Wie macht man Ausbildungklassen am besten mit Cobots vertraut? Eine Berufsschule kennt die Antwort: mit moderner Didaktik und modularen Robotertischen.
Beim Blick zurück auf die eigene Berufsschulzeit sind Benjamin Langes Erinnerungen eindeutig: „Man hat etwas programmiert und das Übrige musste visualisiert werden. Beispielsweise an einer Tafel. Die heutige Generation geht in die Berufsschule und startet mit der Programmierung von Cobots. Und sie sieht unmittelbar das Ergebnis.“ Das hat direkt mit der Arbeit von Benjamin Lange zu tun: Er ist bei der ibk IngenieurConsult GmbH als Konstrukteur und Teilprojektleiter für Automatisierungsprojekte tätig. Das Unternehmen aus dem Netzwerk der item pluspartner wurde in der Automotive-Branche groß. Jetzt fokussiert es sich zunehmend auf Automatisierung und Robotik für den Mittelstand. Dort sind Cobots dank einfacher Integrierbarkeit und unkomplizierter Programmierung zum Erfolgsfaktor geworden. Solche Vorteile machen sie für die Nachwuchsausbildung ebenfalls attraktiv. Entsprechend erreichen ibk aus diesem Bereich immer mehr Anfragen. So kam es zur Realisierung der „CobotStreet“ in der BBS-ME (Berufsbildende Schule Metalltechnik • Elektrotechnik der Region Hannover – Otto-Brenner-Schule).
Für eine optimale Roboterperipherie sorgt die Profiltechnik unseres modularen item Systembaukastens.
Der Name „CobotStreet“ und das Konzept für diese Schulungsanlage wurden von den Lehrkräften der BBS-ME entwickelt und gemeinsam mit ibk umgesetzt. Ein kleines Projektteam unter der Leitung von Nils Sternberg konnte mit diesem Konzept Fördergelder des Landes Niedersachsen für die Realisierung gewinnen. Dem Projektteam ging es um flexibel einsetzbare und robuste Übungstische, auf denen diverse Zusatzmodule angebracht werden können, wie Sensoren, Regale, Förderbänder etc., um viele kreative Aufgabenstellungen zu ermöglichen und eine Vielzahl an Schülerinnen und Schüler anzusprechen. Es geht von sehr simpel (einfache Pick-and-Place-Aufgaben) bis hin zu komplexen Aufgabenstellungen, bei denen alle Roboter zusammenarbeiten müssen. Und damit auch die Schülerinnen und Schüler. Für eine optimale Roboterperipherie sorgt die Profiltechnik unseres modularen item Systembaukastens.
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Innovativer Aufbau in Berufsschule für erste Schritte mit Cobots
An der CobotStreet sammeln die Fachkräfte von morgen erste Erfahrungen mit kollaborativer Robotik. Die Grundlagen werden den Ausbildungsklassen für Technikberufe durch Hackathons vermittelt: Hier treten mehrere Teams mit bis zu fünf Personen gegeneinander an. Es gilt, in einer bestimmten Zeit eine konkrete Aufgabenstellung zu lösen. Anhand weniger Vorgaben nähern sich die Teams durch Ausprobieren der Lösung an. Zum Beispiel müssen die Cobots von Universal Robots Holzklötze greifen und in einer Box platzieren. So lernen die Schülerinnen und Schüler spielerisch die Programmierung von Pick-and-Place-Aufgaben kennen. Für die automatische Bilderkennung nutzt die Berufsschule ein Vision-System von OnRobot. Das Unternehmen stellt ebenfalls die eingesetzten Endeffektoren bereit. Andere Übungen behandeln das Schreiben auf einem Whiteboard oder das präzise Abfahren von gelaserten Buchstaben auf einem Mülleimer. Nach dem Erlernen der Grundlagen überlegen sich die Schülerinnen und Schüler fachspezifische Anwendungsszenarien. „Das Lernen und die neu gewonnenen Erfahrungen an der Cobot Street haben Spaß gemacht und neue Einblicke in mögliche neue Interessengebiete eröffnet“, sagt der Schüler Kaan Grigin. Aufgrund der positiven Resonanz fand 2023 ein schulübergreifender Hackathon statt.
Die Tische lassen sich sehr leicht mit der Hand hin- und herschieben. Bei Bedarf kann man den Netzstecker ziehen, das Kabel aufrollen, unter den Tisch packen und die Räumlichkeit wechseln.
Für diese verschiedenen Anlässe bietet die CobotStreet ideale Voraussetzungen. Es wurden fünf Robotertische eng beieinander gruppiert. Sie sind rund 1 m breit und 1,60 m lang. Bei der Konstruktion der Tische kamen hauptsächlich Profile 8 40×40 zum Einsatz. Das Profil 8 ist unser weltweit am häufigsten eingesetzter Aluprofil-Typ und für seine Vielseitigkeit bekannt. Durch die über 2 m² großen Tischplatten ist viel Platz vorhanden. Es handelt sich um eine Nutenplatte mit untereinander verbundener Profiltechnik. Diese solide Fläche bietet durchgängige Nuten und vielfältige Optionen für individuelle Aufbauten. Darauf befinden sich kleinere Konstruktionen zur Materialablage. Außerdem können die Tische an den Seiten für zusätzliche Arbeitsfläche aufgeklappt werden. Die Cobots sind mit Roboter-Montageplatten auf den Tischen befestigt. Rollenbahnen ermöglichen den Materialtransport von einem Cobot zum anderen. Unter der Tischplatte befindet sich der Stauraum für den Controller des Roboters und weitere Peripheriegeräte. Vier Bockrollen verleihen den Robotertischen ihre Mobilität: „Die Tische lassen sich sehr leicht mit der Hand hin- und herschieben. Bei Bedarf kann man den Netzstecker ziehen, das Kabel aufrollen, unter den Tisch packen und die Räumlichkeit wechseln. Dort schließt man den Netzstecker an und arbeitet einfach weiter“, sagt Benjamin Lange. Ebenso ist es möglich, kleinere Roboter-Lösungen zu einer größeren Anwendung zu verbinden. Dann arbeiten die unterschiedlichen Cobots miteinander und bilden eine regelrechte „Straße“: Dieser Idee verdankt die CobotStreet ihren klangvollen Namen.
Sie planen ein Cobot-Projekt? Dann ist der Besuch des Cobot-Shops von item pluspartner ibk etwas für Sie: Darin finden Sie Cobots, vielfältiges Zubehör und fertige Anwendungen. Für Bildungsträger gibt es spezielle Rabatte.
Praxisprojekt für den Pflegebereich als Antwort auf den Fachkräftemangel
An den Aufbau der CobotStreet schließt sich eine weitere Roboter-Anwendung an. Hier bedient ein Cobot auf einer item Robotersäule eine Haubenspülmaschine der Ackermann Spülmaschinen GmbH. Es handelt sich um eine Kooperation mit einer berufsbildenden Partnerschule im Pflegebereich. Sie befindet sich ebenfalls in Hannover. Mit ihr gemeinsam hat die BBS-ME Fördermittel für das Projekt erhalten. Diese Lösung beantwortet eine in Zeiten des Fachkräftemangels hochaktuelle Frage: Was passiert, wenn die zuständigen Mitarbeitenden ausfallen und es keinen Ersatz gibt? „Bei uns ist das Ganze komplett automatisiert. Der Cobot übernimmt alle Arbeitsschritte: Wir haben ihn so programmiert, dass er den Haubenspüler öffnet, ein- und ausräumt und wieder einschaltet. Das ist ein realistisches und alltägliches Szenario“, erklärt Benjamin Lange. Überhaupt sorgt die Praxisnähe bei den Schülerinnen und Schülern für große Zustimmung: „Die Interaktion mit den Cobots war für alle Schüler sehr lehrreich und motivierend. Es war eine äußerst positive Erfahrung, die zeigte, wie Technologie den Arbeitsplatz bereichern kann. Wir waren dankbar, an der BBS mit solch fortschrittlicher Technik arbeiten zu dürfen”, fasst Schülersprecher Matthias Bokelmann zusammmen. Er und Kaan Grigin gehen in die A-Klasse 2023 der Fachoberschule Technik (FOT) am BBS-ME.
Modularität als Erfolgsfaktor für Bildungseinrichtungen
Als item pluspartner ist ibk mit unserer Profiltechnik sehr vertraut. Bei item pluspartnern handelt es sich um spezialisierte Unternehmen, die aus item Komponenten sowie Fremdteilen wie Cobots individuelle Lösungen fertigen. Besonders schätzt man bei ibk die durchgängige Modularität des item Systembaukastens. Vorhandene Konstruktionen lassen sich flexibel anpassen und erweitern. Benjamin Lange macht den direkten Vergleich zwischen Aluminium und Stahl: „Das wäre bei einer fertigen Stahlkonstruktion nur schwer oder gar nicht umsetzbar. Bei einem Aufbau von item löst man eine Schraube und verschiebt Komponenten einfach. Das erleichtert die Arbeit deutlich, wenn man neue Dinge ausprobieren möchte. Und am Ende ist es so sicher befestigt, als wäre es geschweißt.“ Die Flexibilität ist für die Lehrenden am BBS-ME ein wichtiger Faktor. Für neue Ansätze und Aufgaben an der CobotStreet braucht es keine großen Investitionen. Auf der modularen Tischplatte lassen sich Erweiterungen leicht anbringen. Erste Ideen dafür gibt es schon. Schrauben statt Schweißen: In diesem Sinne kann unser modulares Prinzip gerade Bildungseinrichtigungen beflügeln. Denn die technische Entwicklung steht nie still.
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