Mechatronisch konstruiert

CAx - Die Berufsbildende Schule der Region Hannover gehört zu den Eplan-Electric-P8-Anwendern der ersten Stunde: Fünf Absolventen haben in ihrem Abschlussprojekt eine Fertigungsanlage mithilfe neuer CAx-Technologie durchgängig abgebildet und konstruiert.

10. Mai 2007

Wer Zweifel an der modernen und berufsnahen Ausbildung von Technikern hat, dem sei der Besuch der Otto-Brenner- Schule empfohlen: Das ist die Berufsbildende Schule der Region Hannover, die staatliche geprüfte Techniker in den drei Disziplinen Elektrotechnik, Maschinentechnik und Metallbautechnik ausbildet. Das Labor der Technikerschule ist u. a. mit einer Flexiblen Fertigungs-Anlage (FFA) ausgestattet, die automatisiert zahlreiche Arbeitsschritte wie Zuführen, Prüfen, Bearbeiten, Sortieren und Fördern ausführt. Die Anlagenteile können einzeln programmiert und gesteuert, aber auch als vernetzte Gesamtanlage betrieben werden.

Diese Anlage entspricht - so Oberstudienrat Dipl.-Ing. Heinz-Georg Meyer - dem in der Automobilindustrie geltenden Standard: Für die Steuerung nutzt man eine Siemens- SPS vom Typ S7, für die Visualisierung WinCC. Und die Sicherheitstechnik ist ebenfalls auf dem neuesten Stand: Als Beta- Tester, der eng mit Phoenix Contact zusammenarbeitet, gehörte die Schule zu den ersten Anwendern, die Erfahrung mit Interbus Safety sammelten.

Maschinenbau und Elektrotechnik kooperieren

Angesichts der knappen öffentlichen Kassen überrascht es nicht, dass die zentralen Komponenten der Roboter-, Linear- und Montagetechnik von Industrieunternehmen wie Festo, Lenze und Phoenix Contact gesponsert wurden. Dies deutet auf eine gute Zusammenarbeit der Technikerschule mit der Industrie hin: Auch viele Abschlussarbeiten - im zweiten Jahr ihrer Ausbildung müssen die Absolventen ein umfangreiches Projekt bearbeiten - entstehen auf Anregung von Unternehmen und haben konkrete Projekte zum Ziel, die in der Folge auch praktisch umgesetzt werden.

Bei den Projekten steht häufig die Zusammenarbeit von mechanischer Konstruktion und Elektrotechnik im Vordergrund, die auch in der Schule gelebt wird. Das gilt auch für ein Projekt, das im Sommer 2006 von Eplan Software & Service angestoßen wurde. Die Aufgabe lautete: Die gesamte Flexible Fertigungs-Anlage sollte mit der neuen Plattform, d. h. mit Eplan Electric P8 und Eplan Fluid, sowie - auf der Seite der mechanischen Konstruktion - mit dem Autodesk Inventor Professional geplant werden.

Durchgängiger Workflow

Diese Aufgabe wurde in einem Team von drei angehenden Elektrotechnikern und zwei künftigen Maschinentechnikern gelöst. Zuvor mussten sie sich mit der Software vertraut machen, die gerade erst auf den Markt gekommen war, und erhielten eine Schulung bei Eplan Software & Service. Im ersten Schritt der praktischen Arbeit nahmen die fünf Projektbearbeiter Jörg Machens, Marcus Mohr, Claas Röver, Matthias Lautenschläger-Schreiber und Andres Dörfler alle Bauteile der Elektro- und Fluid-Technik auf. Dabei konnte man teilweise direkt auf die digitalen Kataloge der Hersteller zurückgreifen, zum Beispiel auf den DKI-Katalog von Festo, der in Eplan Fluid integriert ist.

Die in diesen Katalogen verfügbaren 3DAnsichten der Bauteile wurden dann auch für die 3D-Ansicht in Autodesk Inventor exportiert. Denn die Techniker arbeiteten von Anfang an in ›zweigleisigem‹ Workflow. Jörg Machens: »Wir haben die Bauteile in die Artikelverwaltung des Eplan-Electric-P8- und Eplan-Fluid-Projektes eingepflegt und gleichzeitig mit dem Autodesk Inventor ein dreidimensionales Abbild der Anlage erstellt, das z. B. die Erstellung der Leitungsverläufe erleichtert.« Mithilfe der im Autodesk Inventor festgelegten Leitungswege wurden die Leitungslängen per Datentransfer an Eplan Electric P8 übergeben. Auf diese Weise arbeiten Elektrotechnik und Mechanik optimal zusammen und erleichtern dem Konstrukteur die Arbeit. Das führt nicht nur zu Zeitersparnis, sondern auch dazu, dass alle Daten - sowohl auf der Seite der Elektrotechnik als auch der der mechanischen Konstruktion - auf einem einheitlichen Stand sind und keine Probleme beim Abgleich auftreten. Damit hatten die fünf Maschinen- und Elektrotechniker alle Hardwareangaben in Eplan Electric P8 und Eplan Fluid hinterlegt und konnten aufgrund der einheitlichen Datenplattform beider CAE-Programme in einem einzigen Projekt die gesamte elektro- und fluidtechnische Struktur der Flexiblen Fertigungs- Anlage planen. Bis zu diesem Punkt nutzte das Projekt ›nur‹ die Möglichkeiten, die innovatives Computer Aided Engineering bietet. Im nächsten Schritt wurde darüber hinaus Entwicklungsarbeit geleistet. Die Aufgabe lautete: Entwicklung einer Kommunikationsmöglichkeit, mit deren Hilfe man im Fehlerfall der Anlage eine Datenübergabe an Eplan Electric P8 bzw. Eplan Fluid realisieren kann.

CAE findet Ursachen für Ausfälle

Auch diese Aufgabe wurde gelöst: Wenn ein Fehler auftritt, den die SPS registriert, gibt die Anlagensteuerung eine Meldung an Eplan Electric P8, wo das zum Fehler gehörende Betriebsmittelkennzeichen aufgerufen wird. Das gibt den Anstoß zum Aufruf des Schaltplans, in dem das entsprechende Betriebsmittelkennzeichen auf dem Bildschirm markiert wird. Auf der Bildschirmansicht werden zusätzlich Bilder und Daten der Bauteile verknüpft, um im Fehlerfall auch eine visuelle Darstellung der Fehlerquelle zu haben. Jörg Machens: »Auf diese Weise kann das CAE-System, das ja eigentlich für die Entwicklung benötigt wird, auch im späteren Lebenszyklus der Maschine oder Anlage sinnvoll eingesetzt werden.« Den Maschinenanwender wird diese Nachricht freuen, denn er kann durch die Vereinfachung der Wartung sowohl geplante als auch vor allem ungeplante Ausfälle verkürzen, da das Servicepersonal die Ursache für einen solchen Ausfall schneller finden kann.

Mit den Möglichkeiten, über neue Eingriffsmöglichkeiten Fehler und Ausfallzeiten zu minimieren, befassen sich die Elektrotechniker der Otto-Brenner- Schule schon länger: Die Flexible Fertigungs-Anlage kann auch über das ›ferngesteuerte Labor‹ im Internet (www.tsh.ipactive. de) gesteuert und programmiert werden. Per Webcam kann das Bedien- oder Servicepersonal, das physisch nicht vor Ort sein muss, den Anlagenzustand sehen.

Noch ist die Arbeit der fünf Techniker nicht ganz abgeschlossen - und natürlich lassen sich die beiden Lehrer Heinz-Georg Meyer (Maschinentechnik) und Dieter Hennigs (Elektrotechnik) nicht entlocken, welche Note sie ihren Absolventen für das Projekt geben werden. Aber sie sind zufrieden mit der Art und Weise, wie die Aufgaben gelöst wurden. Heinz-Georg Meyer: »Dieses Projekt ist etwas Besonderes für unser Labor: Es hat Forschungs-Charakter, weil Eplan Electric P8 und Eplan Fluid ganz neu sind - schön, dass Eplan Software & Service uns das Vertrauen geschenkt und frühzeitig die Software zur Verfügung gestellt hat. Der Kontakt zwischen Schule und Unternehmen kam übrigens durch den Eplan-Vertriebsmitarbeiter Jan Fleming zustande, der die Otto-Brenner- Schule ebenfalls absolviert hat. Inzwischen stehen der Schule 16 Eplan-Arbeitsplätze zur Verfügung: Das schafft die Möglichkeit für Folgeprojekte. Birgit Hagelschuer, Eplan/ps

Erschienen in Ausgabe: 03/2007