Мотивация: Современное состояние многих производственных процессов таково, что автоматизация основной части технологического процесса оставляет человеку выполнение лишь не сложных, но однообразно повторяющихся утомительных, вспомога-тельных ручных операций. В других случаях большая доля монотонного ручного труда сохранилась еще в основных технологических операциях химической и фармацевтической промышленности. Вредными и опасными представляются многие операции по обслуживанию и ремонту атомных энергети-ческих установок. В ряде случаев не удается автоматизировать многие ручные операции традиционными техническими средствами механизации и автоматизации. Наличие ручного труда, участие человека в технологических процессах сдерживает дальнейшее развитие и интенсификацию производства, повышение производительности технологических линий и качества продукции.
Для решения проблемы комплексной автоматизации производства нужно создание принципиально новых машин, имитирующих действия человека в трудовых процессах. Именно современные автоматические устройства, выполненные с применением последних достижений электроники, и являются таким классом производственных машин. Исполнительными устройствами в них стали многозвенные манипуляторы с управляемыми приводами по каждой степени подвижности. Система управления таких машин быстро переналаживается на выполнение различных видов ручных операций. Создание таких промышленных машин оказалось в наше время реальным благодаря достижениям современной микроэлектроники.
Применяя промышленные роботы и гибкие автоматизированные производства, можно значительно рационализировать и ускорить технологический процесс и придать ему более четкий ритм. Сочетание роботов с числовым программным управлением создает условие повышения качества продукции. Роботизация и автоматизация производства – это комплексная проблема, требующая решения вопроса совместного использования роботов с различным оборудованием, системы с единым управлением от ЭВМ и встроенных микропроцессоров. Это задача не только техническая, но и социально-психологическая. Поэтому для правильного восприятия человеком “нововведения” и преодоления психологического барьера, нужно обучить людей пользованию новой техникой и пониманию ее значения для производства с учетом требований научно-технического прогресса и необходимости усиления связей науки, высшей школы и промышленности.
Общепризнано, что преподавание физико-технических дисциплин должно опираться на эксперимент. Однако это хорошо известное положение не дает указаний на содержание эксперимента, не показывает его места и не вскрывает его роли в процессе изучения дисциплины. Задача преподавания должно сводиться к тому, чтобы студенты в ходе изучения данной дисциплины познали всю сложность физических явлений, протекающих в каждом устройстве. Поэтому эксперимент для обучаемого должен служить прежде всего процессом познания. Следовательно, важным условием успешного формирования у студентов физических понятий является система рационально подобранного и тщательно поставленного учебного эксперимента. Для этого основу системы учебного эксперимента должно составлять значительное число фундаментальных опытов, определяющих экспериментальную базу дисциплины. Но постановка таких опытов требует в большинстве случаев незаурядного экспериментального мастерства и связана с использованием достаточно сложного и дорогостоящего оборудования.
Та часть фундаментальных опытов, которая в настоящее время пока еще не может быть поставлена из-за сложности или недоступности оборудования, может быть смоделирована на компьютере. В то же время, для преподавания основ автоматики наибольшую ценность представляют такие опыты, которые позволяют устанавливать количественные закономерности, характери-зующие изучаемые явления. Там, где установление количественных соотношений не всегда возможно, то часть опытов должна быть представлена в виде качественных исследований. Но как бы там ни было, каждый эксперимент и лабораторный практикум в целом должны обеспечить создание у студентов целостной картины об основах предмета и предоставить им возможность получения соответствующих навыков и умений в процессе самостоятельной работы в лаборатории, что и является главной целью данного практикума.
Поэтому преподавание лабораторных занятий по курсу “Основы электроники и схемотехники” прежде всего базируется на использовании современных средств, в том числе универсального стенда, электронных и электроизмерительных приборов, новейших методов обучения и учебных пособий, позволяющих обеспечить, получение студентами базового образования в данной области знаний. Рассмотрим вкратце составные части лабораторного оборудования, определяющего рабочее место студента.