메카트로닉스 교육과정

공학컴퓨터활용입문

메카트로닉스 시스템을 위한 교과과정 컴퓨터 응용 제도 창의적 기구설계 Capstone Design (종합설계) 공학컴퓨터 활용 입문과 메카트로닉스

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Mechatronics System Design을위한교과과정

•기계공작법 (2-1)

•전자회로 (2-1)

•고체역학 (2-1)

•공업수학 (2-1,2)

•동역학 (2-2)

•열유체공학 (3-1)

•진동공학 (3-2)

기초이론과목

• Capstone Design 1 (4-1)

• Capstone Design 2 (4-2)

종합화과목

•디지털회로설계 (2-2)

•컴퓨터구조설계 (3-1)

•마이크로프로세서응용설계 (3-2)

•수치해석 (3-1) Matlab

•제어공학 (3-2)

•소프트웨어공학 (4-1)

•센서신호처리및필터설계 (3-2)

•전자기계 (3-1)

•정밀공학 (3-2)•컴퓨터응용제도 (2-1)

- CREO 3D CAD

• CAD/CAM (3-1)

- CREO

•창의적기구설계및실습 (3-1)

- ADAMS, Matlab

•창의적기계시스템설계및실습 (3-2)

- ANSYS

설계도구과목

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컴퓨터응용제도

5. Video

5

1) Feeder

다음 압축될 캔을

Can이 연속적으로 압축이

되도록 설계됨

3) Outlet

압축된 Can을 배출시키기 위한 설계

2) Hook

Can의 Buckling 힘을

감소시키기 위한 설계

창의적기구설계

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Case 2) · Can 최대 압축시 슬라이더 이동거리 : 약 300mm

· Can 최대 압축력 : 약 450N

창의적기구설계

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창의적기구설계 2015 MSC 경진대회대상수상

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Virtual Prototype

Design based on Simulation

• CAD 및 ADAMS 툴을 이용한 전차량 가상 설계

CAD Full – car Modelling

ADAMS Full – car Modelling

창의적 기구 설계

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Design based on Simulation

Real Prototype

Battary

IMU - sensor

Bluetooth

Spring - Damper

Tire

MCU - controller

Profile - Chassis

Motor

Motor Housing

Motor Driver

창의적 기구 설계

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창의적기구설계 2016 MSC 경진대회대상수상

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Where is the Capstone ?

12

Capstone Design 이란?

Definition of Capstone Design• 4년 동안의교과과정을 종합화하는 메카트로닉스시스템설계프로그램

• 설계과정에 따라서 시작품 제작과 발표

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Mechatronics System 이란?

3D printer

전기자동차 국방무인차량

족형국방무인로봇

가상현실 차량 시뮬레이터

수술용 로봇

국방 무인 로봇

드 론

휴머노이드

산업용로봇

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메카트로닉스공학과 교육과정

– 교과목 : Design Project 1, Design Project 2

– 강의목표

• 메카트로닉스시스템실제설계이론의 적용, 문제해결능력,

창의적사고력배양, 팀워크를 통한의사소통및협동능력배양

– 강의내용– 설계과정의 이해

– 3차원기구/동역학 해석 S/W 실습

– CAD/CAM 실습

– 센서및신호처리응용

– 제어 이론정리 및모터제어 실습

– 마이크로 프로세서 응용

– 사례 연구

– 팀별 과제진행 발표

– 교수들의 각팀 문제점 해결

– 사용실습기자재

• ProE, ProM, Matlab, Simulink, µ-Processor, 모터제어 kit,

Oscilloscope, Function generator, Digital Multimeter, 멀티미디어장비(캠코더)

– 실습장소

• 각실험실, Microprocessor실습실, 회로실습실, 메카제작실, 공통 CAD실

Capstone Design 교재 개발 (ISBN 897599-152-0 93560)

1학기

2학기

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2014 Capstone Design 작품

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2015 Capstone Design 작품 (1)

설계변수에 따른 차량 특성연구를 위한모듈형 축소 6x6 UGV 설계 및 제작

생체모방비행선

Jumping Robot 주차보조시스템

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2015 Capstone Design 작품 (2)

공간 제약적 문제해결을 위한 골프공 자동 투입 시스템 개발

Choco-Robo MR Brake를 이용한 상지 근력 보조기

D.U.D.A.(Do you need driving assistant?)

스마트유모차

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메카트로닉스 시스템 캡스톤 디자인 과제(2002)

- 자기 변형 재료의 Inch Worm 효과이용한 Linear Motor구현

- DSP를 이용한 2족 보행로봇 제어- 농구로봇 시스템 구현

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메카트로닉스 시스템 캡스톤 디자인 과제(2002)

- 지능형 차량 시뮬레이터를 위한 ABS Brake System & Sound effect System 구현

- Baby Robot

- 회전하는 자기 부상 시스템 개발

- Capstone-Design Fair 2002 출품 동영상

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메카트로닉스 시스템 캡스톤 디자인 과제(2003)

Left_front

Right_front

Right_rear

Left_rear

- 위성안테나의 CAD 기반 가상설계 - 복합형 모션 캡쳐 시스템

- PUSH/PULL 타입의 선형 액츄에이터를 이용한 스테이지

- 2족 보행 로봇 사피언스

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메카트로닉스 시스템 캡스톤 디자인 과제(2003)

- 비젼 시스템을 탑재한 수송체의 조이스틱 원격제어 - 모바일 펜줄럼

- Reaction Wheels Simulation

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메카트로닉스 시스템 캡스톤 디자인 과제(2004)

- 차량 시뮬레이터를 위한 3축 모션 베이스의 설계

-영구자석을 이용한 복합형1축 자기부상정밀스테이지 개발

- 자기 변형 재료를 이용한 Sound Generator

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메카트로닉스 시스템 캡스톤 디자인 과제(2004)

- 물체이동로봇

- 실린더를 이용한 수직 이동 로봇- 착탈식 다기능 전동 휠체어의 설계 및 제작

- 골프스윙로봇

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메카트로닉스 시스템 캡스톤 디자인 과제(2005)

- 어쿠스틱 기타용 이중 구조 픽업

- 국방로봇(UGV)응용을 위한 차량 시뮬레이터-착탈식 다기능 전동 휠체어의 구현

- 햅틱 인터페이스를 이용한 가상현실 체험

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메카트로닉스 시스템 캡스톤 디자인 과제(2005)

- RFID 모듈을 이용한 무인 물류시스템

- 세 개의 손가락을 가지는 공압 로봇 암의 개발- 날 틀

- 영상처리를 통한 색채카드 추적

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- 공압을 이용한 고온 고압 배관 내부 검사용 이동로봇- 지능형 차량시뮬레이터를 위한전․후처리 프로그램개발

메카트로닉스 시스템 캡스톤 디자인 과제(2006)

- 공압 근육을 이용한 로봇 손 구현

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- Indoor GPS를 이용한 서비스로봇

- Beam & Ball

- 전방향 이동 가능한 모바일 로봇의 구현

- Weight Control Dumbbell

- Vision System을 적용한다기능 휠체어 개발

메카트로닉스 시스템 캡스톤 디자인 과제(2006)

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- 노약자를 위한 캐리어 로봇

메카트로닉스 시스템 캡스톤 디자인 과제(2007)

- 비전 시스템을 이용한 열교환 코어 불량 검사 장치 개발

- 영상처리를 이용한 구슬 분류

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- 협소공간 탐사 로봇- 가변형 무한궤도를 이용한 이동 로봇 개발

메카트로닉스 시스템 캡스톤 디자인 과제(2007)

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Capstone Design 의효과

Capstone Design 수행

11가지공학도의자질 함양

메카관련산업체에서활용할

직무 능력 습득

과제 관리 경험

공학도구 사용 경험

설계 문제 해결 경험

외부 업체 조달 및비용정산 경험

보고서 작성 경험

사업화 가능성

종합설계의 어려움극복을 통한 자신만의스토리 제공 -> 경쟁력있는 자기소개서

아이디어 특허 출원

1. 수학, 과학, 공학 지식을 응용할 수 있는 능력

2. 자료를 이해하고 분석할 뿐만 아니라 ,

실험을 계획하고 수행할 수 있는 능력

3. 요구된 필요조건을 맞추어 시스템과 요소,

절차를 설계할 수 있는 능력

4. 여러 학문에 걸친 팀을 이루어 역할을

수행할 수 있는 능력

5. 공학 문제들을 인식하고 공식화하고 해결할

수 있는 능력

6. 직업적, 도덕적 책임에 대한 이해

7. 효과적으로 의사를 전달할 수 있는 능력

8. 전 세계적인 관점에서 공학적 해결 방안이

끼치는 영향을 이해하기 위해 필요한 폭

넓은 교육

9. 평생교육에 대한 필요성 인식과 평생교육에

참여할 수 있는 능력

10. 동시대에 토론되는 쟁점들에 대한 지식

11. 공학 실무에 필요한 기술, 방법, 현대적인

공학 도구를 사용할 수 있는 능력

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메카트로닉스시스템과 공학컴퓨터활용입문

공학컴퓨터 활용 입문의 필요성

미래의사회는하드웨어설계에더하여지식기반소프트웨어가대세 특히 4차산업혁명시대에는 Cyber Physical System 을통한 실제하드웨어와동일한 digital twin(soft-model) 출현 이러한 digital twin을통한데이터생성및생성된데이터로기계학습을통한제조업혁명으로진화

제조용로봇, 자율주행자동차 (메카트로닉스시스템) 등물리기반의시뮬레이션모델개발이핵심

이를위한 s/w 코딩교육필요 Matlab 기반의코딩및시뮬레이션기술습득필요