Die Qualifikationsanforderungen im Zeitalter von Industrie 4.0 steigen. Die Vermittlung komplexer Zusammenhänge stellt neue Anforderungen an die Ausbildung. Moderne Unterrichtskonzepte sind daher gefragt. Seit dem Wintersemester 2018 haben Studierende an der Hochschule Karlsruhe daher die Möglichkeit, in einem fakultätsübergreifenden Roboterlabor in Kontakt mit modernen Industrierobotern zu kommen. In dem neu geschaffenen Fach „Industrie-Roboter-Labor“ lernen die Teilnehmer das selbstständige 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. 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.
Jede Zelle ist mit dem Kleinroboter KR 3 AGILUS und der Steuerung KR C4 compact ausgestattet. Der wandlungsfähige Roboter eignet sich für unterschiedliche Aufgabenstellungen und wird 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.
Trainingszellen fördern Zusammenarbeit
„Durch die Trainingszellen von Kuka werden die komplexen Technologien und Prozesse von Industrie 4.0 greifbar gemacht“, so 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.
Im 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 Konturen 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 Kuka-Roboter-Language implementierten Spielstrategie des Roboters. Neben dem Sammeln von Punkten für den Bachelor- oder Masterabschluss 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 Wurll. Außerdem besteht nach bestandener Prüfung für die Studenten die Möglichkeit, ein offizielles Trainingszertifikat bei Kuka zu erwerben. „Diese Zertifikate haben in vielen Firmen einen hohen Stellenwert“, betont Wurll.
Studenten sind überzeugt
Während der Einführungsveranstaltung in den Semesterferien bestand großes Interesse an den Kuka-Robotern. Das Feedback der Studenten zu den Trainingszellen war durchweg positiv. „Vor allem von den vielfältigen Aufgabenstellungen, die eine kreative Herangehensweise ermöglichen, zeigten sich die Studenten begeistert“, berichtet 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 sollen von den Trainingszellen nicht nur die Studenten und die Hochschule, sondern auch die Industrie profitieren: Sie kann sich über qualifizierte und praxisnah ausgebildete Nachwuchsingenieure freuen.
