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(Automation System Design and Labotory) 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.
계측시스템공학(Instrumentation Systems Engineering) 계측의 기본 개념과 방법, 신호의 동특성, 계측시스템의 거동을 배우며, 임피던스 매칭, 아날로그 신호처리, 신호추출, 데이터 획득시스템을 학습한다. 또한 온도, 압력, 스트레인 등의 계측기법을 학습한다.
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.
랩뷰기반계측및실험(LabVIEW_based Instrumentations and Laboratory) 계측시스템의 구성, 신호변환 방법, 데이터 획득 및 처리 방법을 학습한다. 그리고 LabVIEW 사용법, 신호분석 및 저장, DAQ 시스템, PC기반 자동계측시스템구축 기술을 실습한다.
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.
로봇비전시스템(Robot Vision System) 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.
로봇인공지능(Robot Intelligence Learning) 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.
스마트제조공학(Smart Manufacturing Engineering) 매뉴팩처링의 기반이 되는 스마트 제조 시스템에 대한 전반적인 지식과 기술을 학습한다. 이를 위해 고전적인 제조기술에 대한 이해를 바탕으로 ICT 기술이 융합된 현대의 스마트 제조기술의 이론과 그 적용 사례를 학습한다.
유공압시스템(Hydraulic & Pneumatic System) 제어시스템의 하드웨어 구현을 위한 유공압 시스템의 구성요소 및 기능과 작동원리 그리고 설계에 관한 내용을 다루며, 구체적으로는 각종 전기 또는 유공압 구동기의 기능 및 구조와 회로 설계법, 그리고 컴퓨터 제어기술에 대해 학습한다.
전공캡스톤디자인(Major capstone design) 학생들의 창의적인 설계 과제를 선정하고 설계된 과제의 결과를 발표한다. 학과 교수들의 지도하에 제안서 및 최종 보고서를 작성하고,관련하드웨어및소프트웨어의설계,결과물의발표등을통한로봇,자동화공학적이론및설계 지식등복합적인 능력을 학습한다.
전자응용회로및실습(Electronic Application Circuit Practice) 전자회로의 전반적 내용(RLC회로, 다이오드, 트랜지스터, FET, OP-AMP,디지털기본회로 등), 아날로그 응용회로(RLC공진회로, 필터회로, 트랜지스터를 이용한 증폭기, OP-AMP 응용회로, 신호변환기,신호발생기) 및 디지털 응용회로(조합회로,시퀀스회로,시스템회로)를 PSpice 시뮬레이션을 통해 학습한다.
센서계측공학및실습(Sensor & Instrumentation Engineering and Laboratory) 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.
창의캡스톤디자인(Creative Capstone Design) 다른 학부 또는 다른 단과대학의 학생들과 함께 팀을 이루어 창의적인 아이디어를 도출하고 이를 설계, 제작하여 완성품을 발표한다. 제안서, 문헌 조사, 제작, 평가, 보고서 작성 등 프로젝트 전 과정을 진행해 본다.
