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Schneiden, falten, kleben: komplette Produktionsstraße aus Lego Mindstorms

Auf der IdeenExpo in Hannover ist noch bis Sonntag ein Prachtstück an Ingenieurskunst zu sehen: Die "Legomaschine" schneidet Papier, falzt und klebt es zu einem Würfel zusammen – (fast) vollautomatisch.

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Es ist schon erstaunlich, was sich mit Legos Roboterbaukasten Mindstorms EV3 so alles anstellen lässt – die auf dieser Basis gebaute Legomaschine zum Beispiel zieht ein Papier im Format A5 ein, klemmt es mit einem pneumatisch bewegten Rahmen fest und schneidet dann mit einem Plottermesser die Faltvorlage für einen wenige Zentimeter großen Würfel aus.

Anschließend gibt die Maschine den Zuschnitt wieder frei, fährt ihn eine Förderstrecke entlang und faltet dabei die Klebelaschen und Seitenteile vor. An der nächsten Station wird auf die Laschen Kleber aufgetragen, bevor zum Schluss das geschnittene, gefaltete und mit Klebstoff präparierte Stück Papier in die endgültige Form gedrückt wird.

Die Legomaschine (9 Bilder)

Produktionsanlage für Würfel aus Papier

Die Legomaschine ist eine Produktionslinie auf Basis von Lego Mindstorms, die (fast) vollautomatisch Papier zuschneidet, falzt, mit Klebstoff bestreicht und schließlich so zusammendrückt, dass geschlossene Würfel aus Papier entstehen.

Die Produktionsstraße aus Lego ist das Werk von Andreas Baumgart, Jens Sterk und Henning Kranz von der Jade Hochschule Wilhelmshaven/Oldenburg/Elsfleth. Dort soll die Anlage als Plattform für die Programmieraufgaben dienen, die angehende Wirtschaftsingenieurinnen und -ingenieure in ihrem Studium bewältigen müssen.

Die Legomaschine ist aus vielen Gründen dafür gut geeignet: Auf den insgesamt fünf EV3-Bricks der Anlage läuft nicht das originale Lego-System, sondern das Open-Source-Betriebssystem LeJOS, das Java auf die intelligenten Steine bringt – und damit jene Programmiersprache, die an der Jade Hochschule in der Ausbildung benutzt wird.

Dadurch, dass sich die Steuerung der Anlage auf fünf Module verteilt, können zudem viele Studierende parallel an einer Legomaschine arbeiten. Sie lernen dabei nebenbei den Umgang mit Datenschnittstellen und die Arbeit in Teams, die sich untereinander koordinieren müssen. Nicht zuletzt arbeitet man an einer konkreten Anwendung, bei der Designentscheidungen in der Software sichtbare Auswirkungen auf die Funktion und den Ablauf der Produktion haben.

Insgesamt haben die drei Erfinder Baumgart, Sterk und Kranz seit Monaten viel Energie und Liebe in die Entwicklung ihrer Anlage gesteckt – und Lego im Wert von geschätzt 2000 Euro. Dafür kann sich das Ergebnis aber auch sehen lassen, auch wenn auf der Messe aus Sicherheitsgründen nicht scharf geschnitten, sondern das Papier auf halbem Weg durch eine vorbereitete Vorlage ersetzt wird.

Pläne für die Zukunft gibt es ebenfalls: Noch muss der fertig geschnittene, gefalzte und mit Klebstoff bestrichene Papierrohling von Hand in die letzte Faltstation umgesetzt werden – auch diese Automatisierungslücke ließe sich schließen. Möglich wäre zudem die Lagerung fertiger Papierwürfel in einer Art automatisiertem Hochregal oder auch die Zufuhr verschiedenfarbigen Papiers.

Fernes Ziel ist, dass die Legomaschine zudem übers Internet fernbedient werden kann und dann auf Knopfdruck im Browser Würfel mit Wunscheigenschaften produziert, während man per Webcam die Produktion live verfolgt – die schaumwürfelschnitzende Industrieroboter-Installation Robochop von der vergangenen CeBIT lässt grüßen.

Das Entwickerteam aus dem Fachbereich Management, Information, Technologie (MIT) an der Jade Hochschule verspricht, die weiteren Fortschritte auf ihrer Webseite Legomaschine.de zu beschreiben und dort auch den Aufbau der Anlage in Zukunft detailliert zu dokumentieren. Live ist die Produktionsstraße aus Lego noch bis Sonntag auf der IdeenExpo auf dem Messegelände Hannover zu sehen, und zwar in Halle 9, im Themenbereich "Lebensraum" am Stand LR-05. Der Eintritt ist frei. (Peter König) / (pek)