Modulbeschreibung
Mechanik und Produktion IV
Kürzel:
M_MuP_IV
Durchführungszeitraum:
FS/11-FS/13
ECTS-Punkte:
10
Arbeitsaufwand:
300
Lernziele:
Die Studierenden
- könnnen verschiedene FMEA Methoden unterscheiden und einsetzen.
- können Produkte mit diskursiven Methoden konzipieren.
- können die Nutzwertanalyse durchführen.
- können die Zielkosten eines Produktes ermitteln.
- können Produkte in Baureihen und Baukästen strukturieren.
- können wesentliche Beiträge für faire Entscheidungen identifizieren.
- können Fertigungs- und Montageproblemstellungen unter Einbezug virtueller Systeme und der Robotertechnik bearbeiten.
- kennen die Grundlagen der NC-Technik und deren EDV-Einbindung in die CAD/CAM/CAQ-Fertigungskette.
- kennen die Planungssysteme für Fertigungsabläufe.
- kennen die Möglichkeiten der Bildverarbeitung für die moderne Fertigung.
- kennen die Möglichkeiten der Prozessoptimierung.
- für das mechatronische Beispielsystem «Servoantrieb» eine geeignete Steuerung/Regelung entwerfen
- die Vorteile einer Kaskadenregelung mit Vorsteuerung begründen.
- die elektromechanische Energieumwandlung in Drehfeldmaschinen diskutieren.
- typische Steuerungs- und Regelungsstrukturen für Antriebe mit Drehfeldmotoren erklären.
- die Energieeffizienz von Antriebssystemen beurteilen.
- für das reale Teilsystem «Servomotor – mechanische Last – Sensorik» eine Steuerung/Regelung entwerfen.
- ihr Vorgehen beim Systementwurf in einem Fachbericht darstellen sowie in einem Fachgespräch vertreten.
- können die Bewegungsgleichungen von Ein- und Mehrkörpersystemen bestimmen.
- können das Schwingungsverhalten analytisch und numerisch berechnen.
- können das Übertragungsverhalten und Eigenmodes bestimmen.
- kennen und verstehen die wesentlichen Begriffe und Phänomene der Strömungsmechanik für inkompressible Strömungen
- kennen und verstehen die grundlegenden Erhaltungsgleichungen der Strömungsmechanik und können diese auf reale Fragestellungen anwenden
- können mit Hilfe der Erhaltungsgleichungen Druckverluste, Kräfte und Momente in Strömungen bestimmen
- können hydraulische Kreisläufe mit Rohrleitungen, Einbauten und Pumpen für reibungsfreie und reibungsbehaftete Strömungen auslegen
- verstehen die Funktionsweise von Strömungsmaschinen und können Propeller und Windkraftanlagen auslegen
- kennen die wichtigsten Ähnlichkeitsgesetzte, können ihre Bedeutung interpretieren und zur Skalierung von Strömungsgeometrien nutzen
Verantwortliche Person:
Prof. Dr. Althaus Josef
Telefon/EMail:
++41 (0)81 7553480
/ u_2001060Standort (angeboten):
Buchs, Waldau St.Gallen
Fachbereiche:
Mechanik und Produktion
Vorausgesetzte Module:
Modultyp:
Standard-Modul für Systemtechnik BB STD_05(Empfohlenes Semester: 8)
Fach-Pflichtmodul für Maschinenbau STD_05 (PF)
Fach-Pflichtmodul für Mechanik und Produktion STD_05 (PF)
Standard-Modul für Systemtechnik VZ STD_05(Empfohlenes Semester: 6)
Fach-Pflichtmodul für Maschinenbau STD_05 (PF)
Fach-Pflichtmodul für Mechanik und Produktion STD_05 (PF)
ECTS-Punkte pro Kategorie
Profilmodule / 10 Punkte
Profilmodule / 10 Punkte
Modulbewertung
Bewertungsart:
Note von 1 - 6
Leistungsbewertung
Während der Prüfungssession:
Prüfung nach spezieller Definition
Während des Semesters:
Während der Unterrichstphase wird in den Kursen Produktentwicklung II und Strömungslehre eine Prüfung geschrieben. Während der Unterrichtsphase wird im Kurs Mechatronik II eine Prüfung geschrieben und ein Projekt bewertet. Während der Unterrichtsphase wird im Kurs Mechanische Systeme II ein Praktikum bewertet.
Bewertungsart:
Note von 1 - 6
Gewichtung:
Während der Unterrichstphase wird in den Kursen Produktentwicklung II und Strömungslehre eine Prüfung geschrieben (Gewicht je 10%). Während der Unterrichtsphase wird im Kurs Mechatronik II eine Prüfung geschrieben (Gewicht 5%) und ein Projekt bewertet (Gewicht 5%). Während der Unterrichtsphase wird im Kurs Mechanische Systeme II ein Praktikum bewertet (Gewicht 10%). Zudem findet über alle Kurse eine abgesetzte Modulschlussprüfung statt (Gewicht 60%).
Bemerkungen:
Kurse in diesem Modul
Produktentwicklung II
Kürzel:
MuP_IV_P
Arbeitsaufwand:
40
Semester:
1
Lernziele:
Die Studierenden
- könnnen verschiedene FMEA Methoden unterscheiden und einsetzen.
- können Produkte mit diskursiven Methoden konzipieren.
- können die Nutzwertanalyse durchführen.
- können die Zielkosten eines Produktes ermitteln.
- können Produkte in Baureihen und Baukästen strukturieren.
- können wesentliche Beiträge für faire Entscheidungen identifizieren.
Plan und Lerninhalt:
- intuitive Methoden zur Ideenfindung
- Voraussetzungen für Kreativität
- FMEA
- Nutzwertanalyse
- Verkaufspreis einschätzen
- Zielkosten
- Baureihen und Baukästen
- Entscheidungen
Ansprechspersonen:
Prof. Dr. Stöck Maximilian
Fachbereiche:
Mechanik und Produktion
Unterrichtssprache:
Deutsch
Leistungsnachweis:
Während der Unterrichtsphase wird eine Prüfung geschrieben. Zusätzlich findet eine abgesetzte Modulschlussprüfung zusammen mit den Kursen Fertigung und Produktion II, Mechatronik II, Mechanische Systeme II und Strömungslehre statt.
Lehr- und Lernmethoden:
Vorlesung, Lehrgespräch, Übungen, Fallstudie, begleitetes Selbststudium, Selbststudium
Bibliographie:
Skripte, Fachliteratur, Lernmaterialien, Labor- und Übungsunterlagen
Kursart:
Durchführung gemäss Stundenplan
Klassenunterricht mit 2 Lektionen pro Woche
- Max. Teilnehmer: 30
- Harte Grenze: nein
Fertigung und Produktion II
Kürzel:
MuP_IV_F
Arbeitsaufwand:
100
Semester:
1
Lernziele:
Die Studierenden
- können Fertigungs- und Montageproblemstellungen unter Einbezug virtueller Systeme und der Robotertechnik bearbeiten.
- kennen die Grundlagen der NC-Technik und deren EDV-Einbindung in die CAD/CAM/CAQ-Fertigungskette.
- kennen die Planungssysteme für Fertigungsabläufe.
- kennen die Möglichkeiten der Bildverarbeitung für die moderne Fertigung.
- kennen die Möglichkeiten der Prozessoptimierung.
Plan und Lerninhalt:
- Planung und Projektierung von Fertigungseinrichtungen
- Produktionsplanung und -steuerung
- Handhabungs-, Transport und Lagertechnik
- NC-Technik
- Bildverarbeitung
- Prozessoptimierung
Fachbereiche:
Mechanik und Produktion
Unterrichtssprache:
Deutsch
Leistungsnachweis:
Es findet eine abgesetzte Modulschlussprüfung zusammen mit den Kursen Produktentwicklung II, Mechatronik II, Mechanische Systeme II und Strömungslehre statt.
Lehr- und Lernmethoden:
Vorlesung, Übungen, Laborversuche, Demos, Praktika, Selbststudium
Bibliographie:
Skripte, Lernmaterialien, Labor- und Übungsunterlagen
Kursart:
Durchführung gemäss Stundenplan
Klassenunterricht mit 4 Lektionen pro Woche
- Max. Teilnehmer: 30
- Harte Grenze: nein
Mechatronik II
Kürzel:
MuP_IV_Me
Arbeitsaufwand:
60
Semester:
1
Lernziele:
Die Studierenden können
- für das mechatronische Beispielsystem «Servoantrieb» eine geeignete Steuerung/Regelung entwerfen; die relevanten Regelgrössen sind:
- Drehmoment
- Geschwindigkeit
- Position
- die Vorteile einer Kaskadenregelung mit Vorsteuerung begründen.
- die elektromechanische Energieumwandlung in Drehfeldmaschinen diskutieren.
- typische Steuerungs- und Regelungsstrukturen für Antriebe mit Drehfeldmotoren erklären.
- die Energieeffizienz von Antriebssystemen beurteilen.
- für das reale Teilsystem «Servomotor – mechanische Last – Sensorik» eine Steuerung/Regelung entwerfen.
- ihr Vorgehen beim Systementwurf in einem Fachbericht darstellen sowie in einem Fachgespräch vertreten.
Plan und Lerninhalt:
- Entwurf einer Kaskadenregelung mit Vorsteuerung für das mechatronische Beispielsystem «Servoantrieb».
- Elektromechanische Energieumwandlung in Drehfeldmaschinen.
- Typische Steuerungs- und Regelungsstrukturen für Antriebe mit Drehfeldmotoren.
- Energieeffizienz von Antriebssystemen.
- Projektarbeit 2: Entwurf einer Steuerung/Regelung für das reale mechatronische Teilsystem «Servomotor – mechanische Last – Sensorik».
Ansprechspersonen:
Dr. Kirchhof Jürgen
Fachbereiche:
Mechanik und Produktion
Unterrichtssprache:
Deutsch
Leistungsnachweis:
Während der Unterrichtsphase wird eine Prüfung geschrieben und ein Projekt bewertet. Zusätzlich findet eine abgesetzte Modulschlussprüfung zusammen mit den Kursen Produktentwicklung II, Fertigung und Produktion II, Mechanische Systeme II und Strömungslehre statt.
Lehr- und Lernmethoden:
Vorlesung, Lehrgespräch, Laborübungen, Projekt, begleitetes Selbststudium, Selbststudium
Bibliographie:
Ned Mohan. Electric Machines and Drives. John Wiley & Sons, Inc. 2012
Kursart:
Durchführung gemäss Stundenplan
Klassenunterricht mit 2 Lektionen pro Woche
- Max. Teilnehmer: 30
- Harte Grenze: nein
Mechanische Systeme II (Dynamik)
Kürzel:
MuP_IV_MS
Arbeitsaufwand:
50
Semester:
1
Lernziele:
Die Studierenden
- können die Bewegungsgleichungen von Ein- und Mehrkörpersystemen bestimmen.
- können das Schwingungsverhalten analytisch und numerisch berechnen.
- können das Übertragungsverhalten und Eigenmodes bestimmen.
Plan und Lerninhalt:
- Newton-Euler Verfahren
- Diskrete Schwinger mit mehreren Freiheitsgraden
- Eigenwerte, Eigenvektoren, Eigenfrequenzen, Eigenformen
- Übertragungsverhalten
- Resonanzen
- Kreiselwirkung
- Rotordynamik
Ansprechspersonen:
Prof. Dr. Althaus Josef
Fachbereiche:
Mechanik und Produktion
Unterrichtssprache:
Deutsch
Leistungsnachweis:
Während der Unterrichtsphase wird ein Praktikum bewertet. Zusätzlich findet eine abgesetzte Modulschlussprüfung zusammen mit den Kursen Produktentwicklung II, Fertigung und Produktion II, Mechatronik II und Strömungslehre statt.
Lehr- und Lernmethoden:
Vorlesung, Lehrgespräch, Übungen, begleitetes Selbststudium, Selbststudium, Mechanikpraktikum
Bibliographie:
Skripte, Fachliteratur, Lernmaterialien, Labor- und Übungsunterlagen
Kursart:
Durchführung gemäss Stundenplan
Klassenunterricht mit 2 Lektionen pro Woche
- Max. Teilnehmer: 30
- Harte Grenze: nein
Strömungslehre
Kürzel:
MuP_IV_S
Arbeitsaufwand:
50
Semester:
1
Lernziele:
Die Studierenden
- kennen und verstehen die wesentlichen Begriffe und Phänomene der Strömungsmechanik für inkompressible Strömungen
- kennen und verstehen die grundlegenden Erhaltungsgleichungen der Strömungsmechanik und können diese auf reale Fragestellungen anwenden
- können mit Hilfe der Erhaltungsgleichungen Druckverluste, Kräfte und Momente in Strömungen bestimmen
- können hydraulische Kreisläufe mit Rohrleitungen, Einbauten und Pumpen für reibungsfreie und reibungsbehaftete Strömungen auslegen
- kerstehen die Funktionsweise von Strömungsmaschinen und können Propeller und Windkraftanlagen auslegen
- kennen die wichtigsten Ähnlichkeitsgesetzte, können ihre Bedeutung interpretieren und zur Skalierung von Strömungsgeometrien nutzen
Plan und Lerninhalt:
Inkompressible Strömungsmechanik:
- Hydrostatisches Grundgesetz
- Impulssatz, Drallsatz, Energiesatz
- Stromfadentheorie: Bernoulli-Gleichung, Eulersche Turbinengleichung
- Ähnlichkeit und dimensionslose Kennzahlen
- Reibungsfreie, reibungsbehaftete Rohr- und Kanalströmung; Berücksichtigung der Rohrrauigkeit
- Strömungen um Tragflächen und Windkraftanlagen
- Pumpenkennlinien, Verschaltung von Pumpen, Auslegung der Pumpen in Kreisläufen
- Widerstand und Auftrieb umströmter Körper
- Instationäre Rohrströmungen
- Grenzschichttheorie
- Potentialströmungen
Ansprechspersonen:
Dr. Knaus Hermann
Fachbereiche:
Mechanik und Produktion
Unterrichtssprache:
Deutsch
Leistungsnachweis:
Während der Unterrichtsphase wird eine Prüfung geschrieben. Zusätzlich findet eine abgesetzte Modulschlussprüfung zusammen mit den Kursen Produktentwicklung II, Fertigung und Produktion II, Mechatronik II und Mechanische Systeme II statt.
Lehr- und Lernmethoden:
Lehrgespräch, Übungen, begleitetes Selbststudium
Bibliographie:
Skripte, Fachliteratur, Lernmaterialien, Labor- und Übungsunterlagen
Kursart:
Durchführung gemäss Stundenplan
Klassenunterricht mit 2 Lektionen pro Woche
- Max. Teilnehmer: 30
- Harte Grenze: nein