Erich-Hauser-Gewerbeschule Rottweil

Die Lernfabrik der Erich-Hauser-Gewerbeschule kann Bleistiftspitzer unterschiedlicher Varianten herstellen.
Die Schülerinnen und Schüler können im MES-System einen Auftrag eingeben. Dabei können sie wählen, welche Farbe der Spitzer haben soll und ob ein Text in das Oberteil graviert werden soll.
Der Auftrag wird dann automatisch gestartet und über RFI- Technologie einem Werkstückträger zugeordnet. Die Schülerinnen und Schüler werden bei Erreichen des Werkstückträgers am jeweiligen Bandmodul am HMI aufgefordert eine auftragsbezogene Aktivität durchzuführen (Rohteil einlegen, Spitzereinsatz verschrauben,…).

Da die Lernfabrik im Laborunterricht der Mechaniker Einsatz findet wird auch ein Schwerpunkt darauf gesetzt, ein Bauteil spanend herstellen zu können. Wird also eine spanende Bearbeitung vorgesehen, so wird ein Roboter das Werkstück in eine CNC-Machine einsetzen. In der CNC-Maschine wird über DNC-System das ensprechende CNC-Programm aufgerufen. Nach der spanenden Bearbeitung wird das Werkstück wieder auf dem Träger abgesetzt und bei Erreichen der Kamerainspektion auf Qualität geprüft.

Systemleiferant:   Festo Didactic
5x    CP-Lab -Bandmodule
1x    Bohrstation
1x    Presse
1x    Pick-by-Light
1x    Kamerainspektion
1x    Weiche
1x    Roboterzelle (Mitsubishi)
1x    EMCO Concept Mill 260

TIA- Portal V15, SolidCAM

In den bereits an der Schule vorhandenen Laboren und der Lernfabrik werden die Grundlagenmodule Pneumatik, Elektropneumatik und programmierbare Steuerungen vermittelt. SchülerIn kann anschließend Bauelemente der Steuerungstechnik nennen und beschreiben und SPS- Programme (Sortieren, Vereinzeln, Bandantrieb) lesen und erstellen.
Durch den Einsatz der neuen industriellen Lernfabrik lässt sich die Lernstrategie „vom Lernmodul zur Lernfabrik“ optimal umsetzen.
Der modulare und flexible Aufbau der Stationen ermöglicht die Arbeit in verschiedenen Lernszenarien: vom einzelnen Transfersystem mit integrierter Steuerung bis hin zur vernetzten Produktionsanlage mit Cloud-Diensten.

Einzel(lern)module:

• Durch die Anschaffung von Transferbändern und verschiedener Applikationsmodule der Lernfabrik (Pick-by-Light, Pressen, Bohren, Handarbeitsplatz, Kamera Inspektion) hat der Schüler die Möglichkeit, mehrere Alltagssituationen real einzeln durchzuführen. Die Applikationsmodule werden auf die Bänder aufgesetzt und je nach Modultyp über E/A, Profinet, TCP/IP, OPC UA oder Plug & Produce Schnittstelle angesteuert.
• Die Roboterbeladezelle wird in Verbindung mit einer CNC-Fräsmaschine eingesetzt und dient der Beladung und dem Umsetzen von Werkstücken in die CNC-Fräsmaschine mittels 6-achsigem Industrieroboter. Zwei Transportbänder laufen parallel in unterschiedlicher Richtung und transportieren Werkstückträger (WT). Ein drittes Band bildet einen Bypass für die Werkstückträger, die dem Roboter als CNC-Auftrag zugeführt werden. Die Werkstückträger sind mit RFID-Tags zur Speicherung werkstückspezifischer Daten ausgestattet.
• Durch die CNC- Fräsmaschine kann der Schüler in der Grundbildung im Bereich Programmieren und später in der CAD/CAM- Fertigung praxisnah unterrichtet werden.

Lernfabrik:
Durch den zusätzlichen Einsatz eines MES und der RFID-Technologie ist es uns, gemeinsam mit unseren Schülern, möglich, eine „Losgröße 1-Fertigung“ des EHG-Produkts (Spitzer) durchzuführen. Dabei können weiter folgende Kompetenzen vermittelt werden, wie z. B.:

• Auftragsabläufe und Prozesspläne definieren und bearbeiten
• Aufträge lesen und Status aktualisieren
• Zuordnung von Warenträger zu Auftrag schreiben
• Automatisches Routing nach Arbeitsplan und Maschinenfähigkeiten
• Reportgenerierung OEE, SPS und Störungen

Für die einzelnen Schularten und Fachgruppen ist konkret geplant:

Fachgruppe Fertigungstechnik (und Technische Produktdesigner):

• Grundbildung I 4.0: Elektrotechnische Grundlagen, Pneumatikgrundlagen, CAD im 1./2. Ausbildungsjahr, Rapid Prototyping.
  Projektbezogen können in dieser Phase Funktionen und Bauelemente der Einzelmodule beschrieben werden.
• Vertiefung I 4.0: Speicherprogrammierbare Steuerungen und Elektropneumatik sowie CNC-Technik im 2./3. Ausbildungsjahr.
  Lernmodule und Roboter sollen auftragsbezogen programmiert werden.
• Lernfabrik I 4.0: Vernetzung von Teilprozessen, MES, Produktentstehungsprozess, Produktplanung, Wartung und Instandhaltung der Lernfabrik, Qualitätsüberwachung, CAD/CAM.

Technisches Gymnasium - Profil Mechatronik

Hier werden im Fach ATMS (angewandte mechatronische Systeme) die Lerninhalte von Industrie 4.0 unterrichtet und Projektarbeiten durchgeführt.

IT-Systemelektroniker sowie
Technisches Gymnasium - Profil Informationstechnik

• Datenaustausch mit der MES bzw. mit Anlagen des internen VLANs, gebündelt durch einen internen Switch und Router (inkl. Accesspoint für WLAN-Zugang) per VPN-Tunnel.
• Netzwerktechnik an einem realen Beispiel praxisnah und projektbezogen anwenden.
• Die Prozesse von I4.0 können als Projekt durch die Programmierung eines Webshops dargestellt werden
• Einbindung der Anlage in die bestehende Cisco-Academy

Die Umsetzung der Muserlösung BW wird in den einzelnen Module (Grundbildung I4.0, Vertiefung I4.0 und Lernfabrik I4.0)