Praxisorientierter Unterricht in Industriequalität

Starter-Kit von ABB mit AC500-eCo CPU, ACS355 Antrieb und komplettem Zubehör. (Bild: ABB)

DI (FH) Dipl.-Päd. Leendert Lafeber
Lehrer der HTL Saalfelden im Bereich Elektrotechnik und Mechatronik

„Durch die Kombination mit der ABB-Software RobotStudio 5 kann der Roboter optimal im Unterricht genutzt werden. Denn jeder Schüler erarbeitet dabei auf seinem PC-Arbeitsplatz sein eigenes Projekt offline bzw. virtuell und testet das Ergebnis dann direkt auf dem realen Roboter im Labor.“

An der HTL Saalfelden werden derzeit rund 800 Schülerinnen und Schüler in den Ausbildungsrichtungen Elektrotechnik, Mechatronik, Bautechnik sowie Computer- und Kommunikationstechnik ausgebildet. Davon verlassen jedes Jahr durchschnittlich 100 Absolventen die Schule. „Unsere Philosophie, ist es die Schüler bestmöglich auf den späteren Berufseinstieg vorzubereiten. Dazu zählt neben den allgemeinbildenden und technischen Fächern vor allem die Ausbildung in den Labors“, betont DI(FH) Leendert Lafeber, Lehrer der HTL Saalfelden im Bereich Elektrotechnik und Mechatronik in Fachtheorie und Fachpraxis, die Wichtigkeit des praxisnahen Unterrichts.

Die Schüler erarbeiten auf einem Robotstudio-Arbeitsplatz ein Projekt offline bzw. virtuell und testen das Ergebnis dann direkt auf dem realen Roboter im Labor.

DI Gernot Aigner
Abteilungsvorstand für Elektrotechnik der HTL Saalfelden

„Die Starter-Kits werden bei uns hauptsächlich dazu genutzt, den sicheren Umgang mit dem Frequenzumrichter zu erlernen. Dank des attraktiven Anschaffungspreises konnten wir genügend Laborarbeitsplätze damit ausstatten.“

Robotertechnik in den Lehrplänen verankert

In der österreichischen Ausbildungs- und Forschungslandschaft hat in den letzten beiden Jahren ein regelrechter Boom bei der Installation von Robotersystemen in Labors von Lehrwerkstätten, HTLs, FHs und Universitäten eingesetzt. Der Grund dafür ist eine Kombination aus mehreren Faktoren.

Einerseits wurde in den Lehrplänen und Forschungsprogrammen der Einsatz von Robotertechnik verstärkt fokussiert. Andererseits hat die Entwicklung von modernen Steuerungstechnologien, kompakten und kostengünstigeren Robotersystemen in Kombination mit leistungsstarker Simulations- und Offlineprogrammier-Software die Möglichkeiten für die betreffenden Einrichtungen enorm verbessert. „Gerade für unsere Fachrichtung Elektrotechnik mit ihren Schwerpunkten in der Automatisierungstechnik und Informationstechnik ist der Umgang mit modernen Industrierobotern absolut notwendig“, so Leendert Lafeber.

Warum dabei oft auf Robotersysteme von ABB zurückgegriffen wird, lässt sich relativ einfach erklären. ABB hat sich bereits vor mehr als 20 Jahren zum Ziel gesetzt, den Ausbildungs- und F&E-Bereich bestmöglich und umfassend zu unterstützen. Das damals hohe Preisniveau und die oftmals knappe Budgetsituation der Einrichtungen verhinderten jedoch eine frühzeitige großflächige Verbreitung von Robotersystemen für den Ausbildungsbereich. Im Gegensatz dazu ist heute die Anschaffung weit nicht mehr so kostspielig wie damals. Die Industrie fordert zudem gut ausgebildete Techniker auf jenen Systemen, die in deren Produktionsanlagen im Einsatz sind. „Außerdem ist es für uns als österreichischer Marktführer in der Robotertechnik überaus wichtig, sehr früh in Kontakt mit zukünftigen Partnern, Mitarbeiter, Lieferanten und Entscheidern der Branche zu treten“, erklärt Payam Moosavi, Verkauf Robotertechnik bei ABB in Österreich.

Das Ausbildungspaket der HTL Saalfelden besteht aus dem robusten und leistungsstarken Knickarmroboter IRB 140 und der IRC5 Robotersteuerung von ABB. Mithilfe eines verfahrbaren Untergestells kann die Steuerung und der Roboter mit mobilem Robotersockel als Einheit sehr leicht transportiert werden. „Das kompakte und mobile System ist für den flexiblen Schulalltag ideal geeignet“, weiß Lafeber aus Erfahrung. Ebenfalls im Paket inkludiert sind jeweils ein Zweifach- und Dreifachgreifer der Firma Schunk, die mittels einer eigens entwickelten Greiferwechselstation getauscht werden können.

Das Robotersystem entspricht den neuesten Sicherheitsvorschriften. Bis zu zwei Personen dürfen direkt am Roboter arbeiten.

Paul Dworschak
Leitung Antriebstechnik/Antriebskomponenten bei ABB

„Die Starter-Kits verfügen neben einer Kompaktsteuerung, einem Frequenzumrichter und einem Motor mit 0,37 kW über alle erforderliche Zubehörteile, um den Motor in wenigen Minuten zu starten. Modernste Technologie zu leistbaren Preisen.“

Lernerfolg um ein Vielfaches gesteigert

Pro Unterrichtseinheit nehmen maximal acht Schüler aus den fünften Jahrgängen der Zweige Elektrotechnik und Mechatronik teil. Trotzdem stellt ein einziges Robotersystem für eine Schülergruppe natürlich eine begrenzte Ressource dar. Hier profitiert man erheblich von der Simulations- und Offline-Programmiersoftware RobotStudio 5, die für Ausbildungseinrichtungen zusätzlich zum Robotersystem kostenfrei zur Verfügung gestellt wird.

Durch die Kombination mit der Software kann der Roboter optimal im Unterricht genutzt werden. Denn jeder Schüler erarbeitet dabei auf seinem Robotstudio-Arbeitsplatz sein eigenes Projekt offline bzw. virtuell und testet das Ergebnis dann direkt auf dem realen Roboter im Labor. „Dadurch werden Lernerfolg und Erfahrung jedes Einzelnen um ein Vielfaches gesteigert, da man nicht auf Frontalunterricht und Zuschauen angewiesen ist, sondern selbst praktisch und kreativ tätig werden kann“, bringt es der HTL-Lehrer auf den Punkt.

Das Robotersystem entspricht den neuesten Sicherheitsvorschriften. Darüber hinaus ist die Zelle mit einer Sicherheitseinhausung für den Automatikbetrieb eingefasst. Bis zu zwei Personen dürfen direkt am Roboter arbeiten, wobei die Geschwindigkeit der Roboterbewegungen dabei auf 250 Millimeter pro Sekunde gedrosselt wird. „Der eingesetzte Tisch wurde so konzipiert, dass auch bei einer Fehlbedienung des Roboters keinerlei Schäden entstehen können“, so Lafeber weiter.

Kompakt und einfach zu bedienen

Auch im Bereich der Antriebstechnik vertraut man in der HTL Saalfelden auf die speziell abgestimmten Produkte von ABB. Insgesamt acht Laborplätze sind derzeit mit den Starter-Kits für den praxisnahen Unterricht der vierten bzw. fünften Jahrgänge der Fachrichtung Elektrotechnik ausgerüstet.

Die Starter-Kits mit Antriebs- und Steuerungstechnik beinhalten bereits alles, was zur Ansteuerung eines Motors benötigt wird — die Kompaktsteuerung AC500, den Frequenzumrichter ACS355 und einen Motor mit 0,37 kW. „Das kompakte und leistungsfähige Paket beinhaltet fertige Programme mit zugehörigen Baustein- Bibliotheken und Visualisierung und alle erforderliche Zubehörteile wie Kabel etc., um den Motor in wenigen Minuten zu starten“, erläutert Paul Dworschak, Leitung Antriebstechnik/Antriebskomponenten bei ABB, der damit die einfache Bedienbarkeit herausstreicht.

In Saalfelden werden die Starter-Kits hauptsächlich dazu genutzt, den sicheren Umgang mit dem Frequenzumrichter zu erlernen. „Dank des attraktiven Anschaffungspreises dieses sehr hochwertigen Technologiepakets, konnten wir genügend Laborarbeitsplätze damit ausstatten, sodass pro Unterrichtseinheit jeder einzelne Schüler alleine daran arbeiten kann“, zeigt sich DI Gernot Aigner, Abteilungsvorstand für Elektrotechnik der HTL Saalfelden, zufrieden.

Die beiden Lehrer möchten außerdem die ausgezeichnete Unterstützung der ABB-Mitarbeiter bei den Grundeinschulungen und Lehrer-Trainings oder generell bei speziellen Fragestellungen zur Robotik oder Antriebstechnik besonders hervorheben. „Unser Ziel ist es, Österreichs Bildungsinstitute bei der Ausbildung unseres Techniker-Nachwuchses bestmöglich zu unterstützen. Mit unseren speziellen Ausbildungspaketen bieten wir modernste Technologie zu leistbaren Preisen“, bringt es Paul Dworschak zum Schluss noch mal auf den Punkt.

Infos zum Anwender

Die HTL Saalfelden bietet die Höheren Abteilungen für Elektrotechnik, Mechatronik und Bautechnik sowie die beiden Fachschulen für Bautechnik bzw. Computer- und Kommunikationstechnik mit Betriebspraktikum an. Ziel dabei ist, die Schüler bestmöglich auf den späteren Berufseinstieg vorzubereiten. Dazu zählt neben den allgemeinbildenden und technischen Fächern vor allem die Ausbildung in den Labors.

www.htlsaalfelden.at