Aufbau der Lernfabrik
Technologieschema
Um Fachkräfte auf die Anforderungen von Industrie 4.0 vorzubereiten, fördert das Ministerium für Finanzen und Wirtschaft die Einrichtung von Lernfabriken 4.0 an Beruflichen Schulen. Aus Sicht des Finanz- und Wirtschaftsministeriums sollen die Lernfabriken regional kleinen und mittleren Unternehmen Anregungen zur Umsetzung für typische Prozesse von Industrie 4.0 bieten und das Thema und seine Bedeutung noch bekannter machen. Zu den Kriterien, nach denen die Jury die eingereichten Projekte beurteilte, gehörten: pädagogisches Konzept, Einbindung der Wirtschaft und Konzept für eine Nutzung als regionales Demonstrationszentrum. Zusammen mit dem Landkreis Schwäbisch Hall, dem Packaging Valley Germany e.V. und der Firma Trumpf haben wir in der Lernfabrik 4.0 einen für unsere Region typischen Zulieferer für den Verpackungs- und Abfüllmaschinenbau nachgebildet.
Wenn ein Zulieferer z. B. ein Biegeteil fertigt, dann läuft das heute fast vollständig automatisch. Mit einem CAD/CAM-System werden automatisch Abwicklungen und Dokumentation für die Simulation und die Fertigung von Blechkonstruktionen erstellt. Die Abwicklung ist hier eine erste Kontrolle der Produktionstauglichkeit der gewünschten Blechteile.
Ausgangspunkt der Lernfabrik 4.0 zur fehlerfreien Entwicklung und Produktion eines Blechteils, ist eine 3D-Konstruktion mit SolidWorks (oder einem anderem/beliebigen CAD-Programm). Die Konstruktion wird mit der MES-Software Boost von Trumpf, durch Simulation auf Machbarkeit überprüft. Stimmt der Kunde der realisierbaren Konstruktion zu, erfolgt die endgültige Fertigungsfreigabe. Für die Blechkonstruktionen werden dann automatisch alle Programme für die Fertigung erstellt. Liegt am Ende ein Maß außerhalb der Toleranz, muss dies dem Konstrukteur und dem Maschinenbediener in elektronischer Form mitgeteilt werden, damit er Korrekturen einleiten kann.
Eine Webbasierte Informationsplattform ist die Basis der Lernfabrik 4.0. Diese ermöglicht den autorisierten Anwendern ein schnelleres und wirtschaftlicheres Arbeiten durch den einfachen Zugriff auf alle Prozessdaten. So erhalten Konstrukteure, Einkäufer, Verkäufer oder auch Kunden alle notwendigen Informationen auf allen ihren Endgeräten. Als Basisplattform dient die ERP-Software TruTopsFab von Trumpf. Diese bindet alle Maschinen der Lernfabrik über den Datenaustausch-Standard OPC-Unified Architecture (OPC-UA) zusammen. Der OPC-UA-Standard ermöglicht einen sicheren und zuverlässigen, Betriebssystem-übergreifenden Datenaustausch zwischen Maschinen (oder Produkten) unterschiedlicher Hersteller.
Mit der Lernfabrik 4.0 sind wir jetzt in der Lage vom 1. Ausbildungsjahr an CAD-CAM zu unterrichten. Von der CAD-Zeichnung (Konstruktion) bis zum CNC-Fertigungsprogramm für die Teilefertigung. Der Auszubildende /Schüler braucht im Bereich der Blechfertigung keine Programmiererfahrung. Dies lernt er erst im zweiten und dritten Ausbildungsjahr.
Erstes Lehrjahr: CAD/CAM im Bereich Blech
Zweites Lehrjahr: CNC-Programmierung + CAD/CAM im Bereich Fräsen.
Drittes Lehrjahr: CNC-Programmierung+ CAD/CAM im Bereich Drehen.
Hardwarekomponenten
CNC-Laser TruLaser 1030 fiber von Trumpf (schneidet alle Metalle, Anschlussleistung 11 KW, Laserleistung 2kW, schneidet Baustahl bis 16mm, rostfreie Stähle bis 8 mm, Alu bis 6mm, Kupfer bis 3mm)
CNC-Biegemaschine TruBend 7036 von Trumpf (die Presskraft von 360 KN wird mit einem Elektromotor erzeugt, Biegelänge bis zu 1m)
CNC-Messmaschine DuroMax Zeiss (Messmaschine für die Fertigung)
Computerraum mit 16 Schüler- und einem Lehrerarbeitsplatz
Verwendete Software
Als Basisplattform dient die ERP-Software TruTopsFab von Trumpf
3D-Konstruktion mit SolidWorks
MES TruTops Boost von Trumpf