シラバス参照

科目名 機能再現演習 
担当者氏名

市川 明彦

井上 真澄

太田 利夫

大原 賢一

佐伯 壮一

清水 右郷

関山 浩介

野々川 勝治

畑 良幸

星野 昭広

目黒 淳一

楊 剣鳴

芦澤 怜史

全開講対象学科 理工学部メカトロニクス工学科
年次 4年次 
クラス  
講義学期 前期 
単位数
必選区分 必修科目 
学期・曜日・時限  
部門 専門教育部門-根幹科目 
備考 本授業では、100点満点中60点以上を合格とする。本授業の対応する学習・教育到達目標 (3) (6) (7) (10)

本授業はCP3・4およびDP2に該当する 



準備学習・事後学習
電気回路,電気製図,材料力学,流体力学,熱力学,制御工学,機械・電気製図の基礎を復習しておくこと.また,集中演習Ⅰ,Ⅱ,Ⅲを履修し,設計の進め方,設計ツールを使いこなせることを前提とする.



プレゼンテーション・レポートは各講義内に講評するので反映すること.また,講義時間外に5時間以上の取組みが必要になるため計画的に実施すること. 
課題・定期試験に対するフィードバック
履修上の留意
本授業は,週1日を使って,延べ15週間の集中授業である.したがって,仕様設定と工程管理が非常に重要である.設計とは,制限条件の中で,最大の成果をうみだす活動である.単に,対象とするメカトロニクス機械の性能発揮だけでなく,制約条件下での課題解決ということを十分認識しながら,授業を楽しんで欲しい. 
授業の概要と目的
市販品の機能を,別の方法で再現する.再現にあたっては,寸法等の物理的制約,製作期間や費用等の制約を課し,制限条件下での設計能力の向上を目指す.また,設計に必要な基礎知識の繰り返し利用による基礎学力の向上を図る. すなわち,市販品の機能分析と目標仕様の設定,グループ討議による実現手段の案画,システムアーキテクチャーの設計をベースとした機能実現手段の検討,機構,電気回路,制御系の分担設計と評価,組み立てと機能統合,調整と不具合点の分析解決,機能評価:設計との違いを分析し,その理由を明確化する.(科目ナンバリングコード:TR41101) 
該当するCP(カリキュラム・ポリシー)およびDP(ディプロマ・ポリシー)
実務経験と授業内容の関係
科目ナンバリングコード
サブタイトル
機能再現のモデリング:



簡素な機械機能を設計する



キーワード:電気回路設計,仕様,設計手順,電子部品,センサー,設計計算,実装設計,機能評価 
到達目標
機能設計の意味を理解できる.メカトロニクス機械機能を機能モジュールで構成できる.簡単なメカトロニクス機械の機能要素を設計出来る. 
授業計画
【項目欄】 【内容欄】
1. 授業ガイダンス  授業の目的と進め方について説明し,モノづくりをする人として技術者倫理が必要な理由,基本的な技術者倫理の方法について概説する.



○技術者倫理の基本考え方を理解できる. 
2. 機能再現対象の抽出  再現しようとする市販製品(機能再現製品)を設定する.また,その機能再現のイメージを描く.



 ○機能モデルの概念が描ける. 
3. 仕様の書き方  設計は仕様~はじまる.また,機能は仕様で定義される.機能を定義するための仕様の書き方を概説する.概説に基づいて,機能再現製品の機能を仮仕様としてまとめる.



 ○機能は仕様として表現できることが理解できる. 
4. 機能再現製品の機能理解  機能再現製品の機能で,良く判らない部分について,種々の計測を行う.また,分解して構造等を調べ,機能に係わる部分はスケッチをおこなう.



 ○仕様の優先度概念が理解できる. 
5. 機能図上再現  スケッチした図面をもとに,機能再現製品の機能を説明できる機構図作成する.この図と上記の情報から,再現する機能を仕様としてまとめる.



 ○簡単な構造と動きを図面で表現できる. 
6. 概念構築  再現しようとする機能をどのように実現するかの概念を3種類以上構想する.この段階では,強度やエネルギーの定量的評価は,重要視しない.



 ○機能再現は,実現を正確に意識しない発想から始まることを知る. 
7. 概念集約  上記の概念図に大まかな寸法イメージを記入し,簡単な強度計算を実施し,概念案で最適なものを抽出する.



 ○相対評価による決定手法を知る. 
8. 計画図作成1  絞り込んだ概念を基に,計画図を作成する.計画図は,機能評価のためのモデル化と設計計算の情報を含む,および,製作加工のための部品図に落とせる情報を含む図面を言う.



 ○計画図の定義と応用の仕方を理解する. 
9. 計画図作成2  設計計算の結果,不具合部分を改良し,再度計画図を描く.この手順を繰り返し,強度,運動機能,エネルギーバランス等の観点で,計画図に示す機能が目標仕様を満足することを確認する.



 ○試行錯誤による計画図作成ができる. 
10. 部品図作成  計画図から,製作のための部品図を作成する.



 ○ISO企画に準拠した,作図が可能. 
11. 製作性チェックと材料手配  工場の意見も含め,加工可能な部品図に仕上げる.必要な材料を手配する.



 ○加工可能な部品の要点を知る.加工に適した部材を設計できる. 
12. 加工と部品手配  工場の意見も含め,加工可能な部品図に仕上げる.



 ○部品加工の基本(工作機の機能)が理解できる. 
13. 組立調整1  滑らかに動くための組立法に注意しながら,組立を行う.



 ○組立には,注意すべき点があることを理解する. 
14. 再計算改良  組み上がった機構を手で動かしたり,摩擦力を測定しながら,目標機能が実現できるように,改良(再加工の場合は,計画図の修正が必須)を行う.



 ○良い設計では計算と実際が一致することを学ぶ. 
15. 総合機能評価とまとめ  機構設計のフローを報告書にまとめる(設計手法).また,設計計算を補足資料にまとめる.設計・制作でできたものについて,技術者倫理観点から安全・リスクを分析・評価する。



 ○設計手法そのものが技術であることを知る.技術者の責任ある行動がどのようなものを考える能力を身につける。 
テキスト
【書籍名】 【著者】 【出版社】
1. 授業配布プリント     
2. 電子教科書     
参考文献
【書籍名】 【著者】 【出版社】
1. ロボット工学ハンドブック    コロナ社 
2. ISO設計便覧    日本企画協会 
3. 機械工学便覧    日本機械学会 
授業方法の形式
講義(パラレル開講) 
成績評価方法
成績は,レポート評価 60%,授業質疑・プレゼンテーション40%で評価する。C(合格)となるためには、到達目標を最低限達成することが必要である。 
成績評価基準
受講生へのメッセージ
本授業における機能再現は,市販品の機能をそのままコピーすることではなく,同じ機能を,価格,時間等の制限のなかで,市販品とは違う手段で実現することを意味している.創造力を働かせ,授業で習った知識を駆使して,目標を達成してほしい. 
参考URL
画像
ファイル
更新日時 2021/11/22 16:15


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