メカトロニクス工学※

科目基礎情報

学校 北九州工業高等専門学校 開講年度 2018
授業科目 メカトロニクス工学※
科目番号 0175 科目区分 専門 / 必修
授業形態 授業 単位の種別と単位数 学修単位: 2
開設学科 機械工学科 対象学年 5
開設期 前期 週時間数 2
教科書/教材 「メカトロニクス The ビギニング―「機械」と「電子電気」と「情報」の基礎レシピ」 西田 麻美(日刊工業新聞社)
担当教員 滝本 隆

到達目標

1. メカトロニクス製品で用いられる制御・コンピュータ技術について説明できる。
2. メカニズム、アクチュエータ、センサの動作を理解し、基本的な設計ができる。
3. 長さ、力、温度、回転数などの計測方法と計測機器を説明できる。

ルーブリック

理想的な到達レベルの目安標準的な到達レベルの目安未到達レベルの目安
評価項目1メカトロニクス製品で用いられる制御・コンピュータ技術について説明でき、メカトロニクス製品を構成できる。メカトロニクス製品で用いられる制御・コンピュータ技術について説明できる。メカトロニクス製品で用いられる制御・コンピュータ技術について説明できない。
評価項目2メカニズム、アクチュエータ、センサの動作を説明でき、すべてを有機的に組み合わせた設計ができる。メカニズム、アクチュエータ、センサの動作を説明でき、基本的な設計ができる。メカニズム、アクチュエータ、センサの動作を理解し、基本的な設計ができない。
評価項目3長さ、力、温度、回転数などの計測方法と計測機器を説明でき、実際に使用することができる。長さ、力、温度、回転数などの計測方法と計測機器を説明できる。長さ、力、温度、回転数などの計測方法と計測機器を説明できない。

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
メカトロニクスは、機械・電気電子・情報を組み合わせてより高機能なシステムを実現する総合技術である。授業では、メカトロニクスの構成要素として必要不可欠な、各種センサとモータの動作原理,および制御回路の基礎知識を習得する。
授業の進め方と授業内容・方法:
事前に与えたテーマに関して、学生自身で事前に調査・準備を行い内容を授業で発表する。教員は、同テーマに関する補足資料を準備しておき、学生の授業の補足を行うとともに、他学生達からのフィードバック(質問や討論)を促し授業を進める。また、メカトロニクス製品開発プロセス学習のためのグループワークを行う。授業では,製品開発において重要なアイデアの出し方やまとめ方を実践的に学習する。
注意点:
事前に与えたテーマに関して、自身で事前に調査・準備を行い、授業で発表するための資料を作成する。メカトロニクス製品の構成要素は多く存在するので、授業中に解説した内容だけでなく、その他の内容についても調査してもらう。また、製品開発グループワークを行うが、その活動も自学自習の範囲で行う。

授業計画

授業内容・方法 週ごとの到達目標
前期
1週 ガイダンス メカトロニクスの役割について説明できる。
2週 構成要素 メカトロニクスの構成要素について説明できる。
3週 製品開発・評価 メカトロニクス製品開発における評価の重要性について説明できる。
4週 制御法1 メカトロニクスで用いられる制御法について説明できる。
5週 制御法2 フィードバック制御、PID制御、シーケンス制御について説明できる。
6週 制御法3 ディジタル制御、組込み制御、サーボ機構について説明できる。
7週 機構 リンク、カム機構、歯車の減速について、説明・計算できる。
8週 中間試験
9週 アクチュエータ アクチュエータの種類、AC・DC・サーボモータについて説明できる。
10週 計測の基礎 測定の定義や測定誤差、SI単位について説明できる。
11週 センサ1 ひずみゲージ、ロードセル、温度センサについて説明できる。
12週 センサ2 ロータリーエンコーダ、フォトセンサ、加速度センサについて説明できる。
13週 コンピュータ技術 A/D、D/A、マイコン、PWMなどのコンピュータ技術について説明できる。
14週 総合演習 メカトロニクス製品の構成や設計ができる。
15週 期末試験
16週 期末試験内容の解説

評価割合

試験課題発表態度ポートフォリオその他合計
総合評価割合602020000100
基礎的能力0000000
専門的能力602020000100
分野横断的能力0000000