Vom Plan zum Roboterarm: Azubis fertigen Zukunftstechnik
Im ersten Lehrjahr der Ausbildung zum Industriemechaniker (m/w/d) oder Mechatroniker (m/w/d) steht vor allem eines im Mittelpunkt: die Grundlagen der Metallbearbeitung. Wie sich diese Theorie in der Praxis anwenden lässt, zeigt ein aktuelles Azubi-Projekt unserer Nachwuchskräfte besonders anschaulich: der Bau eines eigenen Roboterarms.
Der Einstieg ins Projekt war einfach, klar strukturiert, denn die Bauteile sowie die dazugehörigen technischen Zeichnungen waren vorgegeben.
Die Mission: Einen metallischen Roboterarm mit all seinen Einzelteilen zu fertigen, der nicht nur gut aussieht, sondern auch beweglich ist und zu einem späteren Zeitpunkt mit Pneumatik bzw. Hydraulik ausgestattet werden kann. Doch was auf dem Papier einfach aussieht, wird im Ausbildungszentrum (ABZ) schnell zur Herausforderung. „Zu Beginn wussten wir oft noch nicht genau, wie wir anfangen sollen. Die Zeichnungen waren absolutes Neuland für uns und die Pläne in haptische Mechanik umzusetzen, war die erste Bewährungsprobe“, erzählt Lennert, angehender Industriemechaniker bei uns. Ein einwöchiger Vorbereitungskurs im technischen Zeichnen half dabei, die Basics zu erlernen und zu verstehen. Mit 3D-Modellen übten die Auszubildenden, zweidimensionale Pläne in reale Werkstücke zu übertragen.
Das Ziel: Jeder Azubi baut einen eigenen Roboterarm, der detailgenauen technischen Zeichnungen und Anforderungen entspricht. Gearbeitet wird mit Messing, Aluminium und Baustahl. Gerade dieser Materialmix verlangt viel Feingefühl, da sich manche Materialien leichter verarbeiten lassen als andere. „Beim Stahl stehst du schon eine Weile an der Feile“, beschreibt Lennert. Gleichzeitig hat auch das weichere Aluminium seine eigenen Tücken: Ein falscher Handgriff – und schnell sind mehrere Millimeter zu viel abgetragen. Das bedeutet im Zweifel: Neu anfangen.Dabei spielen Toleranzen eine wichtige Rolle. Kleine Abweichungen von etwa 0,2 bis 0,3 mm sind oft noch im akzeptablen Bereich – vorausgesetzt, sie entsprechen den Vorgaben der Zeichnung. Mit Werkzeugen, wie dem Haarwinkel, prüfen die Azubis, ob ihre bearbeiteten Werkstücke exakt winklig sind. Erst dann folgen das sogenannte „Anreißen“, also das exakte Übertragen der Maße, sowie weitere Bearbeitungsschritte an den Bauelementen, wie Sägen, Feilen oder Bohren. Handarbeit ist ein zentraler Bestandteil der Ausbildung. „An der Fräse geht vieles einfacher, aber wir sollen es bewusst von Hand lernen“, erklärt Lennert. Denn auch später im Beruf steht nicht immer eine Maschine zur Verfügung. Dann sind eher handwerkliche Fähigkeiten gefragt.
Zurück zum Werkstück: Dieses besteht aus mehreren Bauteilen. Die Grundplatte trägt die Roboterarmglieder aus Aluminium, die wiederum durch Messing-Gelenke zusammengehalten werden. Aus Messing sind auch die Halterungen für die Spritzen, die später für die Beweglichkeit des Arms entscheidend sind.
Aktuell liegt der Fokus der Azubis auf dem mechanischen Aufbau. Doch im nächsten Lehrjahr wird das System durch Pneumatik und Hydraulik ergänzt. Ziel ist es, den Roboterarm über Druck – etwa durch Luft oder Flüssigkeit – in Bewegung zu versetzen. Perspektivisch soll auch Steuerungselektronik integriert werden. Besonders spannend ist dabei der individuelle Arbeitsprozess: „Jeder muss sich Gedanken darüber machen, wie er die Stücke bearbeitet und wo die eigenen persönlichen Stärken und Schwächen liegen. Da lernt man mit jedem Schritt, was mehr oder weniger Zeit beansprucht“ ergänzt Lennert. Unterschiedliche Lösungswege sind ausdrücklich erwünscht – solange das Ergebnis stimmt.
Neben den technischen Fähigkeiten entwickeln die Auszubildenden auch persönliche Kompetenzen weiter. Geduld ist dabei einer der wichtigsten Faktoren. „Am Anfang ist man schnell frustriert, wenn etwas nicht funktioniert“, berichtet Lukas, der ebenfalls das erste Lehrjahr zum Industriemechaniker bestreitet. „Aber mit der Zeit lernt man, ruhiger zu bleiben und aus Fehlern zu lernen. Fehlersuche wird bei uns nicht als Verschwendung angesehen, sondern als Teil des Lernprozesses“. Beim Ausprobieren kommt es vor, dass ein Werkstück nicht mehr an die Vorgaben angepasst werden kann. Das ist aber kein Problem. Nicht mehr normgerechte Teile landen in einer Materialkiste und können später wiederverwendet werden. Dabei lernen die Azubis nicht nur den umsichtigen Materialgebrauch, sondern auch, wie man genutzte Materialien für andere Projekte wiederverwenden kann.
Ein großer Pluspunkt des Projekts ist die Zusammenarbeit im Team. Insgesamt arbeiten zwölf Industriemechaniker und fünf Mechatroniker an den Roboterarmen: „Man kann immer jemanden fragen, und es hilft auch, sich untereinander über Herangehensweisen oder wichtige Faktoren auszutauschen, die man allein vielleicht gar nicht berücksichtigen würde.“, sagt Lukas. Auch Erfolgserlebnisse kommen nicht zu kurz: Ob ein präzises gefertigtes Werkstück oder ein gelungener Fräsvorgang – kleine Fortschritte sorgen immer wieder für Motivation. Am Ende steht ein funktionierendes Grundgerüst des Roboterarms. Für die Azubis ist das Projekt damit nicht nur ein technisches Highlight, sondern auch ein wichtiger Schritt in ihrer Entwicklung: vom Anfänger, der noch unsicher auf die Zeichnung blickt, hin zum angehenden Facharbeiter, der eigenständig Lösungen findet und komplexe Aufgaben meistert. Und genau das macht den Reiz dieses Projekts aus.
