So macht Java-Programmierung Spaß Vollautomatische Fabrik aus Lego Mindstorms

Softwareentwicklung mit Fun-Faktor zeigt das Papercube-Projekt von Andreas Baumngart, Jade Hochschule Wilhelmshaven. Er hat gemeinsam mit Studenten eine vollautomatische Papierwürfelproduktion mit Lego Mindstorms entwickelt.

Als Lehrkraft für besondere Aufgaben im Fachbereich Management, Information, Technologie hat er gemeinsam mit einem Team aus Studierenden eine vollautomatische Papierwürfelproduktion entwickelt. Mithilfe der Lego Mindstorms Technologie schneidet, faltet und klebt die Anlage aus einem Stück Papier einen Würfel.

 

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Papercube - Produktion im Miniformat

Die einzelnen Fertigungsschritte

Die Arbeit am Projekt soll das abstrakte Denken sowie das strukturierte Arbeiten der Studierenden fördern. „Außerdem können sie die Programmiersprache Java praktisch erlernen und müssen Herausforderungen lösen, die auch später im Berufsalltag auf sie zukommen“, erklärt Baumgart. „Wir haben im vergangenen Jahr die Technik weiterentwickelt, so dass wir nun eine vollautomatische Produktion realisieren können.“

Durch einen neuen Laser konnten die Schneidearbeiten optimiert werden. Für den Einsatz des Lasers mussten jedoch besondere Sicherheitsvorkehrungen berücksichtigt werden, da die Strahlung des Lasers gefährlich für Augen und Haut ist. Um die Streustrahlung zu filtern wird ein spezielles Laserschutzglas eingesetzt. Außerdem ist das Gehäuse der Anlage von innen mit einer Schutzfolie versehen.
Während des Produktionsprozesses wird das Papier in einem Rahmen transportiert und in der Falteinheit herausgestanzt. Dort wird es vollautomatisch mit Klebstoff versehen und anschließend gefaltet. Gesteuert wird Papercube über ein Java-basiertes Dashboard. Die Oberfläche stellt umfangreiche Kalibrierungsmöglichkeiten zur Verfügung, protokolliert den Produktionsablauf und informiert über verschiedene Statusinformationen der Anlage.

Im Mai 2016 wurde Baumgart an der Jade Hochschule mit dem Lehrpreis für besondere didaktische Projekte ausgezeichnet. „Papercube ist interdisziplinär, die Aufgabenvielfalt daher unerschöpflich: Konstruktion, Programmierung, Elektrotechnik, verteilte Anwendungen, Datenbanken, sowie Prozessmodellierung – alle Bereiche lassen sich auf verschiedene Abstraktionshierachien integrieren“, fasst Baumgart zusammen.  

Gestartet ist das Projekt an der Jade Hochschule im Frühjahr 2015. Im November des gleichen Jahres stellte Baumgart Papercube mit überarbeiteter Schneideeinheit beim Finale der World Robot Olympiade in Katar vor.

Beim diesjährigen Finale Ende November in Neu-Delhi war der Student Fabrice Weinberg mit dabei. Der internationale Wettbewerb soll Jugendliche für einen Ingenieurs- oder IT-Beruf begeistern und ihnen den Zugang zu technischen Fächern erleichtern.  Das Projektteam aus Wilhelmshaven bildete auf der angeschlossenen Ausstellung mit Lego Mindstorms-Entwicklern aus Großbritannien, Japan, Kanada, Griechenland und den USA ein Experten-Team.