Roboterzelle – Zwei Azubis rüsten auf

Im Ausbildungszentrum von MAPAL steht sie nun, die neue Roboterzelle. Für Marvin Schuster (18) und Philipp Raab (19), beide sind in der Ausbildung zum Mechatroniker, ist das Gerät das ideale Lernobjekt. Denn ein Roboter vereint alle Disziplinen, die sie in ihrem späteren Beruf beherrschen müssen: die Mechanik, die Elektrotechnik und die Informatik. 

Schon Anfang 2020 trifft die Bearbeitungszelle im Ausbildungszentrum ein: Ein großer, gläserner Kasten, der auf einem fahrbaren Wagen steht. In der Zelle befinden sich der Roboter sowie verschiedene Komponenten, die ein Roboter braucht, um bestimmte Aufgaben auszuführen. In Betrieb nehmen lässt sich das Gerät vorerst nicht, denn wenig später kommt es zum Lockdown und das Team des Ausbildungszentrums muss alle Auszubildenden für mehrere Wochen ausschließlich digital unterrichten.

Martin Ernsperger arbeitet bei MAPAL im Bereich Fertigungstechnologie und Automation. Er beschäftigt sich seit fünf Jahren intensiv mit der Robotik und betreut Philipp und Marvin in diesem Bereich der Ausbildung. Teilnehmer des Projekts „Roboter in der Ausbildung“ ist auch Tobias Dambacher. Tobias schloss seine Ausbildung als Industriemechaniker bereits ab und sammelte in den vergangenen drei Jahren erste berufliche Erfahrungen. Als ein Schulungstermin beim Roboterhersteller Fanuc ansteht, nehmen die Vier die Roboterzelle zum ersten Mal genauer unter die Lupe. Bei dem 6-Arm Roboter handelt es sich um eine Schulungszelle, die für Ausbildungsstätten, Schulen und andere Lehrorte gedacht ist. Mit ihr lassen sich Grundkenntnisse im Programmieren und Bedienen von Robotern vermitteln. „Schulungstechnisch war die Zelle ideal, aber unsere internen Fertigungsprozesse, etwa ein Werkzeugwechsel an Maschinen oder die Laservermessung ließen sich damit nicht simulieren“, erklärt Ernsperger. „Dafür war einfach nicht genug Platz vorhanden.“

The team decides to upgrade and rebuild the cell:

• It should be possible to simulate company-specific processes in tool production in preparation for the future use of robots in individual production areas. 
• The robot should be also so easy to operate that even beginners without any previous knowledge can manage it. 

It was a good year later before Marvin and Philipp, together with Martin Ernsperger, Tobias Dambacher and Uwe Hessler, Head of Training and Further Education at MAPAL, got to present the result of their work. For this purpose, they invited the representatives of the companies involved in the project as well as the teachers of the technical school to an on-site meeting. Marvin and Philipp had first dealt with the instructions for operating the robot cell. They added their own texts as well as explanatory pictures to make it easier to handle. „This gave us a good understanding of the subject matter.“ In the next step, they doubled the size of the robot cell‘s housing. Now, there was room inside for new components: a mountable machine door with collision detection, small format zero-point clamping systems, storage systems for grippers and tools, a tool change adapter, a laser measuring system, a second control cabinet as well as buttons and switches to complement the control panel. 

Marvin and Philipp manufactured the mechanical parts themselves at the training centre. For the electronics and the programming of the software as well as for selecting additional components, the team worked closely with the Technical School of Aalen and the companies Fanuc and Mössner. Mössner is a supplier of special solutions in the fields of general machining, automation technology and robotics.

Die einzelnen Prozessschritte bei der Bearbeitung eines Werkzeuges lassen sich mit Hilfe der eingebauten Taster und Schalter auf einfache Weise darstellen. Ideal also für Anfänger. Bei der Präsentation steuert Philipp den Prozess zunächst über ein spezielles Bedienpanel. Vom Öffnen der Maschinentüre, über die Aufnahme des zu bearbeitenden Werkzeugs bis hin zum Einführen in die Spindel. Nach der simulierten Bearbeitung wird das Werkzeug vermessen. Anschließend sortiert es der Greifer wieder in das eingebaute Regalsystem ein. Alles funktioniert auch im Automatikmodus und mit hoher Geschwindigkeit, was Philipp im Anschluss demonstriert. 

Marvin und Philipp sind stolz auf ihre Leistung und konnten sich viel Wissen rund um den Roboter aneignen. Wie wichtig das ist, wissen die Experten. Die Automatisierung und der Einsatz von Robotern werden die Produktion langfristig verändern. Umso wichtiger sei es, den Nachwuchs frühzeitig vorzubereiten. Das Thema müsse noch stärker in Schule und Ausbildung verankert werden. „MAPAL hat gezeigt, wie es geht“, sagte Jens Mühlegg, Technical Sales Support Universities and Education Centers bei Fanuc. Studiendirektor Thomas Dietrich und Jens Kinzler, Lehrer Abteilung Metall, beide unterrichten an der Technischen Schule Aalen, bezeichneten die Zusammenarbeit als ein Musterbeispiel für eine gelungene Lernkooperation. „Das ist Lernen am realen Objekt“ kommentierte Christian Kunz, Leiter Forschung und Entwicklung bei Mössner, den gelungenen Umbau.

Die aufgerüstete Roboterzelle wird nun auf breiter Front im Einsatz sein: Alle Auszubildenden, ob zum Zerspanungsmechaniker, zum Industriemechaniker oder zum Mechatroniker, werden im Ausbildungszentrum von MAPAL an diese innovative Technologie herangeführt. 

Philipp und Marvin stehen derweil in ihren Abschlussprüfungen. Ihre Ausbildungszeit wurde wegen guter Leistungen um ein halbes Jahr auf drei Jahre verkürzt. Und Tobias Dambacher will sich weiterqualifizieren. Im Herbst beginnt er die Ausbildung zum Techniker in der Fachrichtung Mechatronik und Automatisierungstechnik. Die Schule hat ihm eine Aufnahmezusage erteilt.