Gewerbliche und Kaufmännische Schulen - Berufliches Gymnasium Müllheim

Aufbau der Lernfabrik

Technologieschema

Es wird ein Objekt individuell und nach Kundenwunsch aus 2 oder 3 Teilen gefertigt. Dabei gibt es je ein schwarzes und weises Unterteil, ein schwarzes und weises Oberteil, sowie optional einen Bolzen aus Metall oder Kunststoff, mit dem das Ober- und Unterteil zusätzlich mechanisch verbunden werden kann.
Die Bestellung erfolgt über den Browser in einem Web-Shop. Dem Kunden  stehen für die Bestellung insgesamt 12 verschiedene Varianten zur Verfügung.

Hardwarekomponenten

Doppelgurt-Transportsysteme mit SIMATIC S7-1214, Förderbandsegmente Kurve - 180°, Stationen zum Vereinzeln, Stationen zum Montieren, Stationen zum Bearbeiten, Station Handhaben, Station Prüfen, Station Demontage, RFID Auswerteeinheit mit 4 RFID-Schreib-/Leseköpfen, Industrial Ethernet Switch SCALANCE X208, Übergeordnete Steuerung SIMATIC S7-1516-3 PN/DP, Touch Panel TP700 Comfort, Werkstückträgerplatten mit verschiedenen Ober-/Unterteilen und Metall-/Kunststoff-Bolzen, Test- und Fehlersimulator, Router mit integriertem DSL-Modem / WLAN Access Point, ERP Lab, Fahrerloses Transportsystem (FTS), kollaborierender 6-Achs-Roboterarm mit Greifer und integriertem Kamerasystem (KoR)

Verwendete Software

TIA-Portal V14

Pädagogisches Konzept

Das Erlernen der Programmierung einer Speicherprogrammierbaren Steuerung erfolgt in 3 Stufen:
1. Stufe: Um das Verständnis für die SPS-Steuerung zu fördern, wird zu Beginn das ein- und ausfahren eines einzelnen Zylinders programmiert. Hierzu steht an den Laborplätzen jeweils ein Board mit 3 Zylindern zur Verfügung.
2. Stufe: Programmierung der MecLabs von Festo. Die Programmierung erfolgt hierbei mit FluidSim.
3. Stufe: Programmierung der einzelnen Stationen der Industrie-4.0-Anlage. Die Kenntnisse können hierbei wiederum feinstufig aufgebaut werden. Zuerst erfolgt die Programmierung eines Förderbandes. Danach wird ein koordinierter Ablauf zwischen Förderband und zuhöriger aufgesetzter Station programmiert.
Im weiteren Verlauf kann z.B. mit einer überlagerten Steuerung eine koordinierte Übergabe der Werkstückträger von Station zu Station programmiert werden oder durch Geschwindigkeitsreduktion der Förderbänder über eine Pulsweitenmodulation kann das Fahren gegen Stopper der Stationen abgeschwächt werden. In dieser 3. Stufe werden auch die Grundlagen zur Schrittkettenprogrammierung vermittelt und pratkisch umgesetzt.

Programmierung eines Roboters von Universal Robots:
Neben vielen Funktionen zur Robotersteuerung verfügt der Roboter über ein Kamerasystem zur Erkennung von Objekten.Dieser Roboter ist auf ein fahrerloses Transportsystem von MiR montiert. Somit ist der Roboter Mobil und kann verschiedene Aufgaben zur Mitarbeit bei der Industrieanlage übernehmen. Bei uns hat der mobile Roboter die Aufgabe, falsch montierte Teile an der Ausschleusstation abzuholen und zur Demontage-Station zu bringen. Den Abhol-Befehl bekommt das Transportfahrzeug über ein Bluetooth-Signal, welches durch die überlagerte Steuerung der Industrie-4.0-Anlage über eine Bluetooth-Sende-Empfangs-Einheit gesendet wird.

Optional sind weitere Unterrichtseinheiten an der Industrieanlage möglich:
Programmierung eines Turck RFID-Systems (Produktinformationen über RFID auf Transponder übertragen und auslesen, automatische Erkennung von Bearbeitungsstationen (Kodierung), Projektierung eines Touch-Panels, Fehlersuche durch Einsatz eines Fehlersimulators, Einrichten eines Web-Servers mit einer S7-1500, Erstellen einer HTML-Seite mit HTML5 (dabei werden Formatierungen mit CSS übernommen),  Einrichten eines Web-Shops

Schularten/Ausbildungsberufe, bei denen die Lernfabrik zum Einsatz kommt

Technisches Gymnasium - Profil Mechatronk
Technisches Gymnasium - Profil Technik und Management
Technisches Berufskolleg
Elektroniker der Energie- und Gebäudetechnik

Die Inbetriebnahme der Lernfabrik erfolgte am 18.10.2017