HTWG Konstanz Modulhandbücher Fakultät …€¦ · ECTS-Punkte 6 Selbststudium 90 Dauer 1 Sem....

HTWG Konstanz Modulhandbücher Fakultät Maschinenbau Studiengänge MEP – MKE – ASE - MME

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3-Modulhandbücher MME

3.1-Modulhandbuch MMEB

Modul 1 Vertiefung Sensoren und Aktoren MO1/VSA-MMEB Seite 115

Modul 2 Modellbildung und Regelung mechatronischer Systeme MO2/MOD-MMEB Seite 117

Modul 3 Mechatronische Systeme MO3/MECH-MMEB Seite 119

Modul 4 Projektarbeit MO4/PJ-MMEB Seite 121

Modul 5 Schaltungstechnik in mechatronischen Systemen MO54/SCHALT-MMEB Seite 123

Modul 6 Programmierpraxis MO6/PROG-MMEB Seite 125

WPM1Systemanalyse mechanisch WPM1/SYSTMECH-MMEB Seite 127

WPM2 Vertiefung Wirtschaft und Management WPM2/WMNGT-MMEB Seite 129

WPM3 Servoaktoren WPM3/SERVO-MMEB Seite 131

WPM4 Robotik WPM4/ROB-MMEB Seite 133

WPM5 Automnatisierungstechnik WPM5/AUT-MMEB Seite 135

WPM6 Automatisierungsprojekt WPM6/AUTPJ-MMEB Seite 137

Masterarbeit Seite 139


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Modul-Name Vertiefung Sensoren und Aktoren Modulkürzel MO1/VSA-MMEB

Modul-Koordination Prof. Dr. Klaus-Dieter Durst (HTWG Konstanz D) Gültige SPO 09.12.2014

SWS 6 Kontaktzeit 90 Beginn im Studiensem. A

ECTS-Punkte 6 Selbststudium 90 Dauer 1 Sem.

Workload 180 Angebot im WS SS

Verwendung im Studiengang MMEB (PM) Erforderlich Vorkenntnisse Grundkenntnisse in Messtechnik

Angestrebter Abschluss M. Eng. Sinnvoll zu kombinieren mit MO2/MOD-MMEB, MO3/MECH-MMEB,

MO5/SCHALT-MMEB, WPM3/SERVO-MMEB

Modul-Typ (PM/WPM) PM Als Vorkenntnis erforderlich für

Lehrende Modul/Lehrveranstaltungen Art SWS ECTS Leistungsnach-weis unbenotet

MTP oder MP benotet

Vertiefung Sensoren und Aktoren 6 6 K120

Prof. Dr. K.-D. Durst (HTWG Konstanz D)

Vertiefung Messtechnik, Sensoren, Signalverarbeitung

V, LÜ 3 3

Prof. Dr.-Ing. U. Kosiedowski (HTWG Kon-stanz D)

Vertiefung Aktoren V, LÜ 3 3

Lern- und Qualifikationsziele Die Studierenden • kennen Sensoren und Aktoren, die in der Mechatronik verwendet werden und können

diese auswählen, dimensionieren und in ein mechatronisches System sinnvoll integrie-ren. erarbeiten sich neue Felder der Sensorik und Aktorik. Sie besitzen die Fähigkeit, nicht überwachte und nicht geregelte mechanische Systeme durch geeignete Methoden messtechnisch erfassbar und regelbar zu machen.

Lehrinhalte • Sensorprinzipien, Auswerteschaltungen, Messverstärker, Filter, Sensorschnittstellen • Fehlerquellen beim elektrischen Messen • Rechnergestützte Messdatenerfassung und -auswertung, Kennlinien, dynamisches

Verhalten • Messtechnische Aufgaben und Sensoren bei der Entwicklung und Produktion mecha-

tronischer Produkte: akustische Messungen, Schwingungsmesstechnik, DMS und ex-perimentelle Spannungsanalyse, thermische Messungen, kapazitive, piezoelektrische, induktive und magnetische Sensoren, optische Messtechnik, industrielle Bildverarbei-tung, 3D-Koordinatenmesstechnik, interferometrische Messtechnik

• Sensoren in der Automatisierungstechnik: Erklärung Wirkprinzipien, Einsatz in den Bereichen Automatisierungstechnik, Robotik, Handlingstechnik

• Signalverarbeitung: Wichtige Rechenverfahren der digitalen Signalverarbeitung, Si-gnalfilterung, Fourier-Transformation/FFT, Fensterung, Korrelations-Messtechnik

• Elektromechanische Aktoren: Voice Coil, Elektromagnet, Schrittmotoren • Elektrische Ansteuerung von Aktoren und Antriebsregelung • Piezoelektrische Antriebe


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Das Modul vermittelt (Reihenfolge

Lehr- und Lernmethoden

Zusammensetzung der Endnote

1 Fachkompetenz

2 Methodenkompetenz

3 Sozial- & Selbstkompetenz

Vorlesung Übung Labor Selbststudium Hausarbeit Workshop, Seminar Projektarbeit Sonstiges:

Note der Modulprüfung

Literatur • Stölting, H.-D.; Kallenbach, E.: Elektrische Kleinantriebe, 3. Aufl., Carl Hanser Verlag, Berlin, 2006

• Kallenbach, E. et. al.: Elektromagnete: Grundlagen, Berechnung, Entwurf und Anwen-dung, 4. Aufl., Vieweg-Teubner Verlag, Wiesbaden, 2012

• Durst, K.-D.: Vertiefung Messtechnik, Sensoren, Signalverarbeitung, Skript zur Vorle-sung 2015

• Becker, Bonfig, Höing: Handbuch Elektrische Messtechnik, 2. Aufl., Hüthig, Heidelberg, 2000

• Schrüfer,E.: Signalverarbeitung-Numerische Verarbeitung digitaler Signale, 2.Aufl., Hanser-Verlag, Berlin, 1992

Letzte Aktualisierung 12.05.2015


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Modul-Name Modellbildung und Regelung mechatronischer Systeme Modulkürzel MO2/MOD-MMEB

Modul-Koordination Prof. M. Eng. Tech. Günter Nagel Gültige SPO 09.12.2014

SWS 6 Kontaktzeit 90 Beginn im Studiensem. B

ECTS-Punkte 8 Selbststudium 150 Dauer 1 Sem. 2 Sem.


Verwendung im Studiengang MMEB (PM) Erforderliche Vorkenntnisse Grundlagen Regelungstechnik, Technische Mechanik (Dynamik), Grundlagen der Elek-

trotechnik

Angestrebter Abschluss M.Eng. Sinnvoll zu kombinieren mit MO1/VSA-MMEB, MO3/MECH-MMEB,

MO5/SCHALT-MMEB, MO6/PROG-MMEB, WPM3/SERVO-MMEB



MTP oder MP benotet

Modellbildung und Regelung mechatronischer Sy-steme

6 8

Prof. Dr. J. Kirchhof

Modellbildung und Simulation mechatronischer Systeme

V, LÜ 3 4 B(3), M30(5)

lvü Prof. M. Eng. Tech. G. Nagel

Vertiefung Regelungstechnik V, LÜ 3 4

Lern- und Qualifikationsziele Die Studierenden • sind in der Lage, Matlab/Simulink zur Berechnung von dynamischen Eigenschaften me-

chatronischer Systeme zu benutzen und die Ergebnisse zu interpretieren • können das Zusammenspiel zwischen mechanischen, hydraulischen, pneumatischen,

elektromagnetischen und elektronischen Teilsystemen beschreiben und modellieren • beherrschen die systematische Konzeption von Regelkreisen von der Anforderung über

die Gliederung in Komponenten zur konstruktiven und fertigungstechnischen Realisie-rung und können Methoden zur Modellierung und Beschreibung des dynamischen Ver-haltens der Komponenten und des gesamten Control Systems anwenden

Lehrinhalte • Einführung in fortgeschrittene Funktionen von Matlab/Simulink, begleitet von prakti-schen Beispielen, die z.T. aus dem Automobilbereich oder der Mechatronik stammen

• Simulation des Gesamtsystems (mechanisch/hydraulisch/elektronisch) unter Simulink und Interpretation der Ergebnisse

• lineare und nicht lineare Übertragungsglieder, Modellbildung für mechatronische Syste-me oder Fahrzeug-Komponenten

• empirische Erfassung der Systemdynamik, Stabilität von linearen Regelkreisen

Das Modul vermittelt (Reihenfolge)



2 Fachkompetenz

1 Methodenkompetenz





118

Literatur • Bossel, H.: Systemzoo 1, Books on Demand Gmbh, 2. Auflage, 2013.

• Scherf, H.: Modellbildung und Simulation dynamischer Systeme: Eine Sammlung von Simulink-Beispielen, Oldenbourg Wissenschaftsverlag, 3. Auflage, 2009.

• Angermann, A.; Beuschel, M.; Rau, M.; Wohlfarth, U.: MATLAB - Simulink - Stateflow: Grundlagen, Toolboxen, Beispiele, Oldenbourg Wissenschaftsverlag; 6. Auflage, 2009.

• Pietruszka, W. D.: MATLAB und Simulink in der Ingenieurpraxis: Modellbildung, Berech-nung und Simulation, Vieweg+Teubner Verlag, 3. Auflage, 2012.

• Lunze, Jan: Regelungstechnik 2, 6. Aufl., Springer, Berlin, 2010 • Ackermann, Jürgen: Robust Control, Systems with uncertain physical parameters, 3.

Aufl., Springer, Berlin, 1997 • Maciejowski, J.M.: Multivariable Feedback Design, Addison-Wesley, München, 1989 • Kortüm W., Lugner P.: Systemdynamik und Regelung von Fahrzeugen, Springer, Berlin,

1994 • Isermann, Rolf; Mechatronik, 2. Aufl., Springer, Berlin, 2012



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Modul-Name Mechatronische Systeme Modulkürzel MO3/MECH-MMEB





Verwendung im Studiengang MMEB (PM) Erforderliche Vorkenntnisse Grundkenntnisse in technischer Mechanik,

elektrischer Antriebstechnik und Rege-lungstechnik

Angestrebter Abschluss M.Eng. Sinnvoll zu kombinieren mit MO1/VAS-MMEB, MO2/MOD-MMEB,

WPM2/WMNGT-MMEV

Modul-Typ (PM/WPM) PM Als Vorkenntnis erforderlich für -


MTP oder MP benotet

Mechatronische Systeme 4 6 S

Prof. M. Eng. Tech. G. Nagel

Methodik der mechatronischen System- und Pro-duktentwicklung

V, LÜ 2 3

Prof. Dr.-Ing. U. Kosiedowski (HTWG Kon-stanz D)

Beispiele mechatronischer Systeme V 2 3

Lern- und Qualifikationsziele Die Studierenden sind in der Lage, anspruchsvolle Projekte im Bereich der Produktentwick-lung in der Mechatronik zu bearbeiten. Sie können die Entwicklung mechatronischer Sy-steme und deren Komponenten mit den dafür geeigneten Verfahren durchführen.

Lehrinhalte • mechatronischer Systementwurf • Aufbau mechatronischer Systeme, Modularisierung und Hierarchisierung • Entwicklungsmethodik (V-Modell) nach VDI 2206 • Zusammenspiel von Mechanik, Elektronik und Softwaretechnik, Aktorik und Sensorik • Echtzeitsysteme • Überblick über den Aufbau von Steuerungen in mechatronischen Produkten • Simulationswerkzeuge (CAE) im Überblick • modellbasierter Systementwurf und Simulation mechatronischer Systeme mittels Simula-

tionX • Anwendungsbeispiele: Vergleiche verschiedener Lösungen anhand von praktischen Bei-

spielen, • Aufzeigen des Zusammenspiels von Mechanik und Elektronik bei mechatronischen Sy-

stemen, • Systemlösungsvergleiche und Design von mechatronischen Produkten • Simulationsprojekt (Rechnergestützte mechatronische Produktentwicklung) • Diagnose und fehlertolerante mechatronischer Systeme • Regelung einfacher mechatronischer Systeme • Umgang mit Nichtlinearitäten


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2 Fachkompetenz

1 Methodenkompetenz




Literatur • Isermann, Rolf: Mechatronische Systeme, 2. Aufl., Springer, Berlin, 2012 • Roddeck, Werner, Einführung in die Mechatronik, 4. Aufl., Springer, Vieweg, Berlin, 2011 • Czichos, Horst, Mechatronik: Grundlagen und Anwendungen technischer Systeme, 1.

Aufl., Vieweg, 2006 • Nagel, G. „Methodik der mechatronischen System- und Produktentwicklung“ • Reif, K.: Automotive Mechatronics: Automotive Networking, Driving Stability Systems,

Electronics, Springer Vieweg, 2015.



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Modul-Name Projektarbeit Modulkürzel MO4/PJ-MMEB





Verwendung im Studiengang MMEB (PM) Erforderliche Vorkenntnisse

Angestrebter Abschluss M.Eng. Sinnvoll zu kombinieren mit



MTP oder MP benotet

Projektarbeit 4 8 S

Prof. M. Eng. Tech. G. Nagel

Projektarbeit Pj 4 8

Lern- und Qualifikationsziele Die Studierenden • wenden die im Masterstudium erlernten ingenieurwissenschaftlichen Methoden und ihr

erweitertes Fachwissen auf ein technisches Problem aus dem Bereich von Systemen in Automobilanwendungen oder verwandten Bereichen an

• erstellen eigene, fachübergreifende Lösungen • führen wissenschaftliche Literaturrecherchen und Quellenstudien durch und wenden

fachbezogene Literatur für ihre wissenschaftliche Arbeit an • bewerten Lösungsvorschläge anderer Teammitglieder kritisch und konstruktiv und ent-

wickeln diese gemeinsam mit ihnen weiter • erweitern ihre Sozialkompetenz (auch Führungskompetenz) beim Arbeiten in Gruppen • werten Untersuchungsergebnisse aus, fassen sie zusammenfassen, stellen sie dar und

wenden Qualitätskriterien beim Verfassen technischer/wissenschaftlicher Berichte an

Lehrinhalte • Mitarbeit an einem Thema aus der angewandten Forschung zur Anwendung ingenieur-wissenschaftlicher Methoden

• selbstständiges Lösen einer anspruchsvollen Aufgabenstellung • Darstellung der Ergebnisse einer ingenieurwissenschaftlichen Untersuchung • Lösung einer konkreten ingenieurwissenschaftlichen Aufgabenstellung aus dem Gebiet

der Mechatronik oder verwandten Bereichen in einem Projekt Team oder in Einzelarbeit • Von den Projekten im Bachelorstudium unterscheidet sich das Thema hinsichtlich des

höheren Schwierigkeitsgrades, der Art und dem Umfang der benötigten Vorkenntnisse und/oder dem interdisziplinären Ansatz sowie durch hohe Ansprüche an die Selbststän-digkeit der Bearbeitung sowie Inhalt und Form der Ergebnisse

Das Modul vermittel (Reihenfolge)



3 Fachkompetenz

1 Methodenkompetenz


Vorlesung Übung Labor Selbststudium Hausarbeit Workshop, Seminar Projektarbeit Sonstiges: Bericht



122

Literatur



123

Modul-Name Schaltungstechnik in mechatronischen Systemen Modulkürzel MO5/SCHALT-MMEB

Modul-Koordination Prof. M. Eng. Tech. Roger Rüsterholtz Gültige SPO 09.12.2014

SWS 4 Kontaktzeit 60 Beginn im Studiensem. C



Verwendung im Studiengang MMEB (PM) Erforderliche Vorkenntnisse Grundkenntnisse der Elektrotechnik und

der Regelungstechnik

Angestrebter Abschluss M.Eng. Sinnvoll zu kombinieren mit MO1/VAS-MMEB, MO2/MOD-MMEB,

MO6/PROG-MMEB



MTP oder MP benotet

Schaltungstechnik in mechatronischen Systemen 4 6 S

Prof. M. Eng. Tech. R. Rü-sterholtz

Vorlesung Schaltungstechnik V 2 3

Prof. M. Eng. Tech. R. Rü-sterholtz

Labor Schaltungstechnik LÜ 2 3

Lern- und Qualifikationsziele Die Studierenden sind in der Lage, einfache Schaltungen mit Operationsverstärkern zu ana-lysieren und zu entwickeln. Sie kennen die wesentlichen Eigenschaften von Leistungstransistoren und können einfache leistungselektronische Schaltungen analysieren und dimensionieren. Sie beherrschen die grundlegenden Bausteine der Digitaltechnik und sind in der Lage, ein-fache Schaltungen zu analysieren und zu entwerfen.

Lehrinhalte • Verfahren zur strukturierten Analyse elektronischer Schaltungen • Grundschaltungen mit Operationsverstärkern • Nicht ideale Eigenschaften von Operationsverstärkern • Leistungselektronische Bauelemente im Schaltbetrieb (Dioden, BJTs, Power MOS-

FETs,IGBTs) • Ansteuerschaltungen für Leistungstransistoren • Grundschaltungen der Digitaltechnik mit steigender Integrationskomplexität: Gatter,

FlipFlops, Zähler • Simulation von einfachen Schaltungen • CAD-gestütztes Leiterkartenlayout • Festigung der theoretischen Kenntnisse anhand einer umfangreichen betreuten projekt-

bezogenen Entwicklungsaufgabe im Labor




2 Fachkompetenz

1 Methodenkompetenz


Vorlesung Übung Labor Selbststudium Hausarbeit Workshop, Seminar Projektarbeit Sonstiges: Bericht,

Referat



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Literatur • Tietze, U.; Schenk, Ch.; Gamm, E.: Halbleiter-Schaltungstechnik, Springer Berlin Heidel-

berg, 13. Auflage, 2009. • Federau, J.: Operationsverstärker: Lehr- und Arbeitsbuch zu angewandten Grundschal-

tungen, Vieweg+Teubner Verlag, 5. Auflage, 2010. • Schröder, D.: Leistungselektronische Bauelemente, Springer Berlin Heidelberg, 2. Aufla-

ge, 2006. • Schmitt, G.: Mikrocomputertechnik mit Controllern der Atmel AVR-RISC-Familie, Olden-

bourg Wissenschaftsverlag, 5. Auflage, 2010. • Spanner, G.: AVR-Mikrocontroller in C programmieren, Franzis Verlag, 1. Auflage, 2010. • Schäffer, F.: AVR: Hardware und C-Programmierung in der Praxis, Elektor-Verlag, 2.

Auflage, 2008



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Modul-Name Programmierpraxis Modulkürzel MO6/PROG-MMEB

Modul-Koordination Prof. EI.-Ing. ETH Vinzenco Parisi Gültige SPO 09.12.2014




Verwendung im Studiengang MMEB (PM) Erforderliche Vorkenntnisse Grundlagen der Elektrotechnik und der

Regelungstechnik

Angestrebter Abschluss M.Eng. Sinnvoll zu kombinieren mit MO2/MOD-MMEB, MO5/SCHALT-MMEB,

WPM6/AUTPJ-MMEB



MTP oder MP benotet

Programmierpraxis 4 6 S

Prof. EI.-Ing. ETH V. Parisi

Vorlesung Programmierpraxis V 2 3

Prof. EI.-Ing. ETH V. Parisi

Labor Programmierpraxis LÜ 2 3

Lern- und Qualifikationsziele Die Studierenden kennen die gängigsten Komponenten von Mikrocontrollern, deren Funkti-on und sind in der Lage, sie praktisch anzuwenden. Sie können einfache C-Programme erstellen, die mechatronische Komponenten steuern bzw. regeln. Sie haben die Fähigkeit, die an ein System gestellten Anforderungen in Anlehnung an das V-Modell zu strukturieren, umzusetzen und zu testen.

Lehrinhalte • Grundumfang der Programmiersprache C (Selbstlernanteil) • Funktionsweise der gängigsten Komponenten von Mikrocontrollern, wie z.B. Speicher,

Ports, A/D-Wandler, Zähler, Zeitgeber, Kommunikationsschnittstellen • Zeitdiskrete Filter und zeitdiskrete Regelung • Festigung der theoretischen Kenntnisse anhand von Beispielprogrammen und einer um-

fangreichen betreuten projektbezogenen Programmieraufgabe im Labor




2 Fachkompetenz

1 Methodenkompetenz





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Literatur • Schmitt, G.: Mikrocomputertechnik mit Controllern der Atmel AVR-RISC-Familie, Olden-

bourg Wissenschaftsverlag, 5. Auflage, 2010. • Spanner, G.: AVR-Mikrocontroller in C programmieren, Franzis Verlag, 1. Auflage, 2010. • Salzburger, L.; Meister, I.: AVR-Mikrocontroller-Kochbuch, 1. Auflage, 2013. • Schäffer, F.: AVR: Hardware und C-Programmierung in der Praxis, Elektor-Verlag, 3.

Auflage, 2014.



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Modul-Name Systemanalyse mechanisch Modulkürzel WPM1/SYSTMECH-MMEB

Modul-Koordination Prof. Dr.-Ing. Burkhard Lege (HTWG Konstanz D) Gültige SPO 09.12.2014

SWS 5 Kontaktzeit 75 Beginn im Studiensem. A



Verwendung im Studiengang MMEB (WPM) Erforderlich Vorkenntnisse Grundlagen in CAD, höhere Mathematik

und technische Mechanik

Angestrebter Abschluss M. Eng. Sinnvoll zu kombinieren mit WPM3/SERVO-MMEB, WPM4/ROB-MMEB

Modul-Typ (PM/WPM) WPM Als Vorkenntnis erforderlich für


MTP oder MP benotet

Systemanalyse mechanisch 5 6 S

Prof. Dr.-Ing. B. Lege (HTWG Konstanz D)

Vertiefung Mechanik V, LÜ 3 3

Prof. Dr.-Ing. B. Lege (HTWG Konstanz D)

Vertiefung FEM V, LÜ 2 3

Lern- und Qualifikationsziele Die Studierenden lernen modernen CAx-Werkzeugen für die Analyse mechanischer Systeme kennen. Sie erwerben die Fähigkeit, in der Praxis auftretende Deformations- und Beanspru-chungsprobleme zu analysieren und Lösungen auszuarbeiten. Sie erhalten die theoretischer Grundlagen der Kinematik bzw. Kinetik im Hinblick auf deren Anwendung in der Mechatro-nik. Sie verstehen (elastische) Deformation fester Körper. Die Studierenden erwerben Fach-kompetenz (Faktenwissen, Methodenwissen und Systemdenken) und Methodenkompetenz.

Lehrinhalte Vertiefung Mechanik: • Vertiefung der theoretischer Grundlagen der Kinematik bzw. Kinetik im Hinblick auf

deren Anwendung in der Mechatronik Vertiefung FEM: • Strukturanalyse:

-Einführung und Vertiefung in die Methode der finiten Elemente (FEM); -Berechnung von Spannungen und Deformationen -Simulation von thermischen Beanspruchungen -Bestimmen von Eigenfrequenzen und Eigenschwingungsformen.

• Starrkörperanalyse: -Einführung in ein Softwaretool zur Mehrkörpersimulation -Simulation und analytische Berechnung von Bewegungsabläufen, Kräften und Dreh-momenten -Optimierung von mechanischen Systemen -Bestimmung der erforderlichen Motorantriebsleistung für ein mechanisches System.


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1 Fachkompetenz

2 Methodenkompetenz




Literatur • Wyndorps, Paul Theodor: 3D-Konstruktion mit Pro/Engineer – Wildfire, Europa Lehrmit-tel Verlag, 2008

• Gabbert, U.: Technische Mechanik für Wirtschaftsingenieure, 5. Aufl., Carl Hanser Ver-lag, München, 2010

• Rieg, F., Hackenschmidt, R.: Finite Elemente Analyse für Ingenieure, 3. Aufl., Hanser Verlag, München, 2009

• Gebhardt, C.: Praxisbuch FEM mit ANSYS Workbench, 1.Aufl., Hanser Verlag, München, 2011



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Modul-Name Vertiefung Wirtschaft und Management Modulkürzel WPM2/WMNGT-MMEB


SWS 4 Kontaktzeit 60 Beginn im Studiensem. D



Verwendung im Studiengang MMEB (WPM) Erforderlich Vorkenntnisse Grundkenntnisse der mechatronischen

Produktentwicklung

Angestrebter Abschluss M. Eng. Sinnvoll zu kombinieren mit MO3/MECH-MMEB



MTP oder MP benotet

Systemanalyse mechanisch 4 6 K120

Prof. Dr.-Ing. M. Domm (HTWG Kon-stanz D)

Kostenrechnung, Kostenmanagement V 2 3

Prof. Dipl.-Wirtsch.-Ing. E. Haupenthal

Organisation und Führung V 2 3

Lern- und Qualifikationsziele Das Lernziel ist auf die Durchdringung operativer wie strategischer Unternehmensprozesse aus finanzieller Perspektive gerichtet. Die Teilnehmer/innen können nach Abschluss der Kurseinheit die Liquiditätssituation einer Unternehmung prüfen und einschätzen und ken-nen alternative interne wie externe Möglichkeiten der Finanzierung von Unternehmen. Zusätzlich werden die grundlegenden Kenntnisse über den strukturellen Aufbau von Unter-nehmen gezeigt. Sie lernen die Gestaltungswege der Führungsorganisation kritisch einzu-schätzen. Schulung der Präsentation von Entwicklungen, Ergebnissen und Produkten vor einem Fachpublikum bzw. der Firmenleitung. Sie erwerben das Verständnis für die wirt-schaftlichen und organisatorischen Zusammenhänge in Firmen, die mechatronische Pro-dukte entwickeln. Die Studierenden erwerben Fachkompetenz (Faktenwissen, Methodenwis-sen und Systemdenken) und Methodenkompetenz.

Lehrinhalte Kostenrechnung, Kostenmanagement -Operative und strategische Unternehmensprozesse aus finanzieller Perspektive -Möglichkeiten zur Überprüfung der Liquiditätssituation einer Unternehmung -Finanzierungsmöglichkeiten -Finanzplanung eines Unternehmens Organisation und Führung -Grundlegende Kenntnisse über den strukturellen Aufbau von Unternehmen -Gestaltungswege der Führungsorganisation -moderne Alternativen der personen- und prozessorientierten wie virtuellen Organisati-onsgestaltung


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1 Fachkompetenz

2 Methodenkompetenz




Literatur • Götz, Uwe: Kostenrechnung und Kostenmanagement, 3. Aufl., Springer Berlin, 2010 • Liker, Jeffrey: The Toyota Way Fieldbook: 14 Management Principles, McGraw-Hill Pro-

fessional, 2005



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Modul-Name Servoaktoren Modulkürzel WPM3/SERVO-MMEB

Modul-Koordination Prof. M.Eng.Tech. Roger Rüsterholtz Gültige SPO 09.12.2014




Verwendung im Studiengang MMEB (WPM) Erforderlich Vorkenntnisse Grundlagen in technische Mechanik, Rege-

lungstechnik

Angestrebter Abschluss M. Eng. Sinnvoll zu kombinieren mit MO1/VAS-MMEB, MO2/MOD-MMEB,

WPM1/SYSTMECH-MMEB, WPM4/ROB-MMEB, WPM6/AUTPJ-MMEB



MTP oder MP benotet

Servoaktoren 4 6 K120

Dipl. El.-Ing. ETH R. Gloor

Elektrische Aktoren V 2 3

Prof. M. Eng. Tech. R. Rüster-holtz

Fluidtechnische Aktoren V 2 3

Lern- und Qualifikationsziele Nach erfolgreicher Teilnahme an der Veranstaltung „Servo-Aktoren“ können die Studierenden die verschiedenen servoelektrischen und fluidtechnischen (Servohydraulik/ Servopneumatik) Antriebssysteme auswählen und einsetzen. Sie erwerben das Verständnis für die physikali-schen und reglungstechnischen Zusammenhänge bei Antriebssystemen und haben die Fä-higkeit für eine gegebene Aufgabenstellung ein Antriebssystem auszuwählen. Ebenfalls ken-nen Sie die integrierten Steuerungsmöglichkeiten in modernen Antriebssystemen.

Lehrinhalte Elektrische Servotechnik • Linear- und Servomotoren • Frequenzumformer, Servoverstärker und deren Regelkreise (Moment-, Drehzahl-, Positi-

onsregelung) • Integrierte Steuerungstechnik in modernen Antriebssystemen • Schrittmotoren im Vergleich zum Servoantrieb Fluidtechnische Aktoren • Grundlagen der Servohydraulik und Servopneumatik • Antriebs- und Regelungskonzepte, Modellierung, Simulation, Hydraulikelemente wie Zy-

linder, Pumpen, Motoren, Wege-Druck-Stromventile, Proportionalventile, Servoventile




1 Fachkompetenz

2 Methodenkompetenz





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Literatur • Gloor R: „Elektrische Aktoren“

• Schulze , M.: Elektrische Servoantriebe. Baugruppen mechatronischer Systeme, 1. Aufl., Carl Hanser Verlag, 2008

• Rusterholtz R: „Fluidtechnische Aktoren“ • Murrenhoff, H.: Servohydraulik – Geregelte hydraulische Antriebe, 3. Aufl., Shaker Ver-

lag, 2008



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Modul-Name Robotik Modulkürzel WPM4/ROB-MMEB

Modul-Koordination Prof. Dipl. Maschinenbau - Ing. ETH Einar Nielsen Gültige SPO 09.12.2014




Verwendung im Studiengang MMEB (WPM) Erforderlich Vorkenntnisse Grundlagen technische Mechanik, Rege-

lungstechnik

Angestrebter Abschluss M. Eng. Sinnvoll zu kombinieren mit WPM1/SYSTMECH-MMEB, WPM3/SERV-

MMEB



MTP oder MP benotet

Robotik 5 6 K120

Prof. Dipl.-Ing. E. Nielsen

Robotik, Simulation V, LÜ 2 2

Dipl.-Ing. (FH) N. Vogel

Roboteranwendungen, Bildverarbeitung V, LÜ 3 4

Lern- und Qualifikationsziele Die Studierenden können den Einsatz von verschiedenen Robotertypen zusammen mit Peri-pheriegeräten und Sensoren planen und die Realisierung im Labor durchführen. Sie verste-hen den Roboter als flexible Automatisierungskomponente. Sie überblicken und verstehen die Teilsysteme des Roboters. Sie lernen den Einsatz von Visionsystemen in der Robotik kennen. Sie können die Kinematik des Roboters berechnen. Die Studierenden erwerben Fachkompetenz (Faktenwissen, Methodenwissen und Systemdenken) und Methodenkompe-tenz.

Lehrinhalte Roboterkinematik, Simulation - Mathematische Grundlagen der Roboterkinematik (lineare Algebra) - Berechnung Roboterkinematik nach der Denavit-Hartenberg Methode - Mehrkörpersysteme - Simulation der Roboterkinematik Roboteranwendungen, Bildverarbeitung - Einführung in die Robotik - Grundaufbau (Kinematik, Koordinatensysteme, Bauarten) - Steuerung (Aufbau, Betriebsarten, Steuerungsarten) - Programmierung (Programmierverfahren) - Programmierung von Bildverarbeitungssystemen (Vision) - Beispiele von Anwendungen (mit Exkursion) - Praktische Übungen im Labor, Projektarbeit


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1 Fachkompetenz

2 Methodenkompetenz




Literatur • Siciliano, Bruno; Khatib, Oussama: Springer Handbook of Robotics, Springer-Verlag Ber-lin, 2008

• Brillowski, Klaus: Einführung in die Robotik, 1. Aufl., Shaker Verlag, Aachen, 2004 • Weber, Wolfgang: Industrieroboter: Methoden der Steuerung und Regelung, 2. Aufl., Carl

Hanser Verlag, 2007 • Stark, Georg: Robotik mit MATLAB, 1. Aufl., Carl Hanser Verlag, 2009



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Modul-Name Automatisierungstechnik Modulkürzel WPM5/AUT-MMEB

Modul-Koordination Prof. Dr.-Ing. Marcus Kurth (HTWG Konstanz D) Gültige SPO 09.12.2014




Verwendung im Studiengang MMEB (WPM) Erforderlich Vorkenntnisse

Angestrebter Abschluss M. Eng. Sinnvoll zu kombinieren mit



MTP oder MP benotet

Automatisierungstechnik 4 6 K90

Prof. Dr.-Ing. Kurth (HTWG Konstanz D)

Automatisierungstechnik V, LÜ 4 6

Lern- und Qualifikationsziele Die Studierenden sind fähig, Automatisierungseinrichtungen und deren Komponenten (Prozessrechner, Aktoren, Sensoren, Bussysteme, Netzwerke, HMI) zur Steuerung von Gerä-ten, Maschinen und Prozessen zu konzipieren und anzuwenden. Sie können SPS program-mieren. Mit Hilfe des Beschreibungsmittels Petrinetze/Zustandsdiagramme können sie Pro-zesse modellieren. Die Studierenden erwerben Fachkompetenz (Faktenwissen, Methoden-wissen und Systemdenken) und Methodenkompetenz.

Lehrinhalte Anhand diverser kleinerer wegleitender Beispiele sollen die grundlegenden Ziele der Auto-matisierungstechnik behandelt werden (Planung bis Realisierung). Es werden die Themen-schwerpunkte Automatisierungstechnik, SPS-Programmierung, User Interface (HMI), Feld-busse und Netzwerke behandelt. • Auftrag von Kunden, Lastenheft • Analyse der Aufgabe, Pflichtenhefterstellung (Musterpflichtenheft) • Konzepterstellung, Ausarbeitung einer möglichen Lösung • Einteilung in Prozessebene, Steuerungsebene, Feldebene • Systemevaluation (Hard- und Software: Aufbau Systeme und Geräte, Steuerungskon-

zepte, SW-Struktur typischer Systeme) • Definition eines Ablaufes eines Teils der Anlage: Prozessbeschreibung, Design, Simu-

lation (Petrinetze, Ablaufdiagramme, Weg/Schritt-, Weg/Zeitdiagramme, Funktionsplä-ne, Zustandsdiagramme (State Events), RI-Diagramme)

• Umsetzung beispielhaft zeigen (Umsetzung erfolgt im Automationsprojekt) • Programmiermethoden (IEC 61131), Kommunikation in der Automatisierungstechnik

(Merkmale, typische Systeme), Netzwerke (Bussysteme), Gestaltung und Aufbau von User Interface (HMI) werden im Praxisteil vermittelt

• Bussysteme (Profibus: Kommunikation in der Automatisierungstechnik, Merkmale, ty-pische Systeme)

• Prozessleitsysteme: Besprechung eines Prozessleitsystems anhand eines vorgegebenen Beispiels; Möglichkeiten von Prozessbeschreibungen, Darstellungsmöglichkeiten eines Prozesses (graphisch, symbolisch), systematische Konzepterstellung für ein Prozess-leitsystem


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1 Fachkompetenz

2 Methodenkompetenz




Literatur • Petry, Jochen: IEC 61131-3 mit CoDeSys V3: Ein Praxisbuch für SPS-Programmierer, 1. Aufl, 2011, Eigenverlag 3S-Smart Software Solutions GmbH

• Schmitt, Karl: SPS-Programmierung mit ST nach IEC 61131-3 mit CODESYS, Vogel Buchverlag, 2011

• Baumann/Baur/Kaufmann/Schlipf/Schmid/Strobel: Automatisierungstechnik mit In-formatik und Telekommunikation. Europa Lehrmittel, 9. Aufl. 2011

• Reinhard Langmann: Taschenbuch der Automatisierung. Fachbuchverl. Leipzig, 2. A. 2010.



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Modul-Name Automatisierungsprojekt Modulkürzel WPM6/AUTPJ-MMEB

Modul-Koordination Prof. M.Eng.Tech. Günter Nagel Gültige SPO 09.12.2014




Verwendung im Studiengang MMEB (WPM) Erforderlich Vorkenntnisse Grundlagen technische Mechanik, elektri-sche Antriebe, Regelungstechnik, Automa-

tisierungstechnik

Angestrebter Abschluss M. Eng. Sinnvoll zu kombinieren mit WPM3/SERVO-MMEB, MO6/PROG-MMEB



MTP oder MP benotet

Automatisierungsprojekt 4 6 PR

Lehrende der NTB Buchs (CH) Automatisierungsprojekt LÜ 4 6

Lern- und Qualifikationsziele Die Studierenden werden befähigt, selbständig eine anspruchsvolle Automatisierungsein-richtung in Teamarbeit zu konzipieren, zu planen und mit allen Komponenten zu realisieren. Praktische Anwendung der Pflichtenhefterstellung, Konzeption, Realisation, Inbetriebnahme und Test.

Lehrinhalte Anhand einer Aufgabenstellung aus der Industrie oder aus Forschungsprojekten der Hoch-schulen soll ein Automatisierungssystem entwickelt werden. Das Thema soll aus folgenden Bereichen stammen: • Automatisierungstechnik (Anlagen-, Prozessautomatisierung) • SPS- oder CNC-Steuerungstechnik • Roboter mit Steuerung • Regelungstechnik • Vernetzung, Feldbusse • Bildverarbeitungssystem (Vision) • HMI (Bedieninterface) Aufgaben die zu lösen sind: • Erstellung eines Pflichtenheftes • Anwendung der Petrinetze/Zustandsautomaten zur Projektdefinition und Simulation • Konzeption, Realisierung, Test und Inbetriebnahme eines Automatisierungssystems • praktischer Einsatz von Aktoren und Sensoren • praktischer Einsatz von SPS-, CNC-, Robotersteuerung oder eines Mikrocontrollers zur

Steuerung oder Regelung • Debuggen, Simulieren, Arbeiten mit dem Entwicklungssystem der Steuerungshardware. • Dokumentation


138




1 Fachkompetenz

2 Methodenkompetenz


Vorlesung Übung Labor Selbststudium Hausarbeit Workshop, Seminar Projektarbeit Sonstiges: Referate,

Lernteamcoaching

Note der Präsentation

Literatur • Lunze, Jan; Automatisierungtechnik, 3. Aufl., Oldenbourg, München, 2012 • Weck, M: Werkzeugmaschinen 4 - Automatisierung von Maschinen und Anlagen, 6. Aufl,

VDI-Buch, 2006 • Petry, Jochen: IEC 61131-3 mit CoDeSys V3: Ein Praxisbuch für SPS-Programmierer, 1.

Aufl, 2011, Eigenverlag 3S-Smart Software Solutions GmbH • Schmitt, Karl: SPS-Programmierung mit ST nach IEC 61131-3 mit CODESYS, Vogel Buch-

verlag, 2011



139

Masterarbeit Modulkürzel MA-MMEB Koordination Prof. M. Eng. Tech. Günter Nagel Gültige SPO 2015

SWS 0 Kontaktzeit 0 Beginn im Studiensem. E



Verwendung im Studiengang MMEB Erforderliche Vorkenntnisse gemäß SPO MMEB

Angestrebter Abschluss M.Eng. Sinnvoll zu kombinieren mit

Modul-Typ (PM/WPM) Als Vorkenntnis erforderlich für

Lehrende Art SWS ECTS Leistungsnach-weis unbenotet

MTP oder MP benotet

Masterarbeit 0 20

Lehrende der HTWG und der NTB

Masterarbeit 0 20

Lern- und Qualifikationsziele Die Studierenden weisen mit der Masterarbeit die Fähigkeit nach, dass sie innerhalb einer Frist von sechs Monaten eine komplexe Aufgabenstellung aus dem Bereich der Mechatro-nik oder verwandten Bereichen selbstständig nach wissenschaftlichen Methoden in einem ingenieurmäßigen Umfeld lösen, und die Ergebnisse sachgerecht, strukturiert und auf sprachlich angemessenem Niveau darstellen können. Das Thema der Masterarbeit stammt aus aktuellen Entwicklungsprojekten oder der ange-wandten Forschung. Die Studierenden haben die Möglichkeit zur Mitarbeit in der For-schungs- und Entwicklungsabteilung eines Industriebetriebes oder in einem Forschungs-institut im In- oder Ausland. Die Studierenden festigen durch ihre Forschungsmitarbeit die erlernten wissenschaftlichen Methoden und erweitern ihr Fachwissen. Sie trainieren ihre Sozialkompetenz (und ggf. Füh-rungskompetenz) beim Arbeiten in Gruppen. Sie vertiefen das Verfassen technischer bzw. wissenschaftlicher Berichte. Die Studierenden zeigen mit der Masterarbeit ihre Expertise in dem von ihnen ausgewählten Thema im Bereich der Mechatronik.

Lehrinhalte




2 Fachkompetenz

1 Methodenkompetenz


Vorlesung Übung Labor Selbststudium Hausarbeit Workshop, Seminar Projektarbeit Sonstiges: Masterar-

beit

Note der Masterarbeit

Literatur


HTWG Konstanz Modulhandbücher Fakultät …€¦ · ECTS-Punkte 6 Selbststudium 90 Dauer 1 Sem....

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