Search

Många idéer till hur man skall få fler ungdomar att välja ingenjörsyrket har diskuterats och provats men tyvärr utan större framgång. En ny ingrediens kan vara att öka det experimentella inslaget, något som ändå måste göras av andra skäl, varav ett är hållbar utveckling. Det är känt att genom experiment kan man lära känna naturens principer. Ingenjörer är de yrkesutövare som konstruerar många av de nyttigheter som bär upp vår civilisation. Vi använder teorier/modeller som verktyg, men dessa räcker inte alltid, utan man måste få experimentera och bygga prototyper samt verifiera. Den allmänna meningen bland lärare och andra initierade bedömare har hittills varit att laborationer är nödvändiga men lite sägs om vad de förväntas ge. Få lärosäten producerar ingenjörer med dokumenterad erfarenhet av laborativt arbete. Lärandemål för laborationer har saknats men de senaste åren har sådana börjat definieras. Under senare decennier har undervisningsanslagen heller inte räknats upp i takt med studenttillströmningen. Eftersom laborativ undervisning är kostsam per student har lärosätena valt att reducera antalet laborationer, men Internets intåg ger nya möjligheter att öppna laboratorier för fjärrstyrning och låta studenter experimentera själva, utan risk att skada sig själva eller utrustningen. Studenter får således nya möjligheter att organisera sina studier i enlighet med vad Bolognaprocessen kräver och lärosäten kan utnyttja laboratorierna mera effektivt. Vi kan öka det experimentella inslaget i undervisningen. Internationellt samarbete både avseende läromedel och experimentell utrustning ser ut att ge möjlighet att sänka de löpande kostnaderna till den grad att det experimentella inslaget kan ökas väsentligt inom befintliga anslagsramar, även om den initiala kostnaden för den forskning som först krävs då inte är inräknad. Avdelningen för signalbehandling, ASB, vid BTH har öppnat övningslaboratorier för ellära och mekaniska vibrationsexperiment för fjärrstyrning. Båda används i reguljär undervisning sedan några år. Ett unikt användargränssnitt gör det möjligt att från valfriplats styra och manövrera experimentutrustning på samma sätt som i laboratorielokalerna. Studenterna får möjlighet att i förväg bekanta sig med instrumenten och utföra föreskrivna experiment enskilt eller tillsammans med andra. Dessa öppna laboratorier ger möjlighet att inkludera praktiska uppgifter i skriftliga tentamina, förutsatt att examination kan ske i datorsal, varvid erfarenhet av laborativt arbete enkelt kan examineras för varje enskild student. ASB har startat ett projekt VISIR (Virtual Systems in Reality) som handlar om att sprida BTH:s öppna laboratoriekoncept och formulera standarder inom området. Tillhörande programvara har publicerats som öppen källkod. BTH bjuder in andra lärosäten att delta i projektet och i dess vidareutveckling mot internationella standarder. Två internationella universitet har redan öppnat kopior av elläralaboratoriet och deltar aktivt i vidareutvecklingen. ASB har nyligen blivit inbjuden av ett universitet i Australien att delta ett projekt med titeln ”Enriching Student Learning Experience through International Collaboration in Remote Laboratories”. Detta beviljade projekt är ett resultat av nya pedagogiska möjligheter, som diskuteras i detta bidrag. ASB söker samarbete med pedagoger och andra forskare intresserade av experimentella inslag i ingenjörsutbildningen. Lärandemål för laborativt arbete, öppna laboratorier och internationellt samarbete kan bli ingredienser i en moderniserad och attraktiv ingenjörsutbildning.

Blekinge Tekniska Högskola, BTH, har öppnat ett övningslaboratorium för ellära och elektronik för fjärrstyrning och håller på att öppna ett fjärrstyrbart signalbehandlingslaboratorium för vibrationsanalys. Ett unikt användargränssnitt gör det möjligt att från valfri plats styra och manövrera experimentutrustningen på samma sätt som i laboratorielokalerna. Allt som behövs är Internetansluten PC med standardprogramvara. Denna forskning är inriktad mot vad som upplevs som den största utmaningen dvs. att ge studenterna en så genuin upplevelse som möjligt oaktat bristen på direkt kontakt med den fysikiska experimentutrustningen. BTH bjuder in andra lärosäten både nationellt och internationellt att delta i pedagogisk utvärdering av detta komplement till att experimentera i laboratoriesal och att delta i vidareutvecklingen mot en internationell standard.

I svarvoperationen är relativ dynamisk rörelse mellan verktyg och arbetsstycke ett vanligt förekommande problem. Rörelsen påverkar bearbetningsresultatet, speciellt arbetsstyckets yta, men även verktygets livslängd påverkas. Arbetsmiljöproblem som buller förekommer också på grund av vibrationer i svarvoperationen. Problemet kan delvis lösas med lämplig konstruktion som ökar styvheten i maskinstrukturen, vilken dock begränsas av den dynamiska styvheten i strukturen hos verktygshållare samt arbetsstycke. Med aktiv reglering av verktygshållarens respons, dvs. aktiv reglering av verktygsvibrationer, kan en ytterligare ökning av den dynamiska styvheten i det skärtekniska systemet erhållas. Regleringen av verktygsvibrationer har utförts med en återkopplad regulator som är baserad på den så kallade "filtered-x LMS"-algoritmen samt aktuatorer baserade på magnetostriktiv teknik. Verktygshållarens respons, verktygsvibrationerna, detekteras med en givare (accelerometer) som är monterad på verktygshållaren. Genom att introducera motvibrationer i verktygshållaren med en sekundär vibrationskälla, aktuator, via regulatorn som matas med de uppmätta vibrationerna, modifieras verktygshållarens respons. Med aktiv reglering av verktygsvibrationer uppmättes en reduktion av vibrationerna med ca 30 dB vid 1.7 kHz. Vidare erhölls en signifikant förbättring av arbetsstyckets yta och en avsevärd reducering av bullernivån erhölls.