Wydział Inżynierii Mechanicznej i Energetyki

Politechniki Koszalińskiej

Katedra Mechatroniki i Automatyki powstała w oparciu o wieloletnie doświadczenie i dorobek naukowy zespołów prowadzących badania we wzajemnie uzupełniających się dziedzinach wiedzy związanych z projektowaniem oraz modelowaniem i symulacją złożonych systemów mechatronicznych, a także wiedzę dotyczącą oprogramowania dla układów sterowania tymi systemami.

Celem działalności Katedry są prace na rzecz rozwoju innowacji w gospodarce regionu Pomorza Środkowego oraz euroregionu Pomerania, w oparciu o przyjazne środowisku naturalnemu nowoczesne technologie oraz zaawansowane systemy mechatroniczne, a w tym systemy pozyskiwania energii odnawialnej.

System kształcenia w systemie bolońskim umożliwia kontynuację studiów na uczelniach w dowolnym kraju europejskim. Kierunek kształcenia Mechatronika zapewnia studentom uzyskanie wiedzy, między innymi z teorii maszyn i mechanizmów, robotyki i dynamiki układów fizycznych. Studenci naszych kierunków uzyskują wszechstronne interdyscyplinarne wykształcenie, łączące wiedzę z mechaniki, elektroniki i informatyki. Podczas studiów rozwijają umiejętności logicznego myślenia, łączenia abstrakcji i konkretów oraz formułowania i rozwiązywania problemów. Absolwenci naszych kierunków kształcenia nie mają problemów ze znalezieniem pracy zarówno w Polsce jak i zagranicą.

Działalność dydaktyczna

Obszar kształcenia, który obejmuje działalność dydaktyczna w Katedrze Mechatroniki i Automatyki mieści się w dziedzinie nauk technicznych. Obszar ten odpowiada następującym specjalnościom w ramach dyscypliny naukowej Inżynieria mechaniczna: budowa i eksploatacja maszyn, elektrotechnika, elek-tronika, informatyka, automatyka oraz mechanika.

Kształcenie w Katedrze daje Absolwentowi kierunku studiów Mechatronika podstawową wiedzę z zakresu mechaniki, budowy i eksploatacji maszyn, elektroniki, robotyki, informatyki, oraz sterowania. Posiada on umiejętności integracji tej wiedzy przy projektowaniu, wytwarzaniu i eksploatacji urządzeń i technologii oraz analizy produktów w ich otoczeniu. Absolwent jest przygoto-wany do uczestniczenia w interdyscyplinarnych zespołach rozwiązujących pro-blemy związane z konstrukcją, wytwarzaniem, eksploatacją, serwisowaniem i diagnozowaniem układów mechatronicznych oraz maszyn i urządzeń, w których znajdują one zastosowanie.

Katedra Mechatroniki Automatyki uczestniczy w kształceniu studentów na trzech kierunkach studiów: Mechatronika, Inżynieria Biomedyczna oraz Trans-port (wspólnie z Katedrą Inżynierii Transportu na Wydziale Mechanicznym). W ramach tych kierunków współtworzone są następujące specjalności:

• systemy monitorowania i sterowania (studia I-go stopnia),

• mechatronika i diagnostyka pojazdów (studia I-go stopnia),

• projektowanie i eksploatacja systemów mechatronicznych (studia II-go stopnia).

Działalność naukowa

Działalność naukowa prowadzona w Katedrze Mechatroniki i Automatyki zmierza do sformułowania i weryfikacji efektywnych metod i procedur doboru właściwości wibroizolacyjnych układów redukcji drgań, które umożliwią kształtowanie charakterystyk lepko-sprężystych w układach pasywnych oraz wspomogą proces projektowania zaawansowanych systemów sterowania do układów semi-aktywnych oraz aktywnych. Uogólnione metody i procedury mają za zadanie wspomagać dobór właściwości wibroizolacyjnych do różnych klas układów drgających pod względem wybranych kryteriów optymalizacji (najczęściej kryteriów przeciwstawnych). Dzięki opracowanym w Katedrze metodom i procedurom możliwe jest ograniczanie szkodliwego wpływu wibracji na organizm człowieka, który styka się z procesami wibracyjnymi podczas pracy wszelkiego rodzaju maszyn i urządzeń.

W kolejnym obszarze działalności naukowo-badawczej Katedry poruszane są zagadnienia modelowania i sterowania napędami stosowanymi w układach mechatronicznych oraz bio-mechatronicznych. Celem tych prac jest poszukiwanie modeli matematycznych elementów takich układów oraz zaimplementowanie z ich wykorzystaniem, modeli komputerowych. Szczególną uwagę poświęca się na dostosowanie modeli komputerowych do procesu optymalizacji tych układów oraz do wymagań układów sterowania. Badane są możliwości przeniesienia wyników symulacyjnych uzyskanych dla złożonych algorytmów sterowania do rzeczywistych układów sterowania zbudowanych z wykorzystaniem PLC, zaawansowanych kontrolerów oraz mikro-kontrolerów. Różne środowiska programistyczne wykorzystywane są do budowy modeli komputerowych układów mechatronicznych dla potrzeb symulacji i optymalizacji ich konstrukcji oraz testowania nietypowych algorytmów sterowania napędami elektrycznymi i pneumatycznymi w układach dynamicznych.

W ramach automatyzacji i robotyzacji procesów przemysłowych prowadzone są prace badawczo-rozwojowe, obejmujące programowanie sterowników PLC i robotów przemysłowych opartych o nowoczesne algorytmy sterowania. Dotyczą one przede wszystkim projektowania efektywnych i wielowymiarowych układów regulacji z uwzględnieniem zagadnień diagnostyki oraz optymalizacji działania zaawansowanych systemów mechatronicznych. Badania te są silnie zorientowane na współpracę z przedsiębiorstwami oraz wynikające z tej współpracy potencjalne wdrożenia przemysłowe.

Kolejny kierunek działalności naukowo-badawczej Katedry związany jest z wykorzystaniem sygnałów bioelektrycznych mięśni człowieka (EMG), pozyskanych w procesie tworzenia aktywnych układów filtracyjnych oraz z projektowaniem systemów sterowania napędami elektrycznymi w postaci silników prądu stałego DC i silników bezszczotkowych BLDC. Opracowane metody i procedury sterowania napędami elektrycznymi na podstawie sygnałów elektromiograficznych, stosowane są w układach mechatronicznych do wspomagania ruchu człowieka (egzoszkielety) oraz w ortezach biomechatronicznych.

Następnym obszarem aktywności naukowej Katedry są zagadnienia związane z modyfikacją istniejących urządzeń konwersji energii promieniowania słonecznego w celu poprawy ich parametrów cieplno-przepływowych. W prowadzonych analizach dokonywana jest ocena cech konstrukcyjnych kolektorów słonecznych w odniesieniu do osiąganej efektywności cieplnej. W badaniach wykorzystywane są istniejące produkty, eksploatowane w instalacjach pozyskujących EPS. Zadania badawcze prowadzone są w Laboratorium Badawczym Kolektorów Słonecznych Politechniki Koszalińskiej wyposażonym w aparaturę, która pozwala na przeprowadzenie szerokich badań parametrów eksploatacyjnych kolektorów słonecznych, jak również prac projektowych dotyczących innowacyjnych rozwiązań technologicznych w zakresie solarnych systemów grzewczych.

Pracownicy Katedry Mechatroniki i Automatyki zajmują się także wykorzystaniem technik wytwarzania przyrostowego w przemyśle samochodowym, lotniczym, medycznym i kosmicznym. Formułują i rozwiązują problemy optymalizacji procesów technologicznych wytwarzania przyrostowego z tworzyw sztucznych w kontekście wyzwań Przemysłu 4.0. W ramach działalności Katedry badane są możliwości zastosowania konstrukcji meta-materiałowych oraz wykorzystania innowacyjnych materiałów polimerowych i ich kompozytów do produkcji części maszyn i urządzeń.