Lehrangebot
Übersicht
Übersicht der Lehrveranstaltungen
Grundlagen der Adaptronik
Prof. Dr.-Ing. Welf-Guntram Drossel
Einschreibung
Anmeldung zur Lehrveranstaltung sowie Download der Arbeitsmaterialien erfolgt über OPAL.
Modulbeschreibung
| Dozenten: |
Prof. Dr.-Ing. Welf-Guntram Drossel |
| Art der Lehrveranstaltung: | Vorlesung mit Praktikum |
| Umfang der Lehrveranstaltung: | 2/0/2 LVS |
| Leistungspunkte: | 5 LP |
| Gesamtaufwand: | 150 AS |
| Angeboten im: | Wintersemester |
| Empfohlene Literatur: |
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Zielstellung/Inhalte
Es werden die methodischen Grundlagen zur Entwicklung adaptronischer Systeme vermittelt. Kern ist eine Transformation des Systemgedankens der Mechatronik auf die Werkstoffebene durch die Anwendung von Wandlerwerkstoffen/Smart Materials. Dabei werden sowohl die werkstofflichen Grundlagen, der grundsätzliche Aufbau von adaptronischen Systemen und mögliche Anwendungsszenarien behandelt. Schwerpunkt liegt auf dem methodischen Entwicklungsablauf und den dabei nutzbaren Simulationswerkzeugen. Anhand von Fallbeispielen wird in der Übung der Inhalt der Vorlesungen vertieft.
Lernergebnisse
Nach Abschluss des Moduls sind die Studierenden in der Lage,
- die Einsatzpotenziale von Smart Materials einzuschätzen und anwendungsgerecht zu klassifizieren,
- die notwendigen Systemkomponenten eines adaptronischen Systems zu beschreiben,
- die notwendigen Entwicklungswerkzeuge situationsgerecht einzusetzen und
- interdisziplinäre grundlegende Zusammenhänge bei der Systementwicklung beginnend von der Werkstofftechnik, der Konstruktion und der Regelungstechnik zu erkennen und im Entwicklungsprozess zu berücksichtigen.
Angewandte Mehrkörpersimulation
Prof. Dr.-Ing. Welf-Guntram Drossel
Einschreibung
Anmeldung zur Lehrveranstaltung sowie Download der Arbeitsmaterialien erfolgt über OPAL.
Lehrveranstaltung
| Dozenten: |
Prof. Dr.-Ing. Welf-Guntram Drossel, Felix Weiß |
| Art der Lehrveranstaltung: | Seminar |
| Umfang der Lehrveranstaltung: | 3 LVS |
| Leistungspunkte: | 5 LP |
| Gesamtaufwand: | 150 AS |
| Angeboten im: | Sommersemester |
Zielstellung/Inhalte
Im Seminar werden grundlegende Kenntnisse für die praktische Anwendung der Mehrkörpersimulation (MKS) vermittelt. Schwerpunkte sind die Konzeption, die Umsetzung und die Anwendung von Simulationsmodellen mechanischer/mechatronischer Systeme. Diese Schritte werden anhand eines konkreten Fallbeispiels durchgeführt. Für die Vermittlung wird das Simulationswerkzeug „alaska“ verwendet. Folgende Punkte werden mittels des Simulationswerkzeugs behandelt:
- Prozessschritte vom realen System/virtuellen Prototyp zum Modell (physikalisches Modell -> Simulationsmodell -> mathematisches Modell)
- Systemanalyse
- Validierung des Simulationsmodells
- Arbeit mit dem Modell (Ermittlung von Bewegungen und Belastungen, Parameterstudien, Sensitivitätsanalyse, usw.)
- Kopplung zu weiteren Entwurfs- und Simulationswerkzeugen
Lernergebnisse
Ziel des Moduls ist der Erwerb praktischer Fähigkeiten bei der Verwendung kommerzieller MKS-Simulationssoftware:
- Die Studierenden sind in der Lage, die Funktionalität eines realen oder virtuellen mechanischen/mechatronischen Systems zu abstrahieren und in ein MKSSimulationsmodell, das das dynamische Verhalten hinreichend genau abbildet, umzusetzen.
- Die Studierenden haben gelernt, das dynamische Verhalten des Simulationsmodells zu berechnen und die erforderlichen Resultate zu generieren.
- Die Studierenden haben sich Kenntnisse über die Möglichkeiten und Grenzen der Verwendung der Methode der Mehrkörperdynamik in der praktischen Anwendung erarbeitet.
Entwurf mechatronischer Systeme
Prof. Dr.-Ing. Welf-Guntram Drossel
Einschreibung
Anmeldung zur Lehrveranstaltung sowie Download der Arbeitsmaterialien erfolgt über OPAL.
Lehrveranstaltung
| Dozenten: |
Prof. Dr.-Ing. Welf-Guntram Drossel, Alina Carabello |
| Art der Lehrveranstaltung: | Seminar |
| Umfang der Lehrveranstaltung: | 3 LVS |
| Leistungspunkte: | 5 LP |
| Gesamtaufwand: | 150 AS |
| Angeboten im: | Sommersemester |
Zielstellung/Inhalte
Das Modul besteht aus einem einführenden theoretischen und einem anwendungsnahen Teil. Im ersten Abschnitt werden die Methoden und Techniken zum Entwurf mechatronischer Systeme vermittelt. Schwerpunkte sind die Analyse mechatronischer Systeme, die domänenspezifischen Entwürfe sowie deren Synthese zu einem mechatronischen System. Im zweiten Teil der Lehreinheit erfolgt die Bearbeitung einer technischen Aufgabenstellung als Gruppenarbeit. Diese wird über das Semester hinweg betreut und mit einem Beleg sowie einer Präsentation abgeschlossen.
Lernergebnisse
Ziel des Moduls ist der Erwerb von Kenntnissen und Fähigkeiten zum Entwurf mechatronischer Systeme:
- Die Studierenden verstehen die Entwurfsmethoden mechatronischer Systeme und sind in der Lage, diese zu erläutern und situationsgerecht einzusetzen.
- Die Studierenden verstehen den Grundaufbau mechatronischer Systeme und sind befähigt, diese zu abstrahieren.
- Die Studierenden können bestimmte Methoden des Projektmanagement begleitend zum Entwurf mechatronischer Systeme anwenden.
Modellbildung und Integration mechatronischer Systeme / Entwurf mechatronischer Systeme II
Prof. Dr.-Ing. Welf-Guntram Drossel
Einschreibung
Anmeldung zur Lehrveranstaltung sowie Download der Arbeitsmaterialien erfolgt über OPAL.
| Dozenten: |
Prof. Dr.-Ing. Welf-Guntram Drossel, Jonas M. Werner |
| Art der Lehrveranstaltung: | Vorlesung und Übung |
| Umfang der Lehrveranstaltung: | 4 LVS |
| Leistungspunkte: | 5 LP |
| Gesamtaufwand: | 150 AS |
| Angeboten im: | Wintersemester |
Design and Control of Smart Production Systems
Prof. Martin Dix, Prof. Welf-Guntram Drossel
Einschreibung
Anmeldung zur Lehrveranstaltung sowie Download der Arbeitsmaterialien erfolgt über OPAL.
Lehrveranstaltung
| Dozenten: |
Dr. Holger Schlegel; Prof. Martin Dix; Dr. Matthias Rehm; Prof. Welf-Guntram Drossel; Jonas M. Werner |
| Art der Lehrveranstaltung: | Vorlesung, Übung, Praktikum |
| Umfang der Lehrveranstaltung: | 5 LVS |
| Leistungspunkte: | 5 LP |
| Gesamtaufwand: | 150 AS |
| Angeboten im: | Sommersemester |
Zielstellung/Inhalte
Vermittelt werden das Vorgehen und Technologien moderner Maschinenentwicklung am Beispiel des mechatronschen Systems Werkzeugmaschine. Aufbauend auf einer detail-lierten Beschreibung einzelner zentraler Komponenten wird auf das Zusammenwirken dieser im Betrieb der Maschine eingegangen. Das beinhaltet einen Überblick über die Automatisierung im Maschinenbau im Hinblick auf Aufbau, Wirkungsweise, Programmie-rung und Betrieb aktueller Steuerungen. Die Eigenschaftsanalyse von Werkzeugmaschinen, das Prozessmonitoring sowie das Datenmanagement in Prozess und Prozesskette werden in Grundlagen erörtert sowie an Fallbeispielen vertieft. Weiterhin wird die Erweiterung von Prozessgrenzen durch integra-tion wirkstellennaher aktorischer und sensorischer Funktionalität behandelt.
Lernergebnisse
Nach Abschluss des Moduls sind die Studierenden in der Lage,
- für typische Anwendungsfälle des Maschinenbaus ein passendes Steuerungssystem zu empfehlen
- einzelne Komponenten von Werkzeugmaschinen und Mehrmaschinensysteme zu beschreiben
- experimentelle und simulative Methoden zur Identifikation von Maschineneigenschaf-ten anzuwenden
- die Möglichkeit der Datenerfassung und -analyse situationsgerecht umzusetzen und
- interdisziplinäre Zusammenhänge im mechatronischen System Werkzeugmaschine zu erkennen und zu bewerten.
Sensor-Aktor-Systeme
Prof. Dr.-Ing. Welf-Guntram Drossel
Einschreibung
Anmeldung zur Lehrveranstaltung sowie Download der Arbeitsmaterialien erfolgt über OPAL.
Lehrveranstaltung
| Dozenten: |
Prof. Dr.-Ing. Welf-Guntram Drossel Jonas M. Werner |
| Art der Lehrveranstaltung: | Vorlesung und Übung |
| Umfang der Lehrveranstaltung: | 4 LVS |
| Leistungspunkte: | 5 LP |
| Gesamtaufwand: | 150 AS |
| Angeboten im: | Wintersemester |
Zielstellung/Inhalte
Im Rahmen des Moduls werden sowohl theoretische Grundlagen als auch anwendungsorientiertes Wissen zu Entwicklung und Betrieb von Sensor-Aktor-Systemen vermittelt. Ausgangspunkt bildet dabei ein Überblick bezüglich verfügbarer Sensor- und Aktortechnik, welcher insbesondere zur anwendungsspezifischen Bewertung und Auswahl befähigen soll. Die für die Funktion von Sensor-Aktor-Systemen wesentliche Kommunikation zwischen einzelnen Komponenten bildet neben dem Systemverständnis den Schwerpunkt des Moduls. Dabei werden verschiedene Schnittstellen und Bussysteme vorgestellt und ihre Auswirkungen auf die Funktionalität des Systems diskutiert. Diese werden an konkreten Beispielen verdeutlicht. Aufbauend auf den allgemeinen Betrachtungen zu Sensor-Aktor-Systemen werden die Besonderheiten beim Entwurf integrierter Sensor-Aktor-Systeme vermittelt.
Lernergebnisse
Nach Abschluss des Moduls sind die Studenten in der Lage,
- für eine Anwendung geeignete Sensoren und Aktoren auszuwählen,
- Grenzen und Möglichkeiten der Signalübertragung einzuschätzen und die Auswirkungen der Kommunikationsstandards auf die Funktionalität des Systems zu bewerten und
- diese Kenntnisse auf den Entwurf integrierter Sensor-Aktor-Systeme zu übertragen.
