Способ обучения и контроля учащихся основам мехатроники с использованием комплекта учебного оборудования для монтажа, наладки и эксплуатации мехатронных систем

Настоящее изобретение относится к области образования, более конкретно к способам обучения с помощью обучающих устройств, а именно технических средств для изучения структуры, принципов построения и основной элементной базы автоматических линий и мехатронных систем и контроля за обучением. Технической задачей изобретения является создание способа обучения и контроля учащихся основам мехатроники с использованием комплекта учебного оборудования для монтажа, наладки и эксплуатации мехатронных систем, повышение качества и эффективности профессиональной подготовки учащихся. Для решения этой задачи предложен способ обучения и контроля учащихся основам мехатроники с использованием комплекта учебного оборудования для монтажа, наладки и эксплуатации мехатронных систем, содержащего монтажную плиту, выполненные с возможностью размещения на ней в одной монтажной плоскости действующие модели промышленных механизмов с пневматическими и электрическими приводами, устройства ручного и автоматического управления, при этом устройство ручного управления имеет индикаторы, блок подготовки воздуха, датчики, вспомогательное оборудование и источники энергии, дидактический материал, а также съемное устройство для исключения визуального контроля за работой собранной мехатронной системы, включающий ознакомление учащихся со структурой, принципами построения и основной элементной базой автоматических линий и мехатронных систем, обучение монтажу и наладке собранных мехатронных систем, демонстрацию работы собранного комплекта с ручным управлением, практическое применение учащимися полученных знаний путем самостоятельного монтажа комплекта с ручным управлением и отработку навыков его эксплуатации при визуальном контроле за работой собранной мехатронной системы, отработку учащимися навыков эксплуатации комплекта с ручным управлением при отсутствии визуального контроля за работой собранной мехатронной системы по индикаторам на устройстве ручного управления и отработку учащимися навыков эксплуатации комплекта в автоматическом режиме, при этом контроль обучения ведут по отсутствию или наличию ошибок, совершаемых учащимися во время эксплуатации комплекта учебного оборудования без визуального контроля за работой собранной мехатронной системы.

При этом отсутствие визуального контроля за работой собранной мехатронной системы осуществляют путем использования съемного устройства для исключения визуального контроля, представляющего собой защитный экран или ширму. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Настоящее изобретение относится к области образования, более конкретно, к способам обучения с помощью обучающих устройств, а именно, технических средств для изучения структуры, принципов построения и основной элементной базы автоматических линий и мехатронных систем и контроля за обучением.

Одной из современных отраслей промышленности является мехатроника - быстро развивающаяся наука, основанная на знаниях в областях механики, электроники и программных средств, что позволяет осуществить проектирование и производство качественно новых модулей, машин и систем с интеллектуальным управлением. Принцип мехатроники - синергия, когда результирующее действие является многократным взаимоусилением каждой из функций составных частей системы. Мехатроника наряду с робототехникой является одним из приоритетных научно-технических направлений в мире.

Вместе с тем, ежегодно в нашей стране проводятся десятки социологических исследований, результаты которых сводятся к следующему: выпускники школ имеют недостаточное представление о своих возможностях, требованиях профессии и рынка труда. Родители и школа мало влияют на выбор выпускника, большинство учащихся определяют будущую профессию, опираясь на престижность той или иной работы, а не на требования рынка труда и интерес к ней работодателей.

Изучение мехатроники поможет пробудить у старшеклассников интерес к инженерным специальностям, помочь определиться с будущей профессией, сформировать целостное представление о современной инженерной деятельности.

Эффективность информационного взаимодействия в системе «учитель - ученик» зависит от выбора формы представления учебной информации и наличия технических средств обучения.

Технические средства обучения - совокупность технических устройств с дидактическим обеспечением, применяемых в учебно-воспитательном процессе.

Тренажерные технические средства - специализированные учебно-тренировочные устройства, которые предназначены для формирования первоначальных умений и навыков.

К средствам обучения предъявляются разносторонние требования:

Функциональные - способность технических средств обеспечивать необходимые режимы работы.

Педагогические - соответствие возможностей технического средства тем формам и методам учебно-воспитательного процесса, которые согласуются с современными требованиями.

Эргономические - удобство и безопасность эксплуатации; минимальное количество операций при подготовке и работе с устройством; удобство осмотра, ремонта, транспортирования.

Эстетические - гармония формы (наглядное выражение назначения, масштаб, соразмерность); целостность композиции, товарный вид.

Экономические - относительно невысокая стоимость при высоком качестве и долговечности технических средств.

Качество подготовки обучающихся во многом определяется качеством учебных средств, используемых ими при обучении.

Широко известны учебно-тренажерные стенды для изучения средств автоматизации - Патент РФ №2334967, 2008; Патент РФ №2473921, 2011, и т.п.; интерактивные учебные комплексы для создания интерактивных систем и комплексов для группового или индивидуального обучения детей или подготовки специалистов в любой области - Патент РФ №2494441, 2012; системы автоматизированного обучения базовым навыкам управления технологическими процессами - Патент РФ №229166, 2003, Патент РФ №2459228, 2011; тренажер для обучения - Troubleshooting Trainer фирмы Simulation Dynamics (США).

Однако, все они представляют собой частные случаи выполнения отдельных устройств в виде схемных решений без указания на системность и не предназначены для изучения структуры, принципов построения и основной элементной базы автоматических линий и мехатронных систем.

Известны способы обучения и контроля знаний обучаемых - Патент РФ №2396605, 2008 - обучающий проводит теоретические и практические занятия, при контроле усвоения информации используют дидактический инструментарий познания в виде комплекта из шести карточек. Оценку усвоения материала осуществляют по качеству составленных карточек комплекта и посредством опросника;

- Патент РФ №2229166, 2003 - способ автоматизированного обучения базовым навыкам управления технологическими процессами, в котором оценку усвоения материала осуществляют путем экзамена.

- Патент РФ №2294144, 2005 - способ обучения и диагностики обучаемости, в котором оценку усвоения материала осуществляют путем тестирования.

Однако, все они не предназначены для изучения структуры, принципов построения и основной элементной базы автоматических линий и мехатронных систем.

Известны учебные системы фирмы Фесто Дидактик (см. Каталог Festo Didactic Учебные системы, 2012 г, стр. 226, 228, 236, 254, 266, 272, 274, 280, в том числе и для обучения основам мехатроники, представляющие собой установленные на отдельных монтажных плитах функционально законченные станции для осуществления типовых механических движений (перемещение, кантование, сдвиг, транспортировка, прессование и т.п.), т.е. функций, присущих большинству промышленных автоматизированных мехатронных систем, с управлением каждой станции от логического программируемого контроллера.

Каждая станция смонтирована на тележке и, в зависимости от учебных целей (стр. 280 Каталога), может быть осуществлено комбинирование отдельных станций в ту или иную схему.

К недостаткам известных учебных систем фирмы Фесто Дидактик можно отнести следующее:

- отсутствие возможности изучения структуры, принципов построения и основной элементной базы автоматических линий и мехатронных систем, поскольку известные учебные системы поставляются и комбинируются целыми станциями;

- отсутствие возможности обучения в режиме «от простого к сложному», поскольку управление каждой станции сразу осуществляется от логического программируемого контроллера, возможность ручного управления отсутствует:

- отсутствие возможности осуществления оценки теоретических знаний и практических навыков обучающихся;

- отсутствие возможности закрепления навыков обучения при отсутствии визуального контроля за работой собранного комплекта;

- отсутствие возможности массового использования известных обучающих систем для развития технической культуры учащихся как в учебных заведениях, гак и при повышении квалификации на производствах из-за высокой стоимости оборудования при невозможности компоновки требуемых схем поэлементно; обучающие системы поставляются станциями.

Способ обучения основам мехатроники в известном источнике не описан. Технической проблемой, решаемой с помощью настоящего изобретения, является создание способа обучения и контроля обучения основам мехатроники с использованием комплекта учебного оборудования для монтажа, наладки и эксплуатации мехатронных систем, соответствующего формам и методам учебно-воспитательного процесса, которые согласуются с современными требованиями; способа, предназначенного для формирования первоначальных умений и навыков обучающихся; предназначенного для внедрения высоких профессиональных стандартов, для подготовки к проведению демонстрационного экзамена в системе профессионального обучения, национального и мирового чемпионатов рабочих профессий WorldSkills.

WorldSkills International (WSI) - международная некоммерческая ассоциация, целью которой является популяризация рабочих профессий через проведение международных соревнований по всему миру. Единые правила проведения таких соревнований и состав оборудования подробно указан в документах WSI и вводится сегодня во ФГОС СПО (Федеральные государственные образовательные стандарты среднего профессионального образования) РФ и демонстрационный экзамен. Однако, на каком оборудовании и каким образом необходимо готовиться к таким соревнованиям является секретом каждого государства и не раскрывается в открытых источниках. Неудачи российской сборной в соревнованиях предыдущих лет во многом связаны с отсутствием недорогого современного и эффективного оборудования для подготовки учащихся к профессиональной деятельности. Это объясняет и неудовлетворенность промышленных предприятий качеством подготовки молодых выпускников, приходящих на предприятия после окончания профессиональных образовательных учреждений.

Технической задачей изобретения является создание способа обучения и контроля учащихся основам мехатроники с использованием комплекта учебного оборудования для монтажа, наладки и эксплуатации мехатронных систем, имеющего цель:

- ввести учащихся в область построения и проектирования мехатронных систем;

- освоить моделирование процесса сборки и систематизации деталей;

- научить учащихся работать с современным мехатронным оборудованием и одновременно осуществить оценку теоретических знаний и практических навыков учащихся;

- сформировать у учащихся опыт программирования мехатронных систем;

- и, таким образом, повысить качество и эффективность профессиональной подготовки учащихся.

Для решения этой задачи предложен способ обучения и контроля учащихся основам мехатроники с использованием комплекта учебного оборудования для монтажа, наладки и эксплуатации мехатронных систем, содержащего монтажную плиту, выполненные с возможностью размещения на ней в одной монтажной плоское) и действующие модели промышленных механизмов с пневматическими и электрическими приводами, устройства ручного и автоматического управления, при этом устройство ручною управления имеет индикаторы, блок подготовки воздуха, датчики, вспомогательное оборудование и источники энергии, дидактический материал, а также съемное устройство для исключения визуального контроля за работой собранной мехатронной системы, включающий следующее:

ознакомление учащихся со структурой, принципами построения и основной элементной базой автоматических линий и мехатронных систем, обучение монтажу и наладке собранных мехатронных систем,

демонстрацию учащимся работы собранного комплекта с ручным управлением.

практическое применение учащимися полученных знаний путем самостоятельного монтажа комплекта с ручным управлением и отработки навыков его эксплуатации при визуальном контроле за работой собранной мехатронной системы,

отработка учащимися навыков эксплуатации комплекта с ручным управлением при отсутствии визуального контроля за работой собранной мехатронной системы по индикаторам на устройстве ручного управления,

отработку учащимися навыков эксплуатации комплекта в автоматическом режиме,

при этом, контроль обучения ведут по отсутствию или наличию ошибок, совершаемых учащимися во время эксплуатации комплекта учебного оборудования без визуального контроля за работой собранной мехатронной системы.

Предпочтительно, что отсутствие визуального контроля за работой собранной мехатронной системы осуществляют путем использования съемного устройства для исключения визуального контроля, представляющего собой защитный экран или ширму.

Предпочтительно, что в качестве действующих моделей промышленных механизмов с пневматическими и электрическими приводами используют механизм для упорядоченного хранения и поочередной выдачи деталей с последующей их транспортировкой и/или механизм с вакуумным захватом для перемещения деталей от одного механизма к другому и/или механизм для перемещения деталей от одною механизма к другому и для ориентации деталей в пространстве и/или ленточный конвейер, предназначенный для перемещения и сортировки поступающих на него деталей. Эти механизмы предназначены для выполнения типовых механических движений (перемещение, кантование, сдвиг, транспортировка, прессование и т.п.), т.е. функций, присущих большинству промышленных автоматизированных мехатронных систем. Примерный общий вид таких механизмов, а также блока подготовки воздуха приведены на фиг. 1 чертежей. Их действующие модели повторяют типовые конструкции промышленных устройств и их модификации известны, например, из приведенной ранее ссылки на Каталог Festo Didactic.

Предлагаемый способ позволяет организовать обучения в режиме «от простого к сложному», одновременно провести оценку теоретических знаний и практических навыков обучающихся и практически исключает ошибки на стадии обучения; дает возможность закрепить навыки обучения, повысить качество и эффективность профессиональной подготовки.

Ознакомление учащихся со структурой, принципами построения и основной элементной базой автоматических линий и мехатронных систем, обучение монтажу и наладке собранных мехатронных систем, и демонстрация работы собранною комплекта с ручным управлением позволяет учащимся получить необходимые знания и навыки работы с мехатронными системами.

Практическое применение учащимися полученных знаний путем самостоятельного монтажа комплекта с ручным управлением и отработки навыков его эксплуатации при визуальном контроле за работой собранной мехатронной системы позволяет закрепить полученные знания и навыки.

Отработка учащимися навыков эксплуатации комплекта с ручным управлением при отсутствии визуального контроля за работой собранной мехатронной системы по индикаторам на устройстве ручного управления и контроль обучения на этой стадии позволяет убедиться в том, что учащийся представляет себе всю картину управления мехатронной системой, понимает каждый шаг выполнения заложенного алгоритма ее работы. Такая тренировка позволяет учащемуся закрепить логические связи в управлении собранной системой и получить первый опыт наладки или поиска неисправности в удаленных или недоступных мехатронных системах, а обучающему - осуществить оценку приобретенных теоретических знаний и практических навыков учащихся.

Отработка учащимися навыков эксплуатации комплекта в автоматическом режиме позволяет учащимся сформировать опыт программирования мехатронных систем.

Предлагаемый способ иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показан общий вид комплекта учебного оборудования для монтажа, наладки и эксплуатации мехатронных систем; на фиг. 2, показано устройство ручного управления 6; на фиг. 3 показано устройство автоматического управления 7; на фиг. 4 показан вариант съемного устройства для исключения визуального контроля за работой собранной мехатронной системы в виде защитного экрана; такое устройство может быть выполнено в виде защитного экрана, или, например, настольной ширмы. Устройство может быть выполнено из любого подходящего для этой цели материала - ткани, дерева, пластмассы и т.п.; или выполнено любым другим подходящим для этого способом. Устройство может быть установлено на стойке или жестко укреплено на монтажной плите. На плоской поверхности устройства может быть нанесена любая учебная информация.

на фиг. 5 - схема к Примеру реализации способа. Комплект может также содержать дидактический материал с лабораторными работами.

Комплект учебного оборудования для монтажа, наладки и эксплуатации автоматических линий и мехатронных систем, как показано на фиг. 1, содержит монтажную плиту 1, действующие модели промышленных механизмов с пневматическими и электрическими приводами, представляющие собой:

механизм для упорядоченного хранения и поочередной выдачи деталей с последующей их транспортировкой 2, механизм с вакуумным захватом для перемещения деталей от одного механизма к другому 3, механизм для перемещения деталей от одного механизма к другому и для ориентации деталей в пространстве 4, ленточный конвейер, предназначенный для перемещения и сортировки поступающих на него деталей 5, устройство ручного управления 6, устройство автоматического управления 7. блок подготовки воздуха 8, датчики (на чертеже не показаны), вспомогательное оборудование - приемные лотки 9, комплект кабелей с клеммами 10 для подключения к устройствам управления 6 или 7, комплект деталей 11, выполненных из различных материалов (например, пластмасса или металл) различной формы - цилиндр и стакан, как объектов для манипуляций и контроля положения детали, крепежные элементы 12 для монтажной плиты 1, источники энергии (на чертеже не показаны), специальный инструмент для работы (на чертеже не показан) и съемное устройство для исключения визуального контроля за работой собранной мехатронной системы, выполненный в виде ширмы 13.

На фиг. 2 показано устройство ручного управления 6. Оно предназначено для визуального отображения информации о состоянии подключенного к нему механизма, а также для подачи на последний сигналов управления.

Устройство ручного управления 6 имеет клеммы 14 для подключения датчиков, клеммы 15 для подключения механизмов, клеммы 16 для подключения мотор-редуктора (на чертеже не показан), тумблеры 17 подачи электрических управляющих сигналов, кнопку 18 включения устройства, индикаторы - светодиоды 19 и 20 - клеммы подключения к ним;

Устройство ручного управления 6 имеет встроенный источник питания =24 В, который обеспечивает функционирование подключенных к нему датчиков, механизмов и мотор-редуктора.

По состоянию индикаторов - светодиодов 19 можно определить, в каком положении находится тот или иной механизм. Подача команды на осуществление требуемого перемещения механизма производится переключением соответствующею тумблера 17. После выполнения рабочей операции новая комбинация активных индикаторов - светодиодов 19 будет соответствовать новому положению механизмов.

На фиг. 3 показано устройство автоматического управления 7.

В этом качестве может быть использован практически любой программируемый логический контроллер. Устройство имеет встроенный источник питания =24 В, который обеспечивает функционирование как самого контроллера, так и подключенных к нему датчиков, механизмов и мотор-редуктора.

На фиг. 3 - 21 - клеммы для подключения датчиков, 22 - клеммы для подключения механизмов и мотор-редуктора, 23 - программируемый логический контроллер. 24 - кнопка «сеть».

На фиг. 4 показан вариант съемного устройства для исключения визуального контроля за работой собранной мехатронной системой в виде защитного экрана 25.

На фиг. 5 представлена схема к Примеру реализации способа, где 2 - механизм для упорядоченного хранения и поочередной выдачи деталей с последующей их транспортировкой, 1 - монтажная плита, 4 - механизм для перемещения деталей от одного механизма к другому и для ориентации деталей в пространстве, 9 - приемный лоток.

Реализация предложенного способа включает следующие этапы:

1 - подготовка к работе - формирует у учащихся позитивную мотивацию, содействующую обучению, и включает знакомство с задачами обучения и конечным результатом;

2 - ознакомление учащихся со структурой, принципами построения и основной элементной базой автоматических линий и мехатронных систем, обучение монтажу и наладке собранных мехатронных систем осуществляют посредством лекции или беседы или самостоятельного знакомства с дидактическим материалом;

3 - перед демонстрацией работы собранного комплекта с ручным управлением обучающий осуществляет его сборку:

- перед началом работы с комплектом формулируют задание по выполнению той или иной технологической операции, а также выбирают механизмы и устройства, на базе которых может быть реализовано решение;

- затем устанавливают и закрепляют на монтажной плите 1 блок подготовки воздуха 8, один или несколько действующих моделей промышленных механизмов, принцип действия которых будет изучаться, приемные лотки 9, устройство ручного управления 6, подключают блок подготовки воздуха 8 к источнику энергии, подключают каждый промышленный механизм к блоку подготовки воздуха 8, устанавливают датчики положения на выбранных моделях промышленных механизмов, подключают датчики и каждый механизм к устройству ручного управления 6 и загружают детали 11. Устройство ручного управления 6 подключают к однофазной сети.

- таким образом осуществляют монтаж комплекта для обучения в ручном режиме;

4 - осуществляют наладку и проверку собранного комплекта и демонстрируют учащимся работу собранного комплекта с ручным управлением;

5 - затем учащиеся самостоятельного осуществляют монтаж комплекта с ручным управлением и отрабатывают навыки его эксплуатации при визуальном контроле за работой собранной мехатронной системы,

6 - между собранным комплектом учебного оборудования и устройством ручног о управления учащиеся устанавливают съемное устройство для исключения визуального контроля за работой собранной мехатронной системы в виде защитного экрана, как показано на фиг. 4 или ширмы 13, как показано на фиг. 1;

7 - затем учащиеся отрабатывают навыки эксплуатации комплекта с ручным управлением при отсутствии визуального контроля за работой собранной мехатронной системы по индикаторам на устройстве ручного управления 6 при фиксации обучающим допущенных учащимися ошибок;

8 - для сборки и монтажа комплекта при обучении программным способом в качестве устройства управления 7 учащиеся используют программируемый логический контроллер 22, подключив к его входам и выходам соответствующие кабели;

9 - на основании составленного алгоритма работы выбранной технологической линии учащиеся пишут программу управления собранной модели мехатронной системы для программируемого логического контроллера 23;

10 - затем учащиеся осуществляют наладку и проверку собранного комплекта и отрабатывают навыки эксплуатации комплекта в автоматическом режиме;

11 - при этом, контроль обучения ведут по отсутствию или наличию ошибок, совершаемых учащимися во время эксплуатации комплекта учебного оборудования без визуального контроля за работой собранной мехатронной системы.

Пример реализации способа согласно схеме на фиг. 5.

Группу учащихся знакомят с постановкой задачи - описанием технологической операции, выполнение которой следует реализовать с помощью комплекта;

Например: обеспечить перемещение деталей из механизма для упорядоченного хранения и поочередной выдачи деталей с последующей их транспортировкой 2 в приемный лоток 9 с помощью механизма для перемещения деталей от одного механизма к другому и для ориентации деталей в пространстве 4.

- выбирают модель технологической линии, реализующую заданную операцию - детали с приемного стола механизма 2 захватываются губками захвата механизма для перемещения деталей 4, и перемещаются в приемный лоток 9,

- составляют описание алгоритма работы линии:

Шаг 1 - выдвижение захвата механизма 4 к детали 11 на приемном столе механизма 2.

Шаг 2 - сжатие детали 11 губками захвата механизма 4.

Шаг 3 - возвратное движение захвата механизма 4 с деталью 11 в губках захвата к исходному положению;

Шаг 4 - отпускание захватом механизма 4 детали 11 и ее падение в приемный лоток 9.

- выбирают перечень объектов управления, входящих в состав модели.

Объекты управления:

- пневматический двигатель выдвижения захвата с губками механизма для перемещения деталей 4;

- захват с губками;

- пневматический двигатель толкателя деталей механизма 2 не задействуют.

Практическая реализации поставленной задачи состоит из следующих этапов:

- осуществляют монтаж на монтажной плите 1 устройств, входящих в состав модели технологической линии;

- подсоединяют устройство ручного управления 6;

- проверяют работоспособность собранной модели с управлением от устройства ручного управления 6 и правильность срабатывания индикаторов - светодиодов 19;

- осуществляют работу собранной модели с управлением от устройства ручного управления 6 при визуальном контроле за движением детали на собранной модели и закрепление навыков;

- устанавливают защитный экран 25 между собранной моделью комплекта учебного оборудования и устройством ручного управления 6, закрывающим собранную линию:

- отрабатывают навыки управления собранной линией по индикаторам - светодиодам 19 на пульте ручного управления 6 при отсутствии визуального контроля за движением детали;

- заменяют устройство ручного управления 6 устройством автоматического управления 7;

- составляют блок-схему алгоритма работы собранной модели; осуществляют программирование устройства автоматического управления 8, проверку и отладку его работы:

- осуществляют работу собранной модели с управлением от устройства автоматического управления 8 и закрепляют приобретенные навыки;

- при этом, контроль обучения ведут по отсутствию или наличию ошибок, совершаемых учащимися во время эксплуатации комплекта учебного оборудования без визуального контроля за работой собранной мехатронной системы.

После завершения обучения целесообразно повторить весь путь обучения на более высоком уровне. Начать следует с постановки более сложной новой задачи, где объектами управления будут 3 и более механизмов. При этом целесообразно закрепить за каждым учащимся свое устройство и обеспечить синхронизацию работы усложненной схемы с управлением от нескольких пультов ручного управления сразу несколькими учащимися.

Это позволит выработать командный дух работы с учетом особенностей работы товарищей, управляющих работой своих устройств с соседнего пульта. В случае успешного освоения управлением работой комплексного мехатронного устройства учащимся следует поменяться пультами управления и попробовать себя в работе с новой последовательностью команд.

При этом учащиеся приходят к глубокому пониманию конструктивных особенностей как механических - пневматических и электрических приводов, так и электронных - датчики и системы управления - устройств, условий их монтажа и взаимовлияния при работе в автоматизированной системе.

Понимание процесса и управление в ручном режиме мехатронными системами без визуального контроля за выполнением операций только по сигналам индикаторов позволяет учащимся получить первый опыт наладки и поиска неисправности в удаленных или недоступных мехатронных системах.

Возможность использования и комбинирования различного количества механизмов для совместной работы значительно расширяет перечень лабораторно-практических работ и задач при проведении демонстрационного экзамена по мехатронике и автоматике без расширения лабораторной базы учебного заведения.

Таким образом, предлагаемый способ обучения и контроля с использование комплекта учебного оборудования для монтажа, наладки и эксплуатации мехатронных систем соответствует формам и методам учебно-воспитательного процесса, которые согласуются с современными требованиями к таким обучающим устройствам, предназначен для формирования первоначальных умений и навыков обучающихся при относительно невысокой стоимости комплекта, при его высоком качестве и долговечности. Способ предназначен для внедрения высоких профессиональных стандартов; для подготовки к проведению демонстрационного экзамена в системе профессионального обучения, проведению национального и мирового чемпионатов рабочих профессий WorldSkills.

1. Способ обучения и контроля учащихся основам мехатроники с использованием комплекта учебного оборудования для монтажа, наладки и эксплуатации мехатронных систем, содержащего монтажную плиту, выполненные с возможностью размещения на ней в одной монтажной плоскости действующие модели промышленных механизмов с пневматическими и электрическими приводами, устройства ручного и автоматического управления, при этом устройство ручного управления имеет индикаторы, блок подготовки воздуха, датчики, вспомогательное оборудование и источники энергии, дидактический материал, а также съемное устройство для исключения визуального контроля за работой собранной мехатронной системы, при этом:

- осуществляют ознакомление учащихся со структурой, принципами построения и основной элементной базой мехатронных систем, их монтажом и наладкой с помощью дидактического материала;

- осуществляют демонстрацию работы собранного комплекта с ручным управлением учащимся путем монтажа комплекта, включающего установку и закрепление на монтажной плите в одной монтажной плоскости действующих моделей промышленных механизмов с пневматическими и электрическими приводами, устройства ручного управления с индикаторами, блока подготовки воздуха, датчиков, вспомогательного оборудования и источников энергии, и реализацию его работы учащимися при визуальном контроле за движением детали;

- устанавливают съемное устройство для исключения визуального контроля между собранной мехатронной системой и устройством ручного управления;

- осуществляют реализацию работы собранной мехатронной системы учащимися по индикаторам на пульте ручного управления при отсутствии визуального контроля за движением детали;

- заменяют устройство ручного управления устройством автоматического управления;

- осуществляют реализацию работы собранной мехатронной системы с управлением от устройства автоматического управления учащимися,

при этом контроль обучения ведут по отсутствию или наличию ошибок, совершаемых учащимися во время эксплуатации комплекта учебного оборудования без визуального контроля за работой собранной мехатронной системы.

2. Способ обучения и контроля учащихся основам мехатроники по п. 1, отличающийся тем, что в качестве съемного устройства для исключения визуального контроля используют защитный экран или ширму.

3. Способ обучения и контроля учащихся основам мехатроники по п. 1 отличающийся тем, что в качестве действующих моделей промышленных механизмов с пневматическими и электрическими приводами используют механизм для упорядоченного хранения и поочередной выдачи деталей с последующей их транспортировкой, и/или механизм с вакуумным захватом для перемещения деталей от одного механизма к другому, и/или механизм для перемещения деталей от одного механизма к другому и для ориентации деталей в пространстве, и/или ленточный конвейер, предназначенный для перемещения и сортировки поступающих на него деталей.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к тренажерам для оценки работоспособности горнорабочих, включенных в изолирующий дыхательный аппарат, в период возникновения аварийной ситуации и организации эвакуации подземного персонала из аварийной зоны на поверхность.

Предлагаемое изобретение относится к области военной техники, а точнее к средствам отработки практических навыков взаимодействия операторов и наводчиков различных систем вооружения при имитации ближнего боя при стрельбе прямой наводкой.

Группа изобретений относится к устройствам ввода данных посредством усилий пользователя в системах симуляции виртуальной реальности. Система содержит систему растяжек для закрепления физического тела так, что она способна удерживать тело в положении устойчивого равновесия с возможностью вращения тела вокруг как минимум одной оси, проходящей вблизи от его центра масс.

Изобретение относится к техническим средствам обучения и является средством информационного обеспечения руководителя занятия с боевыми расчетами зенитного ракетного комплекса (ЗРК) в системе поддержки принятия его решения о качестве их подготовки.

Способ относится к области имитационного статистического моделирования локомотивных систем навигации. Система, реализующая способ, включает индикатор для отображения статических характеристик, имитационный модуль для формирования выходной информации навигационных измерителей, навигационный модуль для реализации алгоритмом комплексной обработки навигационной информации и связывающий их модуль интерфейса.

Изобретение относится к области информационно-коммуникационных технологий, а именно к оборудованию, обеспечивающему подготовку судоводителей. Комплексный тренажер содержит подготовленные упражнения, установленные на компьютере, который назначен пультом управления инструктора.

Группа изобретений относится к способу и системе для автоматизированного конфигурирования имитационных моделей беспилотных летательных аппаратов (БПЛА). Для осуществления способа предварительно задают описание всех подлежащих конфигурированию элементов имитационной модели и преобразуют их на языке программирования высокого уровня, осуществляют хранение исходного кода и его транслирование в машинный код.

Изобретение относится к учебно-тренировочным средствам по подготовке экипажа и кабинного состава вертолета к действиям, необходимым для выживания в особых (аварийных и катастрофических) ситуациях, которые в силу различных причин могут возникнуть при полетах над водной поверхностью различных акваторий, в том числе над штормовым морем.

Изобретение относится к методам обучения экипажей космических аппаратов. Способ включает воспроизведение заданий одному или нескольким космонавтам (К), регистрацию параметров, характеризующих выполнение К заданий, сравнение полученных данных с задаваемыми значениями и определение уровня готовности К.

Программно-аппаратный тренажер комплексной аппаратной связи МП-2ИМ (ПАТ КАС МП-2ИМ) предназначен для обучения принципам работы каждого члена экипажа комплексной аппаратной связи МП-2ИМ в отдельности, обучения совместной работе членов экипажа МП-2ИМ.

Настоящее изобретение относится к области образования, более конкретно к способам обучения с помощью обучающих устройств, а именно технических средств для изучения структуры, принципов построения и основной элементной базы автоматических линий и мехатронных систем и контроля за обучением. Технической задачей изобретения является создание способа обучения и контроля учащихся основам мехатроники с использованием комплекта учебного оборудования для монтажа, наладки и эксплуатации мехатронных систем, повышение качества и эффективности профессиональной подготовки учащихся. Для решения этой задачи предложен способ обучения и контроля учащихся основам мехатроники с использованием комплекта учебного оборудования для монтажа, наладки и эксплуатации мехатронных систем, содержащего монтажную плиту, выполненные с возможностью размещения на ней в одной монтажной плоскости действующие модели промышленных механизмов с пневматическими и электрическими приводами, устройства ручного и автоматического управления, при этом устройство ручного управления имеет индикаторы, блок подготовки воздуха, датчики, вспомогательное оборудование и источники энергии, дидактический материал, а также съемное устройство для исключения визуального контроля за работой собранной мехатронной системы, включающий ознакомление учащихся со структурой, принципами построения и основной элементной базой автоматических линий и мехатронных систем, обучение монтажу и наладке собранных мехатронных систем, демонстрацию работы собранного комплекта с ручным управлением, практическое применение учащимися полученных знаний путем самостоятельного монтажа комплекта с ручным управлением и отработку навыков его эксплуатации при визуальном контроле за работой собранной мехатронной системы, отработку учащимися навыков эксплуатации комплекта с ручным управлением при отсутствии визуального контроля за работой собранной мехатронной системы по индикаторам на устройстве ручного управления и отработку учащимися навыков эксплуатации комплекта в автоматическом режиме, при этом контроль обучения ведут по отсутствию или наличию ошибок, совершаемых учащимися во время эксплуатации комплекта учебного оборудования без визуального контроля за работой собранной мехатронной системы.При этом отсутствие визуального контроля за работой собранной мехатронной системы осуществляют путем использования съемного устройства для исключения визуального контроля, представляющего собой защитный экран или ширму. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Наверх