Учебно-исследовательская лаборатория трехмерного моделирования и информатизации в машиностроении

Учебно-исследовательская лаборатория «Трехмерного моделирования и информатизации в машиностроении»

Руководитель Родыгина А.Е. 

Контактная информация: 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83, ауд. Д-208, Б-309 
тел. 8(3952)40-53-77; 40-51-48; E-mail: albina@istu.edu; v25@istu.edu; cad_cam@istu.edu

Учебно-исследовательская лаборатория создана на базе Восточно-Сибирского центра CAD/CAM технологий и учебной лаборатории кафедры ОАМ.

Материально-техническую базу НИЛ составляют 40 рабочих мест в двух аудиториях, технологический модуль, оснащенный фрезерным станом с ЧПУ мод. «Roland MDX-500» и координатно-измерительной рукой мод. «MicroScribe-CMS-G2», лицензионные программные комплексы PowerSolution Delcam: PowerShape (15 лицензий), PowerMILL (15 лицензий), ArtCAM Pro (30 лицензий), CopyCAD (1 лицензия), PowerInspect (1 лицензия), а также CAD/CAM/CAI-системы других разработчиков (Autodesk , Unigraphics).

Основные направления деятельности НИЛ:

• Формирование технологической и учебно-методической базы для обучения студентов машиностроительных специальностей ИрГТУ технологиям автоматизированного проектирования, производства и контроля изделий сложной геометрии;
• Выполнение научно-исследовательских, опытно-конструкторских и опытно-технологических работ с применением CAD/CAM/CAI-технологий, механообрабатывающего и координатно-измерительного оборудования;
• Подготовка научных кадров университета;
• Участие в международных и российских выставках, конкурсах и грантах.

Студенты кафедры разных курсов выполняют на базе НИЛ лабораторные работы по дисциплинам: информатика, прикладное программирование, микропроцессорная техника, теория автоматического управления, основы программирования, моделирование систем, физика полупроводников, вычислительные машины, компьютерные технологии в машиностроении, САПР инструментов и др.

Научно-исследовательская лаборатория «Технологические процессы механообработки, формообразования и упрочнения» (ауд. Д-209)

Руководитель Пашков Андрей Евгеньевич, e-mail: pashkov@irkut.ru, тел. 40-51-48. 

Целью создания лаборатории является организационно-техническое обеспечение совместных работ ИрГТУ и научно-производственной корпорации «Иркут», а именно:

• подготовка специалистов для нужд корпорации;
• проведение НИОКР по созданию конкурентоспособных технологий и изделий;
• реализация инновационных проектов по созданию и коммерческому использованию наукоемкой продукции.

Задачи в области подготовки специалистов: 

а) проведение практических занятий, ознакомительных экскурсий, учебных, производственных и преддипломных практик со студентами машиностроительных специальностей на базе ИАЗ; 
б) организация и техническое сопровождение выполнения курсовых и дипломных проектов по тематике НИОКР, проводимых Центром, а также по темам, связанным с производственной деятельностью ИАЗ; 
в) профориентационная работа, отбор и трудоустройство студентов (на временной основе) и молодых специалистов в подразделения Корпорации; 
г) организация и техническое сопровождение обучения в аспирантуре (докторантуре) ИрГТУ молодых специалистов и сотрудников Корпорации по тематике НИОКР, проводимых Центром, а также по темам, связанным с производственной деятельностью ИАЗ; 
д) организация целевых учебных курсов и семинаров с целью повышения квалификации и аттестации кадров Корпорации и Университета по профилю Центра. 

Задачи в области выполнения НИОКР: 

а) исследование и разработка прогрессивных методов формообразования длинномерных деталей типа панелей и обшивок; 
б) разработка комплексных технологических процессов, управляемого оборудования, средств технологического оснащения (СТО), нормативно-технической документации (НТД) и программного обеспечения для изготовления крупногабаритных деталей летательных аппаратов; 
в) исследование и разработка прогрессивных методов отделочно-упрочняющей обработки; 
г) разработка технологических процессов, оборудования, СТО и НТД по отделке и упрочнению деталей летательных аппаратов; 
д) исследование и разработка прогрессивных методов механической обработки;
е) разработка технологических процессов, СТО и НТД для механической обработки деталей летательных аппаратов; 
ж) разработка других видов наукоемких технологий. 

Задачи в области реализации инновационных проектов: 

а) проведение маркетинговых исследований и организация рынков сбыта наукоемкой продукции, являющейся результатом выполнения совместных работ Университета и Корпорации; 
б) организация выполнения договорных работ силами ИАЗ и ИрГТУ по заказам сторонних организаций, в том числе работ по тиражированию законченных совместных разработок; 
в) организация производства наукоемких видов продукции на производственной базе ИАЗ; 
г) организация и техническое сопровождение участия совместных проектов Университета и Корпорации в конкурсах инновационных проектов, грантов, программ и т.п.

Основной задачей лаборатории является проведение занятий со студентами старших курсов по профильным предметам, таким как:

• «Теория автоматического управления»
• «Компьютерная графика»
• «Методы искусственного интеллекта»
• «Общая электротехника и электроника»
• «Цифровая техника»
• «Расчет и конструирование станков»
• «Моделирование роботов и робототехнических систем»
• «Технологическое оборудование с ЧПУ»
• «Интегрированные системы проектирования и управления».
• «Микропроцессорные системы и их программное обеспечение» и др.

Для обеспечения учебного процесса используется следующее лицензионное программное обеспечение:

• CAD/CAM/CAE системы Unigraphics NX4, MSC.Nastran/Patran, Femap 10.1
• Среда разработки программного обеспечения Step7 5.0 для промышленных контроллеров и SCADA-система WinCC 6.0
• AVR Studio 4.18 – визуальный пакет ПО для создания и отладки программ для микроконтроллеров AVR
• Visual C++ 6.0 – среда разработки программ на языке С++ для персональных компьютеров
• Electronics WorkBench 5.1, Proteus 7.2, Micro-CAP 9.0.6.0 – для моделирования электронных схем
• MATLAB R2007 – для инженерных и научных расчетов и др.

С технической стороны лаборатория оснащена промышленными программируемыми контроллерами семейства SIMATIC S7-300 немецкой фирмы SIEMENS для изучения современных систем управления технологическими процессами. Работа с этим оборудованием «в живую» позволяет подготовить знающих и опытных специалистов, способных применить свои знания на производстве.

Помимо учебного процесса, в лаборатории систем управления осуществляется научная и творческая деятельность. Так, например, летом 2007 года техническим персоналом была разработана система управления промышленным роботом МП-9С взамен морально устаревшей. При конструировании акцент делался на использование современной элементной базы. Проектирование и сборка осуществлялась техниками Якимовым Ю.А., Бондаренко А.Д. и Кононенко Р.В. Проект был одобрен зав. кафедрой Пономаревым Б.Б., а кураторство над разработкой взял на себя зав. лабораториями Гребенщиков В.Д. Результатом плодотворной деятельности стало появление системы управления, которая выигрывает по массе, габаритам и гибкости программирования, а также возможности дальнейшего развития за счет использования микропроцессорной техники.

Осенью 2007 года была разработана и принята к реализации программа технического перевооружения учебной базы лаборатории. Основной целью являлось оснащение учебных мест современными микропроцессорными комплектами, на основе которых студенты могли бы создавать миниатюрные программно-управляемые комплексы, а также – замена устаревшей вычислительной техники с целью возможности использования современных расчетных и проектировочных систем. В результате, были приобретены отладочные платы STK500 американской фирмы ATMEL, включающие в себя восьмибитный микроконтроллер, восемь светодиодов и кнопок, а также последовательный порт для связи с компьютером. Программирование и отладка программ осуществляется в бесплатной интегрированной среде разработчика AVR Studio.  В дальнейшем, средствами лаборатории были разработаны дополнительные платы, подключаемые к STK500. На них смонтированы шаговый двигатель, жидкокристаллический символьный дисплей с подсветкой и цифровой термодатчик.
В итоге был создан комплект, получивший название «Отладочный комплект STK500», который позволил студентам проявлять творчество и конструировать разнообразные учебные системы управления, контроля и сбора данных.  Осенью 2008 года техниками Якимовым Ю.А., Кононенко Р.В и Заверухой Б.В. был разработан и сконструирован программатор, благодаря которому была восстановлена работоспособность промышленного робота «Пума» в одной из лабораторий кафедры.
В настоящее время персоналом лаборатории ведутся работы по модернизации системы управления промышленным роботом «Электроника НЦТМ-01», готовится к печати методическое пособие по микропроцессорным системам, и прорабатываются новые технические идеи и решения.  Неоднократное участие сотрудников лаборатории в выставках и конференциях отмечено разнообразными грамотами и дипломами.
Летом 2010 г. профессором Кузнецовым Н.К. в соавторстве с Якимовым Ю.А. была опубликована статья «CONTROL OF VIBRATIONS OF TWO MASS MECHATRONIC SYSTEM» в международном сборнике «PROBLEMS and PROSPECTS of SURVEY, DESIGN, CONSTRUCTION and EXPLOITING of NORTHEAST ASIA TRANSPORT SYSTEMS».
Лаборатория систем управления имеет высокий технический и научный потенциал благодаря усилиям зав. кафедрой Пономарева Б.Б., зав. лабораториями Гребенщикова В.Д. и в целом преподавательского состава кафедры и УВП.

В лаборатории представлены промышленные роботы, используемые для подачи заготовок к основному технологическому оборудованию, удаления готовых деталей с технологических позиций, выполнения сборочных и сварочных работ, а также робототехнический комплекс токарной обработки. В лаборатории проводятся научные исследования сотрудниками и студентами, выполняются лабораторные работы по дисциплинам, связанным с конструированием промышленных роботов и робототехнических систем.

Лаборатория оснащена всеми видами металлорежущих инструментов для выполнения токарных, фрезерных, сверлильных, шлифовальных и других операций. Широко представлены заточные станки, специальный и универсальный измерительный инструмент, используемый при производстве и восстановлении режущего инструмента. В лаборатории у студентов проходят все виды занятий, они приобретают навыки в вопросах проектирования и эксплуатации инструмента, здесь же проводят экспериментальные исследования аспиранты и стажеры.

Лабораторию используют для проведения лабораторных работ у студентов специальности «Мехатроника» и экспериментальных исследований аспирантами кафедры. Лаборатория оснащена современными компьютерами и мехатронным комплексом - Системой машинного зрения NI Embeded Vision System.

Это новая лаборатория оснащена современными мощными компьютерами с CAD/CAM/CAE лицензионным программным обеспечением. Целью формирования лаборатории является создание базы для проведения научно-исследовательских работ студентами старших курсов, аспирантами и преподавателями кафедр университета. Более того, предполагается использование лаборатории для проведения НИОКР.