概要:
実習工場において、実習形式にて授業を行う.今後座学の専門科目でも必要となる機械工作技術を理解し,技術を体得する.
授業の進め方・方法:
1クラスを5班に分け,各班は1テーマを5週もしくは6週実施し,1年間で5テーマを実習する.5テーマの目的と内容を以下に示す.
(1) メカトロニクス実習
メカトロニクスの基礎知識や技術を養うため,センサ回路・電気・電子回路の作製に必要な技能を習得する.TETRIXを用いて付加機能をもつ高度なロボットの製作およびLabVIEWによる制御プログラムの作成方法について学習する。
さらに,リレーシーケンス制御およびPLCシーケンス制御の基礎について学習する.
(2) 溶接
鋼板を溶接して鋼板の箱を製作・検査する.箱を構成する5枚の鋼板の加工.端面加工,開先加工.箱の仮溶接.本溶接.水漏れ検査.不具合箇所の修正溶接.
(3) 複合加工機
複合加工機の旋削加工およびミーリング加工の特性を理解し,最適な加工手順でNCプログラムを作成し,複合加工機での加工シミュレーションを行った上で,複合加工機による実加工を行う.また,汎用旋盤によるねじきり加工等を行い汎用の機械との相違点を理解する.
(4) スターリングエンジン製作
シリンダの製作(ドリル加工,リーマ加工,加熱部の圧入).動力ピストン,送気ピストン,クランクシャフトの加工.スターリングエンジンの組立および試運転・調整.
(5) レーザー加工機
CAM を用いたオリジナルデザインおよび課題図面の NC プログラム作成後、レーザ-加工機によるオリジナルデザインおよび課題図面の加工.
注意点:
・実習担当者の説明や注意をよく聞くこと。長いシャツはズボンの中に入れる。長い髪は束ねる。安全確保のため工場内では「実習作業服の着用」「担当者の注意をよく聞く」「ふざけない」「走らない」を厳守すること。携帯電話は担当者の許可を得た上で写真・動画機能のみ使用可とする。溶接では安全のために長めの靴下を必ず着用すること。
・スターリングエンジンなど、テーマによっては予習が必要となる。担当者の指示に従って適宜予習を行うこと。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
前期 |
1stQ |
1週 |
ガイダンス |
・実習ガイダンス ・班分け ・日程と実習内容の説明 ・安全教育 について理解できる.
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2週 |
メカトロニクス実習 (1) |
・TETRIXによるロボットの製作 ・各種センサの機能についての説明 について理解できる.
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3週 |
メカトロニクス実習 (2) |
・LabVIEWによるロボット制御プログラムの作成 ・動作試験およびパラメータチューニング について理解できる.
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4週 |
メカトロニクス実習 (3) |
・リレーシーケンス制御の基本 ・スイッチ ・シーケンス回路の作成方法 ・自己保持回路によるコンベアの制御 について理解できる.
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5週 |
メカトロニクス実習 (4) |
・PLCシーケンス制御の基礎 ・ラダー図の作成方法、I/Oアドレス ・光電センサ,近接センサなどの各種センサ について理解できる.
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6週 |
メカトロニクス実習 (5) |
・PLCシーケンス制御の基本回路 ・タイマー回路,カウンター回路 ・自己保持回路、インターロック回路 について理解できる.
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7週 |
提出したレポートについてのガイダンス |
提出したレポートについての講評を受け,レポートの書き方や諸注意を理解できる.
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8週 |
溶接(1) |
・アーク溶接の種類:被覆アーク、TIG、MAGの特徴 ・材料について(SS材) ・TIG溶接の説明、シールドガスの役割 について理解し,TIG溶接を行えるとともに安全教育についても理解できている.
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2ndQ |
9週 |
溶接(2) |
・MAG溶接の説明 について理解し,MAG溶接が行える.
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10週 |
溶接(3) |
・溶接欠陥 ・被覆アーク溶接 ・被覆材 ・電撃防止装置 について理解し,被覆アーク溶接が行える.
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11週 |
溶接(4) |
TIG,MAG、アーク溶接、溶接条件の決定について理解できる.
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12週 |
溶接(5) |
シャーリンを使用して材料取りや仮付けが行える.
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13週 |
溶接(6) |
作業手順、検定試験について理解し、不良個所の修正行える.
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14週 |
複合加工機(1) |
複合加工機のNCプログラム説明および機械付属の対話型プログラムの説明.
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15週 |
複合加工機(2) |
加工品の図面作成(豆ジャッキ).
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16週 |
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後期 |
3rdQ |
1週 |
複合加工機(3) |
複合加工機の操作説明(旋削加工、ミーリング加工)
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2週 |
複合加工機(4) |
複合加工機による実加工(旋削加工、外径ねじきり加工、ミーリング加工)
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3週 |
複合加工機(5) |
汎用旋盤による内径ねじきり加工(M14)、加工品の手仕上げ.
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4週 |
スターリングエンジンの製作(1) |
部品の製作 (1):加熱側シリンダ,ディスプレーサー,ロッド,シャフト及びピン類の加工ができる.
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5週 |
スターリングエンジンの製作(2) |
部品の製作 (2):冷却側シリンダ,連結器の加工ができる.
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6週 |
スターリングエンジンの製作(3) |
部品の製作 (3):送気ピストンの加工ができる.
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7週 |
スターリングエンジンの製作(4) |
部品の製作 (4):動力ピストン,クランクホイール,コンロッドの加工ができる.
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8週 |
スターリングエンジンの製作(5) |
組立て,試運転および調整:部品の製作 (1) ~ (4) で製作した部品を組立て、スターリングエンジンを完成させ、試運転および調整を行うことができる.
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4thQ |
9週 |
提出したレポートについてのガイダンス |
提出したレポートについての講評を受け,レポートの書き方や諸注意を理解できる.
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10週 |
レーザー加工機(1) |
レーザー加工機概要:レーザー加工機特有のGコード等について説明を理解できる.
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11週 |
レーザー加工機(2) |
レーザー加工機の操作説明ビーム径補正の考え方と編集について説明を理解できる.
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12週 |
レーザー加工機(3) |
CADCAMによるオリジナルデザインの設計・加工(1):Mastercam応用編(主にCAD機能について)につい理解できる.
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13週 |
レーザー加工機(4) |
CADCAMによるオリジナルデザインの設計・加工(2):Mastercam応用編(主にCAD機能について)につい理解できる.
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14週 |
レーザー加工機(5) |
CADCAMによるオリジナルデザインの設計・加工(3):Mastercam応用編(安全上重要なパラメータについて)レーザー加工機による加工を理解できる.
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15週 |
実習のまとめ |
1年間の実習を振り返り,実習内容等を再確認できる.
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16週 |
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分類 | 分野 | 学習内容 | 学習内容の到達目標 | 到達レベル | 授業週 |
基礎的能力 | 自然科学 | 物理 | 力学 | 速度と加速度の概念を説明できる。 | 3 | |
直線および平面運動において、2物体の相対速度、合成速度を求めることができる。 | 3 | |
等加速度直線運動の公式を用いて、物体の座標、時間、速度に関する計算ができる。 | 3 | |
平面内を移動する質点の運動を位置ベクトルの変化として扱うことができる。 | 3 | |
物体の変位、速度、加速度を微分・積分を用いて相互に計算することができる。 | 3 | |
自由落下、及び鉛直投射した物体の座標、速度、時間に関する計算ができる。 | 3 | |
水平投射、及び斜方投射した物体の座標、速度、時間に関する計算ができる。 | 3 | |
物体に作用する力を図示することができる。 | 3 | |
力の合成と分解をすることができる。 | 3 | |
重力、抗力、張力、圧力について説明できる。 | 3 | |
フックの法則を用いて、弾性力の大きさを求めることができる。 | 3 | |
慣性の法則について説明できる。 | 3 | |
作用と反作用の関係について、具体例を挙げて説明できる。 | 3 | |
運動方程式を用いた計算ができる。 | 3 | |
簡単な運動について微分方程式の形で運動方程式を立て、初期値問題として解くことができる。 | 3 | |
静止摩擦力がはたらいている場合の力のつりあいについて説明できる。 | 3 | |
最大摩擦力に関する計算ができる。 | 3 | |
動摩擦力に関する計算ができる。 | 3 | |
仕事と仕事率に関する計算ができる。 | 3 | |
物体の運動エネルギーに関する計算ができる。 | 3 | |
重力による位置エネルギーに関する計算ができる。 | 3 | |
弾性力による位置エネルギーに関する計算ができる。 | 3 | |
力学的エネルギー保存則を様々な物理量の計算に利用できる。 | 3 | |
物体の質量と速度から運動量を求めることができる。 | 3 | |
運動量保存則を様々な物理量の計算に利用できる。 | 3 | |
周期、振動数など単振動を特徴づける諸量を求めることができる。 | 3 | |
単振動における変位、速度、加速度、力の関係を説明できる。 | 3 | |
等速円運動をする物体の速度、角速度、加速度、向心力に関する計算ができる。 | 3 | |
万有引力の法則から物体間にはたらく万有引力を求めることができる. | 3 | |
万有引力による位置エネルギーに関する計算ができる。 | 3 | |
力のモーメントを求めることができる。 | 3 | |
角運動量を求めることができる。 | 3 | |
角運動量保存則について具体的な例を挙げて説明できる。 | 3 | |
剛体における力のつり合いに関する計算ができる。 | 3 | |
重心に関する計算ができる。 | 3 | |
一様な棒などの簡単な形状に対する慣性モーメントを求めることができる。 | 3 | |
剛体の回転運動について、回転の運動方程式を立てて解くことができる。 | 3 | |