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Digitale Produktionstechnik

 

Zukunftstechnologie in der Fraestechnik

Digital vernetzte Steuerung der neuen CNC-Fräsmaschine

März 2018 - Die technologisch weiterentwickelte Steuerung der neu beschafften 5-Achs-CNC-Fräsmaschine im CNC-Zentrum ermöglicht neben der Handhabung der Maschine zur Fertigung der Werkstücke auch die Planung und Überwachung der Produktion sowie die Vernetzung mit der Betriebsorganisation.


Mit der digitalen Erfassung aller Werkzeuge und Auftragsdaten können Fertigungsaufträge effektiv und papierlos bei hoher Prozesssicherheit und strukturierten Abläufen abgearbeitet werden. Die vollständige Erfassung von Maschinen- und Auftragsstatus in Echtzeit ermöglicht eine aktuelle und umfassende Information über den Produktionsprozess und reduziert die Maschinenstillstandszeiten.


Ebenso wird über Sensoren der Zustand der Maschine abgebildet und damit der Aufwand und die Kosten für den Service reduziert. Gleichzeitig kann mit mehr verfügbaren Zusatzinformationen die Maschinenbedienung optimiert und bedarfsgerecht mit Zusatzprogrammen erweitert werden.


Damit bietet das Steuerungsystem der neuen CNC-Fräsmaschine technologisch den Einstieg in die Anwendung der Konzeption Industrie 4.0 mit einer internen und externen digitalen Vernetzung und Abbildung aller Produktionsprozesse in Echtzeit.

 

Herbei kann die Maschine als Zulieferer für die Smart Factory wirken, in dem Aufträge vom auftragsbezogenen Steuerungssystem (MES-System) der Smart Factory erstellt und über den Server für die Maschine im CNC-Zentrum bereitgestellt werden und systematisch abgearbeitet werden.

 

 

 

Fortbildungsoffensive im Bereich

Fortbildungsoffensive Digitale Technologien

März 2018 - Aufgrund des Fortbildungsbedarfs der Lehrkräfte infolge der Umsetzung von Lerninhalten der digitalen Technologien in den Berufsfeldern Metall- und Elektrotechnik, finden derzeit an der TS Aalen zahlreiche Lehrerfortbildungen statt.

 

Hierbei erarbeiten die Fortbildner im Auftrag des Regierungspräsidiums Stuttgart zusammen mit den Fortbildungsteilnehmern neben den fachlichen Inhalten der neuen digitalen Technologien ebenso die Planungen für die didaktische Umsetzung im Unterricht.


Neben den Fortbildungen der CNC- und CAD-Technik mit 3D-Druck sowie den Fortbildungen in Produktions-, Automatisierungs- und Informationstechnik erfolgen derzeit verstärkt Fortbildungen im Bereich der Erarbeitung und Umsetzung der Lerninhalte des Themenbereichs Industrie 4.0 in der Berufs- und Fachschule.


Ebenso bilden Fortbildner der TS Aalen im Zusammenwirken mit der Nachwuchsstiftung des Verbands Deutscher Maschinen- und Anlagenbauer e. V. (VDMA) Berufsschullehrer und Berufsausbilder aus dem gesamten Bundesgebiet beim Erwerb von Kenntnissen der CNC- und CAD-Technik und deren didaktische Umsetzung im Unterricht bzw. in der Ausbildung fort.


Weiterhin informieren die Fortbildner interessierte Vertreter von Schulleitungen, Schulträgern sowie Ausbildungsleiter von Berufsbildungseinrichtungen aus dem gesamten Bundesgebiet über die Ausstattungs- und Unterrichtskonzeptionen im Bereich von Industrie 4.0 sowie der C-Technologien an der TS Aalen. Damit fördert die Technische Schule mit über 20 kompetenten Fortbildnern und einer modernen Ausstattung die Weiterentwicklung der Beruflichen Bildung in hohem Maße.

 

 

 

Neue Infos und Impulse

4. Innovationstag mit Impulsen zur Digitalisierung der Produktionstechnik

März 2018 - Beim 4. Innovationstag Produktionstechnik an der TS Aalen zeigten Referenten von vier modernen Unternehmen mit Impulsreferaten aktuelle Entwicklungen der Digitalisierung der Produktionstechnik für angehende Techniker, Lehrkräfte und Ausbilder von Betrieben der Region in der Aula auf.

 

Nach der Begrüßung mit Dank an das Vorbereitungsteam und Grußwort erfolgte das erste Referat von Otmar Honsberg von der Firma Kuka über das Thema: „Die Kollaboration zwischen Mensch und Roboter (MRK)“.

Inhalt: Die Produktionswelt der Zukunft wird in vielen Bereichen durch die Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK) oder auch „Cobots“ genannt, stark beeinflusst werden. KUKA hat den ersten für die MRK zugelassenen sicheren Roboter entwickelt – den LBR iiwa. Er nutzt intelligente Steuerungstechnik, HighTech Sensorik und modernste Softwaretechnologien.

 

Es geht primär nicht darum den Menschen zu ersetzen, sondern die besten Eigenschaften beider Parteien zu fusionieren. Es wird möglich schlanke, sichere und schutzzaunlose Roboterapplikationen zu entwickeln, welche bisher wirtschaftlich oder technologisch nicht darstellbar waren. Die Tür in eine neue Welt der Automatisierung wurde geöffnet.


Im zweiten Vortrag berichete Dr. Hans Krattenmacher von der Firma SEW EURODRIVE über das Thema: „Moderne Antriebssysteme in einer voll digitalisierten Umgebung“.

Inhalt: Die Digitalisierung in der Fabrik schreitet unaufhaltsam voran. Industrie 4.0, Smart Factory, Predictive Maintenance, Condition Monitoring, Komplexitätsbeherrschung sind nur einige von vielen Schlagworten, die damit verbunden werden können. Doch wie muss moderne Antriebstechnik mit diesen Begriffen in Zusammenhang gestellt werden?

 

Wie sieht das Bild einer vernetzten, voll digitalen Fabrik tatsächlich aus? Im Vortrag wurde versucht, ein Bild als Antwort auf diese Fragen zu zeichnen und eine Idee zu geben, was es bedeuten könnte, Antriebstechnik in einer voll digitalisierten Umgebung einzusetzen.

 
Im dritten Referat stellte Stefan Hornung von der Firam Balluff das Thema „Volle Transparenz zu jeder Zeit – Intelligente Sensoren für Industrie 4.0“ vor.

Inhalt: Die digitale Fabrik mit ihren hochflexiblen Produktionslinien erfordert die Verknüpfung der Feld- und Steuerungsebene mit der IT- und Unternehmensleitebene. Die Sensoren vor Ort in der Anlage fungieren dabei als „Augen und Ohren“. Im Zeitalter von Industrie 4.0 und Internet of Things (loT) wird die Bedeutung intelligenter Sensoren weiter zunehmen.

 

Werden diese Daten nicht nur eines Sensors in übergeordneten Systemen verknüpft, evaluiert und interpretiert, so lassen sich damit Produktionsprozesse viel effizienter steuern. Intelligente Sensorik ist daher zukünftig fester und notwendiger Bestandteil moderner und selbstregulierender Systeme und wird ihren festen Platz in jedem Sensorportfolio haben.

 
Im vierten Vortrag erläuterte Dr. Dietrich Imkamp von der Firma Zeiss mit dem Thema „Koordinatenmesstechnik – schon immer digital“ die Entwicklung der modernen Messtechnik.

Inhalt: Noch nie wurde in der industriellen Produktion so viel geprüft und gemessen wie heute. Dabei dienen zur Erfassung von Maßen die Koordinatenmesssysteme der Carl Zeiss Industriellen Messtechnik. Sie erfassen mit taktilen oder optischen Sensoren die Koordinaten der Produktoberfläche. Aus den Koordinaten werden mit den Methoden der digitalen Datenverarbeitung die Dimensionen des Produktes bestimmt.

 

Durch den Vergleich der gemessenen Dimensionen mit dem Sollmodell des Produktes werden die Abweichungen der Produktion bestimmt. Damit verknüpft die Koordinatenmesstechnik die virtuelle Welt der CAD-Konstruktion mit den realen Produktionsergebnissen.

 

Alle vier Referenten zeigten die aktuellen Entwicklungen in ihren Unternehmen bei der Mitgestaltung der Konzeption Industrie 4.0 hervorragend auf und beantworteten alle Fragestellungen umfassend. Für die Teilnehmer war die vom Vorbereitungsteam professionell organisierte Veranstaltung somit beeindruckend und beste berufliche Fortbildung.

 

 

  

3D_Drucker2

 

3D-Druck und Additive Fertigung

Zur Umsetzung der Lerninhalte moderner Fertigungsverfahren wie Prototypenherstellung und Additive Fertigung wird an der TS Aalen ein industrieller 3D-Drucker eingesetzt. Ausgehend von CAD-Konstruktionen können mit Datenübertragung komplexe Teile aus Kunststoff gefertigt werden.

 

Angehende Techniker Maschinentechnik, Technische Produktdesigner, Bauzeichner  sowie Schüler des Technischen Gymnasiums mit Profil Mechatronik und Gestaltungs- und Medientechnik können sich hiermit im Unterricht Kenntnisse bei der Herstellung von Prototypen und der Additiven Fertigung erarbeiten. Ebenso soll der 3D-Druck in die Produktion der Smart Factory 4.0 entsprechend dem Konzept Industrie 4.0 eingebunden werden.


Mit dem 3D-Drucker und dem dazugehörigen Reinigungssystem zum Auswaschen des Stützmaterials können die Schüler mit digitalen 3D-Daten unterschiedliche Objekte, Bauteile und Werkstücke aus verschieden farbigem Thermoplast mit einer Schichtstärke von etwa 0,2 mm in einem Druckbereich von etwa 250 x 250 x 300 mm fertigen.


Die Additive Fertigung ermöglich wie die Gießverfahren die Bestimmung der Form durch die jeweilige Konstruktion und eröffnet hiermit weitere Gestaltungsmöglichkeiten. Damit wird die Industrie 4.0- Zielsetzung, der Herstellung individueller Produkte unterstützt.

 

Darüber hinaus ermöglicht die Additive Fertigung die Herstellung komplexer Formen mit unterschiedlich verdichtetem Werkstoff, die gleichzeitig extrem leicht und stabil sein müssen wie z.B. im Fahrzeug- und Flugzeugbau, im Apparatebau und in der Medizintechnik.

 

 

 

Roboterarm3 I4.0

  

Digitalisierung und Fachkräftemangel steigert Robotereinsatz

Die beiden in der Smart Factory 4.0 der TS Aalen integrierten Roboter beteiligen sich mit vernetzter Ansteuerung vom Zentralrechner an zwei Stationen am Produktionsprozess der Anlage.

 

Der Fachkräftemangel im Verbund mit der zunehmenden Digitalisierung setzt in den Werkhallen eine weitere Automatisierungswelle in Gang. Mit der Ausweitung der flexiblen digital-vernetzten Fertigung erfolgt ein weiterer Ausbau der Robotertechnik. Bei einem Rekordstand an Beschäftigten liegt Deutschland derzeit bei der „Roboter-Dichte“ weltweit auf Platz drei hinter Südkorea und Japan.

 

Prognosen gehen von einer starken Zunahme der Roboter in den Unternehmen aus, wobei Leichtbauroboter eine zunehmende Bedeutung erlangen. Diese Art von Robotern ist mittlerweile kostengünstiger als die klassischen Industrie-Roboter und darauf ausgelegt, mit den Mitarbeitern zusammenzuwirken.


Experten schätzen, dass digital vernetzte Industrie-Roboter die Fertigungsmethoden rasant verändern werden. Wirtschaftlichkeit und einfache Bedienbarkeit sind wichtige Kriterien beim Einsatz kollaborativer Roboter, die mit den Werkern Hand-in-Hand zusammenarbeiten.


Im Zeitalter der Industrie 4.0 spielt die Automobilbranche eine führende Rolle, um mit neuester Robotertechnik die direkte Mensch-Maschine-Kollaboration zu verwirklichen. Darüber hinaus steigt die Nachfrage nach Automatisierung in neuen Marktfeldern, in denen diese Lösungen bisher weniger wichtig waren.

 

   

CNC-Zentrum Metalltechnik2, Fraesen 2010

 

CNC-Zentrum Metalltechnik mit Messtechnik

Im CNC-Zentrum Metalltechnik findet in zwei PC-Räumen mit moderner CNC-Software der Laborunterricht in CNC-Technik für alle Schüler des Metallbereichs statt. Hierbei werden Werkstückzeichnungen und CNC-Programme erstellt, optimiert und auf einer 3-achsgesteuerten CNC-Fräsmaschine getestet.

 

Anschließend erfolgt in den beiden parallel liegenden Werkstätten die maschinenbezogene und praxisnahe Umsetzung der Programme mit drei CNC-Drehmaschinen sowie mit drei 5-achsgesteuerten CNC-Fräsmaschinen. Hierzu werden die Programme mit Datenträger bzw. online übertragen, Versuchsreihen und Messungen erstellt sowie Optimierungen und Erkenntnisse erarbeitet.

 

Damit können die Schüler mit handlungsorientiertem Lernen im CNC-Zentrum Metalltechnik die CAD/CAM-Kompetenz praxisnah erarbeitren. Der aktuelle Aufbau eines CNC-Datenmanagements soll einen raschen Zugriff auf alle für die Zerspanung erforderlichen Daten ermöglichen.

 

 

 

Neue taktile Koordinaten-Messmaschine4

 

Moderne taktile und optische Messtechnik