Mechatronik (auslaufend)

Modulhandbuch

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Mechatronik (MK)

PO-Version [  20122  ]

Angewandte Informatik

Empfohlene Vorkenntnisse

Ingenieur-Informatik und Embedded Systems

Lehrform Vorlesung
Lernziele / Kompetenzen
  • Methoden des Software-Engineerings im Umfeld von Embedded Systems einsetzen können
  • Besonderheiten der Softwaretechnik für Embedded Systems kennen lernen
  • Software unter besonderer Berücksichtigung von Qualität und Stabilität entwickeln können
  • Verfahren modellbasierter Softwareentwicklung kennen and anwenden lernen
  • Entwurfsverfahren für Echtzeitsysteme kennen lernen
  • Software-Architekturen für Embedded Systems verstehen können
  • Prinzipien des Web Engineerings verstehen
  • Web Technologien gezielt in Projekten einsetzen können
Dauer 1
SWS 4.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 60 h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 90 h
Workload 150 h
ECTS 5.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Klausur K120

Leistungspunkte Noten

5 Creditpunkte

 

Modulverantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. Axel Sikora

Empf. Semester 7
Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Bachelor MK, Hauptstudium
Bachelor MK-plus, Hauptstudium

Veranstaltungen

Wahlpflichtfächer Informatik

Art Vorlesung/Labor
Nr. E+I340
SWS 4.0
Lerninhalt

Die Lehrveranstaltung beruht auf der Programmiersprache C++, da diese OO-Programmiersprache zur Zeit am häufigsten im Bereich der Ingenieur-Informatik eingesetzt wird. Die Alternativen Java und C# werden kurz vorgestellt.

- Grundlagen
- Klassen und Arrays
- Vererbung
- Operator-Überladung und Typumwandlung
- Exceptions
- Templates
- Ein-/Ausgabe
- RTTI
- Standardlibrary
- Entwurfsmuster
- Alternativen Java und C#

Literatur

C++ lernen und professionell anwenden, Ulla Kirch-Prinz, Peter Prinz (Mitp-Verlag, 2005)

Kommunikationsnetze

Art Vorlesung
Nr. EMI215
SWS 2.0
Lerninhalt

OSI- und TCP/IP-Referenzmodell

Sicherungsschicht

  • Rahmenbildung
  • Fehlerkorrektur und Fehlererkennung
  • Schiebefensterprotokolle
  • Mehrfachzugriffsprotokolle
  • Kopplung von Netzwerken

Vermittlungsschicht

  • Routing
  • Routing im Internet
  • IPv4 (inkl. Subnetting)
  • IPv6

Transportschicht

  • TCP
  • UDP

Anwendungsschicht

  • DNS
  • E-Mail (STMP, POP, IMAP etc.)
  • Web (HTTP, Web2.0, etc.)

Sicherheit

  • Geheimhaltung, Authentifizierung, Integrität
Literatur

Tanenbaum A. S., Computernetzwerke, 4. Auflage, München, Pearson Studium, 2003
Stevens Richard W., TCP/IP, Reading, Mass. [u.a.], Addison-Wesley, 2005
Sikora, A., Technische Grundlagen der Rechnerkommunikation: Internet-Protokolle und Anwendungen, München, Wien, Hanser, 2003

SW-Engineering für Embedded Systems

Art Vorlesung
Nr. EMI214
SWS 2.0
Lerninhalt

- Phasen der Softwareentwicklung

- Abstraktion und Hierarchie

- Echtzeit & Zuverlässigkeit
--- Programmiertechniken
--- Speichermanagement
--- Echtzeitbetriebssysteme

- Software

- Entwicklungsprozesse
--- Sequentielle Vorgehensmodelle
--- Iterative Vorgehensmodelle

- Entwurf
--- Strukturierter und modulare Entwurf
--- Modellbasierter Entwurf

- Implementierung
--- Werkzeuge
--- Anforderungsanalyse
--- Software-Qualitätssicherung
--- Dokumentation

Literatur

Balzert, H., Lehrbuch der Software-Technik, Band 1, 3. Auflage, Heidelberg, Spektrum, 2009

Sommerville, I., Software Engineering, 9. Auflage, München, Pearson Studium, 2012                                                     

Berns K., Schürmann B., Trapp M., Eingebettete Systeme: Systemgrundlagen und Entwicklung eingebetteter Software, Wiesbaden, Vieweg+Teubner, 2010

Schellong H., Moderne C-Programmierung: Kompendium und Referenz, Heidelberg, Springer, 2005

Korff, A., Modellierung von eingebetteten Systemen mit UML und SysML, Heidelberg, Spektrum, 2008

Automatisierungssysteme

Empfohlene Vorkenntnisse

Signale, Systeme und Regelkreise

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele / Kompetenzen

Die Teilnehmer beherrschen die Funktion und die Auswahl von Speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS) und Prozessleitsystemen (PLS), sowie deren praktischen Einsatz.

Dauer 1
SWS 6.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 90 h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 90 h
Workload 180 h
ECTS 6.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Klausur K90 und Laborarbeit

Leistungspunkte Noten

6 Creditpunkte

Modulverantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. Gerhard Hinsken

Empf. Semester 6
Haeufigkeit jedes Jahr (SS)
Verwendbarkeit

Bachelor MK, Hauptstudium
Bachelor MK-plus, Hauptstudium
Bachelor EI, Hauptstudium
Bachelor EI-plus, Hauptstudium
Bachelor EI3nat, Hauptstudium

Veranstaltungen

Labor Automatisierungssysteme

Art Labor/Studio
Nr. E+I252
SWS 2.0
Lerninhalt
  • Serielle Schnittstellen V.24/TTY
  • Interbus-S
  • SIMATIC S7 und Visualisierung mit WIN CC
  • Prozessleitsystem PCS 7 mit Ethernet, Profibus DP, Profibus PA und ASI
  • SIMATIC S7 und Analogwertverarbeitung
  • SIMATIC S7 und Parameterübertragung
  • Profinet für Motorsteuerungen
  • Arbeiten mit Graph 7
Literatur

Ausführliche Laboranleitungen zu den Versuchen, HS-Druckerei

Automatisierungssysteme

Art Vorlesung
Nr. EMI251
SWS 4.0
Lerninhalt
  • Entwicklung der Automatisiserungtechnik
  • Produktionsprozesse
  • Aufgaben der Automatisierungstechnik
  • Automatisierungsstrukturen
  • Rechnersysteme der Automatisierungstechnik: SPS, PLS, PR, LON, IMC
  • Systeme der Fertigungsautomation: CNC, Roboter, Transportsysteme
  • Serielle Schnittstellen
  • Parallele Buss
  • Feldbusse Interbus-S, CAN, Profibus, ASI
  • Software MC Step5, Step7, IEC 1131-3, Echtzeitbetriebssysteme
Literatur

Berger, H., Automatisieren mit Step 7 in AWL und SCL, Erlangen, München, Publicis-MCD-Verlag, 1999

Schnell G., Wiedemann B., Bussysteme in der Automatisierungstechnik, 7. Auflage, Wiesbaden, Vieweg + Teubner, 2008

Langmann, R., Taschenbuch der Automatisierung, 2. Auflage, München, Fachbuchverlag Leipzig, 2010

Bachelorarbeit

Empfohlene Vorkenntnisse

Kenntnis und Anwendbarkeit der Studieninhalte, 150 Creditpunkte inklusive Betriebspraktikum (zwingend)

Lehrform Wissenschaftl. Arbeit/Sem
Lernziele / Kompetenzen

Ein erstes Lernziel ist, dass die im Studium erworbenen Kenntnisse und Fähigkeiten in einem Projekt aus dem  Bereich der Mechatronik methodisch und im Zusammenhang eingesetzt werden können.
Die Kompetenz, ein Problem innerhalb einer vorgegebenen Frist selbstständig strukturieren, nach wissenschaftlichen Methoden systematisch bearbeiten und schließlich transparent dokumentieren zu können, qualifiziert die Absolventen  für einen Eintritt in die Community der Ingenieure.
Wesentlicher Bestandteil ist die Kompetenz zur zielgruppengerechten Präsentation des Projektes und der in der Arbeit erzielten Resultate in verschiedenen Präsentationsformen.
Mit dem erfolgreichen Abschluss des Moduls ist damit auch ein indirektes Lernziel erreicht: die Studierenden mit dem erfolgreichen Abschluss "ihres" Projektes ein zur Ausübung des Ingenieurberufes hinreichendes Selbstverständnis mit auf den Weg zu geben.

Dauer 1
SWS 2.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 30 h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 390 h
Workload 420 h
ECTS 14.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Abschlussarbeit und Kolloquium

Leistungspunkte Noten

14 Creditpunkte

Modulverantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. Peter Hildenbrand

Empf. Semester 7
Haeufigkeit jedes Semester
Verwendbarkeit

Bachelor MK, Hauptstudium

Veranstaltungen

Bachelor-Thesis

Art Wissenschaftl. Arbeit
Nr. EMI1303
SWS
Lerninhalt

Individuelle Themenstellung wird in vorgegebener Zeit selbständig bearbeitet und dokumentiert.

Literatur

Wird von den Betreuern vorgegeben

Kolloquium

Art Wissenschaftl. Arbeit
Nr. EMI1304
SWS 2.0
Lerninhalt

In einer Einführungsveranstaltung mit Präsenzpflicht werden die Grundlagen wissenschaftlichen Arbeitens reflektiert sowie verbindliche Richtlinien für die schriftliche Dokumentation sowie für die öffentliche Präsentation vorgegeben.

Am Ende der Bearbeitungszeit der Bachelor-Thesis folgt ein öffentlicher Fachvortrag im Umfang von 15-20 Minuten über die eigene Arbeit und deren Randbedingungen, sowie die Präsentation eines Posters hierzu. Das Poster soll so gestaltet sein, dass es die Hochschulöffentlichkeit zur Teilnahme am Vortrag motiviert.

 

Literatur

Wird von den Betreuern vorgegeben

Bachelor-Thesis

Art Wissenschaftl. Arbeit
Nr. EMI341
SWS
Lerninhalt

Individuelle Themenstellung wird in vorgegebener Zeit selbständig bearbeitet und dokumentiert.

Literatur

Wird von den Betreuern vorgegeben

Kolloquium

Art Wissenschaftl. Arbeit
Nr. EMI342
SWS 2.0
Lerninhalt

Die Teilnahme an mindestens 8 Fachvorträgen über andere Bachelor-Arbeiten der selben Fakultät muss vor der Anmeldung der eigenen Arbeit nachgeweisen werden.

Am Ende der Bearbeitungszeit der Bachelor-Thesis folgt ein öffentlicher Fachvortrag im Umfang von 15-20 Minuten über die eigene Arbeit und deren Randbedingungen.

 

Literatur

Wird von den Betreuern vorgegeben

Betriebliche Organisation

Empfohlene Vorkenntnisse

allgemeiner Studienfortschritt des 5. Semesters

Lehrform Vorlesung/Seminar
Lernziele / Kompetenzen

Dieses Modul hat ein klares übergeordnetes Lernziel:


Bereitstellung von theoretischem Wissen und Verknüpfung desselben mit dem Betriebspraktikum, um dieses als integralen Teil des Studiums in den Studienablauf einzubetten. Die Studierenden erwerben damit die Kompetenz, die betrieblichen Abläufen zugrunde liegenden Strukturen zu erkennen und vor diesem Hintergrund ihr eigenes Handeln im Betrieb reflektieren zu können.

Hierzu gehören im einzelnen eine Vermittlung einer breiten betriebswirtschaftlichen Wissensbasis, um betriebliche Probleme in ihrem spezifisch ökonomischen Wesen zu begreifen und ein Kennen lernen der vielfältigen Beziehungen und Zusammenhänge zwischen den betrieblichen Teilbereichen.
Kommunikationsfähigkeit der Studierenden ist ein zweites Ziel, um überhaupt im betrieblichen Umfeld agieren zu können.

 

Dauer 2
SWS 8.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 90 h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 150 h
Workload 240 h
ECTS 8.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Referat, Klausur K60 und entsprechend Wahlpflichtfachliste

Leistungspunkte Noten

8 Creditpunkte

Modulverantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. Werner Reich

Empf. Semester 3+5
Haeufigkeit jedes Semester
Verwendbarkeit

Bachelor MK, Hauptstudium

Veranstaltungen

Kommunikation und Interaktion in Unternehmen

Art Seminar
Nr. EMI323
SWS 2.0
Lerninhalt
  • Wahrnehmung als Grundlage der Kommunikation
  • Nonverbale und verbale Kommunikation, Ebenen der Interaktion
  • Selbstbild und Fremdbild: die Wirkung des eigenen Verhaltens kennenlernen
  • Einführung in die Transaktionsanalyse
  • Übungen zur Transaktionsanalyse: Analyse des individuellenGesprächsverhalten, erkennen und verstehen der Verhaltensweisen anderer
  • Charakteristisches Kommunikationsverhalten: Das Struktogramm
  • Konkrete Gesprächsstrategien: Ursachen und Wirkungen
  • Anwendung der Kommunikationsstrategien in schwierigen Gesprächssituationen
  • Erarbeiten und praktische Erprobung von Konfliktlösungsstrategien und Fragetechniken
  • Feedback auf das eigene Redeverhalten
  • Übungen für ein Assessment-Center
Literatur

Schulz von Thun, Miteinander reden, Band 1-3, Rowohlt, 1981

Betriebswirtschaftslehre

Art Vorlesung
Nr. EMI324
SWS 2.0
Lerninhalt
  • Grundlagen
  • Unternehmensführung/Management
  • Informationswirtschaft (Externes und internes Rechnungswesen)
  • Finanzierung und Investition
  • Personalwirtschaft
  • Materialwirtschaft
  • Produktionswirtschaft
  • Absatzwirtschaft/Marketing
Literatur

Vahs, D., Schäfer-Kunz, J., Einführung in die Betriebwirtschaftslehre, 5. Auflage, Stuttgart, Schäffer-Poeschel-Verlag, 2007

Betriebspraktische Wahlpflichtfächer

Art Vorlesung
Nr. E+I325
SWS 4.0
Lerninhalt

s. Wahlpflichtfachliste

Literatur

wird in den Lehrveranstaltungen bekannt gegeben

Betriebspraktische Wahlpflichtfächer

Art Vorlesung
Nr. EMI325
SWS 4.0
Lerninhalt

s. Wahlpflichtfachliste

Literatur

wird in den Lehrveranstaltungen bekannt gegeben

Betriebliche Praxis

Empfohlene Vorkenntnisse

frühestens im 5. Semester. Nach drei Semestern müssen mindestens 75 Creditpunkte oder zum Ende des dem Praktischen Studiensemester unmittelbar vorangehenden Semesters mindestens 90 Creditpunkte erbracht sein. Eine den Vorschriften entsprechende Praxisstelle muss zur Genehmigung vorgelegt werden.

Lehrform Praktikum
Lernziele / Kompetenzen

Der Teilnehmer verankert und erweitert das bereits Erlernte durch praktische Erfahrung, lernt die Bedeutung der Teamarbeit kennen, wendet Softskills an und erweitert sie.

Dauer 1
Aufwand
Lehrveranstaltung 95 Präsenztage
Selbststudium / Gruppenarbeit: 720 h
Workload 720 h
ECTS 24.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Praxisberichte, Zeugnis der Praxisstelle

Leistungspunkte Noten

24 Creditpunkte

Modulverantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. Werner Reich

Empf. Semester 5
Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Bachelor MK, Hauptstudium

Veranstaltungen

Betriebspraktikum

Art Praktikum
Nr. EMI322
SWS
Lerninhalt

Das Ziel des Betriebspraktikums ist, durch Tätigkeiten in einschlägigen Betrieben das gewählte Berufsfeld soweit kennen zu lernen, dass eine sinnvolle Schwerpunktbildung und Auswahl von Fächern nach eigener Neigung für die Studierenden möglich wird.

Literatur

Wird im Praktikumsbetrieb bekannt gegeben

Elektrische Antriebe I

Empfohlene Vorkenntnisse

komplettes Grundstudium

Lehrform Vorlesung
Lernziele / Kompetenzen

Die Teilnehmer lernen die Funktionsweise der wichtigsten leistungselektronischen Stellglieder zum Betreiben elektrischer Maschinen sowie die grundlegenden Eigenschaften einiger bedeutender elektrischer Maschinen selbst kennen. Die spezifischen Eigenschaften der den leistungselektronischen Stellgliedern zugrundeliegenden Leistungshalbleiterbauelemente werden überblickt. Die Teilnehmer eignen sich außerdem die Fähigkeit zur Beurteilung, welche Applikationen mit welchen Antriebskomponenten auszurüsten sind und mit welchen Schwierigkeiten dabei zu rechnen ist, an.

Dauer 1
SWS 6.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 90 h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 90 h
Workload 180 h
ECTS 6.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Klausur K120

Leistungspunkte Noten

6 Creditpunkte

Modulverantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. habil. Uwe Nuß

Empf. Semester 4
Haeufigkeit jedes Jahr (SS)
Verwendbarkeit

Bachelor MK, Hauptstudium
Bachelor MK-plus, Hauptstudium
Bachelor EI, Hauptstudium
Bachelor EI-plus, Hauptstudium
Bachelor EI-3nat, Hauptstudium

 

Veranstaltungen

Grundlagen elektrischer Antriebe

Art Vorlesung
Nr. E+I329
SWS 2.0
Lerninhalt

- Grundsätzlicher Aufbau von Antriebssystemen:
Lasten, Getriebe, Motor, Umformer, Netz

- Grundlagen der Antriebstechnik:
Mechanische Größen, Energieflussbetrachtung, Drehmomenterzeugung, Verluste, Wirkungsgrad
Nennwerte von Elektromotoren, Drehfeld

- Gleichstrommaschinen:
Aufbau, Wirkungsweise, Grundgleichungen, Betriebsverhalten, DC-Motoren mit Permanentmagneterregung
DC-Reihenschlussmotor, Universalmotor

- Synchronmaschinen:
Aufbau, Wirkungsweise, Grundgleichungen, Betriebsverhalten, Einphasenbetrieb, Vergleich Permanent-/ Reluktanz-/Hysterese-Läufer

- Schrittmotoren:
Aufbau u. Schaltung, Stromversorgung und Ansteuerung, Betriebsverhalten, Anwendungen

- Elektronikmotoren:
Aufbau, Ansteuerung und Anwendung
- Linearmotoren für kleine Leistungen

 

Literatur
  • Leistungselektronik. Jäger, R. und Stein, E. (VDE-Verlag, 2011)
  • Grundkurs Leistungselektronik, 2. Auflage. Specovius, J. (Vieweg Verlag, 2008)
  • Elektrische Antriebe - Regelung von Antriebssystemen, 2. Auflage. Schröder, D. (Springer-Verlag, 2001)
  • Elektrische Maschinen. Fischer, R. (Hanser Verlag, 2006)

Leistungselektronik

Art Vorlesung
Nr. EMI256
SWS 4.0
Lerninhalt
  • Aufgaben der Leistungselektronik
  • Bauelemente der Leistungselektronik
  • Wechselstrom- und Drehstromsteller
  • Netzgeführte Stromrichter
  • Selbstgeführte Stromrichter
  • Umrichter
  • Verfahren zur Ansteuerung von Stromrichtern
Literatur

Jäger, R., Stein, E., Leistungselektronik, VDE-Verlag, Berlin, Offenbach, 2011
Schröder, D., Leistungselektronische Schaltungen, 2. Auflage, Berlin, Heidelberg, Springer-Verlag, 2008
Specovius, J., Grundkurs Leistungselektronik, 2. Auflage, Wiesbaden, Vieweg Verlag, 2008

Elektrische Antriebe II

Empfohlene Vorkenntnisse

Elektrische Antriebe I

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele / Kompetenzen

Die Teilnehmer lernen die Wirkungsweise der am weitesten verbreiteten elektrischen Antriebe kennen. Sie beherrschen am Ende die wichtigsten formelmäßigen Zusammenhänge zwischen Strömen, Spannungen, Drehmoment und Drehzahl der betrachteten Antriebe und können die Antriebe grob auslegen. Die Teilnehmer verschaffen sich außerdem einen Überblick über die feldorientierte Regelung elektrischer Antriebe. Im Labor machen sich die Teilnehmer mit dem Umgang mit verschiedenen elektrischen Antrieben und mit ihrem Betriebsverhalten, insbesondere bei Stromrichterspeisung, vertraut.

Dauer 1
SWS 4.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 60 h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 90 h
Workload 150 h
ECTS 5.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Klausur K90 und Laborarbeit

Leistungspunkte Noten

5 Creditpunkte

Modulverantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. habil. Uwe Nuß

Empf. Semester 6
Haeufigkeit jedes Jahr (SS)
Verwendbarkeit

Bachelor MK, Hauptstudium
Bachelor MK-plus, Hauptstudium
Bachelor EI, Hauptstudium
Bachelor EI-plus, Hauptstudium

Veranstaltungen

Labor Elektrische Antriebe

Art Labor/Studio
Nr. E+I332
SWS 2.0
Lerninhalt
  • Untersuchung des Betriebsverhaltens von Gleichstrom-, Asynchron-und permanenterregten Synchronmaschinen sowie von Schrittmotoren
  • Messtechnische Ermittlung von Maschinenparametern
  • Ausmessung von Bauelementen der Leistungselektronik
  • Betrieb elektrischer Maschinen mit Thyristor- und Transistorstellgliedern
  • Inbetriebnahme von Regelkreisen bei elektrischen Antrieben
Literatur
  • Leistungselektronik. Jäger, R. und Stein, E. (VDE-Verlag, 2011)
  • Leistungselektronische Schaltungen, 2. Auflage. Schröder, D. (Springer-Verlag, 2008)
  • Grundkurs Leistungselektronik, 2. Auflage. Specovius, J. (Vieweg Verlag, 2008)
  • Elektrische Antriebe - Regelung von Antriebssystemen, 2. Auflage. Schröder, D. (Springer-Verlag, 2001)
  • Elektrische Maschinen. Fischer, R. (Hanser Verlag, 2006)
  • Elektrische Antriebstechnik. Bände 1 und 2. Meyer, M. (Springer-Verlag, 1985)

Industrielle Antriebe

Art Vorlesung
Nr. EMI258
SWS 2.0
Lerninhalt

- Lastkennlinien und Bewegungsgleichungen elektrischer Antriebe
- Sensoren für elektrische Antriebe
- Wicklungen von Drehfeldmaschinen
- Raumzeigertheorie
- Stationäres mathematisches Modell und Betriebskennlinien der Asynchronmaschine im Grunddrehzahl- und Feldschwächbereich
- Ausführungsformen und Regelungsstruktur stromrichtergespeister Antriebe mit Asynchronmaschinen
- Verfeinertes stationäres mathematisches Modell der permanentmagneterregten Synchronmaschine
- Regelungsstruktur stromrichtergespeister Antriebe mit permanentmagneterregten Synchronmaschinen

Literatur

Meyer, M., Elektrische Antriebstechnik, Bände 1 und 2., Berlin, Heidelberg, Springer-Verlag, 1985

Schröder, D., Elektrische Antriebe - Regelung von Antriebssystemen, 4. Auflage, Berlin, Heidelberg, Springer-Verlag, 2001

Fischer, R., Elektrische Maschinen, 16. Auflage, München, Wien, Hanser Verlag, 2013

Industrielle Antriebe

Art Vorlesung
Nr. EMI331
SWS 2.0
Lerninhalt
  • Lastkennlinien und Bewegungsgleichungen elektrischer Antriebe
  • Sensoren für elektrische Antriebe
  • Verfeinertes mathematisches Modell und Betriebskennlinien der fremderregten Gleichstrommaschine im Grunddrehzahl- und Feldschwächbereich
  • Ausführungsformen und Regelungsstruktur stromrichtergespeister Antriebe mit Gleichstrommaschinen
  • Stationäres mathematisches Modell und Betriebskennlinien der Asynchronmaschine im Grunddrehzahl- und Feldschwächbereich
  • Ausführungsformen und Regelungsstruktur stromrichtergespeister Antriebe mit Asynchronmaschinen
  • Verfeinertes stationäres mathematisches Modell der permanenterregten Synchronmaschine
  • Regelungsstruktur stromrichtergespeister Antriebe mit permanenterregten Synchronmaschinen
Literatur
  • Elektrische Antriebe - Regelung von Antriebssystemen, 2. Auflage. Schröder, D. (Springer-Verlag, 2001)
  • Elektrische Maschinen. Fischer, R. (Hanser Verlag, 2006)
  • Elektrische Antriebstechnik. Bände 1 und 2. Meyer, M. (Springer-Verlag, 1985

Labor Elektrische Antriebe und Leistungselektronik

Art Labor
Nr. EMI259
SWS 2.0
Lerninhalt

Untersuchung des Betriebsverhaltens von Gleichstrom-, Asynchron-und permanentmagneterregten Synchronmaschinen sowie von Schrittmotoren
- Messtechnische Ermittlung von Maschinenparametern
- Ausmessung von Bauelementen der Leistungselektronik
- Betrieb elektrischer Maschinen mit Thyristor- und Transistorstellgliedern
- Inbetriebnahme von Regelkreisen bei elektrischen Antrieben

Literatur

Jäger, R., Stein, E., Leistungselektronik, Berlin, Offenbach, VDE-Verlag, 2011
Schröder, D., Leistungselektronische Schaltungen, 3. Auflage, Berlin, Heidelberg, Springer-Verlag, 2012
Specovius, J., Grundkurs Leistungselektronik, 8. Auflage, Wiesbaden, Vieweg Verlag, 2017
Schröder, D., Elektrische Antriebe - Regelung von Antriebssystemen, 4. Auflage, Berlin, Heidelberg, Springer-Verlag, 2015
Fischer, R., Elektrische Maschinen, 16. Auflage, München, Hanser Verlag, 2013
Meyer, M., Elektrische Antriebstechnik, Bände 1 und 2, Berlin, Heidelberg, Springer-Verlag, 1985

Embedded Systems

Empfohlene Vorkenntnisse

Ingenieur-Informatik

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele / Kompetenzen

Der Teilnehmer beherrscht den Umgang mit Mikroprozessoren und Mikrocontrollern, versteht den Einsatz von Assemblerprogrammierung, kann Assembler in Hochsprachen einbinden und geht strukturiert vor. Er kann eigene Embedded Systems aufbauen.

Dauer 1
SWS 4.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 60 h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 90 h
Workload 150 h
ECTS 5.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Klausur K90, Laborarbeit

Leistungspunkte Noten

5 Creditpunkte

Modulverantwortlicher

Prof. Dipl.-Ing. Arnold Uhlenhoff

Empf. Semester 3
Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Bachelor MK, Hauptstudium
Bachelor MK-plus, Hauptstudium
Bachelor EI, Hauptstudium
Bachelor EI-plus, Hauptstudium

Bachelor EI-3nat, Hauptstudium

Veranstaltungen

Embedded Systems

Art Vorlesung
Nr. EMI313
SWS 2.0
Lerninhalt

Befehlsstrukturen und -verarbeitung in Mikroprozessoren

  • Adressierung der 80x86-Prozessoren
  • Assembler-Source-Code erstellen und umsetzen in Objectcode und ausführbare Dateien
  • Verbindung zum Betriebssystem durch Interrupts
  • Zyklische und verzweigte Programme
  • Flags
  • Stackoperationen
  • Logische und arithmetische Befehle
  • Makros und Prozeduren
  • Periphere Anbindung mit IN und OUT
  • Textausgaben
  • Adressierungsarten
  • Aufbau von Mikrocontrollern
  • Register, RAM, EEPROM, Flash
  • Ports und Peripherie
  • Systementwicklung
  • Tools zum effektiven Arbeiten mit Embedded Systems
Literatur
  • Mikrocontroller Werkzeugkasten HC12, Arnold Uhlenhoff (Shaker Verlag, 2002)
  • PC Assemblerkurs, Peter Heiß (Heise-Verlag, 1994)

Labor Embedded Systems

Art Labor/Studio
Nr. EMI314
SWS 2.0
Lerninhalt

Vorbereitende Arbeiten

  •  Einrichten einer IDE auf dem PC
  • Anwendung der in der Vorlesung erlernten Befehle
  • Ausführbare Dateien direkt erstellen, also ohne Übersetzungshilfen
  • Untersuchung der EXE-Dateien in Hexadezimaldarstellung
  • Echtzeitanwendungen
  • Textverarbeitung

Embedded Systems

  • Vollständiger Aufbau eines eigenen Embedded Systems(das vom Studierenden käuflich erworben werden kann)
  • Aufbringen eines Bootloaders und eines Betriebssystems
  • Verbinden mit einem PC und Datenkommunikation einrichten
  • Analoge und digitale Schnittstellen in Programme einbinden
  • Zusatzhardware integrieren
  • Stand-alone-System aufbauen
  • Tools kennen lernen

 

Literatur

Laborumdrucke, (Hochschule Offenburg, 2000)

Maschinen

Empfohlene Vorkenntnisse

Maschinenelemente, Technische Dokumentation

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele / Kompetenzen

In diesem Modul werden die Funktion, der Aufbau sowie die konstruktive Gestaltung und die bei den einzelnen Maschinen zu berücksichtigenden Fertigungsmöglichkeiten sowie deren Einsatzmöglichkeiten kennen gelernt.

Die Studierenden müssen in der Lage sein, den groben Arbeitsplan für die Herstellung eines Werkstücks zu erstellen, d.h. sie legen die Fertigungsverfahren fest, bestimmen die Werkzeuge und die Technologie und ermitteln die erforderlichen Spannmittel.
Die Auswahl der am besten geeigneten Maschine soll erfolgen. Die Bestimmung der Wege und Zeiten als Grundlage für eine spätere Kostenermittlung wird anhand von Beispielen geübt.

Dauer 1
SWS 5.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 75 h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 105 h
Workload 180 h
ECTS 6.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Klausur K120 und Laborarbeit

Leistungspunkte Noten

6 Creditpunkte

Modulverantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. Herbert Schönherr

Empf. Semester 6
Haeufigkeit jedes Jahr (SS)
Verwendbarkeit

Bachelor MK, Hauptstudium
Bachelor MK-plus, Hauptstudium

Veranstaltungen

Grundlagen Fertigungsverfahren

Art Vorlesung
Nr. M+V611
SWS 2.0
Lerninhalt

Grundlagen der Zerspanung mit geometrisch definierter Schneide
Kinematik der Zerspanung
Spanungsgrößen, Spanbildungsvorgang, Spanarten und Spanformen
Mechanische, thermische und chemische Beanspruchung beim Spanen
Schneidstoffe, Werkzeugverschleiss,Kühlschmierstoffe
Zerspanbarkeit und Gefüge bei Eisenwerkstoffen
Zerspanbarkeit von Stählen, Eisengusswerkstoffen und Aluminiumlegierungen

Drehen:
Drehverfahren, Drehwerkzeuge
Oberfläche beim Drehen, Werkstückspannelemente, Technologie beim Drehen, Kraft- und Leistungsermittlung, Ermittlung der Zeiten und Wege, Fehler beim Drehen und deren Behebung
Bohren, Senken, Reiben:
Bohrverfahren, Zerspanprozess Bohren am Beispiel eines Wendelbohrers, Bohrwerkzeuge, Bohrerspannelemente, Technologie beim Bohren, Kraft- und Leistungsermittlung, Wege und Zeiten, Fehler beim Bohren, Senken, Reiben, Gewindebohren

Fräsen:
Fräsverfahren, Walzenfräsen/Umfangsfräsen, Stirnfräsen, Drehfräsen, Gewindefräsbohren, Werkzeugspannelemente, Technologie beim Fräsen, Fehler beim Fräsen.
Weitere spanende Fertigungsverfahren.

Literatur

Blume, F., Einführung in die Fertigungstechnik, VEB, 1990

Fritz/Schulze, Fertigungstechnik, VDI, 1995

König, W., Fertigungsverfahren Bd.1,2, VDI, 1990

Spur, G, Stöferle, T., Handbuch der Fertigungstechnik, Bd. 3/2 Spanen, Carl Hanser, 1980

Tschätsch, H., Handbuch der Spanenden Formgebung, Hoppenstedt, 1991

Schönherr, H., Spanende Fertigung, Oldenbourg, 2002

Schulz, H., Vorlesungsskipt Fertigung und Werkzeugmaschinen, 2000

Vieregge, G., Zerspanung der Eisenwerkstoffe, Bd. 16, Stahleisen, 1970

Werkzeugmaschinen

Art Vorlesung
Nr. M+V609
SWS 2.0
Lerninhalt

In der Vorlesung wird die konstruktive Auslegung und Berechnung von Maschinenkomponenten für Werkzeugmaschinen behandelt. Insbesondere kommt es in der Praxis, im Hinblick auf höchste Genauigkeitsanforderungen bei statischer, dynamischer und thermischer Belastung, hierbei auf steife Konstruktionen an. Deshalb wird auf das weite Feld der Gestelle, bzgl. der Auslegungs- und Gestaltungskriterien und auf die Werkstoffe besonders intensiv behandelt. Für die Aufstellung / Fundamentierung von Werkzeugmaschinen wird auf die Schwingungsisolierung eingegangen. Das dynamische Verhalten von WZM wird durch die Ermittlung von Modalanalysen / Nachgiebigkeits- Frequenzgängen theoretisch vorgestellt. Von zentraler Bedeutung für die Bearbeitungsgenauigkeit einer WZM sind die im Kraftfluss liegenden Führungen und Lagerungen, die deshalb einschließlich der hydrostatischen Systeme behandelt werden. Für die Leistungsfähigkeit von WZM kommt den Antriebselementen für die Haupt- und Nebenbewegung eine bes. Bedeutung zu. Aus diesem Grund wird im Rahmen der Vorlesung auf die einzelnen Motorkonzepte (elektrisch, hydraulisch) umfassend eingegangen.

Literatur

Werkzeugmaschinen Messtechnische Untersuchung und Beurteilung, Weck, Manfred (Springer Verlag, 2006)

Werkzeugmaschinen Labor

Art Labor
Nr. M+V610
SWS 1.0
Lerninhalt

Im Rahmen des Labors werden messtechnische und fertigungstechnische Versuche an Werkzeugmaschinen durchgeführt. Neben der Ermittlung der Zerspankräfte beim Weich- / Hartdrehen und der nachfolgenden Oberflächenmesstechnik lernt der Student die Beurteilung technisch gefertigter Oberflächen kennen. Durch die Einbindung von servohydraulischen Prüfmaschinen können, unter anderem die Dämpfungen / Steifigkeiten von Dämpfungselementen für Werkzeugmaschinen ermittelt werden.
Die Betrachtung der Genauigkeiten wird durch das Nachmessen einer NC-Achse mittels Laserinterferrometer behandelt. Als Fertigungsversuch ist die Herstellung eines Zahnrades nach dem Wälzverfahren in die Versuchsreihe eingebunden.

Literatur

Schönherr H, Fischer A. Anleitungen zu den Versuchen des Werkzeugmaschinenlabors. Offenburg 2011

Maschinenelemente

Empfohlene Vorkenntnisse

Technische Mechanik I, II

Lehrform Vorlesung/Übung
Lernziele / Kompetenzen

Die Wirkungsweise der behandelten Maschinenelemente soll verstanden werden und ihre Beanspruchungen sollen bekannt sein. Aufgrund dieses Wissens sollen die Maschinenelemente dimensioniert und günstig gestaltet werden können. Die zugehörigen Festigkeitsnachweise sollen unter Beachtung einschlägiger Normen durchgeführt und dokumentiert werden können. Der Einfluss der Bauteile auf die Dynamik eines Antriebsstranges muss abgeschätzt werden können.

Dauer 1
SWS 6.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 80 h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 160 h
Workload 240 h
ECTS 8.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Klausur K90 und Hausarbeit

Leistungspunkte Noten

8 Creditpunkte

Modulverantwortlicher

Prof. Dipl.-Ing. Claus  Fleig

Empf. Semester 4
Haeufigkeit jedes Jahr (SS)
Verwendbarkeit

Bachelor MK, Hauptstudium

Bachelor MK-plus, Hauptstudium

Veranstaltungen

Maschinenelemente/Konstruktionslehre

Art Vorlesung/Übung
Nr. M+V608
SWS 4.0
Lerninhalt

A) Einführung in das Methodische Konsturieren (Ideenfindung, Konstruktionsprinzipien, Gestaltungsregeln, Klärung des Begriffs "Funktion" in der Konstruktionslehre)

B) Einführung in die Praktische Festigkeitslehre (Dauerschwingversuch, Wöhlerlinie, Dauerfestigkeitsschaubilder, Theorie des allgemeinen Verspannungszustands, Invarianten des Spannungstensors, VersagenshypothesenFestigkeitsnachweise nach DIN 743)

C) Betrachtung ausgewählter grundlegender Maschinenelememente: Z.B. Achsen, Wellen, Lager, Bewegungsschrauben, Federn. Dabei mit besonderem Blick auf Berechnungsansätze, die für weitere Maschinenelemente grundsätzliche Bedeutung habe (Dimensionierung, Funktionsnachweise, Festigkeitsnachweise)

  • Diskussion allgemeiner und übergreifender Regeln des Funktionsnachweises bei ausgewählten Maschinenelementen
  • Diskussion allgemeiner und übergreifender Regeln des Festigkeitsnachweises bei bei ausgewählten Maschinenelementen
  • Diskussion von abstrakten Modellierungsansätzen für ausgewählte Maschinenelemente für die Verwendung in Mechatronischen Simulationen

 

 

Literatur

Begleitunterlagen der Veranstaltung

Zur Ergänzung empfohlen:

Roloff, Matek, Maschinenelemente, 2003
Niemann, Winter, Höhn, Maschinenelemente, 2005
Labisch, Technisches Zeichnen, Springer Vieweg 2017
DIN 743

 

 

 

Maschinenelemente/Konstruktionslehre - Hausarbeit

Art Übung
Nr. M+V608
SWS 6.0
Lerninhalt

A) Einführung in das Methodische Konsturieren (Ideenfindung, Konstruktionsprinzipien, Gestaltungsregeln, Klärung des Begriffs "Funktion" in der Konstruktionslehre)

B) Einführung in die Praktische Festigkeitslehre (Dauerschwingversuch, Wöhlerlinie, Dauerfestigkeitsschaubilder, Theorie des allgemeinen Verspannungszustands, Invarianten des Spannungstensors, VersagenshypothesenFestigkeitsnachweise nach DIN 743)

C) Betrachtung ausgewählter grundlegender Maschinenelememente: Z.B. Achsen, Wellen, Lager, Bewegungsschrauben, Federn. Dabei mit besonderem Blick auf Berechnungsansätze, die für weitere Maschinenelemente grundsätzliche Bedeutung habe (Dimensionierung, Funktionsnachweise, Festigkeitsnachweise)

  • Diskussion allgemeiner und übergreifender Regeln des Funktionsnachweises bei ausgewählten Maschinenelementen
  • Diskussion allgemeiner und übergreifender Regeln des Festigkeitsnachweises bei bei ausgewählten Maschinenelementen
  • Diskussion von abstrakten Modellierungsansätzen für ausgewählte Maschinenelemente für die Verwendung in Mechatronischen Simulationen

 

 

 

 und Konstruktionsübung.

Literatur

Begleitunterlagen der Veranstaltung

Zur Ergänzung empfohlen:

Roloff, Matek, Maschinenelemente, 2003
Niemann, Winter, Höhn, Maschinenelemente, 2005
Labisch, Technisches Zeichnen, Springer Vieweg 2017
DIN 743

 

Mechatronik

Empfohlene Vorkenntnisse

Technische Mechanik III, Maschinenelemente, Regelungstechnik

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele / Kompetenzen

Die Studierenden sollen

  • die Koordinatensysteme und ihre Umrechnung in Robotern benutzen können
  • Kräfte und Drehmomente in einem Roboter berechnen können
  • ein Gesamtmodell für einen Roboter aufstellen können
  • Kenntnisse über die Regelungs- und Steuerungskonzepte von Robotern haben und exemplarisch eine Regelung auslegen
  • die Komponenten von intelligenten Robotersystemen kennen
  • die Grundlagen und Konventionen der Pneumatik beherrschen
  • pneumatische Konstruktionselemente kennen und beurteilen können
  • beispielhaft pneumatische Systeme verstehen und auslegen können
  • die Nutzung und Modellierung von pneumatischen Komponenten in mechatronischen Systemen beurteilen können
Dauer 1
SWS 4.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 60 h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 120 h
Workload 180 h
ECTS 6.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Klausur K120

Leistungspunkte Noten

6 Creditpunkte

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. rer. nat. Michael Wülker

Empf. Semester 6
Haeufigkeit jedes Jahr (SS)
Verwendbarkeit

Bachelor MK, Hauptstudium

Veranstaltungen

Robotik

Art Vorlesung
Nr. M+V612
SWS 2.0
Lerninhalt

A) Einführung und Überblick
Definition, Robotertypen und Anwendungsbereiche

B) Koordinatensysteme und Bewegungen, Kinematik
Roboterstellung: Koordinatensysteme, Rotationsmatrizen, homogene Matrizen, Euler-Winkel, Denavit-Hartenberg-Konvention
Roboter- und Weltkoordinaten: Vorwärtstransformation, Rückwärtstransformation, kinematische Transformationen, Jacobi-Matrix
Bewegungsbahnen: Punkt-zu-Punkt, Bahnsteuerung, Linear- und Zirkularinterpolation, Überschleifen
Programmierung von Bewegungen: Online (Teach-in) und Offline (textbasiert)

C) Mechanische und elektromechanische Eigenschaften von Robotern
mechanische Elemente, elektromechanische Komponenten, Greifer, Sensoren
dynamisches Verhalten: Berechnung von Kräften und Drehmomenten
Gesamtmodell mit Antrieben, Servoelektronik, Getriebematrizen

D) Steuerung und Regelung von Robotern
Gelenkregelung: dezentrale Kaskadenstruktur, adaptive Gelenkregelung
kartesische Lageregelung, Kraftregelung, hybride Regelung
modellbasierte Regelungskonzepte: zentrale Vorsteuerung, Entkopplung und Linearisierung, robuste Regler
nichtanalytische Regelungsverfahren: Fuzzy-Regler, neuronale Lernverfahren

E) Intelligente Robotersysteme
Bilderfassung, Bildverarbeitung, Entscheidungsfindung
Serviceroboter, Humanoidroboter

Literatur

Weber, W., Industrieroboter: Methoden der Steuerung und Regelung, Hanser, 2009

Craig, J.J., Introduction to Robotics: Mechanics and Control, Reading: Addison-Wesley, 2002

Siciliano, B., Khatib, O., Springer Handbook of Robotics, Springer, 2008

Pneumatik

Art Vorlesung
Nr. M+V633
SWS 2.0
Lerninhalt

A) Grundlagen der Fluidmechanik
Definition, einführende Konstruktions- und Schaltungsbeispiele, Schaltzeichen (DIN ISO 1219), Bernoulligleichung, Kontinuitätsgleichung, Druckverluste, Beschleunigungsverluste, Kompressibilität, Leckverluste, Kraftwirkung strömender Gase (Impulssatz), Kompressible Strömungsmedien (Pneumatik), Druckwellen

B) Bauglieder der Pneumatik
Energieversorgung: Kompressoren und Luftverdichter, Motoren, Zylinder und Schwenkmotoren, Ventile: Bauarten, Betriebsverhalten, Zubehör, Fluidmechanische Kreisläufe

C) Pneumatische Systeme
Projektierung von pneumatischen Systemen, Regelung/Steuerung pneumatischer Systeme, Systemmodelle für pneumatische Systeme, Simulationsprogramme, regelungstechnische Gesichtpunkte, Monitoring und Diagnose

D) Beispiele für Pneumatiksysteme
Lineartriebe, elektropneumatische Antriebe

Literatur

Grollius, H.W., Grundlagen der Pneumatik, Hanser 2009

Crosser, P., Ebel, F., Pneumatik, Grundstufe, Festo Didactic 2002

Prede, G., Scholz, D., Eelktropneumatik, Grundstufe, Festo Didactic 2001

Watter, H., Hydraulic und Pneumatik: Grundlagen und Übungen - Anwendung und Simulation, Vieweg, 2008

Boulton, W., Pneumatic and Hydraulic Systems, Pearson, 1997

Projektmanagement

Empfohlene Vorkenntnisse

komplettes Grundstudium, Signale, Systeme und Regelkreise, Technische Mechanik I, II, Technische Dokumentation

Lehrform Wissenschaftl. Arbeit/Sem
Lernziele / Kompetenzen
  • Kennenlernen der im Rahmen eines Projektlebenszyklus durchzuführenden Projektmanagementaktivitäten und deren Nutzen
  • Sammeln von Erfahrungen beim toolunterstützten Erstellen einer Projektplanung und deren Präsentation im Rahmen studentischer Projektteams
  • Sammeln von Erfahrungen beim Durchführen eines interdisziplinären Projekts nach den Methoden des Projektmanagements
  • Analyse eines konkreten mechatronischen Systems und Extraktion der systembestimmenden Eigenschaften
  • Einfache Regelung und Steuerung eines mechatronischen Systems

 

Dauer 2
SWS 3.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 60 h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 180 h
Workload 240 h
ECTS 8.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Referat, Praxisarbeit

Leistungspunkte Noten

8 Creditpunkte

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. rer. nat. Michael Wülker

Empf. Semester 3+4
Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Bachelor MK, Hauptstudium

Veranstaltungen

Seminar Projektmanagement

Art Seminar
Nr. E+I235
SWS 2.0
Lerninhalt

Im Rahmen des Seminars Projektmanagement wird eine praxisorientierte Einführung in die Methoden und Vorgehensweisen des modernen Projektmanagements gegeben. Das Seminar umfasst im Einzelnen folgende Inhaltspunkte:

- Projektmanagement: Definitionen, Richtlinien, Nutzen
Projektmanagement und Projekt Definitionen nach DIN;
Determinanten des Projektmanagement-Erfolgs; Das "Magische
Dreieck" des Projektmanagements.

- Projektorganisationsformen
Reine Projektorganisation, Projektkoordination, Matrix-
Organisation

- Projektlebenszyklus
- Projektdefinition
- Projektplanung : Kick-off, Erstellen eines
Projektstrukturplans (PSP); Verfahren der
Aufwandsschätzung; Termin- und Ablaufplanung (Gantt-Chart,
Meilensteinplan; Netzplantechnik), Ressourcen- und
Kostenplanung; Risikomanagement; Praxisanleitung zur
Projektplanung.
- Projektabwicklung/ -controlling : Projektabwicklung,
Qualitäts- und Config.-Management); Techniken zur Erfassung
zukunftbezogener IST-Daten; Datenauswertung (Soll-Ist
Vergleich; Earned-Value Analyse(EVA); Meilenstein Trend
Analyse (MTA)); Definieren von Steuerungsmaßnahmen.
- Projektabschluss : Produktabnahme; Projektabschlußbericht
mit Abschlussanalyse;Projektabschluss-Meeting (Kick-Out);
Feedback zum Projekt.

- Kosten des Projektmanagements

- Einführung in MS Projects - praktische Übung im Team

- Arbeitstechniken zur Unterstützung von Projektmanagement:
Kreativitätstechniken; Problemlösungstechniken;
Kommunikationstechniken; Verhalten und Steuern von
Besprechungen (Videopräsentation).

- Abschlussdiskussion - Feedback der Seminarteilnehmer

 

Literatur

Burghardt, M., Einführung in Projektmanagement, 4. Auflage, Erlangen, Publicis MCD Verlag, 2002

Haynes, M. E., Projektmanagement, 3. Auflage, Menlo Park, Calif., Crisp Learning Verlag, 2002

Wischnewski, E., Projektmanagement auf einen Blick, Braunschweig, Wiesbaden, Vieweg, 1993

Labor Mechatronik

Art Labor
Nr. E+I321
SWS 3.0
Lerninhalt

Es soll eine möglichst alle Aspekte eines mechatronischen Systems umfassende Projektaufgabe in Gruppen bearbeitet werden. Dabei sollen die Projektmanagement-Methoden des Seminars Projektmanagement angewendet werden.
Die Studierenden werden mit einem möglichst konkreten und somit auch intuitiv erfassbaren mechatronischen Projekt konfrontiert. Es müssen die konkreten Gegebenheiten erfasst und analysiert werden und die Anforderungen an das Gesamtsystem zum Erreichen des gesetzten Ziels aufgestellt werden. Um das Gesamtsystem erfolgreich betreiben zu können, ist eine zunehmende Abstraktion von den konkreten Komponenten und deren Leistungsfähigkeit hin zu den für das System relevanten Eigenschaften erforderlich. Auf diesem Hintergrund soll dann eine geeignete Steuerung oder Regelung des Systems entworfen und umgesetzt werden.
Beispiel für Projektaufgaben
- Lösen einer Handhabungsaufgabe mit einem Industrieroboter
- Einsatz eines Bilderfassungssystems bei einer Handhabungsaufgabe
- Orientierung und Navigation mit einem bestehenden System (mobile Serviceroboter-Einheit, Roboterhund, ...)
- Entwurf eines systemfähigen Regelungs- und Steuerungskonzepts für bestehende mechatronische Komponenten
- Simulation von einfachen mechatronischen Gesamtsystemen
- Fußballroboter (auch mit LEGO)
- Programmierung einfacher Humanoidroboter bzw. von deren Elementen
- eigene Projektvorschläge der Studierenden

Literatur

Aktuelle Fachliteratur wird in der Veranstaltung bekannt gegeben oder zur Verfügung gestellt.

Regelungstechnik

Empfohlene Vorkenntnisse

Signale, Systeme und Regelkreise

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele / Kompetenzen

Die Teilnehmer können anhand der Übertragungsfunktion eines dynamischen Systems das damit zusammenhängende Einschwingverhalten herausarbeiten. Die sind außerdem in der Lage, einschleifige Regelkreise mit algebraischen Verfahren zu entwerfen und auf ihre Stabilität zu untersuchen. Darüber hinaus haben die Teilnehmer ein vielfältiges Repertoire an strukturellen Maßnahmen angehäuft, die über die Standardreglerstruktur hinausgehen und mit denen das Regelkreisverhalten weiter verbesserbar ist. Die Teilnehmer beherrschen auch Reglerentwurfsverfahren für Mehrgrößenregelkreise und für den Fall begrenzter Stellgrößen. Die erlernten Methoden können von den Teilnehmern auch für den Digitalrechner aufbereitet werden. Die erlernten Methoden werden im Labor durch praktische Beispiele gefestigt und verhelfen so den Teilnehmern zu einem besseren Urteilsvermögen über die Güte des Einschwingverhaltens eines Regelkreises.

Die Teilnehmer beherrschen Verfahren für die Modellbildung und Simulation technischer Prozesse und sammeln Erfahrungen über die Parametrierung und Inbetriebnahme von Regelkreisen.

Dauer 2
SWS 6.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 90 h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 120 h
Workload 210 h
ECTS 7.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Klausur K120, Laborarbeit

Leistungspunkte Noten

7 Creditpunkte

Modulverantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. habil. Uwe Nuß

Empf. Semester 3+4
Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Bachelor MK, Hauptstudium

Veranstaltungen

Simulation regelungst. Systeme

Art Vorlesung
Nr. E+I328
SWS 2.0
Lerninhalt
  • Zweck und prinzipielle Wege bei der Modellbildung
  • Arbeitschritte bei der Erstellung eines Simulationsmodells auf der Basis von Differenzialgleichungen sowie mit Hilfe der zugehörigen Übertragungsfunktionen
  • Analoge und diskrete Modelle
  • Vorgehensweise bei der Simulation
Literatur
  • Regelungstechnik, Föllinger, O. (Hüthig Buch Verlag)
  • Matlab/Simulink, verschiedene Autoren (MathWorks, 2000)
  • Modellbildung und Simulation, H. Bossel (Vieweg-Verlag, 1992)

Regelungstechnik II

Art Vorlesung
Nr. EMI253
SWS 2.0
Lerninhalt
  • Analyse des Strecken- und Regelkreisverhaltens mit Hilfe der Pole und Nullstellen von Übertragungsfunktionen
  • Algebraische Stabilitätskriterien
  • Vereinfachung des Streckenmodells
  • Algebraische Reglerentwurfsverfahren für Standardregler
  • Strukturelle Maßnahmen wie Kaskadenregelung, Vorsteuerung und
  • Störgrößenaufschaltung zur Verbesserung des Regelkreisverhalten
Literatur

Föllinger, O., Regelungstechnik : Einführung in die Methoden und ihre Anwendung, 10. Auflage, Heidelberg, Hüthig Verlag, 2008

Lunze, J., Regelungstechnik 1: Systemtheoretische Grundlagen, Analyse und Entwurf einschleifiger Regelungen, 9. Auflage, Heidelberg, Springer Verlag, 2013

Labor Regelungstechnik

Art Labor/Studio
Nr. EMI327
SWS 2.0
Lerninhalt
  • Frequenzgangmessung (Bode-Diagramm und Ortskurve; Schwingversuch)
  • Zweipunktregelung
  • Analoge und digitale Regler vom PID-Typ
  • Lösung von regelungstechnischen Problemen mit Modellbildung und Simulation (Matlab/Simulink)
  • Erzeugung von echtzeitfähigem Programm-Code aus einer Computersimulation; Rapid Prototyping
Literatur

Föllinger, O., Regelungstechnik : Einführung in die Methoden und ihre Anwendung, 10. Auflage, Heidelberg, Hüthig Verlag, 2008

Laborumdrucke, Hochschule Offenburg

Schaltungstechnik

Empfohlene Vorkenntnisse

komplettes Grundstudium

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele / Kompetenzen
  • Begreifen des Verstärkers als Grundfunktion der analogen Signalverarbeitung.
  • Fähigkeit zur Verhaltensmodellierung mittels Ersatzschaltbildern und Signalflußbildern.
  • Beherrschen der Dimensionierung von Transistor- und Operationsverstärkerschaltungen bei gegebenen Anforderungen.
  • Begreifen der einsatzabhängigen Funktion, der Genauigkeits- und Geschwindigkeitsanforderungen von Analog-Digital- und Digital-Analog- Wandlern.
  • Fähigkeit zum Entwurf und zur Umformung und zur Minimisierung kombinatorischer Schaltungen.
  • Verständnis für das Zeitverhalten in digitalen Netzen und Fähigkeit zur Bestimmung des `kritischen Pfads`.
  • Fähigkeit zum Entwurf einfacher synchroner Schaltwerke wie Zähler und Zustandsautomaten mit systematischen Methoden.
  • Erlernen der Grundregeln des Entwurfs digitaler Schaltungen.
Dauer 1
SWS 6.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 90 h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 90 h
Workload 180 h
ECTS 6.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Klausur K90, Laborarbeit

Leistungspunkte Noten

6 Creditpunkte

Modulverantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. Dirk Jansen

Empf. Semester 3
Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Bachelor MK, Hauptstudium
Bachelor MK-plus, Hauptstudium

Veranstaltungen

Digitale Schaltungstechnik

Art Vorlesung
Nr. EMI316
SWS 2.0
Lerninhalt

- Grundlagen der Logik, logische Basisfunktionen, Normalformen.
- Kombinatorische Netze, Schaltnetze, statische Logik.
- Digitale Basisschaltungen, TTL, CMOS, innerer Aufbau, Störabstände.
- Minimisierung logischer Netze mit graphischen und rechnerischen Verfahren.
- Isomorphe und nicht- isomorphe Netze.
- Aritmetische kombinatorische Schaltungen (Addierer, Subtrahierer, Multiplizierer).
- Zeitverhalten, kritischer Pfad, Treiberfähigkeit und Belastung.
- Rückkopplung bei Schaltnetzen, Stabilität, Oszillationen.
- Speicherelemente, Flipflops, Register und ihre Behandlung und Anwendung.
- Grundelemente von Zustandsautomaten und ihr systematischer Entwurf.
- Zustandsdiagramm.
- Moore-Automat, Mealey- Automat, sequentielle Schaltwerke

 

Literatur

Jansen, D., Handbuch der Electronic Design Automation, München, Hanser Verlag, 2000

Analoge Schaltungstechnik

Art Vorlesung
Nr. EMI315
SWS 2.0
Lerninhalt

- Verstärkerentwurf: Ideale und reale gesteuerte Quellen zur Modellierung des Verstärkermechanismus`
- Rückgekoppelte Verstärker: Signalflussbild, Schaltung, mathematische Beschreibung
- Differenzverstärker, Operationsverstärker, Fehlerminderung durch Gegenkopplung, idealer - Operationsverstärker,
virtuell- Null- Verfahren, typische Kennwerte kommerzieller Operationsverstärker.
- Schaltungsbeispiele mit Operationsverstärkern: Verstärker mit unterschiedlichen Eigenschaften, Filter,
Messschaltungen; Eigenschaften, Grenzen und Dimensionierungen.
- Stromquellen- und Stromspiegelschaltungen.
- Analog/Digital- und Digital/Analogwandler: Prinzipieller Aufbau in Abhängigkeit von Genauigkeit und
Geschwindigkeit; Verstehen der Spezifikationen, Schnittstellen und Zahlenformate; Kosten- und leistungsgerechte
Bausteinauswahl.

 

Literatur

Tietze U., Schenk C., Gamm E., Halbleiter-Schaltungstechnik, 15. Auflage, Berlin, Heidelberg, Springer Vieweg, 2016

Labor Schaltungstechnik

Art Labor/Studio
Nr. EMI317
SWS 2.0
Lerninhalt

Das Schaltungstechnik Labor enthält Versuche sowohl für den Bereich der Analogen- wie auch Digitalen Schaltungstechnik. Der Student bearbeitet in Gruppen zu 2 Studenten 6 Versuche aus folgender Auswahl:
Kombinatorische Schaltungen:
Aufbau Inverter, Stromaufnahme, Übertragungsverhalten, Störabstand, 2-Bit Addierer, Durchlaufzeit, Logikserie CMOS
Differenzverstärker: Simulation eines Differenzverstärkers mit dem Programm PSPICE, Gegentakt und Gleichtaktverstärkung, Frequenzgang, Stabilität, Übertragungsverhalten.
Operationsverstärker:
Messung Übertragungskennlinie, Verstärkung, Eingangsoffsetspannung, Frequenzgang des realen Verstärkers für unterschiedliche Verstärkungen, Aufbau eines 2 poligen aktiven Filters mit dem Operationsverstärker und Messung des Übertragungsverhaltens.
Programmierbare Logik:
Entwurf der kombinatorischen Schaltung eines Vergleichers und der sequentiellen Schaltung eines kaskadierbaren Dezimalzählers bis `99` mit Enable, synchronem Reset und Carry. Programmierung und Funktionsnachweis auf GAL-Logikbausteinen.
A/D-Wandler:
Vermessung eines D/A-Wandlers auf Linearität und Restfehler. Aufbau eines A/D-Wandlers nach dem Verfahren der `successive Approximation`. Basisversuche zum Abtasttheorem. Abtastung eines Signals.
Phasenregelkreis:
Aufbau eines PLL mit unterschiedlichen Phasendetektoren. Untersuchung des Verhaltens im Zeit- wie im Frequenzbereich. Folgeverhalten, Einrastverhalten, Stabilität. Dimensionierung der Regelparameter. Aufbau eines PLL als Synthesizer.
SMD- Technologie:
Aufbau einer kleinen Schaltung im SMD-Labor mit SMD-Bausteinen an einem Vakuum- Bestückungsplatz. Reflow- Lötvorgang, Qualitätssicherung unter dem Stereo-Mikroskop (Foto), Inbetriebnahme. Der Versuch vermittelt den kompletten SMD- Fertigungsvorgang für moderne Elektronik.
FPGA- Entwurf eines Frequenzzählers:
Auf einem Logikentwurfssystem für FPGAs (ALTERA-MAX II ) wird die Schaltung eines Frequenzzählers ergänzt und in wesentlichen Komponenten digital simuliert. Das Gesamtsystem wird in einen FPGA gebrannt und in Funktion demonstriert.
ECL-Technik:
Die Besonderheiten der Emitter Coupled Logic werden untersucht. Messtechnik mit Leitungsabschluss, Logikschaltungen, ECL- Zähler bis 150 MHz. Pegel und Störabstände. Impulsmesstechnik. Umgang mit einem hochwertigen Samplingoszillographen.

Über die Versuche ist jeweils ein detailliertes Protokoll anzufertigen, welches testiert wird. Das Labor gilt als bestanden, wenn der Student alle 6 Versuche erfolgreich bearbeitet und seine Kenntnisse in einem Laborgespräch nachgewiesen hat.

 

Literatur
  • Laborumdrucke, (Hochschule Offenburg, 2000)
  • Vorlesungsskript Analoge und Digitale Schaltungstechnik, (2000)

Sensorik

Empfohlene Vorkenntnisse

komplettes Grundstudium

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele / Kompetenzen

Die Studierenden lernen die Eigenschaften und Einsatzmöglichkeiten  von Sensoren und geeigneter Signalverabreitung in der Messtechnik, Automatisierungstechnik und in der Regelungstechnik.

Sie kennen verschiedene physikalische Effekte für die Erfassung von Messgrößen und die Umsetzung der Wirkprinzipien in verschiedene Sensortypen. Die Studierenden sind in der Lage eine Messaufgabe zu analysieren und die geeigneten Sensoren, Analyseverfahren und Messmethoden auszuwählen.

Dauer 1
SWS 4.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 60 h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 90 h
Workload 150 h
ECTS 5.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Klausur K90 und Laborarbeit

Leistungspunkte Noten

5 Creditpunkte

Modulverantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. Stefan Hensel

Empf. Semester 6
Haeufigkeit jedes Jahr (SS)
Verwendbarkeit

Bachelor MK, Hauptstudium
Bachelor EI, Hauptstudium
Bachelor EI3nat, Hauptstudium

Veranstaltungen

Mess- und Sensortechnik

Art Vorlesung
Nr. EMI3335
SWS 2.0
Lerninhalt

Definition und Eigenschaften eines Sensors: einfach, integriert, intelligent ("smart sensor")

Überblick von Messgrößen und möglichen Messprinzipien:

  • Drucksensoren: Piezoresistiv, kapazitiv, Temperaturkompensationmethoden
  • Längen- und Wegmessung:
    • Induktiv: Tauchanker, LVDT, Phasensynchrone Demodulation
    • Kapazitiv: Schichtdickenmessung
    • Optisch: Phasenbezogene Entfernungsmessung, Triangulation
  • Kraftmessung:
    • Dehnungsmessstreifen und Auswerteschaltungen
  • Korrelationsmesstechnik: Kreuzkorrelation, Störunterdrückung, Laufzeitkorrelation

Messsignalverarbeitung in der Messkette:

  • Normalverteilte Messabweichungen
  • Kleinste Quadrate Schätzung
  • Sensordatenfusion mit dem gewichteten kleinste Quadrate Schätzer
Literatur
  • Sensortechnik Handbuch für Praxis und Wissenschaft, Tränkler, H. (Springer, 2014)
  • Sensoren in Wissenschaft und Technik, Hering, E. (Vieweg+Teubner, 2012)
  • Elektrische Messtechnik, Schrüfer, E. (Hanser, 2014)

Labor Mess- und Sensortechnik

Art Labor/Studio
Nr. EMI261
SWS 2.0
Lerninhalt

Das Labor verknüpft die in der Vorlesung erarbeiteten Messmethoden und vorgestellten Sensoren mit sechs Versuchen

  • Interferometrische Längenmesstechnik
  • Korrelationsmesstechnik: Störunterdrückung, Laufzeitmessungen
  • Dehungsmessstreifen: Dehnung, Biegung, Torsion, Wägezelle
  • Rechnergestützte Messdatenerfassung und -verarbeitung: Induktive und potentiometrische Wegmessung
  • Wegmessung: Linear Variabler Differenzialtransformator (LVDT), phasenempfindliche Demodulation (Lock-In)
  • Druckmesstechnik: Piezoresistive Druckmessung, Temperaturkompensation, Füllstandsmessung, barometrische Messungen

 

Signale, Systeme und Regelkreise

Empfohlene Vorkenntnisse

komplettes Grundstudium

Lehrform Vorlesung
Lernziele / Kompetenzen

Der Absolvent beherrscht die mathematische Beschreibung des Durchgangs von determinierten Signalen durch lineare, zeitinvariante Systeme im zeitkontinuierlichen als auch im zeitdiskreten Bereich und darauf aufbauend die Grundlagen der linearen Regelungstechnik als Basiswissen für alle Ingenieure.

Dauer 1
SWS 8.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 120 h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 120 h
Workload 240 h
ECTS 8.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

zwei Klausuren K90

Leistungspunkte Noten

8 Creditpunkte

Modulverantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. Peter Hildenbrand

Empf. Semester 3
Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Bachelor MK, Hauptstudium
Bachelor MK-plus, Hauptstudium
Bachelor EI, Hauptstudium
Bachelor EI-plus, Hauptstudium
Bachelor EI3nat, Hauptstudium
Bachelor MT, Hauptstudium

Veranstaltungen

Signale und Systeme

Art Vorlesung
Nr. E+I318
SWS 4.0
Lerninhalt

1. Fourier-Transformation
- Orthogonale und orthonormale Funktionen, endliche und unendliche Fourier-Reihe.
- Bestimmung der Fourier-Koeffizienten: Minimierung der Norm des Fehlersignals.
- Gibbs`sches Phänomen; Amplituden- und Phasenspektrum;
  Übergang Fourier-Reihe zur Fourier-Transformation: Amplitudendichtespektrum.
- Einführung der Distribution Dirac-Impuls, Eigenschaften.
- Linearität, Zeitverschiebung, Ähnlichkeitssatz, Nullwertsätze, Parseval`sche Gleichung.
- Faltung zweier Zeitfunktionen, graphische Veranschaulichung.
- Systembeschreibung: Impulsantwort, Sprungantwort, Faltungsintegral, komplexer Frequenzgang.

2. Laplace-Transformation
- Einführung in die Laplace-Transformation; Eigenschaften und Rechenregeln
- Rechnen im Bildbereich; Hin- und Rücktransformation
- Anwendung der LP-Transformation auf gewöhnliche Differentialgleichungen mit konstanten Koeffizienten.
Rechnen mit Delta- und Sprungfunktionen.
- Übertragungsfunktionen und Frequenzgänge linearer kontinuierlicher Übertragungssysteme.

3. Z-Transformation
- Lineare Abtastsysteme; Definition und Begriffe
- Rechenregeln der Z-Transformation; Hin- und Rücktransformationen.
- Lösung von Differenzengleichungen.
- Digitale Filter.

 

 

Literatur
  • Anleitung zum praktischen Gebrauch der Laplace-Transformation und der Z-Transformation, G. Doetsch (Oldenbourg Verlag, 1967)
  • Laplace- und Fourier-Transformation, O. Föllinger (Elitera Verlag Berlin, 1977)
  • Signale und Systeme, Lehr- und Arbeitsbuch mit MATLAB-Übungen und Lösungen, Martin Werner (Vieweg+Teubner, 3. Auflage, 2008), ISBN 978-3-8348-0233-0

Regelungstechnik I

Art Vorlesung
Nr. E+I319
SWS 4.0
Lerninhalt

- Einführung in die Regelungstechnik; Grundbegriffe und Beispiele; charakteristische Eigenschaften von
Regelkreisen.
- Mathematische Beschreibung grundlegender linearer Übertragungsglieder; Differentialgleichungen und
Übertragungsfunktionen; Einführung des Frequenzgangs; Darstellung von Frequenzgängen als Ortskurve und
im Bodediagramm; Frequenzgänge zusammengesetzter Übertragungsglieder.
- Grundlegende Anforderungen an eine Regelung; Auswahl und optimale Einstellung von Reglern vom PID-Typ
mit Methoden im Zeitbereich und Frequenzbereich; unterlagerte Regelungen; Hinweise auf nichlineare Regler.
Grundlagen der digitalen Regelung.

Literatur

Regelungstechnik, Föllinger, O. (Hüthig Buch Verlag, 1990)

Technische Mechanik II

Empfohlene Vorkenntnisse

Technische Mechanik I

Lehrform Vorlesung/Übung
Lernziele / Kompetenzen

Die Studierenden können

  • kritische Stellen bezüglich des Versagens von mechanischen Strukturen eingrenzen
  • Normal- und Schubspannungen in (ebenen) mechanischen Strukturen berechnen
  • Zusammenhänge zwischen Spannungen und Dehnungen herstellen und den Anwendungsbereich für linearelastisches Verhalten abstecken
  • die für verschiedene Belastungsfälle (Zug, Druck, Biegung, Torsion) begrenzenden Spannungen identifizieren
  • den Einfluss der Querschnittsform und des Kraftangriffs bei der Biegung beurteilen
  • statische und dynamische Belastungsfälle unterscheiden und die begrenzenden Materialeigenschaften benennen
  • komplexe Belastungssituation als Überlagerung einfacher Belastungsfälle zusammensetzen
  • Vergleichsspannungen bei komplexen Belastungssituationen ermitteln

 

Dauer 1
SWS 4.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 60 h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 90 h
Workload 150 h
ECTS 5.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Klausur K90

Leistungspunkte Noten

5 Creditpunkte

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. rer. nat. Michael Wülker

Empf. Semester 3
Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Bachelor MK, Hauptstudium
Bachelor MK-plus, Hauptstudium

Veranstaltungen

Technische Mechanik II

Art Vorlesung
Nr. M+V606
SWS 4.0
Lerninhalt

Festigkeitsbetrachtungen erlauben es, Gefahrenpotentiale für das Versagen mechanischer Strukturen abzuschätzen, und bilden somit die Grundlage für die Dimensionierung von mechanischen Bauteilen und Strukturen wie Roboterstrukturen, Trägern, Wellen etc. Weiterhin ist für die Auslegung von Toleranzen von Interesse, wie sich mechanische Strukturen unter Einwirkung zulässiger Kräfte verformen und welche Spannungen bei Zwangsverformungen entstehen.


A) Im Rahmen der linearen Elastizitätstheorie werden der ein- und mehrachsige Normalspannungszustand sowie die Hookeschen Gesetze für Normal- und Schubspannungsbeanspruchung behandelt.

B) Für biegebeanspruchte Bauteile wird unter Berücksichtigung der Querschnittsform und Belastungseinleitung die Methode zur Berechnung der Biegespannungen erläutert (Biegespannungsfunktion, Flächenträgheitsmomente, Hauptachsen und Hauptträgheitsmomente, gerade und schiefe Biegung). Die Ermittlung der elastischen Verformung mittels Integrationsmethode, Satz von Castigliano und Superpositionsmethode stellt einen weiteren wesentlichen Bestandteil der Behandlung biegebeanspruchter Bauteile dar.

C) Die Ausführung zur Schubbeanspruchung beinhaltet unter anderem den Schubspannungsverlauf bei Querkraftschub sowie die Definition des Schubmittelpunktes.

D) Bei der Behandlung der Torsionsbeanspruchung wird auf die Berechnung der Torsionsschubspannung und die Verformung von Voll- und Hohlquerschnitten eingegangen.

E) Erläutert werden die wichtigsten Vergleichsspannungshypothesen zur Überlagerung von Normal- und Schubspannungen, die Begriffe der Zeit- und Dauerfestigkeit sowie der Kerbwirkung. Behandelt wird die Berechnung statisch überbestimmter Systeme nach verschiedenen Methoden.

F) Stabilitätsprobleme und deren analytische Behandlung werden am Beispiel der Knickung druckbeanspruchter Stäbe (elastische und plastische Knickung) dargelegt.

Literatur
  • Technische Mechanik. Band 2: Elastostatik, Hydrostatik Gross D., Hauger W., Schell W. Springer 2011
  • Technische Mechanik, Band 2: Festigkeitslehre, Hibbeler RC, Pearson Studium 2006
  • Formeln und Aufgaben zur Technischen Mechanik 2: Elastostatik, Hydrostatik, Gross D., Ehlers W., Schröder J., Springer 2011
  • Technische Mechanik, Band 2: Festigkeitslehre, Assmann B., Oldenbourg 2000
  • Taschenbuch für den Maschinenbau, Dubbel H.; Beitz W., Küttner K.-H. (Hrsg.), Springer 2011

Technische Mechanik III

Empfohlene Vorkenntnisse

Technische Mechanik I, II

Lehrform Vorlesung
Lernziele / Kompetenzen

Die Studierenden können

  • die Bewegung eines Punktes wie auch einer Scheibe in der Ebene bestimmen und analysieren.
  • sicher mit den Begriffen Arbeit, Energie, Leistung, Impuls, Drehimpuls umgehen und Zusammenhänge herstellen
  • die Bewegung eines Körpers infolge einwirkender Kräfte und Momente beschreiben
  • die aus der Drehbewegung eines Körpers resultierenden Kräfte und Momente berechnen
  • das Verhalten von Körpern nach einem Stoß beurteilen
  • einfache Kreiselbewegungen ermitteln
  • lineare Schwingungen von Punktmassen und Körpern in der Ebene analysieren, Schwingungsdifferentialgleichungen aufstellen und Eigenschwingungsformen und -frequenzen ermitteln
Dauer 1
SWS 4.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 60 h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 90 h
Workload 150 h
ECTS 5.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Klausur K90

Leistungspunkte Noten

5 Creditpunkte

Modulverantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. Gerhard Kachel

Empf. Semester 4
Haeufigkeit jedes Jahr (SS)
Verwendbarkeit

Bachelor MK, Hauptstudium
Bachelor MK-plus, Hauptstudium

Veranstaltungen

Technische Mechanik III

Art Vorlesung
Nr. M+V607
SWS 4.0
Lerninhalt

Die Vorlesung beinhaltet Kinematik und Kinetik. In der Kinematik (Bewegungslehre) wird die Abhängigkeit zwischen den Größen Weg, Geschwindigkeit, Beschleunigung und Zeit bei der Bewegung von Massenpunkten und starren Körpern ohne Berücksichtigung der die Bewegung verursachenden Kräfte bzw. Momente untersucht.


Für ein- und mehrdimensionale Bewegungsvorgänge mit unterschiedlichem Beschleunigungs- bzw. Geschwindigkeitsverhalten werden die entsprechenden Gesetzmäßigkeiten hergeleitet.
Die allgemeine Bewegung starrer Körper wird anschaulich zurückgeführt auf translatorische und rotatorische Phasen; erörtert werden Begriffe wie momentaner Drehpol und Beschleunigungspol. Die Kinematik schließt ab mit der grafischen und analytischen Behandlung von Relativbewegungen.
In der Kinetik werden das d`Alembertsche Prinzip, der Arbeitssatz, der Energieerhaltungssatz sowie der Impuls- und Drehimpulssatz für Massenpunkte und starre Körper behandelt und zur Lösung unterschiedlicher Aufgabenstellungen (z.B. bei Wurf, Rotationsbewegung und Stoßvorgänge) herangezogen. Die Ausführungen zur Kinetik starrer Körper beinhalten weiterhin die Berechnung der Massenträgheitsmomente und die Gesetze der Kreiselbewegung bei geführter Achse.
Im dritten Komplex werden freie und erzwungene Schwingungen mit einem Freiheitsgrad (ungedämpft und gedämpft) sowie ungedämpfte Mehrmassensysteme (z.B. Ermittlung kritischer Drehzahlen) untersucht. Besonderes Gewicht wird auf die Ermittlung von Eigenschwingungsformen und -frequenzen gelegt.


Ausgewählte Anwendungsbeispiele und wöchentliche Übungen sind wichtiger Bestandteil der Lehrveranstaltung.

Literatur

Hibbeler, R.C., Technische Mechanik, Band 3: Dynamik, Pearson Studium 2006
Gross, D., Hauger, W., Schell, W., Schröder, J., Technische Mechanik, Band 3: Kinetik, Springer, 2008
Assmann, B., Technische Mechanik, Band 3: Kinematik und Kinetik, Oldenbourg, 2010
Dubbel, H., Beitz, W., Küttner, K.-H., Taschenbuch für den Maschinenbau, Springer, 2007

Vertiefung Elektrotechnik

Empfohlene Vorkenntnisse

komplettes Grundstudium

Lehrform Vorlesung
Lernziele / Kompetenzen
  • Einsatzgebiete speicherprogrammierbarer Steuerungen kennelernen
  • Besonderheiten der Softwaretechnik wie Sprachen und deren Programmierung anwenden können
  • Prinzipien der Bausteine und der Programmstrukturen verstehen
  • s. Wahlpflichtfachliste
Dauer 1
SWS 6.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 90 h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 120 h
Workload 210 h
ECTS 7.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

K60 und gemäß semesterweiser Wahlpflichtfachliste

Leistungspunkte Noten

7 Creditpunkte

Modulverantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. Sikora

Empf. Semester 7
Haeufigkeit jedes Semester
Verwendbarkeit

Bachelor MK, Hauptstudiurm

Veranstaltungen

Speicherprogrammierbare Steuerungen

Art Vorlesung
Nr. E+I337
SWS 2.0
Lerninhalt
  1. Speicherprogrammierbare Steuerungen
    • Die wichtigsten Komponenten
    • Zahlen, Datentypen, Funktionselemente
    • Verknüpfungssteuerung und Ablaufsteuerung
  2. Sprachen und Programmierung
    • Binärwerk (Logikwerk) der CPU
    • Speicherverhalten
    • Flankenauswertung
    • Zählfunktion
    • Zeitfunktion
  3. Programmaufbau
    • Bausteine und Programmstrukturen
    • Zyklus, Ablaufebenen und spezielle Betriebssystemeigenschaften
  4. Peripherie
    • Digitale Ein- und Ausgabegruppen
    • Analoge Ein- und Ausgabegruppen
    • Signalvorverarbeitende Baugruppen
    • Anbindung der Peripherie an den Prozessor
Literatur
  • Berger, Hans
    Automatisieren mit STEP 7in AWL und SCL S7 300/400
    Publicis MCD Verlag, 1999, ISBN 3-89578-113-4
  • Wellenreuther, Günter/Zastrow, Dieter
    Automatisieren mit SPS, Theorie und Praxis
    Vieweg, 2002
  • Wellenreuther, Günter/Zastrow, Dieter
    Automatisieren mit SPS, Übersichten und Aufgaben
    Vieweg, 2003

Wahlpflichtfächer Elektrotechnik

Art Vorlesung
Nr. E+I338
SWS 4.0
Lerninhalt

s.Liste

Literatur

wird jeweils von den Dozenten des Wahlmoduls angegeben

Vertiefung Maschinenbau

Empfohlene Vorkenntnisse

abgeschlossenes Grundstudium

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele / Kompetenzen

Lernziele für die Wahlpflichtfächer:
Die Studierenden können ihre Interessen im Bereich des Maschinenbaus soweit selbst beurteilen, dass sie sich für die Mechatronik sinnvolle maschinenbauliche Ergänzungen aussuchen, die ihnen vertiefte Kenntnisse ermöglichen.

Für den Modulteil Werkstofftechnik II mit Labor gilt:

Die Studierenden müssen in der Lage sein, die spezifischen Eigenschaften polymerer Werkstoffe anhand der Herstellung und der Abmischung mit speziellen Additiven zu erklären, und dann die Eigenschaften gezielt, anwendungsbezogen zu optimieren.

In diesem Modul werden daher zunächst Kenntnisse über die unterschiedlichen Syntheseverfahren zur Herstellung der Rohpolymeren, sowie den sich daraus ergebenden werkstofftechnischen Eigenschaften vermittelt. 

Ferner werden die spezifischen Verhaltensweisen polymerer Werkstoffe anhand des strukturellen Aufbaus erklärt und an Beispielen vertieft. Das Ermitteln vergleichender Kenndaten über mechanisch, thermische Verfahren, sowie der Einfluss von Additiven auf das werkstofftechnische Verhalten, ist anschließend Gegenstand der Vorlesung.

Besonders letztgenannte Kenntnisse, sowie einfache Operationen zur Kunststoffidentifizierung, können die Studierenden selbstständig in einem begleitenden Praktikum erfahren und vertiefen.

Dauer 2
SWS 6.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 90 h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 90 h
Workload 180 h
ECTS 6.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Werkstofftechnik II mit K60 und Laborarbeit, Wahlpflichtfach laut Wahlpflichtfachliste

Leistungspunkte Noten

6 Creditpunkte

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. rer. nat. Johannes Vinke

Empf. Semester 6/7
Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Bachelor MK, Hauptstudiurm

Veranstaltungen

Werkstofftechnik II mit Labor

Art Vorlesung/Labor
Nr. M+V614
SWS 2.0
Lerninhalt

A) Vergleich: Kunststoffe - Metalle
B) Definitionen - Fachtermini
C) Geschichte und Klassifizierung der Polymeren
D) Polymeraufbau: Struktur und Verhalten
E) Polymerherstellung: Synthesevarianten und Eigenschaften
F) Charakteristische Kenngrößen, und deren Ermittlung
G) Kunststoffe als Werkstoffe: Einfluss intermolekularer Bindungskräfte, Wirkung von Additiven
H) Hochtemperaturbeständige Kunststoffe
I) Mechanisch - Thermische Eigenschaften
J) Eigenschaften und Verarbeitungsformen einiger ausgewählter Kunststoffe
K) Praktikumsversuche: Kunststoffidentifizierung - Zugversuch - Schmelzindex - Schlagbiegefestigkeit

Literatur
  • Kunststoffkompendium, Franck, Biederbick (Vogel, 2000)
  • Skript Kunststoffverarbeitung, Vinke (2011)

Wahlpflichtfächer Maschinenbau

Art Vorlesung
Nr. M+V615
SWS 2.0
Lerninhalt

Bisher wurden regelmäßig CAD/CAE und Schweißtechnik mit Labor angeboten.

Lerninhalt bei der Wahl von CAD/CAE:
In diesem Modulbaustein soll das sinnvolle Bedienen moderner Systeme erlernt werden. Neben fortgeschrittenen Bedienfunktionen, parametrischer Konstruktion und Konstruktionsänderungen in einer vorhandenen Baugruppe sollen FEM- und MKS-Berechnungen an Einzelteilen und Baugruppen direkt aus dem CAD erlernt werden. Dabei sollen Festigkeits- und Wärmeleitungseigenschaften der Werkstoffe berücksichtigt werden.

Lerninhalte bei der Wahl von Schweißtechnik mit Labor:
Die Studierenden sollen in der Lage sein, unter Berücksichtigung der Konstruktions- und Werkstoffvorgaben die einzelnen Schweißverfahren und thermischen Trennverfahren kritisch zu beurteilen und anzuwenden. Um dieses Wissen zu erwerben, ist die Arbeit in kleinen Teams innerhalb des Schweißlabors hilfreich.

Literatur

Wird jeweils von den Dozenten des Wahlmoduls angegeben oder kann dem entsprechenden Modulhandbuch entnommen werden.

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