Modulbeschreibung
Mechanik und Produktion III
Kürzel:
M_MuP_III
Durchführungszeitraum:
HS/11-HS/12
ECTS-Punkte:
10
Arbeitsaufwand:
300
Lernziele:
Die Studierenden
- können geeignete Methoden zur Erfassung von Kundenbedürfnissen auswählen.
- können den Reifegrad einer Technologie einstufen.
- können Technologietrends und Innovationschancen identifizieren.
- können in Funktionen denken.
- können Produkte mit diskursiven und intuitiven Methoden konzipieren.
- können TRIZ zur Erarbeitung von Produktkonzepten einsetzen.
- können Produkte konzeptionell mit Hilfe von TRIZ optimieren.
- können Patente lesen und verstehen.
- kennen das Vorgehen zur Patentanmeldung
- können geeignete Herstellverfahren evaluieren und für die Entwicklung und Fertigung ihrer Produkte einsetzen.
- kennen die gängigen Fertigungsverfahren.
- kennen die neuesten Fertigungstechnologien.
- können die Fertigungsmesstechnik und Qualitätsprüfung in einfachen Fällen planen und durchführen.
- können ein Messunsicherheitsbudget für einfache Messungen aufstellen und die Hauptursachen von Messunsicherheitskomponenten erkennen und reduzieren.
- können einfache Messungen auf Koordinaten-, Form- und Oberflächenmessgeräten planen, durchführen und die Ergebnisse richtig interpretieren.
- kennen die wichtigsten optisch / berührungslos arbeitenden Messprinzipien und ihre Anwendungen im Messraum und in der Produktion.
- können Messräume auslegen und das Komparatorprinzip für Präzisionsmessungen anwenden.
- kennen die Organisation des Kalibrierwesens und der Prüfmittelverwaltung.
- können die wichtigsten Mess- und Prüfverfahren nach technischen und wirtschaftlichen Gesichtspunkten auswählen.
- können Prüfpläne erstellen und die Fähigkeit von Messprozessen beurteilen.
- die Grundstruktur des allgemeinen mechatronischen Systems durch ein Blockschaltbild darstellen und am Beispiel eines Servoantriebs konkretisieren
- die Anforderungen typischer mechanischer Lasten an einen Servoantrieb charakterisieren
- die Funktionsweise von leistungselektronischen Stellgliedern erklären
- die Grundprinzipien der elektromechanischen Energieumwandlung diskutieren
- den Aufbau und die Funktionsweise von sowohl mechanisch als auch elektronisch kommutierten Gleichstrommotoren erklären
- das reale mechatronische Teilsystem «Servomotor – mechanische Last – Sensorik» analysieren
- ihr Vorgehen bei der Systemanalyse in einem Fachbericht darstellen sowie in einem Fachgespräch vertreten
- kennen die wichtigsten mathematischen Grundlagen der Finite-Elemente-Methode (FEM)
- können strukturmechanische Probleme mit Hilfe einer FEM-Software lösen
- kennen die Möglichkeiten bei der Simulation von Mehrkörpersystemen (MKS)
- können einfache Problemstellungen aus dem Bereich Mehrkörpersimulation mit Hilfe einer MKS-Software lösen
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:
Zusätzlich vorausgesetzte Kenntnisse:
Anschlussmodule:
Modultyp:
Standard-Modul für Systemtechnik BB STD_05(Empfohlenes Semester: 7)
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: 5)
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 Unterrichtsphase wird in den Kursen Produktentwicklung I und Qualitätsprüfung und Fertigungsmesstechnik eine Prüfung geschrieben. Während der Unterrichtsphase wird im Kurs Mechatronik I eine Prüfung geschrieben und ein Projekt bewertet. Während der Unterrichtsphase wird im Kurs Mechanische Systeme I eine Prüfung geschrieben.
Bewertungsart:
Note von 1 - 6
Gewichtung:
Während der Unterrichtsphase wird in den Kursen Produktentwicklung I und Qualitätsprüfung und Fertigungsmesstechnik eine Prüfung geschrieben (Gewicht je 10%). Während der Unterrichtsphase wird im Kurs Mechatronik I eine Prüfung geschrieben (Gewicht 5%) und ein Projekt bewertet (Gewicht 5%). Während der Unterrichtsphase wird im Kurs Mechanische Systeme I eine Prüfung geschrieben (Gewicht 10%). Zudem findet über alle fünf Kurse eine abgesetzte Modulschlussprüfung statt (Gewicht 60%).
Bemerkungen:
Kurse in diesem Modul
Produktentwicklung I
Kürzel:
MuP_III_P
Arbeitsaufwand:
40
Semester:
1
Lernziele:
Die Studierenden
- können geeignete Methoden zur Erfassung von Kundenbedürfnissen auswählen.
- können den Reifegrad einer Technologie einstufen.
- können Technologietrends erkennen.
- können Innovationschancen identifizieren.
- können in Funktionen denken.
- können Produkte mit diskursiven Methoden konzipieren.
- können TRIZ zur Erarbeitung von Produktkonzepten einsetzen.
- können Produkte konzeptionell mit Hilfe von TRIZ optimieren.
- können Patente lesen und verstehen.
- kennen das Vorgehen zur Patentanmeldung.
Plan und Lerninhalt:
- Marktleistungsprozess
- Positionierung von Innovationen im Produktportfolio
- Methoden zur Erfassung von Kundenbedürfnissen
- Evolutionsmuster der Technologie
- Funktionen und Funktionsstrukturen
- intuitive Methoden zur Ideenfindung
- Voraussetzungen für Kreativität
- diskursive Methoden zur Ideenfindung
- TRIZ
- Funktionsanalyse
- Trimming
- physikalische und technische Widersprüche identifizieren und lösen - Patentwesen
Ansprechspersonen:
Prof. Dr. Stöck Maximilian
Fachbereiche:
Mechanik und Produktion
Unterrichtssprache:
Deutsch
Leistungsnachweis:
Während der Unterrichtsphase wird eine Prüfung geschrieben. Zusätzlich findet eine abgesetzte Modul-schlussprüfung zusammen mit den Kursen Fertigung und Produktion I, Qualitätsprüfung und Fertigungsmesstechnik, Mechatronik I und Mechanische Systeme I statt.
Lehr- und Lernmethoden:
Vorlesung, Lehrgespräch, Übungen, Fallstudie, begleitetes Selbststudium, Selbststudium
Bibliographie:
Skripte, Fachliteratur, Lernmaterialien, Übungsunterlagen
Kursart:
Durchführung gemäss Stundenplan
Klassenunterricht mit 2 Lektionen pro Woche
- Max. Teilnehmer: 30
- Harte Grenze: nein
Fertigung und Produktion I
Kürzel:
MuP_III_F
Arbeitsaufwand:
40
Semester:
1
Lernziele:
Die Studierenden
- können geeignete Herstellverfahren evaluieren und für die Entwicklung und Fertigung ihrer Produkte einsetzen.
- kennen die gängigen Fertigungsverfahren.
- kennen die neuesten Fertigungstechnologien.
Plan und Lerninhalt:
Einführung in die Fertigung und Produktion
- Urformen: Giessen, Sintern, Spritzgiessen, Extrudieren
- Umformen: Blechumformung, Massivumformung, Thermoformen
- Trennen: Spanen mit geometrisch bestimmter und unbestimmter Schneide (Bohren, Drehen, Fräsen, Schleifen, Honen, Läppen)
- Fügen: Kleben, Schweissen, Löten
- Rapid Prototyping: Rapid Modeling, Prototyping, Tooling, Reverse Engineering
- Laser in der Fertigungstechnik
- Beschichten, Galvanik
- Fertigung von Verbundmaterialien
Fachbereiche:
Mechanik und Produktion
Unterrichtssprache:
Deutsch
Leistungsnachweis:
Es findet eine abgesetzte Modulschlussprüfung zusammen mit den Kursen Produktentwicklung I, Qualitätsprüfung und Fertigungsmesstechnik, Mechatronik I und Mechanische Systeme I statt.
Lehr- und Lernmethoden:
Vorlesung, Übungen, Laborversuche, Demos, Praktika, Selbststudium
Bibliographie:
Skripte, Lernmaterialien, Labor- und Übungsunterlagen
Kursart:
Durchführung gemäss Stundenplan
Blockkurs mit 2 Lektionen pro Woche
- Max. Teilnehmer: 30
- Harte Grenze: nein
Bemerkungen:
Der Kurs findet alle 14-Tage à 4 Lektionen statt.
Qualitätsprüfung und Fertigungsmesstechnik
Kürzel:
MuP_III_Q
Arbeitsaufwand:
60
Semester:
1
Lernziele:
Die Studierenden
- können die Fertigungsmesstechnik und Qualitätsprüfung in einfachen Fällen planen und durchführen.
- können ein Messunsicherheitsbudget für einfache Messungen aufstellen und die Hauptursachen von Messunsicherheitskomponenten erkennen und reduzieren.
- können einfache Messungen auf Koordinaten- und Oberflächenmessgeräten planen, durchführen und die Ergebnisse richtig interpretieren.
- können Messräume klassifizieren und für Präzisionsmessungen nutzen.
- können die wichtigsten Mess- und Prüfverfahren nach tech. und wirtschaftlichen Gesichtspunkten auswählen.
- können Prüfpläne erstellen und die Eignung von Messprozessen beurteilen.
Plan und Lerninhalt:
Grundlagen der Fertigungsmesstechnik
- Koordinatenmesstechnik, Messkopfsysteme, CAx
- Oberflächen- und Konturmesstechnik
- Präzisionsmesstechnik, Messräume
- Messunsicherheit und deren Ursachen
- Prüfprozesseignung
Ansprechspersonen:
Prof. Dr. Keferstein Claus P.
Fachbereiche:
Mechanik und Produktion
Unterrichtssprache:
Deutsch
Leistungsnachweis:
Während der Unterrichtsphase wird eine Prüfung geschrieben. Zusätzlich findet eine abgesetzte Modulschlussprüfung zusammen mit den Kursen Produktentwicklung I, Fertigung und Produktion I, Mechatronik I und Mechanische Systeme I statt.
Lehr- und Lernmethoden:
Vorlesung, Studierendenvorträge, Übungen, Praktika, Projekt, Selbststudium mit E-learning-Sequenzen
Bibliographie:
Buch: Keferstein / Dutschke, Fertigungsmesstechnik, neueste Auflage, Teubner Verlag, Skripte, E-Learning, und Dokumentenmanagement über Moodle
Kursart:
Durchführung gemäss Stundenplan
Blockkurs mit 2 Lektionen pro Woche
- Max. Teilnehmer: 30
- Harte Grenze: nein
Bemerkungen:
Der Kurs findet alle 14-Tage à 4 Lektionen statt.
Mechatronik I
Kürzel:
MuP_III_Me
Arbeitsaufwand:
60
Semester:
1
Lernziele:
Die Studierenden können
- die Grundstruktur des allgemeinen mechatronischen Systems durch ein Blockschaltbild darstellen und am Beispiel eines Servoantriebs konkretisieren
- die Anforderungen typischer mechanischer Lasten an einen Servoantrieb charakterisieren
- die Funktionsweise von leistungselektronischen Stellgliedern erklären
- die Grundprinzipien der elektromechanischen Energieumwandlung diskutieren
- den Aufbau und die Funktionsweise von sowohl mechanisch als auch elektronisch kommutierten Gleichstrommotoren erklären
- das reale mechatronische Teilsystem «Servomotor – mechanische Last – Sensorik» analysieren
- ihr Vorgehen bei der Systemanalyse in einem Fachbericht darstellen sowie in einem Fachgespräch vertreten
Plan und Lerninhalt:
- Grundstruktur des allgemeinen mechatronischen Systems; Beispiel «Servoantrieb»
- Anforderungen typischer mechanischer Lasten an einen Servoantrieb
- Funktionsweise von leistungselektronischen Stellgliedern
- Grundprinzipien der elektromechanischen Energieumwandlung
- Aufbau und Funktionsweise von sowohl mechanisch als auch elektronisch kommutierten Gleichstrommotoren
- Projektarbeit 1: Analyse des realen mechatronischen Teilsystems «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 I, Fertigung und Produktion I, Qualitätsprüfung und Fertigungsmesstechnik und Mechanische Systeme I statt.
Lehr- und Lernmethoden:
Vorlesung, Lehrgespräch, Übungen, Laborübungen, Projekt, 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 I
Kürzel:
MuP_III_MS
Arbeitsaufwand:
100
Semester:
1
Lernziele:
Die Studierenden
- kennen die wichtigsten mathematischen Grundlagen der Finite-Elemente-Methode (FEM)
- können strukturmechanische Probleme mit Hilfe einer FEM-Software lösen
- kennen die Möglichkeiten bei der Simulation von Mehrkörpersystemen (MKS)
- können einfache Problemstellungen aus dem Bereich Mehrkörpersimulation mit Hilfe einer MKS-Software lösen
Plan und Lerninhalt:
FEM
- Steifigkeits- und Massenmatrizen
- lineare und quadratische Ansatzfunktionen
- Lösungsalgorithmen für nichtlineare Gleichungssysteme
- Lasten, Randbedingungen, Verschiebungen, Spannungen, Dynamik
- Vernetzung, Netzverfeinerung, Singularitäten
- Programm ANSYS
- Simulation von Mehrkörpersystemen mit Hilfe des Programms SIMPACK
Ansprechspersonen:
Prof. Dr. Althaus Josef
Fachbereiche:
Mechanik und Produktion
Unterrichtssprache:
Deutsch
Leistungsnachweis:
Während der Unterrichtsphase wird eine Prüfung geschrieben. Zusätzlich findet eine abgesetzte Modulschlussprüfung zusammen mit den Kursen Produktentwicklung I, Fertigung und Produktion I, Qualitätsprüfung und Fertigungsmesstechnik und Mechatronik I statt.
Lehr- und Lernmethoden:
Vorlesung, Lehrgespräch, Übungen, begleitetes Selbststudium, Selbststudium
Bibliographie:
Skripte, Fachliteratur, Lernmaterialien, Labor- und Übungsunterlagen
Kursart:
Durchführung gemäss Stundenplan
Klassenunterricht mit 4 Lektionen pro Woche
- Max. Teilnehmer: 30
- Harte Grenze: nein