Industrielle Mechatronik

• Kenngrößen von sinusförmige Wechselspannungen
• Analyse von Wechselstromnetzen
• Drehstromsysteme
• Energieversorgung
• Schwingkreise
• Schaltvorgänge

• Einführung in die Betriebswirtschaftslehre
• Unternehmensformen (Unterschiede aus betriebswirtschaftlicher Sicht)
• Finanzierung (ohne Export)
• Externes Rechnungswesen und operatives Controlling
• Bilanz (Inhalte und Verständnis)
• Kennzahlenanalyse

• Projektbegriff, Projektarten, Projektorientierung, Projektmanagement-Ansatz
• Projektabgrenzung und Projektkontextanalyse
• Rollen im Projekt, Anforderungen an Projektleiter und Projektteammitglieder
• Leistungsplanung mittels Projektstrukturplan
• Terminplanung
• Ressourcen- und Kostenplanung
• Projekthandbuch
• Projektccontrolling

• Gewöhnliche Differentialgleichungen (einfach Differentialgleichungen)
• Numerische Lösungen
• Wahrscheinlichkeit
• Statistik

• Zug- und Druckbeanspruchung
• Biegebeanspruchung gerader und schwach gekrümmter Stäbe
• Schubbeanspruchung gerader und schwach gekrümmter Stäbe
• Torsionsbeanspruchung kreiszylindrischer Stabquerschnitte
• Formänderung bei Zug- und Druckbeanspruchung sowie Biegung
• Formänderung bei Torsions- und Schubbeanspruchung

• allgemeine konstruktive Grundlagen
• Gestaltung von Verbindungstechniken im Maschinenbau (Klebe-, Löt-, Schweiß-,
• Bolzen- und Schraubverbindungen)
• Konstruktive Gestaltung von Achsen und Wellen
• Wälzlager und Wälzlagerungen
• Gleitlager
• Elemente zur Verbindung von Wellen und Naben
• Getriebe
• automatisierte Erstellung von Stücklisten und Zuschnittlisten auf Basis von
  Baugruppenmodellen

• analoge und digitale Messgeräte
• A/D-Wandlung und Quantisierung
• Messfehler
• Messung elektrischer Größen
• Sensoren und Messkette
• Messung von Temperatur, Längen/Winkel, Drehzahl, Druck/Kraft, Durchfluss,   Füllstand, Beschleunigung

• Modulares Programmieren
• Design Patterns
• Datenstrukturen, Algorithmen
• Betriebssysteme
• GUI Programmierung
• Versionsverwaltung

• begleitende Reflexion der Praxissphase 1
• Diskussion der ausgearbeiteten Ausbildungspläne
• Visualisierung, Präsentation, Planungsberichte
• Bewertung von Präsentation, Entscheidertraining
• Verfassen von wissenschaftlichen Kurzberichten
• Umsetzung und praktische Anwendung der erworbenen theoretischen Fachkompetenzen im Rahmen der Aufgaben im Ausbildungspartnerunternehmen
• konkrete Mitarbeit an wertschöpfenden Prozessen und Abläufen in innerbetrieblichen Projektteams und selbständige Bearbeitung von betrieblichen Aufgabenstellungen
• Dokumentation der durchgeführten Arbeiten und bewältigten Aufgabenstellungen
• Festlegung und Weiterentwicklung persönlicher Kompetenzfelder und Interessen anhand modularer Kompetenzfeldberichte

• Kinematik des Massenpunktes
• Bezugssystem, Relativbewegung und Punktmasse
• geradlinige Bewegung des Punktes
• krummlinige ebene Bahnbewegung des Punktes Kinematik des starren Körpers
• Grundformen der Bewegung des starren Körpers
• ebene Bewegung des starren Körpers Kinetik des Massenpunktes
• Newtonsche Axiome und Grundgesetze
• Prinzip von d’ Alembert
• Impulssatz und Stoßvorgänge
• Bewegungswiderstände und Reibung
• Arbeit, Energie und Leistung Kinetik der allgemeinen Bewegung
• Massenträgheitsmoment; Trägheitsachsen; der Satz von Steiner
• Impulsmoment und Drallsatz mechanische Schwingungen
• ungedämpfte und gedämpfte Pendelschwingungen

• PN-Übergang, Diode, einfache Grundschaltungen
• Transistor, einfache Grundschaltungen
• Transistorgrundlagen
• Transistor als Schalter
• Gatterlogik, Logikfamilien
• logische Grundfunktionen, Binäre Gleichungen (De-Morgan, KV-Diagramm)
• Logik-Eingänge, -Ausgänge, Logikpegel
• Flip-Flop
• Addierer und Zähler
• (De-)Multiplexer
• Encoder (Priority, /-Segment, BCD, Gray)
• Programmierbare Logik (CPLD, FPGA)

• Verbesserung der Kommunikationsfähigkeit und Ausdrucksweise durch einen kommunikationsorientierten Sprachunterricht anhand von Situationen und Texten aus Wirtschaft und Technik

• Erweiterung des Wortschatzes (mit Hilfe von allgemeinen und fachspezifischen Texten), Wiederholung und Festigung ausgewählter Grammatikkapitel

• Schulung des Leseverständnisses anhand authentischer Materialien
  (Texte/Handbücher/Memos/Berichte mit technischem Inhalt)

• Einführung von Kommunikationsstrategien im Beruf:
 Telefonieren, Korrespondenz (E- Mails, Geschäftsbriefe, Fax), Mini- Meetings, alltägliche Situationen der Arbeitswelt in der Fremdsprache meistern können (auf Fragen antworten und Erklärungen/Instruktionen/Beschreibungen geben können)

• Aufbau und Funktionsweise von SPS-Systemen
• IEC61131
• Struktur von Ablaufsteuerungen
• Fehleranalyse
• Programmieren von SPS-Systemen
• Einbindung von analogen und digitalen Ein- und Ausgängen
• Arbeiten mit Funktionsbibliotheken

• Fluide und Fluideigenschaften
• Grundlagen der Fluidmechanik
• Aufbau von hydraulischen und pneumatischen Systemen
• Komponenten: Pumpen, Verdichter, Ventile, Zylinder, Hydromotoren, Speicher, Leitungen, etc.
• Zusammenwirken von Hydraulik/Pneumatik mit SPS

• Stoffeigenschaften und Stoffgrößen der Thermodynamik
• Zustandsgleichungen idealer Gase
• Der I. Hauptsatz der Thermodynamik
• Der II. Hauptsatz der Thermodynamik
• Zustandsänderungen idealer Gase
• Zustandsänderungen realer Gase
• Zustandsgrößen und Zustandsänderungen von Gas- und Gas-Dampf-
  Gemischen
• Wirkmechanismen der Wärmeübertragung
• Kreisprozesse und thermische Maschinen
• Wärmekraftanlagen
• Thermodynamik des Heizens und Kühlens

• begleitende Reflexion der Praxissphase 2
• Diskussion der ausgearbeiteten Ausbildungspläne
• Visualisierung, Präsentation, Planungsberichte
• Bewertung von Präsentation, Entscheidertraining
• Verfassen von wissenschaftlichen Kurzberichten
• Umsetzung und praktische Anwendung der erworbenen theoretischen Fachkompetenzen im Rahmen der Aufgaben im Ausbildungspartnerunternehmen
• konkrete Mitarbeit an wertschöpfenden Prozessen und Abläufen in innerbetrieblichen Projektteams und selbständige Bearbeitung von betrieblichen Aufgabenstellungen
• Dokumentation der durchgeführten Arbeiten und bewältigten Aufgabenstellungen
• Festlegung und Weiterentwicklung persönlicher Kompetenzfelder und Interessen   anhand modularer Kompetenzfeldberichte

• Gleichstrommotor
• Synchronmotor
• Asynchronmotor
• BLDC
• Schrittmotor
• Servomotor als geregelter Antrieb
• Getriebe
• Linearmotor/Linearantriebe
• Zusammenspiel Motor-Last

• Analoge Transistorgrundschaltungen
• Operationsverstärker Grundlagen und Grundschaltungen
• aktive Filter
• AD-, DA-Wandler

Lehrinhalte:

- Hardwaremodule zur Erfassung von Daten beliebiger Sensoren
- Softwarezugriff auf Datenerfassungsgeräte u. Messgeräte
- Hardware-Simulation, - Verarbeiten von Messdaten
- Toolkits zur Kommunikation mit Microcontrollern,
- Visualisierung von Daten
- App.-Architekturen zur Verarbeitung u. Visualisierung von Daten
- Schreiben u. lesen von Konfig.-Daten,
- File I/O in diversen Formaten
- Methoden der Dokumentation u. Software-Organisation,
- Design Patterns
- Modularität
- Webservices

• Aufbau und Peripherie von Mikrocontrollern
• serielle Schnittstellen
• Speicher
• Programmierung
• Schrittmotoransteuerung

• Studiengangs- und berufsspezifische Themenbereiche
• Erweiterung des Wortschatzes im technischen Bereich, Schulung des  ; ;Leseverständnisses anhand authentischer Materialien
 (Texte/Handbücher/Memos/Berichte mit technischem Inhalt)
• Erweiterung der Kommunikationsstrategien im Beruf: Korrespondenz
 (Bewerbungsschreiben, Lebenslauf), Struktur- und Prozessbeschreibungen,  ; ;Mini-Präsentationen und Mini-Meetings

• Projektierung von Steuerungssystemen
• Softwarestrukturen für Steuerungssysteme
• Einbindung und Auswertung von Sensoren
• Steuerung von elektrischen Antrieben
• Steuerung und Visualisierung von Prozessdaten mit HMIs

• begleitende Reflexion der Praxissphase 3
• Diskussion der ausgearbeiteten Ausbildungspläne
• Visualisierung, Präsentation, Planungsberichte
• Bewertung von Präsentation, Entscheidertraining
• Verfassen von wissenschaftlichen Kurzberichten
• Umsetzung und praktische Anwendung der erworbenen theoretischen  Fachkompetenzen im Rahmen der Aufgaben im Ausbildungspartnerunternehmen
• konkrete Mitarbeit an wertschöpfenden Prozessen und Abläufen in  innerbetrieblichen
 Projektteams und selbständige Bearbeitung von betrieblichen  Aufgabenstellungen
• Dokumentation der durchgeführten Arbeiten und bewältigten Aufgabenstellungen
• Festlegung und Weiterentwicklung persönlicher Kompetenzfelder und Interessen  anhand modularer Kompetenzfeldberichte

• Einführung in die NC-Technik:
- Das Prinzip der CNC-Maschine
- Programmierung von Werkzeugmaschinen
- Geometriedatenberechnung in NC- Steuerungen
• Lageregelung von Werkzeugmaschinen:
- Reglerstrukturen
- Einflussgrößen bei WZM Lageregelungen
- Regelkreisbedingte Positionsabweichungen
- Adaptive Control Systeme bei WZM- Steuerungen
• NC-Programmiersysteme in der Anwendung
• CAD-/CAM-Koppelung in der Produktion
• Datenstrukturen und Datenaustausch in CAD und CAM Anwendungen
• DNC-Betrieb von Produktionseinrichtungen
• Rechnernetzwerke in Produktionsprozessen
• Anbindung an ERP und PPS
• Werkzeug- und Werkstückdatenverwaltung in integrierten Fertigungsleitsystemen

• Anforderungen an industrielle Kommunkationssysteme
• ISO/OSI Modell
• Datenübertragung, Fehlererkennung
• Zugriffsverfahren
• Busarchitekturen/Topologien
• Transportmedien
• Feldbusse (Profibus, CAN, Industrial Ethernet, ...)
• drahtlose Kommunikationssysteme
• Restbussimulation
• Anbindung an MES,- ERP- und PPS-Systeme

• Wirtschaftlichkeitsrechnung
• Produktions- und Kostentheorie
• Kostenrechnung und Kalkulation:
• Kostenarten-, -stellen-, -trägerrechnung
• Voll- versus Teilkostenrechnung
• Break-Even-Analyse
• Plankostenrechnung und Abweichungsanalyse

• Wesen des Rechts/Stufenbau der Rechtsordung
• Grundzüge des Europarechts
• Grundzüge des Handelsrechts
• Grundzüge des Personengesellschaftsrechts
• Grundzüge des Kaptitalgesellschaftsrechts
• Grundzüge des Wettbewerbsrechts
• Grundzüge des Vertragsrechts
• Grundzüge des Immaterialgüterrechts

• Aufgaben des Anforderungsmanagements
• Lasten-/Pflichtenheft
• Anforderungsdokumentation
• Modelle von Entwicklungsprozessen
• Qualitätsbegriff
• Total Quality Management
• Qualitätsmanagement-Systeme
• Statistische Methoden im Qualitätswesen
• Sicherstellen der Produktqualität

• Anwendung der Leistungselektronik, Wirkungsgrad
• Komponenten der Leistungselektronik
• Linearregler
• DC/DC Konverter: buck, boost, buck-boost
• Halb- und Vollbrücken-Treiber
• Gleichrichter
• Inverter
• potentialgetrennte Konverter

• Steuerung - Regelung • Funktion des Regelkreises
• Stabilität • Schaltender Regler
• PID-Regler (Funktion, Parametrierung, Auto-tuning)
• Störgrößenaufschaltung
• Simulation von Systemen und Reglern
• praktische Anwendungen mit Hydraulik/Pneumatik und SPS

• Planung der nötigen Arbeitsschritte sowie Zeit- und Ressourcenplanung
• wissenschaftliche Ausarbeitung einer fachspezifischen Aufgabenstellung

• Lösen einer dem Ausbildungsstand entsprechenden technischen Aufgabenstellung
  unter Anleitung in einem Ausbildungsunternehmen

• Die im Zuge dieser Lehrveranstaltung durchgeführte kommissionelle Prüfung   erfolgt in Übereinstimmung mit den Anforderungen an abschließende
  Prüfungen in FH-Bachelorstudiengängen gemäß FHStG.id.g.F.

Planung, Realsieisrung und Inbetriebnahme eines industriellen mechatronischen Systems:
• Analyse der Anforderungen
• Umsetzung von relevanten Normen (Maschinensicherrheitsrichtlinie, etc.)
• Systementwicklung
• Inbetriebnahme
• Dokumentation

• Simulation in der Planung mechatronischer Systeme
• Maschinensimulation
• Prozessimulation
• modellbasierte Entwicklung
• virtuelle Inbetriebnahme
• Analyse von mechatronischenSystemen

• Einführung, Grundbegriffe und Aufbau industrieller Bildverarbeitungssysteme
• Bildaufnahme und Beleuchtung
• Bildvorbearbeitung
• Lageerkennung
• Segmentierung
• Identifikation von Werkstücken
• Einsatz moderner Bildverarbeitungssysteme und notwendige infrastrukturelle   Rahmenbedingungen

• Einführung, Grundbegriffe und Aufbau moderner Industrierobotersysteme
• Kinematischer Aufbau, konstruktive Gestaltung, Antriebs- und Steuerungssysteme  moderner Industrieroboter
• Eigenschaften moderner Industrierobotersysteme, deren Möglichkeiten und  Grenzen
• Gegenüberstellung von konventionellen Robotersystemen und kollaborierenden  Robotersystemen anhand von Aufgabenstellungen in Produktion und Montage
• Einsatz moderner Industrierobotersysteme und notwendige infrastrukturelle  Rahmenbedingungen