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Sensorik in der Laserbearbeitung (LBSENS)
- Dozent/in
- Dr.-Ing. Ralph Hohenstein
- Angaben
- Vorlesung
4 SWS, ECTS-Studium, ECTS-Credits: 5, Sprache Deutsch und Englisch, Die erste Vorlesung findet am 09.10.2014 im SR 02.030 (Konrad-Zuse-Str. 3) statt. The first lecture takes place on Thu Oct 9 at seminar room SR 02.030 (Konrad-Zuse-Str. 3)
Zeit und Ort: Mi 14:15 - 15:45, CIP-Pool MB Konrad-Zuse-Str. 3; Do 12:15 - 13:45, SR LPT 02.030
- Studienfächer / Studienrichtungen
- WF MB-MA-FG3 1-3
WPF ME-BA-MG9 3-6
WPF ME-MA-MG9 1-3
WF MB-BA 3-6
WF BPT-MA-M 1-4
WF WING-MA 1-4
- Inhalt
- Laseranwendungen sind inzwischen in vielen Industrien zu finden darunter im Bereich Produktion und Medizintechnik.
Ingenieure, die in diesen Bereichen arbeiten, werden vermehrt mit unterschiedlichen Herausforderungen um den Laserbetrieb herum konfrontiert.
Zu diesen Herausforderungen zählen das Erreichen gewünschter Laserbearbeitungsergebnisse oder eine schnelle, effektive oder kostensparende Umsetzung.
Eine weitere Herausforderung bedeutet die Tatsache, dass Laserbearbeitungsprozesse in Zeitskalen ablaufen, die zu schnell für manuelles Einschreiten durch Menschen oder zu komplex für eine vorhersehende Planung sind.Das eröffnet eine große Anzahl an Beschäftigungsgelegenheiten für Ingenieure, denn es ist die Aufgabe des Ingenieurs
Maschinen, Steuerungen und Computer auf geeignete Weise zur Intervention während der Laserbearbeitung zu instruieren,
Sensordaten zu analysieren und Information für geeignete Maßnahmen durch Maschinensteuerungen oder Laseranwender aufzubereiten,
geeignete Sensoren auszuwählen,
ihre Fähigkeiten zu begutachten in der jeweiligen industriellen Umgebung und schließlich
bessere Lösungen für Mess- und Regeltechnik zu entwerfen, als sie bis dato existieren.
All diese Aktivitäten des Ingenieurs bedürfen speziellen Wissens und spezieller Fertigkeiten im Umgang mit Mess- und Sensordaten. Die Vorlesung konzentriert sich darauf, WISSEN und FERTIGKEITEN in den oben dargestellen Aufgabengebieten des Ingenieurs zu vermitteln und auszuprägen. Der theoretische Inhalt (WISSEN!) der Vorlesung ist auf folgende Weise gegliedert.
Einführung in die Laserbearbeitung
Einführung in die effektive Verwendung des CAE-Werkzeugs Octave/Matlab
Signalerzeugende Systeme und Sensoren in der Laserbearbeitung
Systemidentifikation - Computer-basierte Modellierung von nutzbaren Zusammenhängen zwischen Sensorsignalen
Spektralanalyse von Sensorsignalen
Entwurf optischer Sensoren für Laseranwendungen
Der praxisbezogene Inhalt (FERTIGKEITEN!) der Vorlesung beinhaltet das Instruieren von Computern zum effizienten Lesen, Analysieren und Nutzen von Sensordaten, die während der Laserbearbeitung erfasst werden. Diese Fertigkeiten werden an den Rechnern des CIP-Pools Maschinenbau trainiert. Studenten wird die Gelegenheit gegeben, das im theoretischen Teil der Vorlesung vermittelte Wissen praktisch an Hand von realen Messdaten anzuwenden. Ziel dieser Vorlesung ist nicht, dass die Studenten eine beliebig getroffene Auswahl an Sensoren memorieren, sondern dass ihr Knowhow, ihre Fertigkeiten und Fähigkeiten beim Analysieren und Optimieren egal welchen Sensorkonzeptes oder Bearbeitungsprozesses, der in Industrie und Wissenschaft auftreten wird, geschult und erweitert werden.
- ECTS-Informationen:
- Title:
- Sensor signal processing in laser applications
- Credits: 5
- Prerequisites
- spoken language: english (if MAOT students present), german (otherwise)
bilingual course materials: english/german,
4 hours per week, i.e. 2h theory (SR 02.030) and 2h application/exercises (CIP pool)
ECTS credits: 5
- Contents
- Laser applications have been entering many industries including enterprises in manufacturing and health care or medical engineering.
Engineers who work in these industries are likely to face various challenges around laser operations.
Such challenges include obtaining desired results when radiating objects or being fast, effective and cost saving while doing so.
Another challenge is that laser machining processes evolve in timescales that are too fast for manual or human intervention or that physics are too complex to foresee machining results perfectly enough.
This opens a vast field of engineering opportunities, as it is the job of the engineer
to instruct machines, controls, computers to intervene during laser applications apropriately,
to analyze sensor data and distill the infomation for apropriate decisions of machine controls or human operators
to choose apropriate sensors,
to evaluate their performance in the respective industrial environment and eventually
to come up with better sensing and control solutions than there have been before.
All these activities of the engineer require special KNWOLEDGE and SKILLS in how to effectively deal with measurements and sensor data. The lecture focuses on advancing KNWOLEDGE and SKILLS in the above mentioned job tasks of the engineer.
The theoretical content (KNOWLEDGE!) of the lecture is structured in the following way.
Introduction to laser processing
Introduction to efficient operation in CAE Octave/Matlab
Some signal generating systems and sensors in laser applications
System idenfication - computer based modelling of exploitable relationships between sensor signals
Spectral analysis of sensor signals
Designing optical sensors for laser applications
The practical content (SKILLS!) of the lecture involves instructing computers to efficiently read, analyze and make use of
sensor data recorded during laser applications.
Such skills are trained at the computers of the CIP pool.
Student will have the opportunity to apply the knowledge acquired during the theoretical part of the lecture
to "real world" data. Aim of all this is not to make students memorize an arbitrary selection of sensors, but to advance knowhow, skills and proficiency in analyzing and optimizing the output of any type of sensor concept or machining process that may come up when working in industry or science.
- Zusätzliche Informationen
- Schlagwörter: Laser, Sensor, Sensorik, Zeitreihen, Matlab, Octave, Signalverarbeitung, Modellierung, Messtechnik, Computer, Signal, Steuerung, Prozessüberwachung, Prozessregelung, laser, sensor, sensing, CAE, time series, Matlab, Octave, signal, processing, machining
Erwartete Teilnehmerzahl: 40
- Verwendung in folgenden UnivIS-Modulen
- Startsemester WS 2014/2015:
- Sensorik in der Laserbearbeitung (LBSENS)
- Institution: Lehrstuhl für Photonische Technologien (LPT)
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UnivIS ist ein Produkt der Config eG, Buckenhof |
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