MINISTERSTWO EDUKACJI
i NAUKI
Stanisław Popis
Programowanie ukÅ‚adÌw manipulacyjnych i robotÌw
311[50].Z3.02
Poradnik dla nauczyciela
Wydawca
Instytut Technologii Eksploatacji  Państwowy Instytut Badawczy
Radom 2005
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
Recenzenci :
mgr inż. Henryk Krystkowiak
dr inż. Jerzy Gustowski
Opracowanie redakcyjne:
mgr inż. Katarzyna Maćkowska
Konsultacja:
dr inż. Janusz Figurski
Korekta:
mgr Joanna Iwanowska
Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 311[50].Z3.02.
Programowanie ukÅ‚adÌw manipulacyjnych i robotÌw zawartego w programie nauczania dla
zawodu technik mechatronik.
Wydawca
Instytut Technologii Eksploatacji  Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2005
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
1
SPIS TREÅšCI
1. Wprowadzenie 3
2. Wymagania wstępne 4
3. Cele kształcenia 5
4. Przykładowe scenariusze zajęć 6
5. Ćwiczenia 15
5.1.Budowa i klasyfikacja ukÅ‚adÌw manipulacyjnych i robotÌw 15
5.1.1. Ćwiczenia 15
5.1.2. Sprawdzian postępów 19
5.2.Programowanie maszyn manipulacyjnych i robotÌw 20
5.2.1. Ćwiczenia 20
5.2.2. Sprawdzian postępów 22
5.3.Zasady aplikacji i użytkowania systemÌw robotycznych 23
5.3.1. Ćwiczenia 23
5.3.2. Sprawdzian postÄ™pÌw 24
6. Ewaluacja osiągnięć ucznia 25
7. Literatura 32
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
2
1. WPROWADZENIE
Przekazujemy Państwu Poradnik dla nauczyciela ,,Programowanie układów
manipulacyjnych i robotów , który będzie pomocny w prowadzeniu zajęć dydaktycznych
w szkole kształcącej w zawodzie technik mechatronik.
W poradniku zamieszczono:
 wymagania wstępne  wykaz umiejętności, jakie uczeń ukształtuje podczas pracy
z poradnikiem,
 przykładowe scenariusze zajęć,
 ćwiczenia - przykładowe ćwiczenia ze wskazówkami do ich realizacji, zalecanymi
metodami nauczania-uczenia oraz środkami dydaktycznymi,
 ewaluację osiągnięć uczenia się - przykładowe narzędzie pomiaru dydaktycznego.
Ponieważ gÅ‚Ìwnym celem zajęć jest uksztaÅ‚towanie umiejÄ™tnoÅ›ci programowania
manipulatorÌw i robotÌw, czyli umiejÄ™tnoÅ›ci o charakterze praktycznym, dlatego wskazane
jest, aby dominującymi metodami nauczania stosowanymi w trakcie zajęć były metody
aktywizujące, takie jak, np. wykład ilustrowany, czy ćwiczenia praktyczne.
Zajęcia powinny odbywać się w pracowni wyposażonej w robot edukacyjny
wraz z komputerem i stosownym oprogramowaniem pozwalajÄ…cym na programowanie robota
oraz symulację jego pracy. Robot powinien posiadać panel programowania (programator
ręczny) umożliwiający programowanie w trybie uczenia. W czasie zajęć uczniowie powinni
pracować indywidualnie, ale pewne fragmenty zajęć powinny być realizowane w grupach
2-4  osobowych (np. ćwiczenia z zakresu programowania robotÌw).
Wskazane jest, aby na początku każdych zajęć uczniowie informowani byli o celach
edukacyjnych zajęć oraz kryteriach oceniania. Sprawdzanie i ocenianie uczniÌw powinno
odbywać się na bieżąco w trakcie odbywania zajęć w oparciu o wcześniej podane kryteria.
Kryteria oceniania powinny być jednoznacznie powiÄ…zane ze szczegÌÅ‚owymi celami
kształcenia określanymi dla każdej jednostki dydaktycznej.
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
3
2. WYMAGANIA WST
PNE
Przystępując do realizacji programu nauczania jednostki modułowej uczeń powinien
umieć:
- stosować jednostki miar układu SI,
- posługiwać się podstawowymi pojęciami z zakresu statyki, dynamiki, kinematyki, takimi
jak: masa, siła, prędkość, energia, para kinematyczna, więzy, stopień swobody,
- obsługiwać komputer na poziomie podstawowym,
- korzystać z różnych z
ródeł informacji,
- poszukiwać informacji w Internecie,
- objaśniać strukturę oraz zasadę działania elektrycznego układu napędowego,
- objaśniać strukturę oraz zasadę działania pneumatycznego i elektropneumatycznego
układu napędowego,
- objaśniać strukturę oraz zasadę działania hydraulicznego i elektrohydraulicznego układu
napędowego,
- rozpoznawać i przedstawiać działanie układu sterowania otwartego i zamkniętego,
- rozrÌżniać i scharakteryzować przekÅ‚adnie mechaniczne: zÄ™batÄ…, Å›limakowÄ… i Å›rubowÄ…,
- objaÅ›niać dziaÅ‚anie i scharakteryzować możliwoÅ›ci wykorzystania silnikÌw prÄ…du staÅ‚ego,
- objaÅ›niać dziaÅ‚anie i scharakteryzować możliwoÅ›ci wykorzystania silnikÌw prÄ…du
przemiennego,
- omawiać sposÌb dziaÅ‚ania silnikÌw skokowych,
- rozrÌżniać oraz przedstawiać dziaÅ‚anie sensorÌw: potencjometrycznego,
indukcyjnościowego, optycznego (laserowego, światłowodowego), tensometryczno-
-rezystancyjnego,
- rozrÌżniać stany naprężeÅ„ materiaÅ‚Ìw (rozciÄ…ganie, Å›ciskanie),
- posługiwać się normami, katalogami,
- uczestniczyć aktywnie w dyskusji,
- przygotowywać i realizować prezentacje,
- stosować rÌżne metody i Å›rodki porozumiewania siÄ™ w zakresie zagadnieÅ„ technicznych
(symbole, rysunki, zdjęcia itp),
 stosować ogÌlne zasady bezpieczeÅ„stwa i higieny pracy w czasie eksploatacji maszyn
i urządzeń.
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
4
3. CELE KSZTAA
CENIA
W wyniku realizacji ćwiczeń podanych w poradniku uczeń powinien umieć:
 wyjaÅ›nić zasadność stosowania maszyn manipulacyjnych i robotÌw,
 opisać funkcje ukÅ‚adÌw manipulacyjnych i robotÌw,
 okreÅ›lić strukturÄ™ funkcjonalnÄ… (budowÄ™) maszyn manipulacyjnych i robotÌw,
 objaÅ›nić strukturÄ™ kinematycznÄ… maszyn manipulacyjnych i robotÌw,
 objaÅ›nić budowÄ™ zespoÅ‚Ìw ruchu ukÅ‚adÌw manipulacyjnych i robotÌw,
 objaśnić rodzaje i budowę urządzeń chwytających i narzędzi stosowanych w maszynach
manipulacyjnych i robotach,
 objaÅ›nić przeznaczenie i strukturÄ™ ukÅ‚adÌw sensorycznych wykorzystywanych
w maszynach manipulacyjnych i robotach,
 okreÅ›lić sposoby sterowania maszyn manipulacyjnych i robotÌw,
 sklasyfikować układy manipulacyjne i roboty,
 utworzyć program sterujący układem manipulacyjnym i robotem,
 zaprogramować układ manipulacyjny i robot za pomocą programatora ręcznego w trybie
uczenia (teach-in),
 zaprogramować układ manipulacyjny i robot w trybie edycji,
 posłużyć się oprogramowaniem specjalistycznym do symulacji oraz wizualizacji pracy
maszyn manipulacyjnych i robotÌw,
 objaśnić zasady doboru maszyny manipulacyjnej i robota dla potrzeb robotyzacji
procesÌw,
 objaÅ›nić zasady eksploatacji maszyn manipulacyjnych i robotÌw oraz stanowisk
zrobotyzowanych zgodnie z zasadami bezpieczeństwa.
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
5
4. PRZYKA
ADOWE SCENARIUSZE ZAJ
Ć
Scenariusz nr 1
Temat: Struktura funkcjonalna układów manipulacyjnych i robotów.
Cele:
Po zakończeniu zajęć edukacyjnych uczeń powinien umieć:
- rozpoznać podstawowe ukÅ‚ady funkcjonalne ukÅ‚adÌw manipulacyjnych i robotÌw,
- scharakteryzować zależności pomiędzy podstawowymi układami funkcjonalnymi
ukÅ‚adÌw manipulacyjnych i robotÌw,
- wyspecyfikować zadania poszczegÌlnych ukÅ‚adÌw funkcjonalnych ukÅ‚adÌw
manipulacyjnych i robotÌw, jak:
a) układu ruchu,
b) układu sterowania,
c) układu zasilania,
- scharakteryzować strukturę sprzętową układu sterowania,
- wskazać rodzaje energii stosowane do napÄ™du ukÅ‚adÌw manipulacyjnych i robotÌw,
- wyspecyfikować człony składowe układu ruchu,
 objaÅ›nić podobieÅ„stwa budowy ukÅ‚adu ruchu ukÅ‚adÌw manipulacyjnych i budowy
człowieka,
W czasie zajęć będą kształtowane następujące umiejętności ponadzawodowe:
- współpraca w grupie,
- poszukiwanie specjalistycznych informacji w ogólnodostępnych z
ródłach informacji.
Metody nauczania uczenia siÄ™:
- miniwykład,
- pokaz,
- ćwiczenia praktyczne,
- dyskusja w grupie.
Formy organizacyjne pracy uczniów:
- praca w zespołach 2-3 osobowych.
Åšrodki dydaktyczne:
- karty katalogowe ukÅ‚adÌw manipulacyjnych i robotÌw,
- film dydaktyczny dotyczÄ…cy budowy i przykÅ‚adów zastosowania robotÌw,
- robot edukacyjny (lub przemysłowy), manipulator,
- literatura zgodna z punktem 7 poradnika.
Czas trwania:
2 godziny lekcyjne  90 min.
Uczestnicy
Uczniowie klasy IV technikum.
Przebieg lekcji:
1. Sprawy organizacyjne związane z przebiegiem zajęć - sprawdzenie obecności, przepisy bhp
i porzÄ…dkowe obowiÄ…zujÄ…ce w pracowni.
2. Podanie tematu bieżących zajęć, celów operacyjnych oraz kryteriów oceniania.
3. Cel stosowania ukÅ‚adÌw manipulacyjnych i robotÌw  przypomnienie wiadomoÅ›ci
z poprzednich zajęć.
4. Projekcja filmu dydaktycznego dotyczÄ…cego budowy i przykÅ‚adów zastosowania robotÌw.
5. Analiza treÅ›ci filmu w aspekcie porÌwnania budowy maszyn manipulacyjnych i robotÌw
przeznaczonych do realizacji rÌżnych procesÌw (np. spawanie, zgrzewanie, malowanie
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
6
natryskowe, montaż, obrÌbka, zaÅ‚adunek maszyn, paletyzacja, itp) i wyÅ‚onienia ich
wspÌlnych cech konstrukcyjnych.
6. Objaśnienie struktury funkcjonalnej układu manipulacyjnego i robota.
7. Ćwiczenie: Rozpoznawanie podstawowych ukÅ‚adÌw funkcjonalnych ukÅ‚adÌw manipulacyjnych
i robotÌw w oparciu o ilustracje oraz dane zawarte na kartach katalogowych robotÌw
przemysłowych. Uczniowie rozpoznają i nazywają podstawowe układy funkcjonalne.
8. Objaśnienie struktury sprzętowej układu sterowania.
9. Charakterystyka ukÅ‚adÌw zasilania ukÅ‚adÌw manipulacyjnych i robotÌw.
10. Objaśnienie struktury układu ruchu, analogie do budowy człowieka.
11. Ćwiczenie: Opis struktury funkcjonalnej wybranych robotÌw.
W oparciu o karty katalogowe robotÌw, plansze oraz rzeczywiste roboty uczniowie
realizują następujące zadania:
a) rozpoznanie oraz zapisanie w kartach ćwiczenia, przy fotografiach lub rysunkach
robotÌw, nazw poszczegÌlnych ukÅ‚adÌw funkcjonalnych,
b) określenie rodzaju energii zasilania robota,
c) identyfikacja i zapisanie w karcie ćwiczenia, przy fotografiach lub rysunkach robotÌw,
nazw poszczegÌlnych zespoÅ‚Ìw ukÅ‚adu ruchu robota.
12. Podsumowanie zajęć.
 rekapitulacja treści zajęć,
 ocena przez uczniów przebiegu zajęć i treści zajęć,
 samoocena uczniów,
 ocena pracy uczniów przez nauczyciela.
Scenariusz nr 2
Nazwa i numer programu modułowego:
Modułowy program nauczania dla zawodu technik mechatronik 311[50].
Moduł: Proces programowania i użytkowania rządzeń i systemów mechatronicznych.
311[50].Z3
Jednostka modułowa:
Programowanie ukÅ‚adÌw manipulacyjnych i robotÌw 311[50].Z3.02
Temat zajęć:
ZASADY TWORZENIA PROGRAMÓW PRACY UKA
ADÓW MANIPULACYJNYCH
I ROBOTÓW
Klasa: klasa IV
Liczba godzin: 4 godziny lekcyjne
Cel ogólny: Kształtowanie umiejętności programowania układów manipulacyjnych
i robotów.
Szczegółowe cele kształcenia.
Uczeń potrafi:
- wyjaśnić zasady procedury tworzenia programów pracy układów manipulacyjnych
i robotÌw,
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
7
- scharakteryzować cykle manipulacyjne wybranych procesów realizowanych przez układy
manipulacyjne i roboty,
- okreÅ›lić wspÌÅ‚zależnoÅ›ci pomiÄ™dzy ukÅ‚adem manipulacyjnym, a urzÄ…dzeniami
wspÌÅ‚pracujÄ…cymi,
- określić uzależnienia czasowe pomiędzy wszystkimi elementami stanowiska
zrobotyzowanego,
- stosować schematy blokowe do ilustrowania przebiegu procesÌw manipulacji,
- zaprogramować robot metodą uczenia wykorzystując panel programowania,
- uruchomić program pracy robota w trybie pracy krokowej i ciągłej,
- współpracować w grupie,
 wyszukać specjalistyczne informacje w ogólnodostępnych z
ródłach informacji
W czasie zajęć kształtowane będą następujące umiejętności ponadzawodowe:
- współpraca w grupie,
- wyszukiwanie specjalistycznych informacji w ogólnodostępnych z
ródłach informacji,
- organizowanie i planowanie pracy,
- prezentowanie i ocenianie efektów pracy zespołu.
Metody nauczania:
-metoda przewodniego tekstu
Åšrodki dydaktyczne:
- literatura wymieniona w rozdziale 7 Poradnika dla nauczyciela,
- robot edukacyjny (lub przemysłowy) wyposażony w panel programowania,
- przenośniki (lub ich makiety),
- detale przemieszczane przez robot,
- instrukcja pracy metodÄ… przewodniego tekstu, zadanie, pytania prowadzÄ…ce,
- instrukcje wykonania ćwiczeń dla uczniów,
- biały papier formatu A3,
- flamastry
Zadanie dla uczniów:
Robot 1 obsługuje prasę 3. Z przenośnika doprowadzającego 4 przedmioty dostarczane są
na matrycę prasy 3, po zakończeniu procesu prasowania przedmiot odkładany jest
na przenośnik odprowadzający 2.
1. Przedstaw cykl manipulacyjny robota w postaci schematu blokowego.
2. Opisz elementarne czynności manipulacyjne robota.
3. Zaprogramuj robot metodÄ… uczenia stosujÄ…c panel programowania, zapisz program
na karcie sprawozdania z wykonania ćwiczenia.
4. W obecności nauczyciela uruchom program w trybie pracy krokowej.
5. W obecności nauczyciela uruchom program w trybie pracy ciągłej.
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
8
Przebieg zajęć:
Faza wstępna.
 sprawy organizacyjne związane z przebiegiem zajęć - sprawdzenie listy obecności,
 przepisy BHP i porzÄ…dkowe obowiÄ…zujÄ…ce w pracowni,
 podanie tematu bieżących zajęć, celów operacyjnych oraz kryteriów oceniania,
 zapoznanie uczniów z pracą metodą przewodniego tekstu,
 podział uczniów na zespoły 3-osobowe.
Faza właściwa.
Praca metodÄ… przewodniego tekstu.
Faza Przykłady pytań prowadzących Oczekiwane odpowiedzi
Zbieranie 1. Wyjaśnij, na czym polega Uczniowie wyjaśniają, na czym
informacji programowania robotÌw polega programowania robotów
i ukÅ‚adÌw manipulacyjnych. zgodnie z objaÅ›nieniami zawartymi
w rozdz 4.2.Poradnika dla ucznia.
2. Określ, co jest podstawowym Planowanie czynności
dziaÅ‚aniem w procesie (i ich parametrÌw), jakie kolejno
programowania robotów powinien zrealizować robot
i układów manipulacyjnych. w procesie manipulacji.
3. Przedstaw zasadę tworzenia - ustalenie elementarnych czynności
programÌw pracy ukÅ‚adów manipulacyjnych robota i
manipulacyjnych i robotów. urządzeń współpracujących,
- ustalenie zależności pomiędzy
robotem, a urzÄ…dzeniami
technologicznymi,
- synchronizacja cyklu
manipulacyjnego w czasie.
4. Wyjaśnij zasadę programowania Poprzez panel programowania
metodą uczenia z wykorzystaniem (programator ręczny) operator
panelu programowania. dokonuje sterowania serwonapÄ™dÌw
robota doprowadzajÄ…c efektor do
kolejnych żądanych położeń (oraz
zorientowanie efektora). Po
osiągnięciu tych położeń
i orientacji efektora wspÌÅ‚rzÄ™dne
wpisywane są do pamięci układu
sterowania robota.
5. Wyjaśnij sposób wprowadzania do Odpowiedzi zgodne z instrukcją
sterownika robota poprzez panel obsługi panelu programowania.
programowania poleceń
pozycjonowania osi, przerwań
czasowych.
6. Wyjaśnij sposób uruchamiania Odpowiedzi zgodne z instrukcją
programów sterowniczych obsługi panelu programowania.
w trybie pracy krokowej.
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
9
7. Wyjaśnij sposób uruchamiania Odpowiedzi zgodne z instrukcją
programów sterowniczych obsługi panelu programowania.
w trybie pracy ciągłej.
Planowanie 1. Określ kolejność realizacji działań 1) ustalenie elementarnych
prowadzących do wykonania czynności manipulacyjnych
zadania. robota oraz urządzeń
współpracujących z robotem,
2) ustalenie zależności pomiędzy
robotem, a urzÄ…dzeniami
technologicznymi,
3) synchronizacja cyklu
manipulacyjnego w czasie,
4) narysowanie schematu
blokowego procesu manipulacji,
5) konsultacja z nauczycielem
koncepcji programu,
6) wprowadzenie programu
do pamięci robota za pomocą
panelu programowania,
7) uruchomienie (w obecności
nauczyciela) programu w trybie
pracy krokowej,
8) uruchomienie (w obecności
nauczyciela) programu w trybie
pracy ciągłej.
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
10
Ustalanie 1. Jaka jest kolejność elementarnych 1) chwytak robota znajduje się
czynności manipulacyjnych robota? w położeniu wyjściowym 1
i oczekuje na sygnał o obecności
przedmiotu na przenośniku
doprowadzajÄ…cym 4,
2) po otrzymaniu sygnału
o obecności przedmiotu
na przenośniku doprowadzającym
4 chwytak przemieszcza siÄ™
do punktu 2 i chwyta przedmiot,
3) chwytak wraz z przedmiotem
unosi siÄ™ do punktu 3,
4) chwytak przemieszcza siÄ™ do
punktu 4 i oczekuje na sygnał,
że stempel prasy jest w położeniu
górnym,
5) po otrzymaniu sygnału z prasy,
że stempel prasy jest w położeniu
górnym, chwytak z przedmiotem
przesuwa siÄ™ do punktu 5
sytuując przedmiot nad stołem
prasy,
6) chwytak opuszcza siÄ™ do punktu
6 kładąc przedmiot na stole prasy
i zwalnia zacisk szczęk na
przedmiocie,
7) chwytak wycofuje siÄ™
do punktu 7,
8) robot przekazuje do prasy sygnał
rozpoczęcia procesu prasowania,
chwytak oczekuje w punkcie 7
na zakończenie procesu
prasowania,
9) po otrzymaniu z prasy sygnału,
że stempel jest w położeniu
górnym (proces prasowania
zakończony) chwytak powraca
do punktu 6 i chwyta przedmiot,
10) chwytak unosi przedmiot do
punktu 5,
11)chwytak przemieszcza siÄ™
do punktu 4,
12) następnie chwytak wraz
z przedmiotem przemieszcza siÄ™
do punktu 8,
13) chwytak wraz z przedmiotem
opuszcza siÄ™ do punktu 9
i zwalnia zacisk przedmiotu
pozostawiajÄ…c przedmiot na
przenośniku odprowadzającym,
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
11
 14) z punktu 9 chwytak
przemieszcza siÄ™ do punktu 1
i oczekuje na sygnał o obecności
kolejnego przedmiotu na
przenośniku doprowadzającym.
2. Jakie zależności występują 1) robot oczekuje na informację
pomiędzy robotem, a urządzeniami z przenośnika doprowadzającego
technologicznymi? o obecności przedmiotu
w punkcie 2,
2) prasa oczekuje na informacjÄ™
od robota o możliwości
rozpoczęcia procesu prasowania,
3) robot oczekuje na sygnał z prasy
o zakończeniu procesu
prasowania.
3. Jak zsynchronizować w czasie 1) robot rozpoczyna pracę dopiero
współdziałanie urządzeń po pojawieniu się przedmiotu
stanowiska? w punkcie 2,
2) podczas wykonywania procesu
prasowania robot jest w położeniu
oczekiwania,
3) proces prasowania nie może być
realizowany, jeżeli efektor robota
będzie znajdował się
w przestrzeni roboczej prasy.
4. Narysuj schemat blokowy procesu Rysuje schemat analogiczny
manipulacji. jak na rys 4.60 zamieszczonym
w Poradniku dla ucznia.
Uczniowie konsultują z nauczycielem poszczególne czynności realizowane
w fazie USTALANIE
Wykonanie 1. Za pomocÄ… panelu programowania Uczniowie wprowadzajÄ… program
wprowadz
program do pamięci robota. oraz zapisują w karcie ćwiczenia
wszystkie polecenia (analogicznie
jak w rozdziale 4.2. Poradnika dla
ucznia).
2.Uruchom (w obecności nauczyciela) Korzystając z poleceń zawartych
wprowadzony przez Ciebie program w w instrukcji obsługi panelu
trybie pracy krokowej. programowania uczniowie
uruchamiajÄ… program w trybie pracy
krokowej.
3.Uruchom (w obecności nauczyciela) Korzystając z poleceń zawartych
wprowadzony przez Ciebie program w w instrukcji obsługi panelu
trybie pracy ciągłej. programowania uczniowie
uruchamiajÄ… program w trybie pracy
ciągłej.
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
12
Sprawdzanie Uruchom program w trybie pracy Elementarne czynności
krokowej i sprawdz
, manipulacyjne realizowane przez
czy elementarne czynności robot są zgodne ze specyfikacją
manipulacyjne realizowane wykonanÄ… w punkcie 1 fazy
przez robot sÄ… zgodne USTALANIE.
ze specyfikacjÄ… wykonanÄ…
w punkcie 1 fazy USTALANIE.
Analiza - omówienie trudności podczas rozwiązywania zadania
końcowa - scharakteryzowanie umiejętności, które były ćwiczone podczas
wykonywania zadania
- uświadomienie wagi zagadnienia poprawnego programowania
dla poprawności działania systemów robotycznych.
Załączniki do scenariusza:
Załącznik 1. INSTRUKCJA PRACY METOD
PRZEWODNIEGO TEKSTU.
Zadanie, jakie otrzymałeś od nauczyciela rozwiązywać będziesz pracując w grupie.
W czasie pracy stosować będziesz metodę przewodniego tekstu mającą na celu zachęcenie
i sprowokowanie Ciebie do samodzielnego działania w celu zdobycia wiadomości
i umiejętności umożliwiających rozwiązanie postawionego przed Tobą zadania. Nauczyciel
zawsze udzieli pomocy, jeśli napotkasz na trudności, których nie będziesz mógł samodzielnie
pokonać. Praca Twoja składać się będzie z sześciu faz:
a) faza 1- zbieranie informacji
W tej fazie zapoznasz się z podstawowymi wiadomościami i umiejętnościami
niezbędnymi do wykonania zadania. Pomocne będą pytania (polecenia) prowadzące  na
wszystkie te pytania udzielaj odpowiedzi pisemnych. Opanujesz wiadomości i umiejętności
dotyczÄ…ce:
- procesu programowania maszyn manipulacyjnych i robotów,
- zasad tworzenia programów pracy maszyn manipulacyjnych i robotów,
- zasad obsługi panelu programowania,
- sposobu uruchamiania programów pracy robota w trybie pracy krokowej oraz ciągłej.
b) faza 2  planowanie wykonania zadania
W fazie tej zaplanujesz kolejność realizowanych czynności, które umożliwią wykonanie
zadania. Czynności te zapiszesz w karcie ćwiczenia  będą one póz
niej podstawÄ… oceny
poprawności wykonania zadania.
c) faza 3  ustalanie warunków wykonania zadania
W fazie tej jednoznacznie określisz cykl manipulacyjny realizowany na stanowisku,
ustalisz zależności pomiędzy wszystkimi urządzeniami tworzącymi stanowisko
zrobotyzowane, dokonasz uzależnień czasowych pomiędzy nimi, narysujesz schemat
blokowy procesu manipulacji  będzie to podstawą do sformułowania programu pracy robota.
Wszystkie realizowane przez Ciebie działania konsultuj z nauczycielem.
d) faza 4  wykonanie zadania
W fazie tej zaprogramujesz robot metodÄ… uczenia wykorzystujÄ…c panel programowania,
w obecności nauczyciela uruchomisz opracowany program.
e) faza 5  sprawdzenie poprawności wykonania ćwiczenia
W fazie tej powtórnie uruchomisz opracowany przez Ciebie program i w obecności
nauczyciela sprawdzisz, czy robot realizuje czynności manipulacyjne zgodnie ze specyfikacją
opracowanÄ… w fazie 2.
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
13
f) faza 6  analiza końcowa
W tej fazie przeanalizujesz sposób wykonania ćwiczenia: czy wszystko wykonane zostało
poprawnie, jakie były trudności, jakie błędy popełniłeś.
Załącznik 2. ZADANIE DLA ZESPOA
ÓW UCZNIOWSKICH.
Robot 1 obsługuje prasę 3. Z przenośnika doprowadzającego 4 przedmioty dostarczane są
na matrycę prasy 3, po zakończeniu procesu prasowania przedmiot odkładany jest na
przenośnik odprowadzający 2.
1. Przedstaw cykl manipulacyjny robota w postaci schematu blokowego.
2. Opisz elementarne czynności manipulacyjne robota.
3. Zaprogramuj robot metodÄ… uczenia stosujÄ…c panel programowania, zapisz program na
karcie sprawozdania z wykonania ćwiczenia.
4. W obecności nauczyciela uruchom program w trybie pracy krokowej.
5. W obecności nauczyciela uruchom program w trybie pracy ciągłej.
Załącznik 3. PYTANIA PROWADZ
CE.
Pytania prowadzÄ…ce do fazy 1.
1. WyjaÅ›nij, na czym polega programowania robotÌw i ukÅ‚adÌw manipulacyjnych.
2. Określ, co jest podstawowym działaniem w procesie programowania robotów i układów
manipulacyjnych.
3. Przedstaw zasadÄ™ tworzenia programÌw pracy ukÅ‚adów manipulacyjnych i robotów.
4. Wyjaśnij zasadę programowania metodą uczenia z wykorzystaniem panelu
programowania.
5. Wyjaśnij sposób wprowadzania do sterownika robota poprzez panel programowania
poleceń pozycjonowania osi, przerwań czasowych.
6. Wyjaśnij sposób uruchamiania programów sterowniczych w trybie pracy krokowej.
7. Wyjaśnij sposób uruchamiania programów sterowniczych w trybie pracy ciągłej.
Pytania prowadzÄ…ce do fazy 2.
1. Określ kolejność realizacji działań prowadzących do wykonania zadania.
Pytania prowadzÄ…ce do fazy 3.
1. Jaka jest kolejność elementarnych czynności manipulacyjnych robota?
2. Jakie zależności występują pomiędzy robotem, a urządzeniami technologicznymi?
3. Jak zsynchronizować w czasie współdziałanie urządzeń stanowiska?
4. Narysuj schemat blokowy procesu manipulacji.
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
14
5. ĆWICZENIA
5.1. Budowa i klasyfikacja ukÅ‚adÌw manipulacyjnych i robotÌw
5.1.1. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1.
SformuÅ‚uj argumenty uzasadniajÄ…ce tezÄ™:  Stosowanie ukÅ‚adÌw manipulacyjnych
i robotÌw w realizacji procesÌw produkcyjnych daje wiele korzyÅ›ci .
Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić jego zakres
i sposób wykonania.
Sposób wykonania ćwiczenia
Uczeń powinien:
1) zapoznać się z informacjami zawartymi w rozdziale 4.1. Poradnika dla ucznia,
2) zapoznać się z fragmentami literatury wskazanymi przez nauczyciela,
3) przeprowadzić dyskusję z kolegami w grupie 3- 4  osobowej,
4) w sprawozdaniu z ćwiczenia zapisać rezultaty dyskusji.
Zalecane metody nauczania-uczenia siÄ™:
 dyskusja,
 aktywne czytanie.
Åšrodki dydaktyczne:
- literatura podana w rozdziale 7 Poradnika dla nauczyciela.
Ćwiczenie 2.
W oparciu o kartÄ™ katalogowÄ… robota (model robota lub robot rzeczywisty) scharakteryzuj
jego strukturÄ™ funkcjonalnÄ…:
 zidentyfikuj i opisz układy funkcjonalne robota,
 określ rodzaj energii zasilania,
 rozpoznaj ile ramion posiada jednostka kinematyczna robota.
Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić jego zakres
i sposób wykonania.
SposÌb wykonania ćwiczenia
Uczeń powinien:
1) zapoznać się z informacjami zawartymi w rozdziale 4.1. Poradnika dla ucznia,
2) zapoznać się z fragmentami literatury wskazanymi przez nauczyciela,
3) przeanalizować kartę katalogową robota (zapoznać się z konstrukcją modelu robota lub
robota rzeczywistego),
4) w sprawozdaniu z ćwiczenia zapisać odpowiedzi na polecenia zawarte w treści ćwiczenia.
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
15
Zalecane metody nauczania-uczenia siÄ™:
 aktywne czytanie.
Åšrodki dydaktyczne:
 literatura podana w rozdziale 7 Poradnika dla nauczyciela.,
 karta katalogowa robota (lub model robota lub robot rzeczywisty).
Ćwiczenie 3
Robot o strukturze kinematycznej przedstawionej na rysunku obok ma możliwość
wykonywania nastÄ™pujÄ…cych ruchÌw:
a) przesunięcie względem podłoża wzdłuż prowadnicy,
b) obrÌt ramienia 1 wzglÄ™dem podstawy,
c) obrÌt ramienia 2 wzglÄ™dem ramienia 1,
d) obrÌt efektora wzglÄ™dem ramienia 2.
Polecenia:
1) zaznacz poÅ‚ożenie ukÅ‚adÌw odniesienia zespoÅ‚Ìw
ruchu robota (globalnego, regionalnego, lokalnego),
2) zapisz strukturÄ™ kinematycznÄ… robota, nazwij tÄ™
strukturÄ™,
3) określ liczbę i klasę par kinematycznych robota.
Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić jego zakres
i sposób wykonania.
SposÌb wykonania ćwiczenia
Uczeń powinien:
1) zapoznać się z informacjami zawartymi w rozdziale 4.1. Poradnika dla ucznia,
2) zapoznać się z fragmentami literatury wskazanymi przez nauczyciela,
3) przeanalizować ruchy wykonywane przez robot,
4) wykonać wszystkie polecenia zawarte w treści zadania,
5) zadanie wykonać w grupie 2  3 -osobowej
6) w sprawozdaniu z ćwiczenia udzielić pisemnych odpowiedzi na polecenia zawarte w treści
ćwiczenia.
Zalecane metody nauczania uczenia siÄ™:
 aktywne czytanie,
 dyskusja.
Åšrodki dydaktyczne:
 literatura podana w rozdziale 7 Poradnika dla nauczyciela.
Ćwiczenie 4
Zaproponuj koncepcję rozwiązania zespołu napędowego ruchu regionalnego drugiego
ramienia robota o strukturze kinematycznej kartezjańskiej.
Polecenia:
- dobierz :
a) rodzaj elementu napędzającego,
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
16
b) przekładnię ruchu (jeżeli jest potrzebna),
c) sposÌb pomiaru parametrÌw ruchu zespoÅ‚u ruchu,
- rozpoznaj ile ramion posiada jednostka kinematyczna robota.
Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić jego zakres
i sposób wykonania.
SposÌb wykonania ćwiczenia
Uczeń powinien:
1) zapoznać się z informacjami zawartymi w rozdziale 4.1. Poradnika dla ucznia,
2) zapoznać się z fragmentami literatury wskazanymi przez nauczyciela,
3) zadanie wykonać w grupie 2  3  osobowej,
4) udzielić pisemnych odpowiedzi na polecenia zawarte w treści ćwiczenia.
Zalecane metody nauczania-uczenia siÄ™:
 dyskusja,
 aktywne czytanie.
Åšrodki dydaktyczne:
 literatura podana w rozdziale 7 Poradnika dla nauczyciela..
Ćwiczenie 5.
Określ rodzaj i parametry chwytaka umożliwiającego przemieszczanie przez robot tafli
szklanych o ciężarze 50 N (wymiary geometryczne tafli pomiń).
Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić jego zakres
i sposób wykonania.
SposÌb wykonania ćwiczenia
Uczeń powinien:
1) zapoznać się z informacjami zawartymi w rozdziale 4.1. Poradnika dla ucznia,
2) zapoznać się z fragmentami literatury wskazanymi przez nauczyciela,
3) w sprawozdaniu z wykonania ćwiczenia zamieścić niezbędne obliczenia,
4) z katalogu dobrać chwytak.
Zalecane metody nauczania-uczenia siÄ™:
 aktywne czytanie,
 ćwiczenia obliczeniowe.
Åšrodki dydaktyczne:
 literatura,
 katalog chwytakÌw podciÅ›nieniowych.
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
17
Ćwiczenie 6
Robot przemieszcza przedmioty o podobnym ksztaÅ‚cie, lecz rÌżnych ciężarach.
Zaproponuj koncepcję budowy układu sensorycznego robota gwarantującego pewne
chwycenie poszczegÌlnch przedmiotÌw oraz przemieszczanie ich zakÅ‚adajÄ…c, że przedmioty
o mniejszym ciężarze wymagają mniejszej siły chwytu.
Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić jego zakres
i sposób wykonania.
SposÌb wykonania ćwiczenia
Uczeń powinien:
1) zapoznać się z informacjami zawartymi w rozdziale 4.1. Poradnika dla ucznia,
2) zapoznać się z fragmentami literatury wskazanymi przez nauczyciela,
3) zadanie wykonać w grupie 2-3  osobowej,
4) w sprawozdaniu z ćwiczenia zamieścić opis układu sensorycznego, w jaki powinien być
wyposażony chwytak robota.
Zalecane metody nauczania-uczenia siÄ™:
 metoda projektów,
 aktywne czytanie,
 dyskusja.
Åšrodki dydaktyczne:
 literatura podana w rozdziale 7 Poradnika dla nauczyciela.
Ćwiczenie 7.
W oparciu o dokumentacjÄ™ techniczno-ruchowÄ… robota dokonaj klasyfikacji sterowania
robota.
Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić jego zakres
i sposób wykonania.
SposÌb wykonania ćwiczenia
Uczeń powinien:
1) zapoznać się z informacjami zawartymi w rozdziale 4.1. Poradnika dla ucznia,
2) zapoznać się z fragmentami literatury wskazanymi przez nauczyciela,
3) zadanie wykonać pracując w grupie 2-3  osobowej,
4) przeanalizować dokumentację techniczno-ruchową,
5) okreÅ›lić sposÌb przemieszczania ramion, przetwarzania wielkoÅ›ci sterujÄ…cych,
programowania,
6) w sprawozdaniu z ćwiczenia udzielić pisemnych odpowiedzi na polecenia zawarte
w treści ćwiczenia.
Zalecane metody nauczania-uczenia siÄ™:
 aktywne czytanie,
 dyskusja.
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
18
Åšrodki dydaktyczne:
 literatura podana w rozdziale 7 Poradnika dla nauczyciela,
 dokumentacja techniczno-ruchowa robota.
Ćwiczenie 8
W oparciu o dokumentacjÄ™ techniczno- ruchowÄ… robota zakwalifikuj go do odpowiedniej
grupy zgodnie z klasyfikacjÄ… zamieszczonÄ… na rys 4.50.
Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić jego zakres
i sposób wykonania.
SposÌb wykonania ćwiczenia
Uczeń powinien:
1) zapoznać się z informacjami zawartymi w rozdziale 4.1. Poradnika dla ucznia,
2) zapoznać się z fragmentami literatury wskazanymi przez nauczyciela,
3) zadanie wykonać w grupie 2-3  osobowej,
4) przeanalizować dokumentację techniczno-ruchową,
5) w sprawozdaniu z ćwiczenia w formie pisemnej określić właściwości robota wiążące się
z poszczegÌlnymi kryteriami klasyfikacji robotÌw.
Zalecane metody nauczania-uczenia siÄ™:
 aktywne czytanie,
 dyskusja.
Åšrodki dydaktyczne:
 literatura podana w rozdziale 7 Poradnika dla nauczyciela.,
 dokumentacja techniczno-ruchowa robota .
5.1.2. Sprawdzian postępów
Tak Nie
Uczeń potrafi:
1) wskazać cele stosowania robotÌw przemysÅ‚owych
2) omÌwić strukturÄ™ funkcjonalnÄ… maszyn manipulacyjnych i robotÌw
3) rozrÌżnić struktury jednostek kinematycznych robotÌw
4) scharakteryzować strukturÄ™ i przeznaczenie ukÅ‚adÌw ruchu robotÌw
5) objaśnić budowę i zadania urządzeń chwytających
6) scharakteryzować strukturÄ™ ukÅ‚adÌw sensorycznych robotÌw
7) objaÅ›nić cele sterowania robotÌw
8) dokonać klasyfikacji maszyn manipulacyjnych i robotÌw
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
19
5.2.Programowanie maszyn manipulacyjnych i robotÌw
5.2.1. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1.
Zadaniem robota jest pobieranie przedmiotów
z przenośnika A, przemieszczanie ich
i odkładanie na przenośnik B.
1. Przedstaw cykl manipulacyjny robota w postaci schematu blokowego.
2. Opisz elementarne czynności manipulacyjne robota.
3. Zaprogramuj robot metodÄ… uczenia stosujÄ…c panel programowania, zapisz program
na karcie sprawozdania z wykonania ćwiczenia.
4. W obecności nauczyciela uruchom program w trybie pracy krokowej.
5) W obecności nauczyciela uruchom program w trybie pracy ciągłej.
Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić jego zakres
i sposób wykonania, oraz zapoznać uczniów z zasadami bezpiecznej pracy.
SposÌb wykonania ćwiczenia
Uczeń powinien:
1) zapoznać się z informacjami zawartymi w rozdziale 4.2. Poradnika dla ucznia,
2) zapoznać się z fragmentami literatury wskazanymi przez nauczyciela,
3) udzielić pisemnych odpowiedzi na polecenia zawarte w treści ćwiczenia,
4) w obecności nauczyciela uruchomić program w trybie pracy krokowej,
5) w obecności nauczyciela uruchomić program w trybie pracy ciągłej.
Zalecane metody nauczania-uczenia siÄ™:
 metoda projektów,
 metoda ćwiczeń praktycznych
Åšrodki dydaktyczne:
 literatura podana w rozdziale 7 Poradnika dla nauczyciela.,
 robot edukacyjny (lub przemysłowy) wyposażony w panel programowania,
 przenośniki (lub ich makiety),
 detale przemieszczane przez robot
.
Ćwiczenie 2.
Robot pobiera przedmioty z przenoÅ›nika A, przemieszcza je obracajÄ…c o 180º i kÅ‚adzie na
przenośnik B.
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
20
1. Przedstaw cykl manipulacyjny robota w postaci schematu blokowego.
2. Opisz elementarne czynności manipulacyjne robota.
3. Zaprogramuj robot metodÄ… uczenia stosujÄ…c system TBPS.
4. W obecności nauczyciela uruchom program w trybie pracy krokowej oraz ciągłej.
Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić jego zakres
i sposób wykonania.
SposÌb wykonania ćwiczenia
Uczeń powinien:
1) zapoznać się z informacjami zawartymi w rozdziale 4.2. Poradnika dla ucznia,
2) zapoznać się z wskazanymi przez nauczyciela fragmentami literatury,
3) udzielić pisemnych odpowiedzi na polecenia zawarte w treści ćwiczenia,
4) zaprogramować robot i w obecności nauczyciela uruchomić program w trybie pracy
krokowej oraz ciągłej.
Zalecane metody nauczania-uczenia siÄ™:
 metoda projektów,
 metoda ćwiczeń praktycznych.
Åšrodki dydaktyczne:
 literatura podana w rozdziale 7 Poradnika dla nauczyciela.,
 robot edukacyjny (lub przemysłowy),
 zestaw komputerowy z systemem programowania robota,
 przenośniki (lub ich makiety),
 detale przemieszczane przez robot.
Ćwiczenie 3
Zasymuluj działanie stanowiska zrobotyzowanego przedstawionego w ćwiczeniu 2.
1. Przedstaw cykl manipulacyjny robota w postaci schematu blokowego.
2. Opisz elementarne czynności manipulacyjne robota.
3. Zamodeluj stanowisko wykorzystujÄ…c program COSIMIR (lub podobny).
4. Zaprogramuj cykl pracy stanowiska wykorzystujÄ…c program COSIMIR (lub podobny).
5. Zasymuluj pracÄ™ stanowiska wykorzystujÄ…c program COSIMIR (lub podobny).
Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić jego zakres
i sposób wykonania.
SposÌb wykonania ćwiczenia
Uczeń powinien:
1) zapoznać się z informacjami zawartymi w rozdziale 4.2. Poradnika dla ucznia,
2) zapoznać się z wskazanymi przez nauczyciela fragmentami literatury,
3) udzielić pisemnych odpowiedzi na polecenia 1 oraz 2 zawarte w treści ćwiczenia,
4) wykorzystując program COSIMIR utworzyć model stanowiska, zaprogramować cykl
pracy stanowiska oraz dokonać symulacji jego działania.
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
21
Zalecane metody nauczania-uczenia siÄ™ :
 metoda projektów,
 metoda ćwiczeń praktycznych
Åšrodki dydaktyczne:
 literatura podana w rozdziale 7 Poradnika dla nauczyciela.,
 zestaw komputerowy z oprogramowaniem COSIMIR.
5.2.2. Sprawdzian postępów
Tak Nie
Uczeń potrafi:
1) objaÅ›nić na czym polega pogramowanie robotÌw przemysÅ‚owych
2) scharakteryzować metody programowania robotÌw
3) objaÅ›nić zasady tworzenia programÌw sterowniczych robotÌw
4) zaprogramować robot za pomocą programatora ręcznego
5) zaprogramować robot za pomocą systemu TBPS
6) zamodelować stanowisko zrobotyzowane korzystając z programu
COSIMIR
7) dokonać symulacji pracy stanowiska zrobotyzowanego korzystając
z programu COSIMIR
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
22
5.3. Zasady aplikacji i użytkowania systemÌw robotycznych
5.3.1. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Oszacuj podatność na robotyzacjÄ™ procesÌw opisanego poniżej procesu.
Przedmioty dostarczane są na stanowisko przenośnikiem taśmowym i układane są
w kontenerach:
- przedmioty dostarczane są przenośnikiem zawsze w to samo miejsce,
- orientacja (poÅ‚ożenie) przedmiotÌw jest taka sama,
- wymiary, ksztaÅ‚t, ciężar przedmiotÌw sÄ… identyczne,
- przedmioty wykonane są z tego samego materiału,
- kontener zapełniony przemieszczany jest na przenośnik odprowadzający, a w jego
miejsce podsuwany jest kontener pusty,
- w każdym kontenerze należy zÅ‚ożyć tÄ™ samÄ… ilość przedmiotÌw.
Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić jego zakres
i sposób wykonania.
SposÌb wykonania ćwiczenia
Uczeń powinien:
1) zapoznać się z informacjami zawartymi w rozdziale 4.3. Poradnika dla ucznia,
2) zapoznać się z fragmentami literatury wskazanymi przez nauczyciela,
3) dokonać analizy opisanego procesu w oparciu o cechy podatności na robotyzację
procesÌw zamieszczone w rozdziale 4.3 Poradnika dla ucznia,
4) zadanie wykonać w grupie 2-3 osobowej,
5) wyniki analizy zapisać w karcie sprawozdania z wykonania ćwiczenia.
Zalecane metody nauczania-uczenia siÄ™:
 aktywne czytanie,
 dyskusja.
Åšrodki dydaktyczne:
 literatura podana w rozdziale 7 Poradnika dla nauczyciela.
Ćwiczenie 2.
Zaproponuj wyposażenie systemu ochronnego stanowiska zrobotyzowanego
do malowania natryskowego w celu zabezpieczenia osÌb obsÅ‚ugujÄ…cych stanowisko
oraz pracujących w pobliżu.
Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić jego zakres
i sposób wykonania.
SposÌb wykonania ćwiczenia
Uczeń powinien:
1) zapoznać się z informacjami zawartymi w rozdziale 4.3. Poradnika dla ucznia,
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
23
2) zapoznać się z fragmentami literatury wskazanymi przez nauczyciela,
3) w karcie sprawozdania z wykonania ćwiczenia zapisać nazwy elementów wyposażenia
systemu ochronnego stanowiska zrobotyzowanego.
Zalecane metody nauczania-uczenia siÄ™:
 aktywne czytanie,
 dyskusja.
Åšrodki dydaktyczne:
 literatura podana w rozdziale 7 Poradnika dla nauczyciela.
5.3.2. Sprawdzian postÄ™pÌw
Tak Nie
Uczeń potrafi:
1) rozpoznać cechy procesÌw charakteryzujÄ…ce ich podatność na robotyzacjÄ™
2) objaśnić zakres czynności koniecznych do zrealizowania przed
podjęciem decyzji o zastosowaniu na stanowisku produkcyjnym robota
3) scharakteryzować systemy ochronne stanowisk zrobotyzowanych
4) wyspecyfikować zabezpieczenia sprzętowe poziomu pierwszego systemu
ochronnego stanowiska zrobotyzowanego
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
24
6. EWALUACJA OSI
GNI
Ć UCZNIA
Przykłady narzędzi pomiaru dydaktycznego
Test do jednostki modułowej  Programowanie maszyn manipulacyjnych
i robotÌw
Test składa się z 9 zadań wielokrotnego wyboru.
Punktacja zadań: 0 lub 1 punkt
Za każdą prawidłową odpowiedz
uczeń otrzymuje 1 punkt. Za złą odpowiedz
lub jej brak
uczeń otrzymuje 0 punktów.
Proponuje się następujące normy wymagań  uczeń otrzymuje następujące
oceny szkolne:
- dopuszczający  za rozwiązanie co najmniej 4 zadań,
- dostateczny  za rozwiązanie co najmniej 5 zadań,
- dobry  za rozwiązanie 7 zadań,
- bardzo dobry  za rozwiązanie 8 zadań.
Klucz odpowiedzi: 1. d, 2. a, 3. c, 4. c, 5. b, 6. b, 7.d, 8. a, 9. b
Plan testu
Nr Cel operacyjny Kategoria Poziom Poprawna
zadania (mierzalne osiągnięcia ucznia) celu wymagań odpowiedz

1. Wymienić cechy robota. A P d
2. Wyliczyć zadania efektora końcowego. A P a
3. Zidentyfikować układ odniesienia A P c
pozwalający określić ruch ramion robota
4. Rozpoznać sposÌb wykorzystania sygnaÅ‚Ìw A P c
generownych przez układy pomiarowe
zespoÅ‚Ìw ruchu.
5. RozrÌżnić grupy chwytakÌw robotÌw. B P b
6. Zidentyfikować przeznaczenie czujnika A P b
typu ,,sztuczna skÌra .
7. Rozpoznać roboty generacji I. A P d
8. Wyliczyć czynności związane A P a
z programowaniem robotÌw.
9. Określić przeznaczenie programatora A P b
ręcznego.
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
25
Przebieg testowania
Instrukcja dla nauczyciela
1. Ustal z uczniami termin przeprowadzenia sprawdzianu z wyprzedzeniem co najmniej
jednotygodniowym.
2. Przygotuj odpowiednią liczbę testów.
3. Zapewnij samodzielność podczas rozwiązywania zadań.
4. Przed rozpoczęciem testu przeczytaj uczniom instrukcję dla ucznia.
5. Zapytaj, czy uczniowie wszystko zrozumieli. Wszelkie wątpliwości wyjaśnij.
6. Nie przekraczaj przeznaczonego czasu na test.
Instrukcja dla ucznia
1. Przeczytaj uważnie instrukcję.
2. Podpisz imieniem i nazwiskiem kartÄ™ odpowiedzi.
3. Zapoznaj się z zestawem pytań testowych.
4. Test zawiera 9 pytań. Do każdego pytania dołączone są 4 odpowiedzi. Tylko jedna jest
prawidłowa.
5. Udzielaj odpowiedzi tylko na załączonej karcie odpowiedzi stawiając w odpowiedniej
rubryce znak X. W przypadku pomyłki należy błędną odpowiedz
zaznaczyć kółkiem,
a następnie ponownie zakreślić odpowiedz
prawidłową.
6. Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonania zadania.
7. Kiedy udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność, wtedy odłóż jego
rozwiązanie na póz
niej i wróć do niego, gdy zostanie Ci wolny czas.
8. Na rozwiÄ…zanie testu masz 15 min.
Powodzenia!
Materiały dla ucznia:
- instrukcja,
- zestaw pytań testowych,
- karta odpowiedzi.
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
26
Zestaw pytań testowych
1. CechÄ… odrÌżniajÄ…cÄ… roboty od manipulatorÌw jest
a) szybkość działania.
b) duża dokładność pozycjonowania efektora.
c) mały udz
wig.
d) uniwersalność.
2. Zadaniem efektora końcowego robota jest
a) chwycenie i utrzymanie obiektu manipulacji.
b) orientowanie i ustawianie elementu roboczego we właściwej pozycji.
c) ustawianie położenia kiści robota.
d) zabezpieczenie ramienia robota przed kolizjÄ….
3. Regionalny układ odniesienia wykorzystywany jest do określania przemieszczeń
a) robota względem stanowiska roboczego.
b) efektora końcowego robota.
c) ramion jednostki kinematycznej robota.
d) urzÄ…dzeÅ„ technologicznych wspÌÅ‚pracujÄ…cych z robotem.
4. SygnaÅ‚y generowane przez ukÅ‚ady pomiarowe zespoÅ‚Ìw ruchu maszyn manipulacyjnych
i robotÌw sÅ‚użą do
a) zabezpieczenia układu ruchu robota przed kolizją.
b) okreÅ›lania orientacji obiektÌw manipulacji.
c) regulacji poÅ‚ożenia oraz parametrÌw ruchu poszczegÌlnych zespoÅ‚Ìw
ruchu
d) zapewnienie odpowiedniej siły chwytu chwytaka.
5. Chwytak, ktÌrego schemat konstrukcyjny przedstawiono na rysunku zaliczany jest do
grupy chwytakÌw
a) mechanicznych.
b) adhezyjnych.
c) kształtowych.
d) elektromagnetycznych.
6. Przeznaczeniem czujnika typu  sztuczna skÌra jest
a) określanie wilgotności środowiska pracy robota.
b) wyczuwanie obecności przedmiotu oraz jego kształtu.
c) zabezpieczenie obiektu manipulacji przed wypadnięciem z chwytaka.
d) pomiar temperatury przedmiotÌw chwytanych przez chwytak.
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
27
7. Robot generacji I to
a) robot posiadający układy sensoryczne umożliwiające zbieranie
informacji o otoczeniu w celu optymalizacji pracy robota; ma zdolność
rozpoznania kształtu i lokalizacji poszukiwanego obiektu.
b) robot posiadając pewien  poziom intelektualny umożliwiający mu
aktualizowanie programu działania w zmieniających się warunkach;
posiada układy sensoryczne wzroku, słuchu, czucia pozwalające na
rozpoznawanie obiektów w przestrzeni zapamiętanej przez robot, ma
zdolność okreÅ›lania wartoÅ›ci nieznanych parametrÌw w celu
samodzielnej realizacji zadania robota.
c) maszyna manipulacyjna realizujÄ…ca zadane trajektorie, ustalonÄ…
procedurÄ™ sterowanych ruchÌw wedÅ‚ug instrukcji programowych
specyfikujących żądane pozycje, oraz żądaną prędkość ruchu.
d) robot posiadajÄ…cy pamięć, do ktÌrej wprowadzany jest program
działania; nie ma możliwości zbierania informacji o środowisku
zewnętrznym.
8. Programowanie robotÌw polega na
a) planowaniu czynnoÅ›ci i parametrÌw jakie kolejno powinien zrealizować
robot w procesie manipulacji, wprowadzeniu ich do pamięci układu
sterujÄ…cego, testowaniu, oraz uruchamianiu.
b) okreÅ›laniu parametrÌw poÅ‚ożenia efektora koÅ„cowego w celu realizacji
procesu manipulacji obiektem.
c) kontrolowaniu stanu wspÌÅ‚pracujÄ…cych urzÄ…dzeÅ„ technologicznych
w celu ich synchronizacji z procesem manipulacji realizowanym
przez robot.
d) sprawdzanie parametrÌw procesu manipulacji w celu zapewnienia
bezawaryjnej pracy robota.
9. Programator ręczny jest to urządzenie przeznaczone do
a) programowania maszyn manipulacyjnych i robotÌw w trybie edycji.
b) programowania maszyn manipulacyjnych i robotÌw w trybie uczenia.
c) kontroli poprawności zapisanego programu.
d) natychmiastowej ingerencji w program pracy maszyn manipulacyjnych
i robotÌw w przypadku stanu zagrożenia poprawnej pracy.
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
28
TEST PRAKTYCZNY
ZADANIE.
Zadaniem robota jest obsługa prasy. Robot pobiera przedmioty z podajnika zsypowego
przemieszcza je oraz kładzie na stole prasy. Po wykonaniu prasowania robot obraca
przedmiot o 180º i powtórnie kÅ‚adzie na stole prasy. Stempel prasy powtórnie dokonuje
prasowania przedmiotu. Po wykonaniu powtórnego prasowania robot przemieszcza przedmiot
do zasobnika odbiorczego i tam go kładzie.
1. Przedstaw cykl manipulacyjny robota w postaci schematu blokowego.
2. Opisz elementarne czynności manipulacyjne robota.
3. Zaprogramuj robot metodÄ… uczenia stosujÄ…c panel programowania, zapisz program
w karcie sprawozdania z ćwiczenia.
4. W obecności nauczyciela uruchom program w trybie pracy krokowej, a następnie
w trybie pracy ciągłej.
W czasie wykonywania zadania możesz korzystać z nastÄ™pujÄ…cych materiaÅ‚Ìw i pomocy:
 Poradnika dla ucznia,
 instrukcji obsługi programatora ręcznego (panelu programowania),
 własnych notatek,
 urządzeń znajdujących się na stanowisku pracy, tzn. robota, panelu programowania,
podajnika zsypowego (lub jego makiety), zbiornika odbiorczego (lub jego makiety).
Na wykonanie zadania masz 60 minut.
Plan testu
Lp. Cel operacyjny Kategoria Poziom
celu wymagań
1. Opisać elementarne czynności manipulacyjne robota. C P
2. Przedstawić cykl manipulacyjny robota w postaci C PP
schematu blokowego.
3. Zaprogramować cykl pracy robota. C P
4. Uruchomić program robota w trybie pracy krokowej. B P
5. Uruchomić program robota w trybie pracy ciągłej. B P
6. Dokonać analizy zaprogramowanego cyklu pracy robota. D P
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
29
Kryteria oceny sÄ… zawarte w karcie oceny wykonania zadania:
Opis czynnoÅ›ci Ilość punktÌw za Ilość punktÌw
poprawnie uzyskanych za
zrealizowanÄ… wykonanie
czynność czynności
1. Przedstawienie cyklu manipulacyjnego robota 5
w postaci schematu blokowego.
2. Opisanie elementarnych czynności 4
manipulacyjnych robota.
3. Wpisanie programu do sterownika robota. 4
4. Uruchomienie robota w trybie pracy krokowej. 2
5. Uruchomienie robota w trybie pracy ciągłej. 2
6. Analiza zaprogramowanego cyklu pracy robota - 3
- porównanie realizowanego cyklu pracy
z założeniami zawartymi w treści zadania.
Razem: 20
Propozycja skali ocen:
 niedostateczny - poniżej 10 punktów,
 dopuszczajÄ…cy - 10 do 12 punktÌw,
 dostateczny - 13 do 15 punktÌw,
 dobry  16 do 18 punktÌw,
 bardzo dobry - 19 do 20 punktÌw.
Instrukcja dla nauczyciela
1. Ustal z uczniami termin przeprowadzenia sprawdzianu z wyprzedzeniem co najmniej
jednotygodniowym.
2. Przygotuj odpowiednią liczbę testów.
3. Zapewnij samodzielność podczas rozwiązywania zadań.
4. Przed rozpoczęciem testu przeczytaj uczniom instrukcję dla ucznia.
5. Zapytaj, czy uczniowie wszystko zrozumieli. Wszelkie wątpliwości wyjaśnij.
6. Nie przekraczaj przeznaczonego czasu na test.
Instrukcja dla ucznia
1. Przeczytaj uważnie instrukcję.
2. Dokładnie przeanalizuj treść zadania.
3. Jeżeli nie wszystko do końca rozumiesz poproś nauczyciela o udzielenie wyjaśnień.
4. Wszystkie polecenia zawarte w treści zadania wykonuj w podanej kolejności.
5. Bez skrÄ™powania korzystaj z notatek, ktÌre robiÅ‚e(a)Å› w trakcie zajęć.
6. Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania.
7. Na rozwiÄ…zanie zadania masz 60 min.
Materiały dla ucznia:
 instrukcja wykonania zadania,
 Poradnik dla ucznia.
Wyposażenie stanowiska:
 robot (edukacyjny lub przemysłowy),
 programator ręczny wraz z instrukcją obsługi,
 podajnik zsypowy (lub jego makieta),
 zbiornik odbiorczy (lub jego makieta).
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
30
KARTA ODPOWIEDZI
ImiÄ™ i nazwisko ...............................................................................
 Programowanie ukÅ‚adÌw manipulacyjnych i robotÌw
Zakreśl poprawną odpowiedz
.
Nr
Warianty odpowiedzi Punkty
zadania
1 a b c d
2 a b c d
3 a b c d
4 a b c d
5 a b c d
6 a b c d
7 a b c d
8 a b c d
9 a b c d
Razem:
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
31
7. LITERATURA
ZAGADNIENIA MERYTORYCZNE:
1. Buda J., Ková%0Å„ M.: Zastosowanie robotÌw przemysÅ‚owych. WNT, Warszawa 1979
2. Dz
wiarec M: Bezstykowe urzÄ…dzenia ochronne. PARG 1998
3. Gawrysiak M.: Mechatronika i projektowanie mechatroniczne. Wydawnictw Politechniki
Białostockiej, Białystok 1997
4. Honczarenko J.: Roboty przemysłowe  elementy i zastosowanie. WNT, Warszawa 1996
5. Kordowicz-Sot A.: Automatyka i robotyka  robotyka. WSiP, Warszawa 1999
6. Morecki A., Knapczyk J.: Podstawy robotyki. WNT, Warszawa 1994
7. Morecki A.: Robotyka  kierunki prac badawczych i zastosowań na świecie i w Polsce.
Robotyka, Nr 1/1986
8. Olszewski M. [red.]: Manipulatory i roboty przemysłowe. WNT, Warszawa 1985
9. Schmid D., Baumann A., Kaufmann H., Paetzold H., Zippel B.: Mechatronika.
REA, Warszawa 2002
10. Siemieniako F., Gawrysiak M.: Automatyka i robotyka. WSiP, Warszawa 1996
11. Tomaszewski K.: Roboty przemysÅ‚owe  projektowanie ukÅ‚adÌw mechanicznych. WNT,
Warszawa 1993
ZAGADNIENIA METODYCZNE:
1. Galloway Ch.: Psychologia uczenia siÄ™ i nauczania. PWN, Warszawa 1988
2. Guilbert J.J.: Zarys pedagogiki medycznej. PZWL, Warszawa 1983
3. Niemierko B.: Między oceną szkolną, a dydaktyką. Bliżej dydaktyki. WSiP,
Warszawa 1997
4. Ornatowski T.,Figurski J.: Praktyczna nauka zawodu. Instytut Technologii Eksploatacji,
Radom 2001
5. Szlosek F.: Wstęp do dydaktyki przedmiotów zawodowych. ITeE, Radom 1995
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
32