Online-Simulation von steuer- und regelbaren Komponenten von Mehrachsfräsmaschinen
Den Studierenden sollen die Grundlagen der NC-Programmierung mit Hilfe einer Virtual Reality in Verbindung mit geeigneter Hardware näher gebracht werden, um selbständig auch komplizierte Zusammenhänge der NC-Programmierung zu erarbeiten.
Eckdaten
Kann Lösungsansätze für folgende Problemstellungen der Lehre bieten:
- Hohe Komplexität der Lerninhalte
- Geringe Lernmotivation
- Passivität der Studierenden
- Heterogenes Vorwissen
Eignet sich für folgende Virtualisierungsgrade:
- Anreicherung
Nutzt folgende Medieneigenschaften zur Unterstützung des Lernprozesses:
CNC-gesteuerte Fräsmaschinen besitzen eine Reihe von steuer- und regelbaren Komponenten. Zu diesen gehören u.a.:
- Die Antriebe der vorhandenen NC-Achsen
- Die Antriebe der Haupt- und Nebenspindel
- Die Versorgung mit Kühlschmierstoffen usw.
Die Studenten lernen diese zusammen mit den entsprechenden Grundlagen der NC-Programmierung im Rahmen der Lehrveranstaltungen „Produktionsautomatisierung“ und „Produktionstechnisches Praktikum“ kennen. Bei der bisher praktizierten Art und Weise der Vermittlung des Lehrinhaltes (Vorlesung, Übung, Praktikum) fällt es den Studierenden schwer, sich selbständig den fachlichen Stoff zu erarbeiten. Dies gilt besonders für die Fernstudenten, denen in einer geringen Anzahl von Konsultationen nur erste Ansätze vermittelt werden können. Die in den letzten Jahren entwickelten Softwaretechnologien unter der Bezeichnung Virtual Reality bieten in Verbindung mit der Leistungssteigerung der Hardware inklusive des Internets völlig neue Möglichkeiten, sich selbständig auch komplizierte Zusammenhänge zu erarbeiten. Dazu ist selbstverständlich eine entsprechende Aufarbeitung der Lehrinhalte erforderlich.
An der Fakultät Maschinenwesen der TU Dresden steht im Rahmen des Zentrums virtueller Maschinenbau (ZVM) dazu die Software EON Studio in Verbindung mit geeigneter Hardware zur Verfügung, die auch zur Erstellung der entsprechenden virtuellen Modelle genutzt wurde. Anschließend erfolgte die Einbindung in einen Kurs innerhalb der Plattform OPAL. Dies geschah unter Ergänzung von didaktischen Elementen.
Medieneigenschaften zur Unterstützung des Lernprozesses
Interaktive Nutzung der 3D-Modelle zur Visualisierung und Simulation von Arbeitsabläufen und Maschinenfunktionen
Integration von Fragen zur Selbstkontrolle der Studierenden mit automatischer Bewertung
Lösungsansätze für Problemstellungen der Lehre
Für die folgenden Problemstellungen kann das Praxisbeispiel Lösungsansätze bieten:
- Hohe Komplexität der Lerninhalte:
Einsatz von Visualisierungs- und Simulationstools zur Verdeutlichung der Zusammenhänge innerhalb des Lerninhaltes
- Geringe Lernmotivation:
Selbständige Interaktion mit virtuellen Modellen zum besseren Verständnis der Zusammenhänge und damit zur besseren Motivation für das Lehrgebiet
- Passivität der Studierenden:
Interaktion zum Verständnis des Lerninhaltes erforderlich
- Heterogenes Vorwissen:
Verknüpfung des Wissens aus verschiedenen Lehrveranstaltungen innerhalb der Planungsprozesse notwendig
Virtualisierungsgrad
Der Virtualisierungsgrad beschreibt das Verhältnis zwischen Präsenz- und virtuellen Phasen. Das Praxisbeispiel unterstützt die folgenden Virtualisierungsgrade:
- Anreicherung
Ressourcen
Soft- und Hardware
- OPAL, EON Studio
Kontakt
Sie möchten mehr über das Praxisbeispiel erfahren? Hier können Sie Kontakt zu den Autorinnen und Autoren aufnehmen:
Prof. Dr.-Ing. habil. Andreas Nestler
TU Dresden
George-Bähr-Straße 3c
D- 01069 Dresden
Mail: andreas.nestler[at]tu-dresden.de
Dipl.-Ing. Jens Hoffmann
TU Dresden
George-Bähr-Straße 3c
D- 01069 Dresden
Mail: jens.hoffmann[at]tu-dresden.de