Karta przedmiotu

Diagnostyka układów mechanicznych

Podstawowe informacje o zajęciach

Cykl kształcenia:

2025/2026

Nazwa jednostki prowadzącej studia:

Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa

Nazwa kierunku studiów:

Mechatronika

Obszar kształcenia:

nauki techniczne

Profil studiów:

ogólnoakademicki

Poziom studiów:

drugiego stopnia

Forma studiów:

stacjonarne

Specjalności na kierunku:

Informatyka i robotyka, Komputerowo wspomagane projektowanie

Tytuł otrzymywany po ukończeniu studiów:

Magister

Nazwa jednostki prowadzącej zajęcia:

Katedra Mechaniki Stosowanej i Robotyki

Kod zajęć:

3076

Status zajęć:

obowiązkowy dla programu

Układ zajęć w planie studiów:

sem: 1 / W15 L15 / 2 ECTS / Z

Język wykładowy:

polski

Imię i nazwisko koordynatora:

dr hab. inż. prof. PRz Piotr Gierlak

Terminy konsultacji koordynatora:

czwartek 8:45-10:15, piątek 12:15-13:45,

semestr 1:

dr inż. Jakub Wiech

Cel kształcenia i wykaz literatury

Główny cel kształcenia:
Głównym celem kształcenia jest uzyskanie wiedzy i umiejętności w zakresie podstaw diagnostyki układów mechatronicznych.

Ogólne informacje o zajęciach:
Moduł kształcenia "Diagnostyka układów mechatronicznych" obejmuje zagadnienia metodologi procesów diagnostycznych oraz analizy sygnałów w procesach diagnostycznych.

Materiały dydaktyczne:
Instrukcje do laboratorium dostępne on-line podczas zajęć oraz do pobrania ze strony koordynatora modułu. Materiały do wykładu przekazywane studentom.

Wykaz literatury, wymaganej do zaliczenia zajęć

Literatura wykorzystywana podczas zajęć wykładowych
1	Korbicz J., Kościelny J., Kowalczuk Z., Cholewa W.	Diagnostyka procesów.	Wydawnictwo Naukowo-Techniczne. Warszawa.	2002
2	J. Korbicz, J.M. Koscielny (red.)	Modelowanie, diagnostyka i sterowanie nadrzędne procesami. Implementacja w systemie DiaSter.	Wydawnictwo Naukowo-Techniczne. Warszawa .	2009
3	Koscielny J.M.	Diagnostyka zautomatyzowanych procesów przemysłowych.	Akademicka Oﬁcyna Wydawnicza EXIT. Warszawa.	2001

Literatura wykorzystywana podczas zajęć ćwiczeniowych/laboratoryjnych/innych
1	Koscielny J.M.	Diagnostyka zautomatyzowanych procesów przemysłowych.	Akademicka Oﬁcyna Wydawnicza EXIT. Warszawa.	2001

Wymagania wstępne w kategorii wiedzy / umiejętności / kompetencji społecznych

Wymagania formalne:
Student zarejestrowany na semestr pierwszy

Wymagania wstępne w kategorii Wiedzy:
Sygnały i systemy dynamiczne. Dynamika maszyn. Obliczeniowe systemy informatyczne

Wymagania wstępne w kategorii Umiejętności:
Umiejętność pozyskiwania wiedzy z literatury, umiejętność samokształcenia się, umiejętność stosowania modeli matematycznych obiektów.

Wymagania wstępne w kategorii Kompetencji społecznych:
Rozumienie potrzeb ciągłego dokształcania się.

Efekty kształcenia dla zajęć

MEK	Student, który zaliczył zajęcia	Formy zajęć/metody dydaktyczne prowadzące do osiągnięcia danego efektu kształcenia	Metody weryfikacji każdego z wymienionych efektów kształcenia	Związki z KEK	Związki z PRK
MEK01	zna podstawowe metody badawcze, techniki obliczeniowe i narzędzia inżynierskie stosowane w obszarze diagnostyki układów mechatronicznych oraz najnowsze trendy w obszarze diagnostyki.	wykład	zaliczenie cz. pisemna	K-W03++ K-W04+	P7S-WG
MEK02	potrafi ocenić, wybrać i zastosować podstawowe metody badawcze, techniki obliczeniowe i narzędzia inżynierskie do rozwiązywania zadań inżynierskich w obszarze diagnostyki układów mechatronicznych zawierających komponent badawczy i wymagających integracji wiedzy z różnych obszarów mechatroniki.	laboratorium	aktywność na zajęciach laboratoryjnych, obserwacja wykonawstwa	K-U05+ K-U06+ K-U08+ K-U11++	P7S-UO P7S-UW

Treści kształcenia dla zajęć

Sem.	TK	Treści kształcenia	Realizowane na	MEK
1	TK01	Wiadomości wprowadzające. Diagnostyka. Cele diagnostyki. Rola diagnostyki w przemyśle oraz innych gałęziach gospodarki. Diagnostyka układów mechatronicznych. Zarządzanie danymi diagnostycznymi. Problem formatu danych diagnostycznych. Systemy i programy do wspomagania diagnostyki. Systemy SCADA. Ekonomiczne uwarunkowania diagnostyki. Diagnostyka układów a czynnik ludzki. Wpływ mentalności ludzi na skuteczność diagnostyki układów. Rola kadry kierowniczej w podejściu pracowników do diagnostyki. Sygnały diagnostyczne. Wybór sygnałów diagnostycznych. Sygnały skorelowane. Rola pomiarów w diagnostyce układów mechatronicznych. Rola ciągłego monitorowania stanu układu. Progi alarmowe. Problem fałszywych alarmów. Czułość testów diagnostycznych.	W01,W02	MEK01
1	TK02	Metody przetwarzania i analizy sygnałów w diagnostyce. Rodzaje sygnałów. Analiza sygnałów w dziedzinie czasu. Analiza sygnałów w dziedzinie częstotliwości. Miary sygnałów. Zastosowanie transformaty Fouriera. Analiza częstotliwościowa. Spektrogramy. Technika pomiaru drgań. Kalibracja czujników drgań. Wzbudniki drgań. Zastosowanie pomiaru drgań w diagnostyce.	W03,W04	MEK01
1	TK03	Elementy składowe układów mechatronicznych. Napędy elektryczne, pneumatyczne, hydrauliczne, przekładnie zębate, łożyska, pompy, wentylatory, sprzęgła, wały i wirniki, przewody, okablowanie, elementy złączne. Typowe uszkodzenia elementów wykonawczych układów mechatronicznych. Wpływ bieżącego utrzymania urządzeń na diagnostykę i trwałość.	W05,W06	MEK01
1	TK04	Diagnostyka łożysk tocznych. Typowe uszkodzenia łożysk tocznych: uszkodzenia bieżni zewnętrznej, wewnętrznej, uszkodzenia elementów tocznych, uszkodzenia koszyka. Sygnały drganiowe. Sygnały akustyczne.	W07,W08	MEK01
1	TK05	Diagnostyka przekładni zębatych. Typowe uszkodzenia przekładni zębatych: uszkodzenia powierzchni zębów, pitting, zatarcia, pęknięcia zębów u nasady. Sygnały drganiowe. Diagnostyka olejowa.	W09,W10	MEK01
1	TK06	Diagnostyka zespołów napędowych z uwzględnieniem uszkodzeń łożysk, uszkodzeń przekładni, niewyważenia wału, rozosiowania wałów.	W11,W12	MEK01
1	TK07	Trendy w diagnostyce układów mechatronicznych. Czujniki bezprzewodowe. Zdalny nadzór. Autodiagnostyka urządzeń. Diagnostyka procesów. Diagnostyka w układach zrobotyzowanych. Zastosowanie metod sztucznej inteligencji w diagnostyce.	W13,W14	MEK01
1	TK08	Zaliczenie wykładu	W15	MEK01
1	TK09	Zapoznanie ze stanowiskami badawczymi do diagnostyki układów mechatronicznych: struktura systemu, sygnały diagnostyczne.	L01,L02	MEK02
1	TK10	Pomiar drgań. Analiza sygnału w dziedzinie czasu. Miary sygnałów: średnia, wariancja, odchylenie standardowe, wartość skuteczna, moment 3-go rzędu, skośność, kurtoza, współczynnik szczytu, współczynnik kształtu. Uśrednianie koherentne. Filtracja dolnoprzepustowa, górnoprzepustowa i pasmowoprzepustowa. Obwiednia sygnału. Interpretacja wyników analizy.	L03-L06	MEK02
1	TK11	Analiza sygnału w dziedzinie częstotliwości. Widmo sygnału. Widmo obwiedni sygnału. Uśrednianie widma. Interpretacja wyników analizy.	L07,L08	MEK02
1	TK12	Diagnostyka łożysk tocznych. Analiza częstotliwości charakterystycznych.	L09,L10	MEK02
1	TK13	Diagnostyka przekładni zębatych. Analiza częstotliwości charakterystycznych.	L11,L12	MEK02
1	TK14	Diagnostyka zespołów napędowych z uwzględnieniem diagnostyki łożysk, przekładni zębatej, niewyważenia wału, rozosiowania wałów.	L13,L14	MEK02
1	TK15	Trendy w diagnostyce układów mechatronicznych.	L15	MEK02

Nakład pracy studenta

Forma zajęć	Praca przed zajęciami	Udział w zajęciach	Praca po zajęciach
Wykład (sem. 1)		Godziny kontaktowe: 15.00 godz./sem.	Studiowanie zalecanej literatury: 7.00 godz./sem.
Laboratorium (sem. 1)	Przygotowanie do laboratorium: 7.00 godz./sem.	Godziny kontaktowe: 15.00 godz./sem.
Konsultacje (sem. 1)	Przygotowanie do konsultacji: 1.00 godz./sem.	Udział w konsultacjach: 1.00 godz./sem.
Zaliczenie (sem. 1)	Przygotowanie do zaliczenia: 7.00 godz./sem.

Sposób wystawiania ocen składowych zajęć i oceny końcowej

Forma zajęć	Sposób wystawiania oceny podsumowującej
Wykład	Ocena z wykładu jest wystawiana na podstawie zaliczenia związanego ze sprawdzeniem osiągnięcia efektów MEK1. Podczas zaliczenia pisemnego w formie testu student otrzymuje dziesięć pytań testowych jednokrotnego wyboru. Za każdą poprawną odpowiedź student otrzymuje 1 pkt., a za każdą niepoprawną odpowiedź student otrzymuje 0 pkt. Ocena z zaliczenia wykładu jest wystawiana na podstawie uzyskanej liczby punktów P w następujący sposób: P między 0 a 5 - ocena ndst (2,0); P=6 - ocena dst (3,0); P=7 - ocena +dst (3,5); P=8 - ocena db (4,0); P=9 - ocena +db (4,5); P=10 - ocena bdb (5,0).
Laboratorium	Studenci uzyskują ocenę (OL) z aktywności i obserwacji wykonawstwa na laboratoriach związaną z realizacją efektu MEK2. Jest ona wyznaczana w następujący sposób. Na podstawie ocen z aktywności i obserwacji wykonawstwa uzyskanych w trakcie semestru wyznaczana jest średnia ocen (S). Średnia ocen (S) jest zaokrąglana do stopni zgodnych z regulaminem studiów w następujący sposób: S poniżej 3.00 - ocena ndst (2,0); S co najmniej 3.00 i poniżej 3.25 - ocena dst (3,0); S co najmniej 3.25 i poniżej 3.75 - ocena +dst (3,5); S co najmniej 3.75 i poniżej 4.25 - ocena db (4,0); S co najmniej 4.25 i poniżej 4.75 - ocena +db (4,5); S 4.75 lub powyżej 4.75 - ocena bdb (5,0). Tak wyznaczona ocena stanowi ocenę z zaliczenia laboratorium (OL).
Ocena końcowa	Student uzyskuje pozytywną ocenę końcową, jeśli posiada pozytywne oceny końcowe z wszystkich form zajęć. Ocena końcowa jest wyznaczana na podstawie średniej ważonej ocen z zaliczenia wykładu i laboratorium: S=0.25OW+0.75OL, gdzie OW - ocena z zaliczenia wykładu, OL - ocena z zaliczenia laboratorium. Średnia ocen S jest zaokrąglana do stopni zgodnych z regulaminem studiów w następujący sposób: S co najmniej 3.00 i poniżej 3.25 - ocena dst (3,0); S co najmniej 3.25 i poniżej 3.75 - ocena +dst (3,5); S co najmniej 3.75 i poniżej 4.25 - ocena db (4,0); S co najmniej 4.25 i poniżej 4.75 - ocena +db (4,5); S 4.75 lub powyżej 4.75 - ocena bdb (5,0).

Przykładowe zadania

Wymagane podczas egzaminu/zaliczenia
(-)

Realizowane podczas zajęć ćwiczeniowych/laboratoryjnych/projektowych
(-)

Inne
(-)

Czy podczas egzaminu/zaliczenia student ma możliwość korzystania z materiałów pomocniczych : nie

Treści zajęć powiazane są z prowadzonymi badaniami naukowymi tak

1	A. Burghardt; K. Ciechanowicz; P. Gierlak; K. Kurc; M. Muszyńska; D. Szybicki; J. Tutak	Stanowisko do obróbki łopatek lotniczych	2025
2	A. Burghardt; P. Gierlak; K. Kurc; D. Szybicki; J. Tutak	Urządzenie zapewniające siłę docisku narzędzia	2025
3	P. Gierlak; P. Pietruś; D. Szybicki	Analysis of Vibrations of the IRB 2400 Industrial Robot	2025
4	A. Burghardt; K. Ciechanowicz; R. Cygan; P. Gierlak; K. Kurc; D. Szybicki; J. Tutak	Urządzenie do sprawdzania szczelności form odlewniczych	2024
5	A. Burghardt; K. Ciechanowicz; R. Cygan; P. Gierlak; K. Kurc; P. Obal; D. Szybicki; J. Tutak	Suszarnia do form odlewniczych	2024
6	A. Burghardt; P. Gierlak; K. Kurc; D. Szybicki; J. Tutak	Stanowisko do kontroli jakości form odlewniczych	2024
7	A. Burghardt; P. Gierlak; K. Kurc; M. Muszyńska; D. Szybicki	A Hybrid System Containing a 3D Scanner and a Laser Tracker Dedicated to Robot Programming	2023
8	A. Burghardt; P. Gierlak; K. Kurc; M. Muszyńska; D. Szybicki	Iterative Laser Measurement of an Aircraft Engine Blade in Robotic Grinding Process	2023
9	A. Burghardt; P. Gierlak; K. Kurc; M. Muszyńska; D. Szybicki	The Use of a Fuzzy Controller in the Machining of Aircraft Engine Components	2023
10	A. Burghardt; P. Gierlak; K. Kurc; M. Muszyńska; T. Muszyński; D. Szybicki; M. Uliasz	Implementation of SSN in the Evaluation of the Robotic Welding Process of Aircraft Engine Casing Components	2023
11	B. Bomba; A. Burghardt; P. Gierlak; K. Kurc; M. Muszyńska; D. Szybicki	Estimation of Selected Geometric Dimensions during Manufacturing of Aircraft Accessory Gearboxes on a CNC Machine Using ANFIS	2023
12	P. Gierlak	Neural Control of a Robotic Manipulator in Contact with a Flexible and Uncertain Environment	2023
13	P. Gierlak; J. Warmiński	Analysis of Bifurcation Vibrations of an Industrial Robot Arm System with Joints Compliance	2023
14	P. Gierlak; P. Pietruś	Influence of the Manipulator Configuration on Vibration Effects	2023
15	A. Burghardt; P. Gierlak; K. Kurc; M. Muszyńska; A. Ornat; D. Szybicki; M. Uliasz	Application of a 3D Scanner in Robotic Measurement of Aviation Components	2022
16	A. Burghardt; P. Gierlak; K. Kurc; M. Muszyńska; A. Ornat; D. Szybicki; M. Uliasz	Selection of Robotic Machining Parameters with Pneumatic Feed Force Progression	2022
17	A. Burghardt; P. Gierlak; K. Kurc; M. Muszyńska; A. Ornat; D. Szybicki; M. Uliasz	TCP Parameters Monitoring of Robotic Stations	2022
18	A. Burghardt; P. Gierlak; K. Kurc; M. Muszyńska; D. Szybicki	Robotic Grinding Process of Turboprop Engine Compressor Blades with Active Selection of Contact Force	2022
19	G. Bomba; P. Gierlak; M. Muszyńska; A. Ornat	On-Machine Measurements for Aircraft Gearbox Machining Process Assisted by Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System	2022
20	P. Gierlak; K. Kurc; P. Obal; D. Szybicki	Programming of Industrial Robots Using a Laser Tracker	2022
21	A. Burghardt; P. Gierlak; W. Skwarek	Modeling of dynamics of cooperating wheeled mobile robots	2021
22	G. Bomba; P. Gierlak; A. Ornat	Geometric Measurements on a CNC Machining Device as an Element of Closed Door Technology	2021
23	P. Gierlak	Adaptive Position/Force Control of a Robotic Manipulator in Contact with a Flexible and Uncertain Environment	2021
24	P. Gierlak	Force Control in Robotics: A Review of Applications	2021
25	P. Gierlak; P. Obal	EGM Toolbox-Interface for Controlling ABB Robots in Simulink	2021
26	S. Duda; G. Gembalczyk ; P. Gierlak	Control System Design of an Underactuated Dynamic Body Weight Support System Using Its Stability	2021
27	S. Duda; G. Gembalczyk ; P. Gierlak	Modeling and Control of an Underactuated System for Dynamic Body Weight Support	2021
28	A. Burghardt; J. Giergiel; P. Gierlak; K. Kurc; W. Łabuński; M. Muszyńska; D. Szybicki	Robotic machining in correlation with a 3D scanner	2020
29	A. Burghardt; P. Gierlak; K. Kurc; D. Szybicki	Automatic Detection of Industrial Robot Tool Damage Based on Force Measurement	2020
30	A. Burghardt; P. Gierlak; K. Kurc; D. Szybicki	Device for Contact Measurement of Turbine Blade Geometry in Robotic Grinding Process	2020
31	A. Burghardt; P. Gierlak; K. Kurc; M. Muszyńska; D. Szybicki	The Use of VR to Analyze the Profitability of the Construction of a Robotized Station	2020
32	A. Burghardt; R. Cygan; P. Gierlak; K. Kurc; P. Pietruś; D. Szybicki	Programming of Industrial Robots Using Virtual Reality and Digital Twins	2020
33	G. Bomba; P. Gierlak	Assessment of Geometric Accuracy of a 5-axis CNC Machine in the Context of Machining Aircraft Transmission Housings	2020