Ausbildung

Der Roboter als Kommilitone

Die Qualifikationsanforderungen im Zeitalter von Industrie 4.0 steigen. Die Vermittlung komplexer Zusammenhänge stellt neue Anforderungen an die Ausbildung. Vor allem fundierte Kenntnisse in Robotik und Automation sind essenziell. Die Hochschule Karlsruhe bereitet zukünftige Ingenieure auf die Anforderungen vor.

Mit der Trainingszelle können unterschiedliche Lernaufgaben umgesetzt werden. © Kuka

Seit dem Wintersemester 2018 haben Studierende an der Hochschule die Möglichkeit, in einem fakultätsübergreifenden Roboter-Labor in Kontakt mit modernsten Industrierobotern zu kommen. In dem neu geschaffenen Fach „Industrie-Roboter-Labor“ lernen die Teil-nehmer das selbständige Steuern und Programmieren von Kuka-Robotern. „Die Theorie kann direkt in der Praxis erprobt und fundierte Kenntnisse erworben werden, die auf dem Arbeitsmarkt sehr begehrt sind“, sagt Prof. Dr. Christian Wurll von der Fakultät für Wirtschaftswissenschaften an der Hochschule Karlsruhe – Technik und Wirtschaft.

Gleichzeitig wird mit dem neu eröffneten Roboter-Labor auch die Attraktivität der Hochschule auf-rechterhalten. Trainiert wird an vier ready2_educate Trainingszellen von Kuka. Die mobile Schulungszelle ist ein komplettes Paket zur Grundlagenvermittlung der Robotik und richtet sich speziell an Schulen, Hochschulen und betriebliche Ausbildungseinrichtungen. Ausgestattet ist jede Zelle mit dem Kuka-Kleinroboter KR 3 Agilus und der KR C4 compact Steuerung. Durch seine hohe Flexibilität und Präzision ist der wandlungsfähige Roboter für unterschiedliche Aufgabenstellungen geeignet.

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Der Roboter wird direkt mit einem integrierten Greifer und einer Reihe von Werksstücken, wie Würfeln und Stiften geliefert. Auch eine Auswahl didaktischer Schulungsapplikationen ist bereits vorprogrammiert. Die Aufgaben in dem zur Verfügung stehenden Lernmaterial gliedern sich dabei in drei aufeinander aufbauende Schwierigkeitsgrade.

Der in der ready2_educate Zelle verbaute KR 3 mit integriertem Greifer. © Kuka

Trainingszellen fördern Zusammenarbeit
„Durch die Trainingszellen von Kuka werden die komplexen Technologien und Prozesse von Industrie 4.0 greifbar gemacht“, freut sich Prof. Wurll. In einem abwechslungsreichen Programm aus Theorie- und Praxiseinheiten lernen die Studierenden in Kleingruppen die Grundlagen der Roboterprogrammierung. Im letzten Drittel des Semesters muss jede Gruppe das Gelernte in einer Projektarbeit unter Beweis stellen. Hierbei müssen die Studierenden auch ihr Fachwissen aus anderen Vorlesungen, wie Informatik oder Technische Mechanik einbringen.

In dem Fach Robotik erhalten pro Jahr rund 200 Studierende aller Fakultäten die Möglichkeit, an den Trainingszellen zu arbeiten. Die von Kuka erarbeiteten Kurse zur Grundlagenvermittlung der Roboterbedienung und Programmierung versetzen die Studierenden in die Lage, Aufgaben wie das Palettieren und Depalettieren von Würfeln und das Abfahren von komplexen Oberflächen und Kontouren umzusetzen. Auch die Ansteuerung von externer Peripherie oder der Umgang mit Ereignissen kann realisiert werden.

Aufbauend auf diesen Aufgaben haben die Studierenden im Wintersemester 2018/2019, beispielsweise das Spiel „Vier Gewinnt“ programmiert. Im Spielmodus „Mensch vs. Roboter“ bewegt der Roboter alle Spielsteine, gemäß der Benutzereingabe des Menschen und der in Roboter Language implementierten Spielstrategie des Roboters.

Der Roboter zeichnet das Hochschullogo an die Zellenwand. © Kuka

Neben dem Sammeln von Punkten für den Bachelor- oder Master-Abschluss, steht vor allem der fächerübergreifende Wissensaustausch im Vordergrund. „Durch den Austausch untereinander werden die Studierenden bereits während des Studiums an die Arbeit in einem interdisziplinär aufgestellten Team herangeführt“, sagt Prof. Wurll. Außerdem besteht nach bestandener Prüfung für die Studenten die Möglichkeit ein offizielles Trainingszertifikat bei Kuka zu erwerben.

Das große Interesse an den Kuka-Robotern ist bereits während der Einführungsveranstaltung in den Semesterferien deutlich geworden. Überzeugt von der Qualität der Trainingszellen war das Feedback der Studenten durchwegs positiv. „Vor allem von den vielfältigen Aufgabenstellungen, die eine kreative Herangehensweise ermöglichen, zeigten sich die Studenten begeistert“, sagt Prof. Wurll. Auch eine Erweiterung der Zellen um das Thema „Industrielle Bildverarbeitung“ und die Programmierung der Roboter über das Open Source System „Robot Operating System“ sind schon in Planung. Langfristig profitieren von den neuen Trainingszellen nicht nur die Studenten und die Hochschule, auch die Industrie kann sich über qualifizierte und praxisnah ausgebildete Nachwuchs-Ingenieure freuen. J. Ratzka/as

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