotom a dopravníkom pre manipuláciu s objektami

Pracovisko obsahuje priemyselný robot ABB IRB120 s maximálnou nosnosťou 3kg a s dosahom 580 mm. Súčasťou pracoviska je aj pásový dopravník a kamerový senzor Cognex pre detegovanie objektov. Pracovisko je používané pre praktické časti cvičení a riešenie záverečných a diplomových prác.

 

 

Pracovisko s kolaboratívnym robotom pre minimálne invazívne chirurgické zákroky

Pracovisko obsahuje redundantný kolaboratívny robot Franka Emika Panda 7DOF so siedmimi stupňami voľnosti. Ako koncový efektor je na vyvinutý prototyp koncový efektor s možnosťou ovládanie pohybu. Vytvorené je ovládacie užívateľské prostredie s joystickom a dotykovou obrazovkou. Pre účely testovania je k dispozícií aj model ľudského tela.

 

 

Núdzová umelá pľúcna ventilácia

Prototyp vyvinutej umelej pľúcnej ventilácie je postavený z priemyselných komponentov a jeho základom je ambuvak, ktorý je periodicky stláčaný pre vytvorenie dýchacieho cyklu pacienta. V užívateľskom rozhraní zariadenia je možné nastaviť inspiračný a expiračný tlak a čas. Zariadenie má aj adaptívny režim, kedy sa režim ventilovania pacienta prispôsobí dýchacej aktivite pacienta.

 

 

Softvérové vybavenie laboratória

Balík Automation Studio – pre programovanie PLC od B&R

Balík Siemens TIA portal, (Step7, PLC SIM, WINCC)

SolidWorks, NX

Matlab/Simulink

 

Vyučované predmety

Vnorené systémy mechatronických sústav

Mikroprocesorová technika

Mechatronika robotov

Optimalizácia mechatronických systémov

Kybernetika a informatika

Elektromechanické systémy

Programovanie aplikácií

Modelovanie a simulácia so servisnými robotmi

Semestrálny projekt

Teória dynamických systémov

Mechatronika

Inteligentné systémy v robotike

Modelovanie dynamických systémov

Flexibilné výrobné systémy CIM

Uverejnené: 17. máj 2022

Laboratórium mechatroniky (PK8-103B-L6)

Zodp. osoba: Ing. Erik Prada, PhD.

Umiestnenie: Park Komenského 8, 1. poschodie

 

Laboratórium bolo vytvorené v rámci projektov KEGA riešených na pracovisku a je určené pre výučbu predmetov orientovaných na mikrokontroléry a PLC systémy. Laboratórium disponuje aj funkčnými modelmi pre didaktické účely.

 

   

Zameranie laboratória

Laboratórium je zamerané na mikrokotroléry ATMEL a Arduino a programovateľné logické automaty PLC Siemens. Laboratórium obsahuje vývojové balíky k mikrokontrolérom a PLC tréningové stanice s rozširujúcimi modulmi. Študenti tu môžu vytvárať modely a prototypy mechatronických sústav.

 

Ciele laboratória

Cieľom laboratória je poskytnúť priestor študentom a zamestnancom pre prácu s riadiacimi systémami obsahujúcimi mikrokontroléry a riadiace systémy s PLC. Cieľom je vytvárať rýchle prototypy riadiacich systémov a elektromechanické sústavy riadené mikrokontrolérmi.

 

 

Prístrojové vybavenie laboratória

Vývojové balíky Arduino

Pre študentov sú pripravené balíčky súčiastok a Arduino Nano vrátane prototypovej dosky a multimetra. Obsah balíčka je pripravený tak aby pokryl cely semester výučby.

 

 

Dvojkolesové roboty riadené Arduinom

Dvojkolesové roboty sú stavebnicou, ktorú si študenti môžu postaviť sami a potom na nej realizovať navrhnuté úpravy. Robot obsahuje 2 jednosmerné motory s prevodovkou a kolesami s uchytením k spodnej doske. Pomocou dištančných stĺpikov je pripevnená horná doska a na nej je umiestnené prototypové pole pre umiestnenie Arduina a súčiastok. Na modeli robota je možné umiestniť aj senzory prekážok a prípadne ďalšie doplnkové zariadenia. V spodnej časti modelu je pripevnený H-mostík pre riadenie motorov. Robot je možné riadiť diferenčným spôsobom pomocou zmeny rýchlosti kolies.

 

 

Dvojkolesové roboty druhej generácie obsahujú aj ochranné kryty a pomocou bezdrôtového ovládania (Bluetooth, Wifi, IR) je možné ovládať ich napríklad mobilným telefónom. Takto je možné použiť tieto roboty pre inšpekčné úlohy alebo prípadne herné aplikácie ako sú SUMO roboty alebo robotický futbal alebo hokej.

 

 

PLC Siemens tréningové stanice rady S7-1200

K dispozícií je 12 tréningových staníc, ktoré obsahujú programovateľný logický automat PLC Siemens  S7-1200, užívateľské rozhranie HMI s dotykovou farebnou obrazovkou 7“ KTP700, 5-portový priemyselný switch Scalance XB05 pre pripojenie ďalších zariadení k tréningovej stanici.

Tréningová stanica je rozmerovo prispôsobená tak aby nezaberala veľa miesta na stole. Je vytvorená z normalizovaných hliníkových profilov Bosch Rexrooth a má pripevnené DIN lišty určené pre montáž PLC a ostatných zariadení. Tréningová stanica obsahuje istič a hlavný vypínač a všetky časti kovového rámu sú uzemnené. V miestnosti kde sa používajú tieto tréningové stanice je inštalovaný aj prúdový chránič ako prevencia pred úrazom elektrickým prúdom. Na DIN lište sú umiestnené aj radové svorkovnice pre realizáciu jednoduchých elektroinštalácií.

 

 

Okrem hardvéru študenti majú možnosť pripraviť aj návrh riadiaceho softvéru vo forme Ladder diagramu LAD alebo funkčnej blokovej schémy FBD v prostredí TIA portal. Toto prostredie umožňuje jednoducho aj simulovať činnosť PLC a študenti si tak majú možnosť vyskúšať svoj navrhnutý program ešte pred samotným experimentom na reálnom PLC.

 

 

Súčasťou tréningovej stanice je aj užívateľské rozhranie s dotykovým 7“ farebným displejom, kde študenti majú možnosť navrhnúť aj užívateľský grafický program pre potenciálneho užívateľa. Je možné tak vytvoriť vizualizačné prvky a ovládacie prvky pre riadenie chodu programu a ovládanie celého systému, ktorý je k PLC pripojený.

 

 

Hardvérový simulátor pre PLC

Pri práci s reálnym PLC je často potrebné vyskúšať aj správanie PLC, pretože pri fungovaní reálneho PLC sa môžu vyskytnúť mierne odlišnosti fungovania systému PLC ako aj môžu nastať neočakávané anomálie, ktoré sa pri simulácií nevyskytujú. Často ide aj o systémy, kde PLC je pripojené k rizikovým prevádzkam a systémom a aj menšie chyby by mohli spôsobiť fatálne zlyhania a s tým súvisiace škody a ohrozenie života ľudí. Existuje ale možnosť simulovať okolie a riadenú sústavy pomocou hardvérového simulátora a navodiť tak pre PLC situáciu podobnú tej, ktorá môže nastať v reálnych podmienkach a zistiť tak ako sa bude reálne PLC správať v reálnych podmienkach. Často potrebujem preveriť aj situácie, ktoré v bežnom živote nemôžeme skúšať alebo by s tým bolo spojené obrovské riziko materiálnych škôd alebo by mohlo dôjsť k stratám na ľudských životoch. Práve pre tento účel bolo vytvorené zariadenie – hardvérový simulátor, ktorý pomocou sústavy prepínačov a tlačidiel emuluje dvojstavové snímače v reálnych zariadeniach a tieto môžeme tak pripojiť k PLC. Tým vytvoríme rovnakú situáciu ako pri rizikovej situácií. Navrhnutý hardvérový simulátor tiež obsahuje aj indikačné LED diódy pre nahradenie spínaných zariadení, ktoré sú týmto spôsobom nahradené a vizualizované. Tento hardvérový simulátor obsahuje aj bzučiak ako náhradu zvukovej signalizácie.

 

 

Rozširujúce moduly s indukčnostnými a kapacitnými senzormi

Tieto moduly obsahujú priemyselné snímače vzdialenosti a študenti tak majú možnosť vyskúša si pripojenie reálneho priemyselného senzora k PLC systému a získať praktické skúsenosti s týmto zapojením.

 

Rozširujúce moduly s aktuátormi

Tieto moduly obsahujú solenoidný aktuátor pre imitáciu spustenia solenoidného ventilu alebo elektromagnetického zámku dverí a podobne. Z bezpečnostných dôvodov je solenoidný aktuátor vybavený aj tepelnou poistkou aby nedošlo k jeho zničeniu v dôsledku jeho nadmerného prehriatia. Ďalšie moduly obsahujú ventilátory s jednosmernými motormi, ktoré je možné vizuálne pozorovať a registrovať ich stav.

 

Rozširujúce moduly s tlačidlami

Pre nastavenie chodu riadiaceho systému sa často používajú tlačidla, ktoré sú osadené na samostatnom module pripojiteľnom na DIN lištu. Obe tlačidla obsahujú jeden NO a jeden NC kontakt a študenti sa tak majú možnosť vybrať režim prevádzky tlačidla.

 

Pásový inšpekčný robot

Pre experimentálnu činnosť študentov je pripravený funkčný prototyp rádiom riadeného pásového robota pre inšpekčné účely, ktorý je vybavený bezdrôtovou kamerou pre sledovanie obrazu pred a za robotom.

 

Robot zbierajúci puky

Prototyp robota je určený pre súťaž mobilných robotov v kategórií „Puck collecting robot“ – robot zbierajúci puky. Súťaž spočíva v tom, že dva roboty v ringu súťažia o to, kto nazbiera čo najviac pukov svojej farby a prinesie ich na domovskú základňu. Robot teda musí zbierať puky, rozoznať farbu puku a roztriediť ich podľa farby a následne umiestniť alebo neumiestniť na domovskú základňu.

 

Šesťkolesový robotický podvozok pre členitý terén

Prototyp šesť-kolesového robota umožňuje prejazd aj členitým terénom a poskytuje pre študentov priestor pre vlastný návrh elektronického riadenia takéhoto robota. Každé koleso má svoj samostatný elektromotor s prevodovkou a tak smer jazdy je potrebné riešiť pomocou riadenia rýchlosti pohybu jednotlivých motorov.

 

Didaktický model výťahu

Didaktický model výťahu je napodobeninou reálneho výťahového systému pre transport osôb. Ide o štvorpodlažný systém postupného zberu pasažierov. Obsahuje signalizáciu polohy kabíny a aj privolávacie tlačidla a v kabínke aj tlačidla pre voľbu poschodia pre ďalšiu jazdu výťahovej kabínky. Systém obsahuje aj bezpečnostné prvky ako je snímanie dverného priestoru ako aj limitné koncové spínače pre zamedzenie pohybu kabíny mimo vymedzeného priestoru. Podlaha kabíny obsahuje snímanie hmotnosti a podľa toho sa zapína alebo vypína osvetlenie v kabíne výťahu.

 

Funkčný model vznášadla

Ide o unikátny model pohybujúceho sa zariadenia, ktoré sa pohybuje na vzduchovom vankúši napĺňanom vzduchom pomocou dvoch vysokootáčkových dúchadiel. Smer jazdy sa nastavuje pomocou otáčok dúchadiel pre zmenu smeru jazdy vznášadla.

 

Model vodnej nádrže

Model vodnej nádrže obsahuje hlavnú nádobu vo forme odmerného valca so snímačmi výšky vodnej hladiny. V spodnej časti je rezervoár vody, ktorú je možné prečerpať pomocou malého čerpadla do odmerného valca a následne ju vypustiť späť do rezervoáru. Úlohou študentov je vytvoriť riadiací program pre riadenie činnosti čerpadla pre udržiavanie stavu výšky vodnej hladiny v žiadanom režime prevádzky. V hornej časti obsahuje odmerný valec aj prepadový otvor s hadicou pre odvod vody, pre prípad, že dôjde k chybnému naprogramovaniu a voda by následne vytiekla mimo odmerný valec. Riadiaci systém môže byť vytvorený pomocou mikrokontroléra Arduino alebo pomocou PLC systému.

 

Softvérové vybavenie laboratória

Balík Siemens TIA portal, (Step7, PLC SIM, WINCC)

SolidWorks, NX

Matlab/Simulink

 

Vyučované predmety

Rýchla príprava prototypov mechatronických sústav

Snímače a prevodníky

Priemyselná mechatronika

Riadenie technických sústav

Základy mechatroniky

Logické riadiace systémy

Riadenie technických sústav

Internet vecí

Teória dynamických systémov

Elektromechanické systémy

Informačná bezpečnosť mechatronických sústav

Mechatronika pre BI

Mechatronika sústav

Prototypy mechatronických sústav

 

 

Uverejnené: 17. máj 2022

PK8-L7 Prototypové laboratórium

Zodp. osoba: Ing. Martin Varga, Ing. Peter Marcinko, PhD.

Umiestnenie: Park Komenského 8, suterén

Kapacita: 10

 

Laboratórium bolo vytvorené v rámci projektov KEGA riešených na pracovisku a je určené pre výučbu predmetov orientovaných na rýchlu výrobu prototypov mechatronických sústav.

   

   

Zameranie laboratória

Laboratórium je zamerané na tvorbu prototypov mechatronických sústav. Táto miestnosť je k dispozícií pre študentov aj ako priestor pre oddych a tvorbu ich projektov a zadaní.

   

Ciele laboratória

Cieľom laboratória je poskytnúť priestor pre študentov pre realizáciu nápadov a myšlienok našich študentov. Zámer bolo vytvoriť malú 3D farmu pre študentov, kde si môžu prísť vytlačiť na 3D tlačiarňach súčiastky pre svoje projekty a záverečné práce.

Prístrojové vybavenie laboratória

3D tlačiareň Creality Ender 3

3D tlačiareň s technológiou tlače FDM s tlačovým priestorom s rozmermi 220x220x250mm. K dispozícií je 10kusov tohto typu tlačiarne. Tlač sa realizuje väčšinou z materiálu PLA a po úprave tlačovej hlavy je možné tlačiť aj iné typy plastových materiálov.

 

 

3D tlačiareň Creality Ender 5 Plus

3D tlačiareň s technológiou tlače FDM s tlačovým priestorom s rozmermi 350x350x400mm

 

Prototyp testovacieho zariadenia pre snímače polohy

Zariadenie realizované pomocou súčiastok vyrobených technológiou FDM 3D tlače. Umožnňue testovať akékoľvek snímače polohy s maximálnym rozsahom do 1200 mm.

 

Softvérové vybavenie laboratória

Balík Siemens TIA portal, (Step7, PLC SIM, WINCC)

SolidWorks, NX

Matlab/Simulink

Uverejnené: 17. máj 2022

UČEBŇA (PK8/103A)

Zodp. osoba: doc. Ing. Ján Semjon, PhD.

Umiestnenie: Park Komenského 8, 1. posch., južná strana

Učebňa je vybavená audiovizuálnou technikou a školskou tabuľou. V učebni sa realizujú prednášky s predmetov vyučovaných pracovníkmi Katedry priemyselnej automatizácie a mechatroniky, ako aj Katedry výrobnej techniky a robotiky.

Učebňa je vybavená školskými lavicami, ktoré umožňuje zmenu konfigurácie ich vzájomného usporiadania. V učebni sa realizujú aj štátne skúšky.

 

Vyučované predmety

• Programovanie robotov – 2. Bc., Priemyselná mechatronika, SjF
• Robotické systémy – 3. Bc., Priemyselná mechatronika, SjF
• Robotická technika - 1. Ing., Robotika a robototechnológie, SjF
• Teória stavby robotických zariadení - 1. Ing., Robotika a robototechnológie, SjF
• Servisná robotika I. - 1. Ing., Robotika a robototechnológie, SjF
• Aplikácia robotických systémov v priemysle - 2. Ing., Robotika a robototechnológie, SjF

Učebňa je vybavené audiovizuálnou technikou. Kapacita učebne je 25 študentov.

Uverejnené: 17. máj 2022

Mitsubishi ELECTRIC

V rámci podpory vzdelávania a výskumu naša katedra nadviazala úzku spoluprácu so Spoločnosťou Mitsubishi Electric. Naše laboratóra sú doplnené o nasledujúce zariadenia priemyselnej automatizácie:

1. Kolaboratívny robot Mitsubishi MELFA ASSISTA

2. Zostavy PLC, HMI, FM, Servo systém v podobe edukačných stendov.

• PLC FX5U
• HMI GOT 2000
• FM D700-SC
• SERVO MELSERVO JE 

Za podporu veľmi pekne dakujeme! 

 

 

 

 

Okrem najnovších modelov pracuejeme aj s ďalšími typmi komponentov ako PLC FX3G, HMI GT2107, FM E700, SERVO MRJE10C

 

   

 

Za podporu veľmi pekne dakujeme! 

 

Zodp. osoba: doc. Ing. Marek Vagaš, PhD.

Umiestnenie: Park Komenského 8, 1. posch., južná strana

Vyučované predmety

• Sú zamerané na aplikácie priemyselnej kolaboratívnej robotiky, ako v simulačnom prostredí tak aj na reálne vytvorenom tréningovom pracovisku. 
•  Pomocou Edukačného stendu študenti majú možnosť zoznámiť sa a pracovať so všetkými hlavnými komponentmi modernej priemyselnej automatizovanej prevádzky od riadenia cez pohony po vizualizáciu a ovládanie automatizovaných systémov.
• Samozrejmosťou je použitie dostupných zariadení počas riešenia semestrálnych, záverečných a výskumných prác.