Industrie trifft Forschung in praktischen Mechatronik-Schulungen

Veröffentlicht am: 29 Mai 2020

Experte:

Dr. Adrian Rankers

Content partner, course leader, trainer

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Die Umsetzung akademischer Erkenntnisse auf dem Gebiet der Mechatronik in die industrielle Praxis: das ist der Kern des Ausbildungsangebots der Mechatronics Academy. Adrian Rankers, neben Jan van Eijk und Maarten Steinbuch Mitbegründer dieses Ausbildungsinstituts, weiß, was auf dem Gebiet vor sich geht. Er setzt sich dafür ein, die besten Ausbilder zu verpflichten und die Entwicklung bestehender und die Einrichtung neuer Ausbildungskurse zu fördern.

„Dass ich in der Nachhilfebranche gelandet bin, ist im Nachhinein eigentlich ganz logisch, denn Bildung hat mich schon immer angezogen“, sagt Adrian Rankers. „Schon im Alter von fünfzehn Jahren habe ich Nachhilfe gegeben. Zunächst nur ein paar Stunden, aber bald wurde daraus mehr. Ich erinnere mich, dass ich dem Sohn eines leitenden Angestellten von Shell Nachhilfe gegeben habe und bald seine komplette Hausaufgabenbetreuung übernahm. Dass ich mich zur Technik hingezogen fühlte, hatte sicherlich etwas mit meinem Vater zu tun. Er hatte ebenfalls Maschinenbau studiert und zunächst in der Industrie und später als Professor gearbeitet.“

„Man muss sich darüber im Klaren sein, dass die Studenten die Lernkurve erst noch durchlaufen müssen und dass einige Dinge ziemlich schwierig sind und vielleicht nicht jedem einleuchten. Als Ausbilder müssen Sie sich dessen bewusst sein und sich die Zeit nehmen, dies zu tun.

Nach Abschluss seines Maschinenbaustudiums an der Technischen Universität Delft begann Rankers seine Karriere bei Philips im Zentrum für Fertigungstechnologie (CFT). Hier befasste er sich mit der Dynamik und den Steuerungstechniken für CD-Player und Wafer Stepper. In den Abendstunden arbeitete er an seiner Doktorarbeit, die aus dieser Arbeit hervorging. Teile dieser Forschung wurden später in das Buch The design of high-performance mechatronics von Rob Munnig Schmidt, Jan van Eijk, Georg Schitter und Rankers selbst aufgenommen. Neben der Entwicklungs- und Beratungstätigkeit und seiner Rolle als Gruppenleiter beteiligte er sich an der von Jan van Eijk initiierten Entwicklung der Mechatronik-Ausbildung für die eigenen Mitarbeiter von Philips. Außerdem trat er 2008 dem Vorstand der Niederländischen Gesellschaft für Präzisionstechnik (DSPE) bei, dem er bis heute angehört.

Mechatronik-Akademie

Obwohl er dort gerne in den Bereichen Technik und technisches Management arbeitete, wechselte Rankers 2010 nach fünfundzwanzig Jahren treuer Dienste bei Philips ins Unternehmertum. Er wollte sich vor allem auf die Weitergabe seines Mechatronik-Wissens konzentrieren. Dies führte schließlich zu der Idee, zusammen mit Jan van Eijk und Maarten Steinbuch die Mechatronik-Akademie zu gründen. Es stellte sich heraus, dass es einen Bedarf dafür gab: Die Organisation kann jetzt auf sechzig bis siebzig Ausbilder mit einem industriellen Hintergrund in diesem Bereich zurückgreifen. Die Mechatronik-Akademie bietet nun Ausbildungskurse für etwa vierhundert Studenten pro Jahr an. Dabei handelt es sich sowohl um offene Schulungen als auch um firmeninterne Schulungen, die speziell auf die Unternehmen zugeschnitten sind.

„Was reizt mich an der Mechatronik? Es ist immer eine multidisziplinäre Herausforderung, bei der man mit Menschen aus verschiedenen Disziplinen zusammenarbeitet. In der Mechatronik hat man immer die Möglichkeit, sich in alle möglichen Dinge zu vertiefen. Außerdem gebe ich mein Wissen über Mechatronik gerne an andere weiter“, sagt Rankers begeistert. „Dabei muss man sich im Klaren darüber sein, dass die Studenten noch die Lernkurve durchlaufen müssen, die man selbst über mehrere Jahre hinweg durchlaufen hat, und dass einige Dinge ziemlich schwierig sind und vielleicht nicht für jeden offensichtlich sind. Als Trainer müssen Sie ein Auge dafür haben und sich Zeit nehmen. Gemäß dem alten Sprichwort von Konfuzius: ‚Ich höre und ich vergesse. Ich sehe und ich erinnere mich. Ich tue und ich verstehe‘, arbeiten wir viel mit Übungen in kleinen Teams. Sie sehen, wie die Studenten darum kämpfen, die gerade gelernte Theorie in die Praxis umzusetzen und den Stoff zu beherrschen, aber genau dieser Kampf ist ein wichtiger Teil des Lernens. Wenn ich sie dabei anleiten kann, so dass sie es schließlich selbst verstehen, gibt mir das eine große Befriedigung.“

Die Schulungen, die die Mechatronik-Akademie organisiert, sind gut besucht und werden von den Teilnehmern gut bewertet. Aber das bedeutet natürlich nicht, dass Sie sich auf Ihren Lorbeeren ausruhen können, meint Rankers. „Wir halten es für wichtig, unser Portfolio auf dem neuesten Stand zu halten, zu erweitern und Kontinuität zu gewährleisten.“

Deshalb arbeitet man bei der Mechatronik-Akademie ständig daran, das Team der Ausbilder auf dem neuesten Stand zu halten. Gute Trainer, die aufhören, weil sie in die Jahre kommen, werden durch eine neue Generation ersetzt. Zu diesem Zweck wenden sie sich an die besten Experten auf dem Gebiet der Inhalte, die sie aus ihrem umfangreichen Netzwerk kennen. Sie sorgen auch dafür, dass sie die bestehenden Schulungen ständig an die neuesten wissenschaftlichen Erkenntnisse und technologischen Entwicklungen anpassen. „Wir passen bestehende Module an und entwickeln neue. Darüber hinaus investieren wir viel in Ressourcen, die wir während der praktischen Teile der Schulungen einsetzen. Praktische Aufgaben, wie die Arbeit an Konstellationen oder die Durchführung von Simulationen, sind ein wesentlicher Bestandteil. Diese Aufgaben sind für das Verständnis unerlässlich“, beschreibt Ranker.

Neue Kurse

Die Mechatronik-Akademie hält nicht nur bestehende Schulungen auf dem neuesten Stand, sondern entwickelt auch neue Schulungen, die sich aus einem Bedarf auf dem Markt ergeben. Die Ideen dazu kommen von Rankers, Van Eijk und Steinbuch selbst, aber auch von ihren Ausbildern. Bei DSPE-Treffen oder Konferenzen in der Praxis streckt jeder seine Fühler aus, um zu wissen, was los ist und wo Bedarf besteht.

Durch diese Praktiken entstehen immer wieder schöne neue Trainingskurse. Zum Beispiel die Schulung „Passive Dämpfung für Hightech-Systeme„, die letztes Jahr begann und nun schon zweimal durchgeführt wurde. Bei ultrapräzisen Bewegungssystemen spielt die Dynamik – sowohl lose als auch im Zusammenspiel mit der Steuerungstechnik – eine wichtige Rolle. Deshalb wird in der heutigen Praxis und damit auch in den verschiedenen Kursen viel Aufmerksamkeit auf die Realisierung hoher Eigenfrequenzen in der Mechanik gelegt. Wichtig ist dabei auch das Verständnis der Modenformen und des Ausmaßes, in dem sie durch den Aktor angeregt oder vom Sensor wahrgenommen werden können. Dieser Ansatz ist und bleibt wesentlich. Aber mit zunehmenden Genauigkeitsanforderungen ist dies nicht mehr immer ausreichend. Sie stoßen dann an die Grenze des physikalisch Machbaren. Die bewusste Hinzufügung einer passiven Dämpfung bietet dann zusätzlichen Lösungsspielraum und wird zu einem entscheidenden Parameter, um extreme Spezifikationen zu erreichen.

Die neue Schulung, die sich auf bewährte Methoden zur Erzielung passiver Dämpfung konzentriert, ist laut Rankers sehr erfolgreich. Es ist ein sehr relevantes Thema in der Gemeinschaft der Feinmechaniker. Hans Vermeulen, Kees Verbaan und Stan van der Meulen sind die Trainer. Sie verfügen über ein enormes Wissen in diesem Bereich. Die positive Resonanz auf die Trainingseinheiten spiegelt sich auch in den Reaktionen der Teilnehmer wider: „Ausgezeichnetes Training“, „Ausgezeichnete Trainer“ und „Sehr inspirierend“, um nur einige zu nennen. „Sogar aus dem Ausland gibt es Interesse an dieser Schulung“, berichtet Rankers stolz.

Außerdem sind eine Reihe neuer Schulungen in der Entwicklung. Aus der Schulung „Aktuatorik und Leistungselektronik„, die sich hauptsächlich auf elektromechanische Antriebe konzentriert, entstand die Idee, eine Schulung speziell für Piezomaterialien und ihre Anwendungen einzurichten. Es ist auch geplant, einen Lehrgang „Aktive thermische Kontrolle“ einzurichten. Rankers: „Wie kann man die durch Wärmequellen verursachten Temperaturen und Verformungen in einem Aufbau beherrschbar halten? Welche Kontrolltechniken können dafür eingesetzt werden? Was sind geeignete Sensoren, um Temperaturen und Verformungen mit hoher Präzision zu messen? Und welche Elemente können zum Kühlen oder Heizen verwendet werden? Dies sind alles Fragen, die behandelt werden. Die Schulung ‚Thermische Effekte in mechatronischen Systemen‘ hat dies bereits kurz angesprochen, aber es ist ein so wichtiges Thema in der Welt der Ultrapräzision, dass hier eine eigene Schulung angebracht wäre.“

„Unsere aktuelle Schulung‚Grundlagen und Konstruktionsprinzipien für ultrasauberes Vakuum‚ konzentriert sich auf molekulare Verunreinigungen und wie man sie verhindert. Es besteht jedoch auch ein Bedarf an einer neuen Schulung zum Thema ‚Partikelkontamination'“, fährt Rankers fort. „In dieser Schulung werden wir die Partikelkontamination im Vakuum behandeln. Im Gegensatz zur molekularen Kontamination – zum Beispiel durch Gasmoleküle, die in einem Sackloch eines im Vakuum platzierten Teils eingeschlossen sind und durch das Gewinde in das ultrareine Vakuum entweichen – handelt es sich hierbei um kleine Materialstücke. Dabei kann es sich beispielsweise um Partikel handeln, die sich durch die Reibung zwischen beweglichen Teilen des im Vakuum befindlichen Geräts gelöst haben. Die Erkenntnisse aus verschiedenen Studien, die in diesem Bereich bereits laufen, könnten hier als Richtschnur dienen.“

„Gemeinsam mit unseren Ausbildern arbeiten wir ständig daran, die Ausbildung zu verbessern, neue Ausbildungskurse einzurichten und unseren Pool an Ausbildern auf dem neuesten Stand zu halten“, fasst Rankers zusammen. „Wir investieren auch weiterhin in unterstützendes Material für unsere Schulungen, damit wir die Theorie, die wir vermitteln, direkt mit der industriellen Praxis verbinden können. Darin liegt unsere Stärke: die Umsetzung akademischer Erkenntnisse in die industrielle Praxis, so dass die Auszubildenden ihr Wissen direkt in unserer High-Tech-Industrie anwenden können. Auf diese Weise halten wir unser Schulungsangebot stets auf dem neuesten Stand und stellen die besten Ausbilder, so dass wir der Bezeichnung ‚exzellente Ausbildung‘ auch weiterhin gerecht werden können.“

Dieser Artikel stammt von Antoinette Brugman, technische Redakteurin von High-Tech Systeme.