CNC공작기계(CNC Machine Tools) 메카트로닉스 기술로 만들어지는 대표적인 제품은 CNC(computerized numerical controller) 공작기계와 로봇이라고 할 수 있다. 본 교과목은 CNC 공작기계를 구성하고 있는 CNC, 서보 모터, 센서 및 액츄에이터 등을 이해하고 이를 운용하는 프로그래밍 실습을 통해 메카트로닉스 제품의 운용기술, 이해기술, 기초 설계기술을 습득한다.
정밀측정공학(Engineering Measurements) 하나의 제품은 설계, 가공, 조립, 검사를 거쳐 완성된다. 측정기술은 생산공정에서 제품의 품질을 좌우하는 가장 중요한 기술요소이며 그 필요성은 산업이 고도화 될수록 증대되고 있다. 본 교과목에서는 측정의 기초적 지식, 측정용 센서 시스템, 측정 자동화 기술, 초정밀 측정기술의 폭 넓은 이해를 할 수 있도록 한다.
제어시스템설계(Control Systems Design) 공학시스템의 수학모델에 기초한 선형제어기 설계법을 다룬다. 구체적으로는 제어기 설게목적을 이론적으로 설명한 후, 고전제어기 및 현대제어기 설계법을 다룬다. 즉 PID, Lead/Lag, Pole Placement, LQ, LQG 제어기 설계이론 및 이들을 MatLab으로 구현하는 방법을 설명한다.
마이크로프로세서응용및실습(Microprocessor Application and Practice) 메카트로닉스 시스템 제어용 마이크로프로세서 보드와 I/O 응용 보드의 설계 및 응용에 대해 종합적으로 다룬다. 마이크로프로세서의 내부구조와 동작원리를 이해하도록 하고, 마이크로프로세서와 산업용 각종 I/O 모듈들의 인터페이스 방법 및 제어기술에 대해 실습을 통하여 숙지하도록 한다.
모션제어시스템(Motion Control System) 산업용 로봇, 공작기계, 반도체장비 등의 고속 정밀 메카트로닉스 장비 개발에 필수적으로 요구되는 모션제어기술의 전반적 내용에 대해 학습한다. PC/PLC/임베디드 기반 모션제어 시스템의 설계 및 응용에 대해 배운다. 산업현장 에서 실제로 적용되고 있는 모션제어기를 사용 하여 서보모터 및 각종 모터를 제어하기 위한 이론과 하드웨어 및 소프트웨어 설계 기술에 대해 학습한다.
자동화시스템설계및실습(키스톤디자인) 공장자동화용 제어장치로 PLC(programmable logic controller)가 주로 이용되어 왔다. 최근에는 PLC가 논리제어 외에 다양한 제어가 가능한 PAC(programmable automation controller)로 발전하고 있다. 본 교과목에서는 순차제어 개념을 이해하고, 이를 제어 시스템에 적용하기 위해 PLC의 프로그래밍 언어를 학습하고 제어 프로그램 작성 등을 실습한다. 또한 특수모듈과 응용사례를 조사 학습함으로써 PAC 활용에 대한 폭 넓은 이해를 할 수 있도록 한다.
디지털제어및실습(Digital Control and Laboratory) 연속시간역에서 설계된 제어 알고리즘을 실 시스템에 적용하기 위하여 이산시간역 제어 알고리즘으로 변환하는데 필요한 기초 제어이론을 다루며, Matlab 응용 소프트웨어를 통하여 실제 각종 플랜트 및 프로세스에 응용되는 디지털 제어기의 설계법을 숙지한다.
디지털회로및실습(Digital Circuit and Experiment) 디지털 시스템의 기본 개념을 소개하며, 수체계와 코드, 논리게이트와 연산, 부울대수, 논리회로의 간소화 방법, 조합논리회로의 설계 방법에 대해 다룬다. 또한 디지털 산술 연산의 기본 원리와 플립플롭, 카운터, 레지스터, 레지스터 전송 회로 및 메모리 소자의 응용에 대해 학습한다.
로봇CAD응용및실습(Robot CAD Application and Laboratory) 로봇 운동역학과 기구학에 대한 이론적인 내용을 기초로 각종 다양한 로봇들의 기구 메커니즘 해석과 설계 기술을 다루며, CAD 응용 소프트웨어의 운용법과 이를 바탕으로 각종 로봇 기구 설계 도면의 작성법을 학습한다.
로봇비전시스템및설계(Robot Vision System and Design) 영상으로부터 특징을 추출하고, 이로부터 의미있는 정보를 이해하여 로봇의 동작 제어에 적용할 수 있는 로봇비전의 이론과 응용을 학습한다. 영상처리 알고리즘, 연속된 영상 또는 동영상에서 물체 추적, 두 개의 카메라를 이용한 3차원 인식, 통계적 학습을 기반한 패턴인식 기법을 배우고, 다양한 로봇에의 적용예를 통해서 로봇비전의 이론을 심화한다.
로봇응용및실습(Robot Application and Laboratory) 로봇 제어를 위한 기초적인 기구학, 동역학 및 제어 방법을 학습한다. 유용한 제어 시뮬레이션 툴을 이용하여 로봇 제어 시뮬레이션을 수행하며 제어 시뮬레이션 결과의 분석 방법을 배운다. 또한, 마이크로컨트롤러유닛(MCU) 보드, 센서 모듈, 모터 드라이브, 모터, 로봇 바퀴 등으로 구성된 실제 로봇 시스템에 대한 제어 프로그래밍을 통해 로봇 제어 실험을 수행한다. 로봇 제어를 위한 일반적인 이론, 컴퓨터 시뮬레이션 및 실제 실험의 전 과정을 학습하여 실무 능력을 익힌다.
로봇인공지능및실습(Robot Intelligence Learning and Labotory) 각종 로봇 시스템에 대한 지능 제어기 설계법과 학습법을 다루며, 제어기 설계 및 학습 알고리즘으로서는 인공지능, 뉴럴-네트워크, 퍼지추론을 다룬다. 이들에 대한 기초 이론을 설명하고, 다양한 로봇을 통하여 지능 제어 알고리즘 설계 및 학습 알고리즘 구현법을 숙지한다.
마이크로로봇제작및실습(Micro-robot Making and Laboratory) 마이크로로봇에 적합한 임베디드 CPU의 동작원리 및 각종 주요 기능에 대해 이해하도록 하고, 이 CPU와 모터/센서의 인터페이스에 의해 마이크로로봇을 제작한다. 제작된 마이크로 로봇에 의해 주변장치 제어, 라인트레이스 제어, 원격제어로봇을 구현해 보도록 한다.
센서계측공학및실습(키스톤디자인) 자동화와 센서의 연계성, 변환의 기초를 익힌다. 그리고 광센서, 근접센서, 위치센서, 역학센서, 초음파 센서, 자기센서, 화학센서와 같은 각종 센서의 동작 원리와 특성에 대해 배운다. 실험에서는 각 센서의 응용회로를 익히고 실제적용 예를 통해서 이론을 심화한다. 계측의 기본 개념과 표준 단위, 계측시스템의 거동, 신호 변환, 신호 추출. 디지털 장치와 데이터 획득, 그리고 온도,압력, 유동, 스트레인, 힘, 토크 등의 물리량에 대한 측정 방법을 다룬다.
임베디드제어시스템및실습(Embedded Control System and Laboratory) ARM 기반의 임베디드 제어 시스템의 하드웨어와 소프트웨어 설계 방법에 대해 알아보고, 임베디드 제어 실습장치를 이용하여 하드웨어 제어 방법 및 프로그래밍 방법에 대해 학습한다.
로봇공학개론(Introduction of Robotics) 로봇공학과의 전반적인 기본 지식을 습득하여 로봇공학과에서 수학할 수 있는 기초를 배양하도록 한다.
논리회로(Logic Circuit) 디지털 회로를 구성하는 논리 소자의 기본 이론을 이해하고, 소자들로 구성된 조합 논리회로, 순차 논리회로에 대한 회로구성 및 동작을 학습한다.
비주얼프로그래밍및실습(Visual Programming and Experiments) Visual C++ 와 비주얼프로그래밍 언어를 습득한 학생들이 윈도우 기반으로 그래픽 프로그램을 구현할 수 있는 능력을 배양하도록 한다.
전자회로설계및실험(Electronic Circuit Design and Experiments) 반도체, 다이오드 및 트랜지스터 등의 전자회로소자의 기본원리를 학습하고, 이를 이용한 정류 및 증폭기 회로의 해석과 설계법을 배운다.
AI프로그래밍및실습(Practice of AI programming) 인공지능의 기본 개념을 학습하고, 인공지능을 구현하기 위한 파이썬 프로그래밍 언어를 실습을 통해 학습한다.
구동기공학(Actuator Engineering) 제어시스템의 하드웨어 구현을 위한 유공압시스템의 구성요소 및기능과 작동원리 그리고 설계에 관한 내용을 다루며, 구체적으로는각종 전기모터 또는 유압구동기의 기능 및 구조와 회로 설계법, 그리고 컴퓨터 제어기술에 대해 학습한다.
로봇운영체제및실습(Practice of robot operating system) 로봇 소프트웨어 개발을 위한 프레임워크인 로봇운영체제(Robot Operating System) 학습을 통해 하드웨어 추상화, 디바이스 제어, 프로세스간의 메시지 전달, 패지지 관리, 개발환경에 필요한 라이브러리와 다양한 디버깅 도구에 대하여 학습한다.
캡스톤디자인(로봇개발)(Capstone Design(Robot Development) 학생들의 로봇개발 과제를 선정하고 선정된 과제를 목표로 개발과정을 수행한다. 학과 교수들의 지도하에 제안서 및 최종 보고서를 작성하고, 로봇 하드웨어 및 소프트웨어의 설계 , 결과물의 발표 등을 통한 로봇, 자동화공학적 이론 및 설계 지식 등 복합적인 능력을 학습한다.
캡스톤디자인(창의로봇제작)(Capstone Design(Creative Robot Design) 학생들의 로봇개발 과제를 창의적으로 선정하고 선정된 과제를 목표로 개발과정을 수행한다. 학과 교수들의 지도하에 제안서 및 최종 보고서를 작성하고, 로봇 하드웨어 및 소프트웨어의 설계 , 결과물의 발표 등을 통한 로봇, 자동화공학적 이론 및 설계 지식 등 복합적인 능력을 학습한다.
로봇기구학(Kinematics of Robot) 기계/장비의 핵심장치로서 다양한 메카니즘에 대한 종류, 작동원리, 기능 등을 공부하고, 나아가 로봇 운동의 경로, 위치, 속도 등의 해석을 다룬다.
