개요
이 문서에서는 Robotics Education & Competition Foundation의 사전 엔지니어링 및 로봇공학 산업 인증에 대해 간략하게 설명합니다. 기초 엔지니어링 모듈을 준비할 때 커리큘럼을 준비하거나 프로그램에 대해 선택한 사전 엔지니어링 모듈의 주제를 다루는 확립된 커리큘럼을 사용하는 것이 좋습니다.
이 문서는 두 섹션으로 나누어져 있습니다.
- 섹션 1: 공학 기술/주제의 기초: 첫 번째 섹션은 공학 기초 모듈에서 다루는 주제를 이해하는 데 필요한 직업 기술과 지식을 다룹니다. 이 모듈은 다른 모든 엔지니어링 모듈의 전제 조건입니다.
- 섹션 2: 예비 엔지니어링 모듈: 이 문서의 두 번째 섹션에서는 각 예비 엔지니어링 모듈의 직업 기술 및 지식에 대한 각 주제를 다룹니다.
예비 엔지니어링 및/또는 로봇 공학 인증에 대한 주제는 샘플 과정 순서를 참조하세요. 이는 학교 및 교사의 전문 지식, 사용 가능한 커리큘럼 및 시설과 함께 작동하여 사전 엔지니어링을 위한 8개의 사전 엔지니어링 모듈 중 2개를 선택하거나 로봇공학 인증을 위한 3개(전자공학, 프로그래밍 및 기계) 모듈을 선택합니다.
엔지니어링 기술의 기초
- 전제 조건: 예비 엔지니어링 또는 로봇 공학 커리큘럼 150시간
- 시험 시간: 90분
- 최소 합격 등급: 70%
직업 기술 및 지식
기초 공학에는 다음 분야의 지식과 기술이 필요합니다.
공학의 역사
- 미국과 소련의 초기 우주 프로그램, 우주 경쟁, 그리고 오늘날의 기술적 영향 대량생산, 조립라인, 자동화의 도입을 통한 산업혁명과 공학사회(기계공학회, 전기공학회)의 출현
- 엔지니어링 및 기술 정의
- 과학 정의
- 평균 근무 주당 급여 및 임금 계산
- 엔지니어링 관련 직업 유형, 직업 전망, 급여 및 필요한 교육:
- 기계
- 전기 같은
- 화학적인
- 항공우주
- 예의 바른
- 컴퓨터공학/프로그래밍
- 모든 분야에 대한 기술 지원
- 가공업: CNC 가공, 레이저, 신속한 프로토타이핑
- CAD 2D 및 3D 애플리케이션
- 로봇공학
엔지니어링 설계 프로세스
- 설계 프로세스의 논리적 순서에 따라 여러 단계를 적용하는 능력.
- 엔지니어링 설계 프로세스의 다양한 반복 또는 약어에서 적절한 순서를 이해하는 능력.
재료 및 공정
- 재료 분석 기술 – 인장, 경도, 산화
- 금속 유형, 특성 및 일반적인 용도 - 철, 비철, 귀금속; 일반 합금 - 즉, 황동, 스테인리스강
- 목재의 종류, 특성 및 일반적인 용도 – 경질(낙엽), 연질(침엽수)
- 플라스틱 유형, 특성 및 일반 용도 – 열경화성 수지, 열가소성 수지, 수지
- 에폭시 유형, 특성 및 일반 용도
안전
- 적절한 안경 착용
- 적절한 의복 및 신발 착용
- 작업장이나 실험실에서 적절한 안전 관행 적용
- OSHA
- 실험실 안전 색상
전동 공구 안전
- 띠톱 – 기본 띠톱 작동, 특정 안전 절차 적용
- 벤치 그라인더 – 기본 벤치 그라인더 작동, 특정 안전 절차 적용.
- 드릴 프레스 – 기본 드릴 프레스 작동, 특정 안전 절차 적용
- 휴대용 전동 공구 – 휴대용 드릴 작업, 특정 안전 절차 적용
엔지니어링 도면
- 직교 뷰
- 전기 회로도, 청사진을 읽는 능력
- 다양한 공통 기호 및 용어
- 투영을 통해 다중 뷰 도면에서 누락된 뷰를 찾는 기능, 객체의 누락된 뷰 식별
- 등각투영 도면
- 작업 및 마감일이 포함된 부품 목록 개발
- 다양한 크기로 개체 그리기
CAD 시스템
- 엔지니어링 도면에 사용되는 일반적인 선 및 기호
- 2D CAD 소프트웨어 – 산업현장에서 사용되는 다양한 공용 프로그램
- 3D CAD 소프트웨어 – 업계에서 사용되는 다양한 공용 프로그램
- 직교 뷰 식별
- 등각투영 뷰 식별
전기공학의 기초
- 옴의 법칙 – 전류량, 전압, 저항
기계공학의 기초
- 기어비 계산
- 아이작 뉴턴의 운동 법칙
- 운동에너지와 위치에너지
- 열 시스템 - 가열 및 냉각
로봇공학 시스템의 기초
- 드라이브 시스템
- 2륜, 4륜, 6륜 탱크 또는 아케이드
- 홀로노믹
- 메카넘
- 옴니 드라이브
- 마이크로컨트롤러
- 응용
- 힘
- PWM(전력 폭 변조)
- 모터 제어: 목적, 작동, 기능
- 조작자: 팔-손목-어깨 및 팔꿈치 끝 이펙터; 자유도/축
- 유형
- 수집가
- 그리퍼
- 특수 용도(무제한) - 자율 제어
- 일반적인 로봇 프로그램의 종류
항공우주의 기초
- 베르누이의 원리: 양력, 추력, 항력, 무게(중력)
- 초기 로켓공학
- 타이탄 II
- 새턴 IV
- 쌍둥이 자리
- 수은
- 아폴로
- 소유즈
- V1 및 V2
- 항공우주 산업에 사용되는 일반적인 재료
토목공학의 기초
- 운송 방법
- 레일
- 항구/항만
- 도로
- 교량
- 공기
- 강/댐
- 교량 효율 계산 적용
CS공학기초(코딩)
- 바이너리 시스템
- 16진수 시스템
- 기본 컴퓨터 시스템
- RAM, ROM FIFO
- 스토리지 시스템
- 프로세서 속도, 무어의 법칙
- 일반적인 프로그래밍 언어: Python, C++, JAVA, HTML, 스크래치
화학공학의 기초
- 화학 안전을 위한 기본 실험실 안전 절차
- 산과 염기의 기본
- 주기율표
- 균형 방정식
제조공학의 기초
- 제조 기술
- 데카르트 좌표 계산
- CAD/CAM 시스템 기능
- 3차원(3D) 프린팅
섹션 2: 사전 엔지니어링 모듈
이는 각 "엔지니어링 모듈"의 각 직업 기술 및 지식 주제를 다루는 이 문서의 두 번째 섹션입니다.
이는 학교 및 교사의 전문 지식, 사용 가능한 커리큘럼 및 시설과 함께 작동하여 예비 엔지니어링 인증에 필요한 8개의 엔지니어링 영역 중 2개를 선택하거나 로봇 공학 인증에 필요한 세 가지 엔지니어링 영역(전자, 프로그래밍 및 기계)을 선택합니다.
8개 모듈 모두에는 각각 다음과 같은 요구 사항이 있습니다.
- 선수과목: 공학 기초 모듈 통과
- 시험시간: 30분
- 최소 합격 등급: 70%
지식 및 직업 기술 주제
CS 사전 엔지니어링 모듈
다음 분야에 대한 지식과 기술이 필요합니다.
- 일반적인 프로그래밍 언어, 데이터베이스 및 웹 디자인
- C++, 자바, 파이썬, 스크래치
- HTML
- SQL, 오라클, DB2
- 일반적인 용어
- IP 인터넷 프로토콜
- I/O(입력/출력)
- 무한 루프
- 메모리 접근 위반
- HTTP, HTTPS
- 일반 네트워킹 및 컴퓨터 간 통신
- 인터넷, 인트라넷
- 컴퓨터, 서버, 클라우드
- 서비스: ISP, DHCP, DNS
- 하드웨어: 스위치, 라우터, Wi-Fi
- BIOS부터 응용 프로그램까지 다양한 수준의 소프트웨어를 포함하여 컴퓨터 부품 및 작동에 대한 일반적인 이해
- 입력 및 출력 장치
- 중앙 처리 장치(CPU), 부동 소수점 장치(FPU), 그래픽 처리 장치(GPU)
- 램, 롬
- 저장 장치
- 악성코드
- 바이러스, 웜, 서비스 거부, 스팸
- 방화벽
- 숫자의 2진수 및 16진수 표현
- 1, 2, 3, 15 등의 이진 표현
- 10, 15, 16, 30 등의 16진수 표현
- 의사코드로 작성된 간단한 프로그램을 이해하는 능력
- 루프, 큐, 스택
- 기능
- 오류: 컴파일 시간, 런타임, 논리, 0으로 나누기, 메모리 할당 오류
- 변수 유형: 정수, 문자, 문자열, 부동 소수점, 배열
- 프로그램 코드를 따라 주어진 변수의 출력이나 값을 결정합니다.
- 코드의 주석
- 프로그램의 논리 오류 디버깅
- 응용 프로그램 문제
- 기본 의사 코드 프로그래밍 라인에서 솔루션 찾기
- 이진수 및 16진수 표현 해결
- 로봇공학
- 간단한 코드를 평가하여 로봇의 움직임과 형태를 결정
기계 사전 엔지니어링 모듈
다음 분야에 대한 지식과 기술이 필요합니다.
- 기계 시스템
- 랙 앤 피니언
- 마이터 기어
- 웜기어
- 복합 기어
- 쇠사슬
- 스프로킷
- 풀리
- 평기어
- 기학
- 유압장치
- 단순 기계: 경사면, 웨지, 레버 및 풀리
- 응용 프로그램 문제-계산 능력:
- 뉴턴의 법칙
- 열역학
- 가속
- 기어비
- 속도
- 엔진 변위
- 속도와 토크
- 복합 기어비
- 기계적 이점
전기 사전 엔지니어링 모듈
다음 분야에 대한 지식과 기술이 필요합니다.
- AM 및 FM 라디오 주파수
- 기계적 에너지
- 모터 권선
- 옴 법칙 계산 – 계산 능력:
- 전류량
- 저항 전압
- 옴
- 기본 컴퓨터 하드웨어(예: 저장 장치, 메모리, RAM, ROM, FIFO)에 대한 지식
- 센서에 대한 지식 및 응용:
- 전위차계
- 초음파
- 샤프트 엔코더
- 자이로스코프
- 가속도계
- 광학 샤프트 인코더
- 줄 따라가기
- 빛 감지
- 리미트 스위치
- 응용 문제 – 계산 능력:
- 잠재력
- 운동 에너지
- 빈도
- 킬로와트시 비용
화학 사전 엔지니어링 모듈
다음 분야에 대한 지식과 기술이 필요합니다.
- 기본 화학 주제:
- 화학 반응 및 관련 용어
- 이상기체 법칙
- 켈빈
- 분위기
- 화학량론
- 솔루션
- 주기율표
- 화학결합
- 안전
- 응용
- 솔루션 계산
- 가스 법칙 계산
항공우주 사전 엔지니어링 모듈
다음 분야에 대한 지식과 기술이 필요합니다.
- 기본 공기역학적 원리
- 베르누이의 법칙-유체 역학: 비행 표면, 항력, 무게, 양력 및 추력
- 로켓 디자인
- 각색
- 연료: 고체, 액체, 핵
- 제어: 핀, 자이로스코프, 추진기(쌍곡선 및 이온 전기)
- 구름의 종류
- 기본 익형 설계 및 용어
- 응용 프로그램 문제
- 뉴턴의 항력 계산
- 날개 종횡비 계산
- 마력-와트 계산
- 대기 속도 및 속도 계산
토목 사전 엔지니어링 모듈
다음 분야에 대한 지식과 기술이 필요합니다.
- 교량의 종류
- 아치
- 보류
- 도리
- 트러스 : 일반적인 교량재료, 인장, 압축, 인장강도
- 운송 방법
- 레일
- 항구/항만
- 도로
- 교량
- 공기
- 강, 댐, 운하
- 측량
- 응용 프로그램 문제
- 보트 선체 설계 및 변위 적용
- 측량
- 교량 및 타워 효율성 계산
엔지니어링 기술 사전 엔지니어링 모듈
다음 분야에 대한 지식과 기술이 필요합니다.
- 엔지니어링 설계 프로세스/루프
- 10단계 순서:
- 문제 식별
- 디자인 개요
- 연구 문제
- 브레인스토밍 문제
- 연구/브레인스토밍을 기반으로 솔루션 선택
- 설계
- 짓다
- 시험
- 재설계
- 솔루션 구현 소프트 스킬
- 공학 및 기술 정의
- 문제 해결에 적합한 기술을 선택하는 능력
- 서면 및 구두 의사소통
- 문제해결 기법-브레인스토밍-비판적 사고
- 팀원으로 일하기
- 정보를 찾고 사용하는 방법
- 10단계 순서:
- 조작
- 일반적인 제조 관행
- 컴퓨터 수치 제어(CNC) 애플리케이션
- 3차원(3D) 프린팅
- 항공우주
- 승강기
- 추력
- 견인
- 중력
- 예의 바른
- 일반적인 유형의 트러스
- 교량 및 타워 효율성 계산
- 기계
- 기어비 계산
- 공압 시스템
- 유압 시스템
- 프로그램 작성
- 바이너리 표현
- 16진수 표현
- 입력 및 출력 장치
- 재료 및 공정
- 견목 및 응용
- 침엽수 및 응용
- 합판의 특성과 응용
- 플라스틱: 열경화성 수지 응용, 열가소성 수지 응용, 복합재 및 응용
- 철금속
- 철강 응용 분야의 탄소
- 합금
- 비철금속
- 인장강도
- 경도 테스트 기술
- 엔지니어링 도면
- 공통선과 표현
- 치수 측정 기술
- 직교 투영
- 등각투영 도면
- 응용 프로그램 문제
- 엔지니어링 설계 프로세스. 여러 구성의 단계를 적절한 순서로 합성합니다. 여러 모델에 적절한 순서를 적용합니다.
- 지정된 작업에 적합한 도구/장비를 선택하십시오. 실험실 및 도구 안전 상황.
- 엔지니어링 도면. 직교 투영에 대한 누락된 뷰를 식별합니다.
제조 기술 사전 엔지니어링 모듈
다음 분야에 대한 지식과 기술이 필요합니다.
- 제조방법
- 플라스틱 사출 성형
- 모래주형
- 열성형
- 3D 프린팅
- CNC(컴퓨터 수치 제어): 워터젯, 밀링, 선반, 플라즈마 절단
- 공학 설계
- CAD 시스템: 2D 및 3D 애플리케이션.
- 직교 뷰: 사용 가능한 뷰 수, 공통 뷰 수
- 객체 크기 조정
- 등각투영 뷰
- 품질 보증
- 응용 프로그램 문제
- 인장 강도 적용
- 로크웰 경도 시험 기술
- 응력/변형률 곡선: 넥킹, 항복 강도 및 극한 강도