Digitale Produktion verstehen
Die industrielle Produktion befindet sich im Wandel: Digitale Technologien und vernetzte Systeme gewinnen zunehmend an Bedeutung. Die fischertechnik Lernfabrik 4.0 bietet eine praxisnahe Möglichkeit, diese Entwicklungen im Kleinen zu simulieren, zu erlernen und anzuwenden – bevor sie im industriellen Maßstab eingeführt werden.
Das Modell ist modular, flexibel und robust aufgebaut. Es eignet sich sowohl für die berufliche Bildung als auch für Forschung und Entwicklung – ideal für Schulen, Hochschulen, Betriebe und IT-Abteilungen.
Lernumgebung für Industrie 4.0
Die Lernfabrik dient dem Verständnis und der praktischen Anwendung digitalisierter Produktionsprozesse. Sie simuliert alle relevanten Schritte:
- Bestellprozess über ein Dashboard
- Produktion und Bearbeitung der Werkstücke
- Auslieferung über das integrierte Auslagermodul
Diese Prozesse sind vernetzt, transparent und digital nachvollziehbar – genau wie in einer realen Smart Factory.
Struktur der Fabrikumgebung
Die Lernfabrik umfasst folgende Module und Funktionen:
- Ein- und Auslagerungsstation
- Hochregallager
- Vakuum-Sauggreifer
- Multi-Bearbeitungsstation mit integriertem Brennofen
- Sortierstrecke mit Farberkennung
- Umweltsensor für Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Luftdruck und Luftqualität
- Schwenkbare Kamera zur Fernüberwachung
Nach der Bestellung im Dashboard wird der Produktionsprozess automatisch gestartet. Die Werkstücke durchlaufen alle relevanten Stationen, und der aktuelle Status wird in Echtzeit angezeigt.
Intelligente Werkstücke mit NFC
Jedes Werkstück ist mit einem NFC-Chip ausgestattet und erhält eine eindeutige Identifikationsnummer (ID). Diese ID ermöglicht die Verfolgung und Dokumentation der Bearbeitungsschritte – vom Einlagern bis zur Auslieferung.
Steuerung mit TXT 4.0 Controllern
Die Anlage wird mit sechs fischertechnik TXT 4.0 Controllern betrieben. Sie arbeiten im Master-Slave-Verbund und sind über ein internes Bussystem miteinander vernetzt. Die Steuerung erfolgt zuverlässig auf 9V-Basis.
Software: ROBO Pro Coding & Python
Die Steuerungsprogramme sind in ROBO Pro Coding sowie über eine Python-Schnittstelle entwickelt. Alle Programme sind startbereit auf den Controllern installiert und ermöglichen sowohl grafisches als auch textbasiertes Programmieren.
- Realitätsnahes Training durch ein greifbares Produktionsmodell
- Optische Erkennung und Sensorik im Einsatz, ergänzt durch digitale Nachverfolgbarkeit mit NFC/RFID
- Steuerung über smarte Endgeräte und Zugriff auf Dashboards zur Visualisierung und Prozesskontrolle
- Integrierte Kamera ermöglicht Fernüberwachung und Einblick in laufende Produktionsabläufe
- Anbindung von vor-/nachgelagerten Logistikprozessen
- Grundlagen von Industrie 4.0 und digitaler Fertigung verstehen
- Vernetzte Produktionsprozesse von Bestellung bis Auslieferung nachvollziehen
- Identifikation und Rückverfolgung von Werkstücken per NFC erklären
- Umweltdaten erfassen und interpretieren (Temperatur, Feuchte, Luftqualität)
- Programmieren mit ROBO Pro Coding und Python
- Bedeutung modularer Fabriksysteme für flexible Produktion
- für Ausbildungsbetriebe, Hochschule und Universitäten
Prozessor
- ARM® Dual-Core Cortex®-A7 650 MHz + Cortex®-M4
Speicher
- 512 MB DDR3 RAM
- 4 GB eMMC interner Speicher
- Micro SD-Karten-Slot zur Speichererweiterung
Display
- 2,4" Farb-Touchscreen (kapazitiv, erlaubt Wischgesten)
- Auflösung: 320 x 240 Pixel
- Maße des Controllers: 90 x 90 x 17,5 mm (flache Bauform)
Eingänge und Ausgänge
- 8 Universaleingänge: Digital/Analog (0–9 VDC), Analog (0–5 kΩ)
- 4 schnelle Zähleingänge: Digital, Frequenz bis 1 kHz
- 4 Motorausgänge (9 V / 250 mA, max. 1 A): stufenlos regelbar, kurzschlussfest
- Alternativ: 8 Einzelausgänge (z. B. für LEDs)
- 3 Servo-Ausgänge (5 V, max. 2 A), kurzschlussfest
Kommunikation
- Kombiniertes Bluetooth/WLAN-Funkmodul:
- Bluetooth 5.0 (BR, LE & EDR)
- WLAN Dual Band: 2,4 GHz und 5 GHz (802.11 a/b/g/n)
USB-Anschlüsse
- USB 2.0 Client: Mini-USB-Buchse (PC-Anschluss)
- USB-Host-Schnittstelle: USB-A-Buchse (für USB-Kamera oder USB-Stick)
Kameraschnittstelle
- Anschluss über USB-Host
- Unterstützt Linux-kompatible Kameratreiber
Erweiterung
- 2x 6-polige Stiftleiste:
- Erweiterung der Ein-/Ausgänge
- I²C-Schnittstelle
- Kopplung von bis zu 9 TXT 4.0 Controllern möglich
Audio
- Integrierter Lautsprecher zum Abspielen von WAV-Dateien
Betriebssystem
- Linux-basiertes Open-Source-System
- Firmware-Update über Cloud, USB-Stick oder Micro-SD-Karte
Programmierung
- ROBO Pro Coding (grafisch)
- Python
- REST-Schnittstelle
- Weitere Optionen: C/C++ Compiler (nicht enthalten)
Spannungsversorgung
- Verfügbare Ausgangsspannungen: 9 V, 5 V, 3,3 V
- Stromanschluss:
- 9V DC-Buchse (3,45 mm)
- Alternativ: fischertechnik-Buchse (2,5 mm, z. B. für Akkupack)
- 6 x TXT 4.0 Controller
- NFC/RFID Modul und NFC-Tag
- Umweltsensor
- USB-Kamera
- Ein-und-Auslagerungsstation
Elektrogeräte als auch Batterien enthalten wertvolle Ressourcen und auch Schadstoffe.
Das Symbol der durchgestrichenen Abfalltonne bedeutet, dass elektrische und elektronische Geräte als auch Batterien nicht mit dem Hausmüll entsorgt werden dürfen. Verbraucher/-innen sind gesetzlich dazu verpflichtet, Elektroaltgeräte und Batterien ordnungsgemäß zu entsorgen. Durch korrektes Recycling helfen Sie dabei, Ressourcen zu sparen und die Umwelt zu schonen. Weitere Informationen zum Thema Recycling finden Sie hier!
