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Numerical Control for Machine Tools and Machining Robots

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#51046 / #2

Seit SoSe 2025

Deutsch, Englisch

Numerical Control for Machine Tools and Machining Robots

6

Stark, Rainer

Benotet

Portfolioprüfung

Englisch

Zugehörigkeit


Fakultät V

Institut für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb

35361500 FG Industrielle Informationstechnik

Maschinenbau

Kontakt


PTZ 4

Stark, Rainer

iit-lehre.team@lists.tu-berlin.de

https://www.tu.berlin/en/iit/study-teaching/masters-courses/numerical-control-for-machine-tools-and-machining-robots

Lernergebnisse

Durch den Besuch dieses Kurses erhalten die Studierenden ein tiefgehendes Verständnis über die Struktur, Funktion und Anwendung des Numerical Control Kernel (NCK) eines Computer Numerical Control (CNC)-Systems für Werkzeugmaschinen und Indutrieroboter. Die Studierenden erlernen die theoretischen Grundlagen der Hauptfunktionen des NCK, z.B. die Geometrievorbereitung und die kinematische Transformation, und wenden ihr theoretisches Wissen direkt an, um Übungen auf Basis realer Beispiele aus der industriellen Werkzeugmaschinenpraxis zu lösen. In diesem Kurs erhalten die Studierenden einen umfassenden Überblick über relevante Informationen aus verschiedenen Literaturquellen. Während der Vorlesungszeit kontrollieren sie kontinuierlich ihren Wissensstand durch die Übungsaufgaben.

Lehrinhalte

Dieser Kurs führt die Studierenden in die Grundlagen der Computer Numerical Control (CNC) von Werkzeugmaschinen und Bearbeitungsrobotern ein. Er behandelt die Struktur des Numerical Control Kernel (NCK), der zentralen Baueinheit eines CNC-Systems. Der Kurs geht detailliert auf das Geometrievorbereitungsmodul eines realen NCK ein, einschließlich der statischen Transformationen und ihrer Anwendung in der Industrie, der Trajektoriengenerierung und verschiedenen Bewegungsprofilen, der Kinematik von Werkzeugmaschinen sowie der Berechnung der direkten und inversen Kinematik, der dynamischen Analyse und Vorbereitung sowie der Hauptregelkreise eines realen industriellen Vorschubantriebs ein. In diesem Kurs gibt es Beispiele, Tutorials und Übungen. Der Kurs konzentriert sich auf den NCK eines CNC-Systems. Andere Elemente des CNC-Systems wie die speicherprogrammierbare Steuerung (SPS), die Antriebe und ihre Regelkreise sowie die technologischen Aspekte des Prozesses werden in anderen Kursen behandelt.

Modulbestandteile

Pflichtbereich

Die folgenden Veranstaltungen sind für das Modul obligatorisch:

LehrveranstaltungenArtNummerTurnusSpracheSWS ISIS VVZ
Numerical Control for Machine Tools and Machining RobotsIVWiSe/SoSeen4
ISIS-Kurssuche nach Veranstaltungen des Moduls

Arbeitsaufwand und Leistungspunkte

Numerical Control for Machine Tools and Machining Robots (IV):

AufwandbeschreibungMultiplikatorStundenGesamt
Präsenzzeit15.04.0h60.0h
Vor-/Nachbereitung15.08.0h120.0h
180.0h(~6 LP)
Der Aufwand des Moduls summiert sich zu 180.0 Stunden. Damit umfasst das Modul 6 Leistungspunkte.

Beschreibung der Lehr- und Lernformen

Die Kerninhalte dieses Kurses werden durch Präsenzvorlesungen vermittelt, die mit Beispielen aus der industriellen Praxis ergänzt werden, um die Lücke zwischen Theorie und Anwendung zu schließen. Die Studierenden überprüfen und vertiefen ihr erworbenes Wissen, indem sie Übungen im Zusammenhang mit diesem Kurs individuell lösen. Zum Beispiel könnten die Studierenden nach der Behandlung der Kinematik von Werkzeugmaschinen aufgefordert werden, Funktionen zu schreiben, um die direkte und inverse kinematische Transformation einer realen Werkzeugmaschine oder eines Roboterarms zu berechnen. Die Übungen werden mit MATLAB oder Python gelöst.

Voraussetzungen für die Teilnahme / Prüfung

Wünschenswerte Voraussetzungen für die Teilnahme an den Lehrveranstaltungen:

Obligatorische Voraussetzungen: Keine Wünschenswerte Voraussetzungen: Grundkenntnisse über Werkzeugmaschinen und Steuerungssysteme. Programmierkenntnisse in MATLAB oder Python oder ähnliche Programmiersprachen wie C++.

Verpflichtende Voraussetzungen für die Modulprüfungsanmeldung:

Dieses Modul hat keine Prüfungsvoraussetzungen.

Abschluss des Moduls

Benotung

Benotet

Prüfungsform

Portfolioprüfung

Art der Portfolioprüfung

100 Punkte insgesamt

Sprache(n)

Englisch

Prüfungselemente

NamePunkteKategorieDauer/Umfang
praktische Übung mit Hausaufgaben50praktisch5 Aufgaben à 10 Pkt.
schriftlicher Test50schriftlich60 min

Notenschlüssel

Dieses Prüfung verwendet einen eigenen Notenschlüssel (siehe Prüfungsformbeschreibung).

Prüfungsbeschreibung (Abschluss des Moduls)

Es können maximal 100 Punkte erreicht werden. Mehr oder gleich 95 Punkte ... 1,0 Mehr oder gleich 90 Punkte ... 1,3 Mehr oder gleich 85 Punkte ... 1,7 Mehr oder gleich 80 Punkte ... 2,0 Mehr oder gleich 75 Punkte ... 2,3 Mehr oder gleich 70 Punkte ... 2,7 Mehr oder gleich 65 Punkte ... 3,0 Mehr oder gleich 60 Punkte ... 3,3 Mehr oder gleich 55 Punkte ... 3,7 Mehr oder gleich 50 Punkte ... 4,0 Weniger als 50 Punkte ... 5,0

Dauer des Moduls

Für Belegung und Abschluss des Moduls ist folgende Semesteranzahl veranschlagt:
1 Semester.

Dieses Modul kann in folgenden Semestern begonnen werden:
Winter- und Sommersemester.

Maximale teilnehmende Personen

Die maximale Teilnehmerzahl beträgt 30.

Anmeldeformalitäten

Alle Termine, Anmeldungen und Kursmaterialien sind über ISIS zugänglich.

Literaturhinweise, Skripte

Skript in Papierform

Verfügbarkeit:  nicht verfügbar

 

Skript in elektronischer Form

Verfügbarkeit:  verfügbar

 

Literatur

Empfohlene Literatur
http://www.automation.siemens.com/doconweb/
“CNC handbook”, Hans B. Kief, Helmut A. Roschiwal, McGraw Hill Professional, 2012.
“Curves and Surfaces for Computer Aided Geometric Design”, Gerald E. Farin, Gerald Farin, Academic Press, University of Michigan, 1997.
“Electrical Feed Drives in Automation”, H. Groß, J. Harmann and G. Wiegärtner, Ed. By Siemens AG, MCD Corporate Publishing, 2001.
“Introduction to Robotics: Mechanics and Control”, Third Edition, John J. Craig, Pearson/Prentice Hall, 2005.
“Theory and Design of CNC Systems”, S. Suk-Hwan, K. Seong Kyoon, C. Dae-Hyuk, S. Ian, Springer London, 2008.
“Trajectory Planning for Automatic Machines and Robots”, L. Biagiotti, C. Melchiorri, Springer Berlin Heidelberg, 2008.

Zugeordnete Studiengänge


Diese Modulversion wird in folgenden Studiengängen verwendet:

Studiengang / StuPOStuPOsVerwendungenErste VerwendungLetzte Verwendung
Computational Engineering Science (Informationstechnik im Maschinenwesen) (M. Sc.)11SoSe 2025SoSe 2025
Maschinenbau (M. Sc.)11SoSe 2025SoSe 2025
Patentingenieurwesen (M. Sc.)11SoSe 2025SoSe 2025
Produktionstechnik (M. Sc.)11SoSe 2025SoSe 2025

Studierende anderer Studiengänge können dieses Modul ohne Kapazitätsprüfung belegen.

Sonstiges

Dieses Modul wird von Dr. Loay Alkafafi, einem externen Dozenten der Siemens AG, gehalten.