Bei der Übernahme des Moduls Aufbau und Betrieb technischer Prozesse 1 durch Professor Engels im Sommersemester 2016 stellte sich die Frage, wie die Inhalte mit Bezug zum Thema Werkzeugmaschinen ausgestaltet werden könnten. Auch im Masterstudiengang sollte die praxisorientierte Ausrichtung des Studiengangs Produktionsautomatisierung ein wesentliches Merkmal sein.
Im Rahmen von zwei Masterprojekten wurde daher von den beiden Studenten B.Eng. Michael Frach und B. Eng. Fabian Karl ein Steuerungssystem für eine 3-Achs-CNC entwickelt, aufgebaut und erprobt. Die fertige Werkzeugmaschine besteht aus einer klassischen kartesischen Portalkinematik, die einer nicht mehr verwendeten Applikation entnommen wurde. Für die Systemarchitektur standen unterschiedliche Optionen zur Auswahl, wobei ein modulares Maschinenkonzept mit separatem Steuerungsrack und separater Absaugeinrichtung favorisiert wurde. Dies ermöglicht es mit einfachen Mitteln die mechanischen Komponenten mit unterschiedlichen Steuerungs- und Antriebskomponenten zu kombinieren. Bei der Steuerungstechnik fiel die Wahl in diesem ersten Projekt bewusst auf kostengünstige und einfach zu bedienende Hard- und Software.
Ziel der Anwendung ist es den Studierenden den grundsätzlichen Engineering-Workflow von der Erstellung einer 3D CAD Konstruktion bis hin zur Fertigung einzelner Werkstücke zu vermitteln, aber dennoch die einzelnen Komponenten der Werkzeugmaschine verständlich erklärbar und im wahrsten Sinne des Wortes begreifbar zu machen. Da sind hochkomplexe industrielle CNC Maschinen, für die selbst erfahrene CNC-Maschinenbediener eine einwöchige Schulung benötigen, nicht das adäquate didaktische Hilfsmittel.
Nach der Entwicklung und dem Aufbau der Elektrokonstruktion wurde, wie die Fotos zeigen, eine erfolgreiche Inbetriebnahme durchgeführt und eine professionelle Dokumentation erstellt.
Nach dem Motto „Auf die Fräse, fertig, los“ wurde die neue Anlage nicht nur als Didaktiksystem demonstriert, sondern auch als lehrgebietsinternes Produktionssystem für Werkstücke neuer Versuchsaufbauten eingesetzt.
Mit diesen sehr guten Ergebnissen ist das Lehrgebiet gerüstet für den nächsten Schritt, bei dem wir dann gerne zeigen, dass unsere nochmals deutlich komplexeren CNC Industriesteuerungen ebenfalls als Desktop-Didaktiksystem realisierbar sind.
Prof. Dr.-Ing. Elmar Engels
[Bildquellen: RobertGross_01 /02.jpg: © Hochschule Fulda / Robert Gross; FrachKarl_01.jpg: F. Karl, M. Frach]