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Studiengang Mechatronik
Studiengang MechatronikErstsemestereinführungDresden, 02.10.2018
Folie 2
Prof. Dr.-Ing. M. BeitelschmidtStudiendekan
Diplom und Dr. Maschinenwesen in MünchenSchwerpunkt auf Mechanik (Prof. Pfeiffer)
6 ½ Jahre Sulzer Innotec in Winterthur (Schweiz),Leiter der Fachgruppe „Mechanische Systeme“
seit 2005 Professor an der TU Dresden„Fahrzeugmodellierung und -simulation“
2010: Fusion mit der „Professur Maschinendynamik“ zur„Professur für Dynamik und Mechanismentechnik“
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Motivation
Viele Systeme können durch elektronische Sensoren, Aktoren und intelligente Steuerungstechnikverbessert werden!
Bewegte Welt
Robotik
Fahrzeuge
Mikrosysteme
• Neue Produkte
• Günstigere Fertigung
• Bessere Arbeits- und Lebensbedingungen
• Neue Werkstoffe
• Systemvernetzung
• Mikroelektronik
• Begrenzte Ressourcen
• Kostendruck
Energie- und Antriebe
Medizintechnik
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Sie werden gebraucht!
Gesucht werden Ingenieure, die:
• in Funktionen statt in Komponenten denken
• über fachübergreifendes Wissen verfügen
Elektro-technik
Informations-technik
Maschinen-bau
Mecha-tronik
• Neue Produkte
• Günstigere Fertigung
• Bessere Arbeits- und Lebensbedingungen
• Neue Werkstoffe
• Systemvernetzung
• Mikroelektronik
• Begrenzte Ressourcen
• Kostendruck
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Studierende im ersten Semester
227 225 216 233186 217 244
206 178 195 176 174 163
264198 165 158
118 119 118
38 6169
11394
109116
8589
67 52 53
78
3427 37
25 40 43
36
161
249236
191
154 135135
10789
137
95
86 91
82 81 88
287
161
145 106
94 66 58
10
25
2736
30 27 29
0
100
200
300
400
500
600
700
800
1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017
Elektrotechnik Informationssystemtechnik
Mechatronik Regenerative Energiesysteme
Nanoelectric Systems
Der Studiengang Mechatronik wurde 2001 eingeführt und hat sich etabliert.
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Mechatronik - Studienablauf
Hauptstudium(6 Semester)
Grundstudium(4 Semester)
DiplomVordiplom
Allgemeine Grundlagen1. + 2. FS
Mechatronische Grundlagen
3. + 4. FS
Mechatronik Vertiefung5. + 6. FS
Fachpraktikum7. FS
Wahlbereich8. + 9. FS
Diplomarbeit10. FS
Weitere Bestandteile
• Einführungsprojekt (1. FS)
• Allgemeine Qualifikationen (AQUA)
• Studienarbeit (6./8. FS)
• Oberseminar (8./9. FS)
Geführter Studienbeginn
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Studienordnung
Die Studienordnung enthält den Studienablaufplan und die Modulbeschreibungen
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Orientierungsjahr
Geführter Studienbeginn
• Gemeinsam mit Elektrotechnik• Einfache Wechselmöglichkeit
• Betreuung in Mentorengruppen
• Lernraum Elektrotechnik
• Automatische Einschreibungin wichtigste Prüfungen• Grundlagen der Elektrotechnik
• Mathematik 1
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Prüfungshürde im Grundstudium
Voraussetzung für 3. Semester
Sie werden zu den Prüfungen
• Algebraische und analytische Grundlagen (Mathe I)
• Grundlagen der Elektrotechnik (ET I)
automatisch angemeldet (erfolgt auch fürNach-und Wiederholungsprüfungen).
• Abmeldung möglich, allerdings nicht empfohlen
Bestehen dieser Prüfungen ist Voraussetzung, um sich für Prüfungen ab dem 3. Semestersanmelden zu können.
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Testklausur Mathematik in ESE-Woche
Wann: Dienstag, 8. Oktober 2019 von 10:15 – 11:45 Uhr
nach den Einführungsvorträgen der Studiengänge
Wo: Barkhausen-Bau, Heinz-Schönfeld-Hörsaal / I90 (BAR/SCHÖ/E)
Wer: Alle Studienanfänger ET, IST, MT und RES
Wie: Ohne Taschenrechner, gern mit Tafelwerk
Warum: Was gelingt mir, wo sind Baustellen?
• Auswertung: Freitag, 11. Oktober 2019 von 09:20 – 12:40 Uhr
• Themenbezogene Workshops in kleineren Gruppen
• Aktive Mitarbeit
• Begleitung durch studentische Tutoren
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Lehr- und Lernformen
Vorlesung
• Wissensvermittlung
• Zusammenhänge
Übung
• Vertiefen/Anwenden
• Rechnen üben
Praktikum
• Anwenden
• Experimente
Selbststudium
• Vor-/Nachbereitung
• Wiederholung
• Übungen bieten Möglichkeit Fragen an Tutoren zu stellen
• Anwesenheitspflicht i.d.R. nur bei Praktika
• Praktika beginnen i.d.R. mit Eingangstest
• Kontinuierliche Mitarbeit verringert „Bulimie-Lernen“
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Mechatronik - Pflichtbereich
Mechanik/Konstruktion
• Werkstoffe
• Technische Mechanik
• Geräteentwicklung
• Konstruktion/Fertigungstechnik
• Kinematik/Systemdynamik
Elektrotechnik/Elektronik
• Grundlagen Elektrotechnik
• Dynamische Netzwerke
• Schaltungstechnik
• Leistungselektronik
• Elektroenergietechnik
Informationstechnik
• Grundlagen der Informatik
• Programmierung
• Mikrorechentechnik
• Embedded Controller
Grundlagen
• Mathematik
• Physik
• Feldtheorie
• Allgemeine + ingenieurspezifische Qualifikationen
• Fremdsprachen
• Grundpraktikum (6 Wochen)
Systemkompetenzen
• Systemtheorie
• Messtechnik
• Aktorik
• Automatisierungstechnik
• Regelungstechnik
Pflichtbereich (Auszug):
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Mechatronik - Studienablauf
Hauptstudium(6 Semester)
Grundstudium(4 Semester)
DiplomVordiplom
Allgemeine Grundlagen1. + 2. FS
Mechatronische Grundlagen
3. + 4. FS
Mechatronik Vertiefung5. + 6. FS
Fachpraktikum7. FS
Wahlbereich8. + 9. FS
Diplomarbeit10. FS
Weitere Bestandteile
• Einführungsprojekt (1. FS)
• Allgemeine Qualifikationen (AQUA)
• Studienarbeit (6./8. FS)
• Oberseminar (8./9. FS)
Geführter Studienbeginn
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Praktika
Grundpraktikum
• 6 Wochen
• Voraussetzung für Vordiplom
• Kennenlernen „handwerklicher“ Tätigkeiten
Fachpraktikum
• 20 Wochen
• Vorgesehen im 7. Semester
• Kennenlernen „ingenieurspeziefischer“ Tätigkeiten
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Auslandsstudium und -praktikum
"Das siebte Semester ist so ausgestaltet, sodass es sich für einen vorübergehenden Aufenthalt an einer anderen Hochschule besonders eignet (Mobilitätsfenster)."
Informationen/Links s. tu-dresden.de/et Studium Internationales
1.ERASMUS-Studium und -Praktikumtu-dresden.de/et Studium Internationales Erasmus – ins AuslandErasmus-Koordinatorin der Fakultät E&I: Frau Therese Winkler
2.Doppel-Abschluss-Programme — Ecole Centrale Paris
— Nationale Techn. Univ. der Ukraine „Kiewer Polytechnisches Institut“
3.Zentrale Austauschprogramme der TU Dresden
4.PROMOS-Stipendium
5.DAAD-Stipendium
6.Auf eigene Faust
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Mechatronik - Studienablauf
Hauptstudium(6 Semester)
Grundstudium(4 Semester)
DiplomVordiplom
Allgemeine Grundlagen1. + 2. FS
Mechatronische Grundlagen
3. + 4. FS
Mechatronik Vertiefung5. + 6. FS
Fachpraktikum7. FS
Wahlbereich8. + 9. FS
Diplomarbeit10. FS
Weitere Bestandteile
• Einführungsprojekt (1. FS)
• Allgemeine Qualifikationen (AQUA)
• Studienarbeit (6./8. FS)
• Oberseminar (8./9. FS)
Geführter Studienbeginn
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Mechatronik – Wahlbereich/Berufsfelder
Wahlprofile(als Orientierungspfade)
• Fahrzeugmechatronik
• Mechatronik im Maschinenbau
• Makromechatronik
• Mikromechatronik
+
Methodenmodule (4 aus 15)
• Mehrkörpersysteme
• Maschinenkonstruktion
• Fluidtechnische Systeme
• Elektrische Antriebstechnik
• Regelung/Steuerung
• Prozessinformationsverarbeitung
• Entwurfstechniken
Anwendungsmodule (4 aus 28)
• KFZ-Technik
• Robotik
• Mobile Arbeitsmaschinen
• Spezielle Fertigungsmethoden
• Elektrische Antriebstechnik
• Luft- und Raumfahrttechnik
• MEMS (Mikrosysteme)
• Biomedizinische Technik
• Sensoren und Messsysteme
• …
BERUFSFELDER
Im 4. Semester gibt es eine detaillierte
Vorstellung der einzelnen Wahlprofile
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Wahlpflichtmodul Fahrzeugmechatronik
Mehrkörpersysteme
Echtzeitsimulation
Verbrennungsmotoren
Elektrische Antriebe
Leistungselektronik
Kfz-Technik
Schienenfahrzeugtechnik
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Folie 20
Wahlpflichtmodul Mechatronik im Maschinenbau
Maschinenkonstruktion
LASER/Plasma-Technik
Nanotechnologie
Generative Fertigungstechnik
Robotik
Bewegungsgeführte Maschinensysteme
Mobile Arbeitsmaschinen
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Folie 21
Wahlpflichtmodul Makromechatronik
Steuerung und Regelung von Antrieben
Bewegungssteuerung
Elektrische Antriebe
Leistungselektronik
Kraftfahrzeug- oder Schienenfahrzeugtechnik
Luft- und Raumfahrt
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Folie 22
Wahlpflichtmodul Mikromechatronik
Prozessinformationsverarbeitung
Entwurfstechniken
Gerätetechnik
Mikro-Elektro-Mechanische Systeme
Biomedizinische Geträtetechnik
Sensoren und Messsysteme
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Folie 23
Studienverlauf (Beispiel)
Studiengang Mechatronik
Grundstudium und
Pflichtmodule
~ 6 Semester
Dip
lom
arb
eit 1
0. S
em
este
r
Pra
ktik
um
7. S
em
este
r
Schienenfahrzeugtechnik
Elektrische Antriebstechnik
Regelung/ Steuerung
Bewegungssteuerung
Mehrkörper
systeme
Hydraulik/Pneumatik
Informationsverar
beitung
Maschinenkonstruk
tion
Entwurfstechniken
Kraftfahrzeugtechnik
Verbrennungsmoto
ren
Mobile Arbeits
maschinen
Robotik
Luft- und Raumfahrt
Bewegungsgeführte
Maschinensysteme
Gerätetechnik
MEMS
Spezielle Fertigungsmethoden
BiomedizinischeTechnik
AnwendungsmoduleGrundlagen
Methoden-ModuleGrundlagen
Schienenfahrzeugtechnik
Elektrische Antriebstechnik
Regelung/ Steuerung
Bewegungssteuerung
Mehrkörper
systeme
Hydraulik/Pneumatik
Informationsverar
beitung
Maschinenkonstruk
tion
Entwurfstechniken
Kraftfahrzeugtechnik
Verbrennungsmoto
ren
Mobile Arbeits
maschinen
Robotik
Luft- und Raumfahrt
Bewegungsgeführte
Maschinensysteme
Gerätetechnik
MEMS
Spezielle Fertigungsmethoden
Biomedizinische Technik
Sensoren und Messsysteme
AnwendungsmoduleVertiefung
Methoden-ModuleVertiefung
8. Semester
Sensoren und Messsysteme 9. Semester
Schienenfahrzeugtechnik
Elektrische Antriebstechnik
Regelung/ Steuerung
Bewegungssteuerung
Schienenfahrzeugtechnik
Elektrische Antriebstechnik
Regelung/ Steuerung
Bewegungssteuerung
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Folie 24
Studienarbeit und Oberseminar
Studienarbeit
• 6. (oder 8.) Semester
• „kleine Diplomarbeit“
• selbständigen Lösung einer ingenieurstechnischen Aufgabenstellung
• Aufwand 360h
Oberseminar
• Intensive Beschäftigung mit selbstgewählten technischen Thema
• Erlernen selbständiger wissenschaftlicher Recherchen und Ergebnisdokumentation
• Aufwand 60h
Themen für Studien-, Diplomarbeit und
Oberseminar finden sich auf den Webseiten der
Lehrstühle und auf konkrete Nachfrage
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Folie 25
Einführungsprojekt Mechatronik
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Folie 26
Einführungsprojekt Mechatronik
[Quelle: YouTube]
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Folie 27
Der Staffelparcours
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Folie 28
Einführungsprojekt Mechatronik
[Quelle: myrobotcenter.de]
Kennenlernen von …
… Sensorik … Aktorik
Inhalte
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Folie 29
Einführungsprojekt Mechatronik
Entwurf einfacher Bewegungssteuerungen
Umsetzung auf einem Mirkocontroller
Inhalte
[Quelle: Lego]
[Quelle: ni.com]
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Folie 30
Einführungsprojekt Mechatronik
Umsetzung zum Aufbau eines einfachen
mechatronischen Systems
Inhalte
Teamarbeit
Erarbeiten von Lösungskonzepten
Reflektion
Benötigter und erworbener Kompetenzen
Eigener Stärken und Schwächen
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Folie 31
Einführungsprojekt Mechatronik
Folie
LEGO Mindstorms Set mit
EV3 Controller
Basis
[Quelle: Lego]
Programmierung über
National Instruments
LabVIEW
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Einführungsprojekt Mechatronik
Termin
Organisatorisches
Einschreibung
18.11.2019 - 22.11.2019 Ab 14.10.2019
Auf Opal
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Nutzen Sie Ihre TU-E-Mail-Adresse!
aktuelle Informationen und Änderungen zu Räumen/Zeiten werden nur an diese TU-E-Mail-Adresse versendet!
regelmäßig abrufen
Tipp: Mitarbeiter der TU (Wissenschaftler, Professoren etc.) können oft mit
[email protected] erreicht werden.
Einschub: Kommunikation
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Der Staffelparcours
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Folie 35
• Farbcode lesen und Route speichern• Gerade Fahrt• Rechtsdrehung• Linksdrehung• Ziel
• Route zum Ziel folgen
Start
Aufgabe 1: Barcode lesen
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• Zielstellung: Roboter findet autonom den Ausgang des Labyrinths finden
• Bedingung: Keine Wandberührung
(außer mit Sensorik)
Start
Ziel
Aufgabe 2: Labyrinth
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Aufgabe 3: Gebirge
• 2 mögliche Wege zum Ziel• Kleine Stufen (2 cm)• Mittlere Stufen (4 cm)• Große Stufen (6 cm)
• Roboter führt folgende Aktionen aus:• Stufenhöhe erkennen• Stufe überwinden• Drehung um 90°
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• 2 mögliche Soll-Trajektorien aus• Geraden und• Viertelkreisbögen
• Roboter folgt Trajektorie mit „Werkzeug“
• Roboter darf nur sanft beschleunigen• Ball wird während Fahrt balanciert
Start
ZielAufgabe 3: Werkzeugmaschine
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Einführungsprojekt Video
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Folie 40Studiengang Mechatronik Folie 40