aiMOOC

Igm RSX und RTE – Zwei Schweißstationen und Handhabung koordinieren

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Lehrmodell und Quellenbezug: Dieser Kurs ist auf unterschiedliche Ausbildungsbetriebe übertragbar. Der Metall-Muster-Betrieb bezeichnet ein fiktives redaktionelles Lehrmodell. Der Quellenbetrieb und seine Referenzanlagen sind dagegen die realen Anwendungsfälle der jeweils verlinkten Originalberichte. Quellenangaben beschreiben weder eine tatsächliche Ausstattung des Musterbetriebs noch eine Herstellerfreigabe.

Einleitung

Dieser aiMOOC zeigt dir, wie du einen automatisierten Anlagenverbund mit zwei Schweißstationen und einem gemeinsamen Handhabungsroboter als ereignisgesteuerten Ablauf modellierst. Im Mittelpunkt stehen die vier Prozessphasen Bereitstellen, Heften, Fertigschweißen und Ausschleusen. Du lernst, Ressourcen zu koordinieren, bestätigte Zustände von bloßen Annahmen zu unterscheiden, einfache Taktzeitrechnungen durchzuführen und Unterbrechungen systematisch zu begründen.

Zielgruppe: Auszubildende aller Geschlechter im Ausbildungsberuf Konstruktionsmechaniker im 3. Ausbildungsjahr.

Bildungsnetz und Einordnung: Der Kurs gehört zum Lernbereich „Metall-Muster-Betrieb und Maschinenwelt – Konstruktionsmechaniker“. Die berufliche Zuordnung und die Einordnung in das 3. Ausbildungsjahr sind redaktionelle Lernempfehlungen und müssen mit Betrieb und Berufsschule abgestimmt werden.

Wichtige Abgrenzung: Dieser Kurs ist ergänzendes Lernen. Er ist kein offizieller Herstellerlehrgang, keine Bedienungsanleitung und kein Ersatz für Betriebsanweisungen, Gefährdungsbeurteilungen, Schweißanweisungen oder Herstellerfreigaben. Reale Maschinenarbeit darf nur nach betrieblicher Unterweisung und unter qualifizierter Anleitung erfolgen. Der Kurs gibt keine Schweißparameter, Programmierbefehle oder Bedienfreigaben vor.

Quellenstand und Nachweisgrenzen: Der Maschinenbezug stützt sich auf die öffentliche Projektbeschreibung von igm vom 31.07.2024. Belegt ist ein gemeinsamer Anlagenverbund am Referenzstandort mit zwei RSX-Schweißrobotersystemen und einem RTE-H650-Handhabungsroboter. Die konkrete Zuweisung einzelner Fertigungsphasen zu Station A oder Station B ist in diesem Kurs ausdrücklich ein synthetisches Lehrmodell und keine Aussage über die reale Programmierung oder Betriebsweise.

Anlagenverbund als Gesamtsystem

Belegter Maschinenbezug

Die igm-Projektbeschreibung nennt zwei RSX-Schweißroboteranlagen. Jede dieser Anlagen besteht laut Quelle aus einem RTE 478-S, der auf einem RST-Drehausleger montiert ist; dieser Drehausleger sitzt direkt auf dem Gehäuse eines L-Manipulators. Zusätzlich verfährt ein RTE H650 als Handhabungsroboter auf einer RTS-Bodenfahrbahn. Die Quelle nennt für diesen Handhabungsroboter eine Traglast von 650 kg.

Zur weiteren Ausstattung gehören laut Quelle Vorwärmbrenner und iLS-Lasersensoren in den Schweißstationen, eine Greiferkalibrierstation sowie eine Reinigungsstation für Magnetgreifer. Bauteilvorrichtungen werden über ein Nullpunktspannsystem am L-Manipulator aufgenommen, vom Handhabungsroboter gewechselt und in einem Regalsystem gelagert. Für die Lernmodellierung ist besonders wichtig: Werkstücke werden bereitgestellt, zusammengebaut und geheftet, vollständig verschweißt und danach zu einer Übergabestelle gebracht.

Primärquelle: igm Projekt Liebherr Bischofshofen, veröffentlicht am 31.07.2024.

Funktionsrollen im Lehrmodell

Ein Anlagenverbund funktioniert nur, wenn nicht jede Komponente für sich betrachtet wird, sondern alle Komponenten über Aufträge, Zustände und Freigaben zusammenwirken.

Element	Aufgabe im abstrakten Lehrmodell	Typische benötigte Rückmeldung
Materiallager	Stellt Rohteile oder vorbereitete Baugruppen für einen Auftrag bereit	Auftrag und Material eindeutig zugeordnet
Handhabungsroboter	Transportiert Werkstück oder Vorrichtung zwischen Lager, Stationen, Puffer und Übergabe	Richtiger Greifer, Greiferzustand bestätigt, Ziel frei
Station A	Führt im Lehrmodell das Heften aus	Vorrichtung erkannt, Werkstück gespannt, Stationsfreigabe vorhanden
Zwischenpuffer	Nimmt ein geheftetes Werkstück auf, wenn Station B noch belegt ist	Pufferplatz frei und Werkstück eindeutig identifiziert
Station B	Führt im Lehrmodell das Fertigschweißen aus	Heftstatus bestätigt, Vorrichtung bestätigt, Stationsfreigabe vorhanden
Übergabestation	Übernimmt ein fertig bearbeitetes Werkstück aus dem Verbund	Übergabeplatz frei und Ausschleusauftrag aktiv

Die feste Rollenverteilung Station A gleich Heften und Station B gleich Fertigschweißen dient nur der didaktischen Klarheit. Zwei identische Stationen können in einer realen Anlage anders genutzt werden. Eine tatsächliche Funktionszuweisung muss aus freigegebenen Betriebsunterlagen hervorgehen.

Videoeinblick in einen vernetzten Fertigungsverbund

Das folgende offizielle igm-Video zeigt ein flexibles Fertigungssystem mit Montage, Heften, mehreren Schweißstationen, automatischem Transport und Pufferung. Es ist kein Video der hier behandelten Anlage am Referenzstandort, veranschaulicht aber die Koordinationsidee eines gemeinsamen Materialflusses.

Quelle und Rechte: Video „igm AV robotic welding of railway bogie components – FMS automated flexible manufacturing system“, veröffentlicht vom offiziellen YouTube-Kanal der igm Robotersysteme AG. Das Video wird eingebettet; die Rechte verbleiben beim Rechteinhaber. Inhalt und URL wurden am 25.10.2026 geprüft.

Prozessfolge als Schrittkette

Vier Hauptphasen

Eine Ablaufsteuerung besteht aus Schritten und Übergangsbedingungen. Ein Schritt beschreibt, was gerade geschieht. Eine Transition beschreibt, unter welchen bestätigten Bedingungen der nächste Schritt beginnen darf.

Phase	Zweck	Beispiel für notwendige Vorbedingungen	Beispiel für Abschlussmeldung
Bereitstellen	Auftrag, Werkstück und passende Vorrichtung für die erste Bearbeitung zusammenführen	Auftrag gültig, Material identifiziert, Station A frei, Greifer bestätigt	Werkstück in Station A vorhanden und Spannung bestätigt
Heften	Bauteile lagegerecht verbinden, damit die Baugruppe für den folgenden Prozess stabil ist	Vorrichtung bestätigt, Bauteile vorhanden, Sicherheitsfreigabe aktiv	Heftphase abgeschlossen und Prüfstatus gespeichert
Fertigschweißen	Vorgesehene Schweißfolge vollständig ausführen	Heftstatus bestätigt, Station B frei, Vorrichtung bestätigt	Bearbeitung abgeschlossen und Werkstück zur Entnahme freigegeben
Ausschleusen	Fertig bearbeitetes Werkstück zur Übergabestelle transportieren	Ziel frei, Greifer bestätigt, Werkstück freigegeben	Übergabe quittiert und Transportressource wieder frei

Eigene Ablaufskizze

Die folgende Skizze ist ein selbst erstelltes Lehrschema. Sie beschreibt keine reale SPS- oder Roboterprogrammierung.

Start	Übergang	Station A	Übergang	Puffer	Übergang	Station B	Übergang	Ende
Auftrag und Material bereit	bestätigte Bereitstellfreigabe	Heften	Heftstatus bestätigt	Zwischenlagern bei Bedarf	Zielstation frei	Fertigschweißen	Fertigstatus und Übergabe frei	Ausschleusen

In einer Schrittkette darf eine Bewegung nicht deshalb beginnen, weil sie „wahrscheinlich möglich“ ist. Sie beginnt erst, wenn die geforderten Rückmeldungen vorliegen. Genau diese Trennung zwischen Vermutung und Bestätigung verhindert, dass ein Werkstück in eine belegte Station gefahren, eine unbestätigte Vorrichtung genutzt oder ein nicht freigegebener Greifer belastet wird.

Zustände und Transitionen

Für jedes Werkstück wird im Lehrmodell ein eindeutiger Zustand geführt:

Bereitgestellt: Werkstück und Auftrag sind zugeordnet.
Gespannt: Werkstück befindet sich in der bestätigten Vorrichtung.
Geheftet: Heftphase ist abgeschlossen und quittiert.
Gepuffert: Werkstück wartet eindeutig identifiziert auf Station B.
Fertiggeschweißt: Bearbeitung in Station B ist abgeschlossen.
Ausgeschleust: Übergabestation hat das Werkstück übernommen.

Eine zulässige Transition verändert genau den erwarteten Zustand. Beispielsweise darf „Geheftet“ nur dann zu „Gepuffert“ oder „in Station B“ wechseln, wenn die Heftmeldung positiv, der Transportauftrag eindeutig und das Ziel bestätigt frei ist. Bleibt eine dieser Bedingungen offen, verharrt die Schrittkette in einem sicheren Wartezustand.

Rückmeldungen statt Vermutungen

In automatisierten Anlagen ist ein Befehl nicht dasselbe wie ein Ergebnis. „Greifer schließen“ ist ein Befehl; „Greifer geschlossen und Werkstück erkannt“ ist eine Rückmeldung. „Vorrichtung spannen“ ist ein Befehl; „Spannzustand bestätigt“ ist die für den Folgeschritt relevante Information. Bei der Ablaufanalyse trennst du deshalb immer drei Ebenen:

Auftrag: Was soll geschehen?
Aktion: Welche Komponente führt die Handlung aus?
Bestätigung: Welche Rückmeldung beweist, dass der Schritt erfolgreich beendet ist?

Zwei Stationen und Handhabung koordinieren

Synthetisches Lehrmodell L2

Im Lehrmodell L2 übernimmt Station A das Heften und Station B das Fertigschweißen. Ein gemeinsamer Handhabungsroboter bedient Lager, beide Stationen, einen Zwischenpuffer und die Übergabe. Alle Zeiten und Auftragsnummern in diesem Kapitel sind synthetisch. Sie dienen nur der Ablauf- und Kapazitätsrechnung.

Ressource	Synthetische Bearbeitungszeit je Werkstück	Bedeutung
Station A	8 Minuten	Heften
Station B	14 Minuten	Fertigschweißen
Handhabungsroboter	6 Minuten insgesamt	Drei Transporte zu je 2 Minuten

Da die Bearbeitungen in einem eingeschwungenen Ablauf überlappen können, bestimmt die am stärksten ausgelastete Ressource den theoretischen Takt. Im Lehrmodell gilt:

Taktzeit = Maximum aus 8 Minuten, 14 Minuten und 6 Minuten = 14 Minuten.

Die theoretische Ausbringung beträgt damit:

Ausbringung = 60 Minuten geteilt durch 14 Minuten = etwa 4,29 Werkstücke pro Stunde.

Für eine vorsichtige Planung wird im Lehrmodell ein rein synthetischer Planungsfaktor von 0,85 verwendet:

Planmenge = 4,29 mal 0,85 = etwa 3,65 Werkstücke pro Stunde.

Diese Rechnung ist keine Leistungsangabe der realen Anlage. Sie zeigt nur, wie du einen Engpass erkennst. In diesem Beispiel ist Station B der Engpass, weil ihre Bearbeitungszeit größer als die Belegungszeit der anderen Ressourcen ist.

Gemeinsame Ressource und Konflikte

Der Handhabungsroboter kann nicht gleichzeitig zwei Transporte ausführen. Deshalb braucht jeder Transportauftrag eine Prioritätsregel. Eine sinnvolle abstrakte Reihenfolge lautet:

Sicherheitsrelevante Rückkehr- oder Freifahrbewegung vor Produktionsbewegung.
Fertig bearbeitetes Werkstück aus Station B ausschleusen, damit der Engpass frei wird.
Geheftetes Werkstück zu Station B oder in den Puffer bringen.
Neues Rohteil zu Station A bringen.
Vorrichtungswechsel oder Nebenauftrag nur beginnen, wenn die nächste Hauptbewegung nicht blockiert wird.

Diese Regel ist eine Lernheuristik und keine reale Betriebsanweisung. In einer realen Anlage gelten ausschließlich freigegebene Steuerungslogik und betriebliche Prioritäten.

Zeitband für zwei Werkstücke

Das folgende Zeitband beginnt erst, nachdem alle benötigten Zustände bestätigt wurden. Es zeigt, wie ein Puffer Wartezeiten entkoppeln kann.

Zeitfenster	Handhabungsroboter	Station A	Station B
Minute 0 bis 2	Werkstück P17 von A nach B	frei	Aufnahme vorbereiten
Minute 2 bis 4	Werkstück P18 aus Lager nach A	Aufnahme vorbereiten	P17 fertigschweißen
Minute 4 bis 12	frei für bestätigte Nebenaufträge	P18 heften	P17 fertigschweißen
Minute 12 bis 14	P18 von A in Puffer	frei	P17 fertigschweißen
Minute 14 bis 16	wartet auf priorisierten Auftrag	frei	P17 fertigschweißen
Minute 16 bis 18	P17 ausschleusen	frei	frei nach Entnahme
Minute 18 bis 20	P18 vom Puffer nach B	frei	Aufnahme vorbereiten
Minute 20 bis 34	frei für bestätigte Aufgaben	nächster Auftrag möglich	P18 fertigschweißen
Minute 34 bis 36	P18 ausschleusen	abhängig vom Folgeauftrag	frei nach Entnahme

Puffer richtig verstehen

Ein Zwischenpuffer erhöht nicht automatisch die Schweißgeschwindigkeit. Er verhindert jedoch, dass Station A blockiert bleibt, nur weil Station B noch belegt ist. Voraussetzung ist, dass der Pufferplatz frei, das Werkstück eindeutig identifiziert und der Transportzustand dokumentiert ist. Ohne eindeutige Zuordnung kann ein Puffer den Materialfluss nicht stabilisieren, sondern Verwechslungen verstärken.

Zustände, Freigaben und Unterbrechungen

Freigabematrix

Eine Freigabe fasst mehrere bestätigte Bedingungen zusammen. Im Lehrmodell darf ein Transport nur starten, wenn alle notwendigen Bedingungen wahr sind.

Bedingung	Bedeutung	Bei fehlender Bestätigung
Auftrag gültig	Werkstück, Ziel und Bearbeitungsfolge sind eindeutig	Auftrag anhalten und Zuordnung prüfen
Quelle bereit	Werkstück befindet sich am erwarteten Ort	Keine Aufnahmebewegung starten
Ziel frei	Zielstation oder Puffer kann das Werkstück aufnehmen	Im Wartezustand bleiben
Vorrichtung bestätigt	Richtige Vorrichtung ist erkannt und ihr Zustand freigegeben	Keine Übergabe und keine Bearbeitung starten
Greifer bestätigt	Greifertyp, Kalibrierstatus und erforderlicher Reinigungsstatus sind bestätigt	Transport unterbrechen
Werkstück erkannt	Aufnahme und Werkstückanwesenheit sind plausibel bestätigt	Keine Weiterfahrt mit angenommener Last
Sicherheitsfreigabe	Der für den Automatikschritt erforderliche sichere Betriebszustand liegt vor	Bewegung gesperrt lassen

Die abstrakte logische Bedingung lautet:

Transportfreigabe = Auftrag gültig UND Quelle bereit UND Ziel frei UND Vorrichtung bestätigt UND Greifer bestätigt UND Werkstück erkannt UND Sicherheitsfreigabe.

Ein einziges unbekanntes oder falsches Signal macht die Gesamtfreigabe falsch. „Unbekannt“ darf dabei nicht wie „wahr“ behandelt werden.

Typische Unterbrechungsgründe

Beobachtung	Mögliche Ursache im Lehrmodell	Sichere Reaktion im Lernfall
Vorrichtungszustand unbestätigt	Kennung fehlt, Spannrückmeldung fehlt oder Zuordnung ist widersprüchlich	Ablauf halten, Diagnose aufrufen, Zustand durch zuständige Fachkraft klären lassen
Greiferzustand unbestätigt	Greifertyp nicht erkannt, Kalibrierung offen oder Reinigung nicht quittiert	Keine Lastaufnahme, Prüf- oder Reinigungsprozess gemäß Betriebsunterlagen veranlassen
Zielstation belegt	Vorheriger Auftrag noch aktiv oder Entnahme nicht quittiert	Auftrag puffern oder warten, keine Einfahrt erzwingen
Werkstück nicht erkannt	Werkstück fehlt, Lage weicht ab oder Rückmeldung ist fehlerhaft	Aufnahme abbrechen und Ursache kontrolliert klären
Auftragsdaten widersprüchlich	Werkstück-ID, Vorrichtung und Ziel passen nicht zusammen	Auftrag sperren und Datenkette prüfen
Sicherheitsfreigabe fehlt	Schutzeinrichtung, Betriebsart oder Sicherheitskreis erlaubt den Schritt nicht	Keine Umgehung, qualifizierte Klärung erforderlich

Diagnose in fünf Fragen

Bei einer Unterbrechung hilft eine feste Reihenfolge:

Welcher Schritt ist aktiv?
Welche Transition wird erwartet?
Welche Einzelbedingung der Transition fehlt?
Ist die Information falsch, widersprüchlich oder lediglich noch nicht eingetroffen?
Welche sichere, freigegebene Handlung ist zur Klärung vorgesehen?

Diese Fragen verhindern Aktionismus. Ziel ist nicht, die Anlage möglichst schnell „wieder zum Laufen“ zu bringen, sondern den fehlenden Nachweis eindeutig zu identifizieren und nur im vorgesehenen Rahmen zu beheben.

Sicherheitsgrenze des Kurses

Der Kurs behandelt Ablaufdenken, Zustandslogik und synthetische Zeitmodelle. Er erklärt nicht, wie Schutztüren überbrückt, Roboterachsen manuell verfahren, Schweißprogramme geändert oder Störungen an realen Anlagen quittiert werden. Solche Tätigkeiten gehören ausschließlich in betriebliche Unterweisungen mit autorisiertem Personal und freigegebenen Unterlagen.

Berufstypischer Modellfall

Ausgangssituation

In einem ausdrücklich synthetischen Lernauftrag sollen zwei Baugruppen P17 und P18 durch einen Verbund mit Station A, Station B, Zwischenpuffer und gemeinsamem Handhabungsroboter laufen. Station A heftet im Lehrmodell, Station B führt das Fertigschweißen aus.

Zum Startzeitpunkt gelten folgende Meldungen:

Element	Gemeldeter Zustand
Werkstück P17	In Station A geheftet und eindeutig identifiziert
Station A	Vorrichtung bestätigt, Übergabe möglich
Station B	Mechanisch frei, Vorrichtungsbestätigung fehlt
Handhabungsroboter	Greifertyp G2 erkannt, Kalibrierung bestätigt, Reinigungsstatus unbekannt
Werkstück P18	Im Materiallager bereitgestellt
Zwischenpuffer	Frei und auftragsbezogen verfügbar
Übergabestation	Frei

Synthetische Zeiten nach vollständiger Freigabe: Transport jeweils 2 Minuten, Heften 8 Minuten, Fertigschweißen 14 Minuten.

Arbeitsauftrag

Erstelle eine sichere Ablaufentscheidung, benenne die Unterbrechungsgründe, plane danach die Reihenfolge für P17 und P18 und berechne den frühesten Abschluss im Lehrmodell. Trenne klar zwischen bestätigten Fakten, offenen Zuständen und Annahmen.

Nachvollziehbare Lösung

1. Ablauf zunächst unterbrechen. P17 darf noch nicht von Station A nach Station B transportiert werden. Obwohl Station B als frei gemeldet ist, fehlt die Bestätigung der vorgesehenen Vorrichtung. Zusätzlich ist der Reinigungsstatus des Greifers unbekannt. Beide Bedingungen gehören im Lehrmodell zur Transportfreigabe.

2. Offene Zustände gezielt klären. Die zuständige Fachkraft veranlasst nach den betrieblichen Unterlagen die Prüfung der Vorrichtungsbestätigung von Station B und die Bestätigung des Greifer-Reinigungsstatus. Der Kurs legt nicht fest, welche reale Bedienhandlung dazu auszuführen ist.

3. Erst nach positiver Bestätigung weiterplanen. Sobald Vorrichtung und Greifer bestätigt sind, kann der synthetische Zeitplan beginnen:

Minute 0 bis 2: P17 von Station A nach Station B transportieren.
Minute 2 bis 4: P18 aus dem Lager nach Station A transportieren.
Minute 2 bis 16: P17 in Station B fertigschweißen.
Minute 4 bis 12: P18 in Station A heften.
Minute 12 bis 14: P18 in den Zwischenpuffer transportieren.
Minute 16 bis 18: P17 zur Übergabestation ausschleusen.
Minute 18 bis 20: P18 vom Puffer nach Station B transportieren.
Minute 20 bis 34: P18 in Station B fertigschweißen.
Minute 34 bis 36: P18 ausschleusen.

4. Ergebnis bewerten. Ab dem Zeitpunkt vollständiger Freigabe ist P17 nach 18 Minuten und P18 nach 36 Minuten ausgeschleust. Die nicht bekannte Dauer der Zustandsklärung wird bewusst nicht erfunden und deshalb nicht in die Rechnung aufgenommen. Der Zwischenpuffer ermöglicht, Station A ab Minute 14 für einen Folgeauftrag freizuhalten, obwohl Station B bis Minute 16 belegt ist.

Bewertungsraster

Kriterium	Volle Leistung	Punkte
Prozessfolge	Bereitstellen, Heften, Puffern, Fertigschweißen und Ausschleusen logisch und ohne Zustandsbruch angeordnet	8
Freigaben	Fehlende Vorrichtungs- und Greiferbestätigung erkannt und als Sperrgrund begründet	8
Zeitrechnung	Überlappungen, Puffertransport und Abschlusszeiten nachvollziehbar berechnet	6
Störungsanalyse	Fehlende Information von bestätigtem Fehler und bloßer Annahme unterschieden	4
Sicherheit und Nachweisgrenzen	Keine Bedienanweisung erfunden, Lehrmodell und reale Anlage klar getrennt	4
Gesamt	Maximal erreichbare Punktzahl	30

Bewertungsvorschlag: 27 bis 30 Punkte sehr sicher, 23 bis 26 Punkte sicher, 18 bis 22 Punkte teilweise sicher, unter 18 Punkten erneute Bearbeitung mit Rückmeldung.

Weiterführender Videovergleich

Das folgende offizielle igm-Video zeigt an einem anderen Erdbewegungsprojekt eine zweistufige Fertigungslogik mit Baugruppenfertigung, Heften und anschließendem vollständigem Schweißen. Es dient dem Vergleich von Prozessketten und ist kein Nachweis für die konkrete Betriebsweise am Referenzstandort.

Quelle und Rechte: Video „igm AV welding of dumper subassemblies and bodies with igm robots at Bell Equipment“, veröffentlicht vom offiziellen YouTube-Kanal der igm Robotersysteme AG. Das Video wird eingebettet; die Rechte verbleiben beim Rechteinhaber. Inhalt und URL wurden am 25.10.2026 geprüft.

Interaktive Aufgaben

Quiz: Prüfe dein Wissen

Welche Anlagenstruktur ist durch die Primärquelle belegt? (Zwei RSX Schweißrobotersysteme und ein gemeinsamer Handhabungsroboter) (!Drei voneinander unabhängige Schweißanlagen) (!Eine einzelne manuelle Schweißkabine) (!Vier identische Handhabungsroboter)

Welche Aufgabe hat der RTE H650 laut Quelle? (Er übernimmt Handhabungsaufgaben und verfährt auf einer Bodenfahrbahn) (!Er ersetzt beide Schweißroboter beim Fertigschweißen) (!Er ist ausschließlich ein stationärer Lasersensor) (!Er dient nur als manuelle Prüfstation)

Wann darf im Lehrmodell eine Transition zum Transport erfolgen? (Wenn alle geforderten Zustände bestätigt sind) (!Wenn das Ziel wahrscheinlich frei ist) (!Wenn nur der Startbefehl gesendet wurde) (!Wenn eine Bedienperson den Ablauf beschleunigen möchte)

Wie ist die feste Zuweisung von Heften zu Station A zu verstehen? (Als synthetisches Lehrmodell) (!Als veröffentlichte Herstellerfreigabe) (!Als verbindliche reale Programmierung) (!Als allgemeine Schweißnorm)

Welche Ressource ist bei acht Minuten Heften vierzehn Minuten Fertigschweißen und sechs Minuten Handhabung der Engpass? (Station B) (!Station A) (!Der Handhabungsroboter) (!Die Übergabestation)

Welche theoretische Ausbringung ergibt sich bei vierzehn Minuten Taktzeit? (Etwa vier Komma drei Werkstücke je Stunde) (!Etwa zwei Werkstücke je Stunde) (!Etwa acht Werkstücke je Stunde) (!Etwa vierzehn Werkstücke je Stunde)

Was ist bei unbekanntem Reinigungsstatus des Greifers richtig? (Der Transport bleibt unterbrochen bis der Zustand geklärt ist) (!Der Zustand wird automatisch als bestätigt behandelt) (!Das Werkstück wird ohne Greiferprüfung aufgenommen) (!Die Zielstation ersetzt die fehlende Rückmeldung)

Welchen Hauptzweck hat der Zwischenpuffer im Lehrmodell? (Er entkoppelt die Belegung von Station A und Station B) (!Er erhöht automatisch die Schweißgeschwindigkeit) (!Er ersetzt die Werkstückidentifikation) (!Er macht Freigaben überflüssig)

Welche Reihenfolge gehört zur beschriebenen Prozesskette? (Bereitstellen Heften Fertigschweißen Ausschleusen) (!Fertigschweißen Ausschleusen Heften Bereitstellen) (!Ausschleusen Bereitstellen Fertigschweißen Heften) (!Heften Ausschleusen Bereitstellen Fertigschweißen)

Welche Aussage zur realen Maschinenarbeit ist richtig? (Sie erfolgt nur nach betrieblicher Unterweisung und qualifizierter Anleitung) (!Der Kurs ersetzt die Betriebsanweisung vollständig) (!Synthetische Zeiten gelten als Herstellerparameter) (!Unbestätigte Zustände dürfen im Lernbetrieb übergangen werden)

Memory

Vorrichtung	Nimmt das Werkstück in definierter Lage auf
Greifer	Verbindet den Handhabungsroboter mit Werkstück oder Vorrichtung
Freigabe	Zusammenfassung aller bestätigten Startbedingungen
Transition	Bedingung für den Wechsel zum nächsten Schritt
Puffer	Entkoppelt zeitweise zwei unterschiedlich belegte Ressourcen
Heften	Vorläufiges Verbinden zur Sicherung der Bauteillage
Ausschleusen	Übergabe des fertig bearbeiteten Werkstücks aus dem Anlagenverbund

Drag-and-Drop

Ordne die passende Prozessphase zu.	Beschreibung
Bereitstellen	Auftrag Werkstück und Vorrichtung für die erste Station zusammenführen
Heften	Bauteile lagegerecht vorläufig verbinden
Fertigschweißen	Vorgesehene Schweißfolge vollständig abschließen
Zwischenpuffern	Geheftetes Werkstück bis zur freien Zielstation eindeutig lagern
Ausschleusen	Fertiges Werkstück an die Übergabestation transportieren

Die Zuordnung bildet die abstrakte Prozesskette des Lehrmodells ab.

Kreuzworträtsel

Heften	Welche Phase verbindet Bauteile vorläufig?
Greifer	Welches Werkzeug nimmt Werkstücke oder Vorrichtungen auf?
Puffer	Was entkoppelt zeitweise zwei belegte Ressourcen?
Freigabe	Was fasst bestätigte Startbedingungen zusammen?
Sensorik	Welcher Bereich liefert Zustandsrückmeldungen?
Ablauf	Wie heißt die geordnete Folge von Schritten?

LearningApps

Lückentext

Ein automatisierter Verbund wechselt erst bei bestätigter

zum nächsten Schritt. Das vorläufige Verbinden von Bauteilen heißt

. Das vollständige Bearbeiten folgt im Lehrmodell in

. Ein gemeinsamer

bedient mehrere Übergabepunkte. Ein freier

kann unterschiedlich belegte Stationen zeitweise entkoppeln. Ein unbekannter Greiferzustand führt zu einer

. Die langsamste ausgelastete Ressource bestimmt den

. Ein Befehl wird erst durch eine passende

zum nachgewiesenen Ergebnis. Synthetische Zeitwerte sind keine

. Reale Maschinenarbeit setzt betriebliche

voraus.

Offene Aufgaben

Leicht

Anlagenübersicht: Zeichne Lager, Handhabungsroboter, Station A, Puffer, Station B und Übergabe als Blockbild. Lösungshinweis: Alle sechs Elemente müssen durch einen eindeutigen Materialfluss verbunden sein.
Zustandskarten: Erstelle Karten für Bereitgestellt, Geheftet, Gepuffert, Fertiggeschweißt und Ausgeschleust. Lösungshinweis: Jede Karte enthält Zustand, notwendige Bestätigung und zulässigen Folgezustand.
Sicherheitsplakat: Gestalte ein Plakat mit drei Grenzen dieses Kurses. Lösungshinweis: Keine Bedienfreigabe, keine Schweißparameter und reale Arbeit nur nach Unterweisung müssen enthalten sein.
Quellenanalyse: Vergleiche die igm-Primärquelle mit dem Lehrmodell. Lösungshinweis: Trenne belegte Anlagenkomponenten von der synthetischen Zuweisung Station A gleich Heften und Station B gleich Fertigschweißen.

Standard

Schrittkette: Formuliere für die vier Hauptphasen jeweils Schritt, Transition und Abschlussmeldung. Lösungshinweis: Jede Transition muss mindestens Ziel frei, Vorrichtung bestätigt und Sicherheitsfreigabe berücksichtigen.
Taktzeitrechnung: Berechne für synthetische Zeiten von 7 Minuten, 13 Minuten und 5 Minuten den Engpass und die theoretische Stundenmenge. Lösung: Engpass ist die Ressource mit 13 Minuten; 60 geteilt durch 13 ergibt etwa 4,62 Werkstücke je Stunde.
Freigabematrix: Erstelle eine Wahrheitstabelle für Ziel frei, Vorrichtung bestätigt und Greifer bestätigt. Lösungshinweis: Nur die Zeile mit drei wahren Bedingungen ergibt Transportfreigabe.
Diagnoserollenspiel: Spielt zu zweit eine Störungsanalyse bei fehlender Vorrichtungsbestätigung. Lösungshinweis: Eine Person beschreibt nur Meldungen, die andere fragt nach aktivem Schritt, erwarteter Transition und fehlender Einzelbedingung.

Schwer

Pufferstrategie: Plane drei synthetische Werkstücke bei nur einem Pufferplatz und begründe deine Prioritäten. Lösungshinweis: Station B als Engpass zuerst freihalten, fertige Werkstücke ausschleusen und keine neue Übergabe ohne freien Zielplatz starten.
Fehlermöglichkeitsanalyse: Erstelle eine kleine FMEA für falschen Greifer, belegtes Ziel und verlorene Werkstück-ID. Lösungshinweis: Für jeden Fall Ursache, Wirkung, Entdeckung und sichere Maßnahme angeben.
Erklärvideo: Produziere ein zweiminütiges Lernvideo zur Aussage „Unbekannt ist nicht wahr“. Lösungshinweis: Nutze je ein Beispiel zu Greifer, Vorrichtung und Zielstation und vermeide reale Bedienhinweise.
Transferaufgabe: Übertrage das Modell auf eine Anlage mit Montage, Prüfung und Verpackung. Lösungshinweis: Ersetze die Bearbeitungsphasen, behalte aber Zustände, Transitionen, gemeinsame Ressource, Puffer und Freigaben bei.

Lernkontrolle

Ablauflogik begründen: Erkläre, warum eine mechanisch freie Station ohne bestätigte Vorrichtung trotzdem kein freigegebenes Ziel ist.
Engpass bewerten: Untersuche, wie sich die Taktzeit verändert, wenn Station B im synthetischen Modell von 14 auf 10 Minuten verkürzt wird und der Handhabungsbedarf auf 12 Minuten steigt.
Unterbrechung analysieren: Entwickle eine Diagnosefolge für den Fall, dass Werkstück-ID und Auftrags-ID nicht übereinstimmen.
Pufferwirkung beurteilen: Begründe anhand eines eigenen Zeitbands, wann ein Puffer die Ausbringung stabilisiert und wann er nur Wartebestand erzeugt.
Quellenkritik anwenden: Kennzeichne in einer eigenen Darstellung alle Aussagen als Primärquellenfakt, Lehrmodell, Rechenergebnis oder offene Annahme.
Sicherheit übertragen: Formuliere für eine andere automatisierte Fertigungszelle eine Abgrenzung zwischen schulischer Ablaufanalyse und realer Bedienkompetenz.

Lernnachweis

Als Lernnachweis erstellst du ein Portfolio mit folgenden Bestandteilen:

Wissen: Du beschreibst die belegten Komponenten des Anlagenverbunds und erläuterst die Begriffe Schritt, Transition, Freigabe, Puffer und Engpass.
Fertigkeit: Du modellierst eine vollständige Folge von Bereitstellen bis Ausschleusen mit eindeutigen Zuständen und Rückmeldungen.
Rechenleistung: Du bestimmst aus synthetischen Bearbeitungszeiten Taktzeit, theoretische Ausbringung und Ressourcenauslastung.
Diagnosekompetenz: Du erkennst unbestätigte Vorrichtungs- und Greiferzustände als Sperrgründe und entwickelst eine sichere Klärungsfolge.
Produkt: Du reichst Ablaufskizze, Freigabematrix, Zeitband und begründete Lösung des Modellfalls ein.
Transfer: Du überträgst die Methode auf einen anderen automatisierten Materialfluss, ohne herstellerspezifische Bedienhandlungen zu erfinden.

Ein überzeugender Lernnachweis trennt konsequent zwischen verifizierter Quelle, synthetischem Lehrmodell, eigener Berechnung und betrieblicher Realität.

OER und Wikipedia

Der folgende Wikipedia-Artikel bietet einen allgemeinen Überblick zu Aufbau, Sensorik, Greifsystemen, Programmierung und Sicherheit von Industrierobotern:

Geprüfte Fach- und Medienquellen

Ressource	Verwendung im Kurs	Rechte oder Einordnung
igm Projekt Liebherr Bischofshofen	Primärquelle zu Anlagenkomponenten und Prozessbeschreibung, Stand 31.07.2024	Unternehmensquelle; keine Ableitung von Bedienfreigaben oder Schweißparametern
Robotic Welding Cell.jpg	Beispiel für Roboterschweißzelle und trennende Schutzeinrichtung	WireCrafters, CC BY-SA 4.0
Welding robot system 001.png	Beispiel einer dreidimensionalen Anlagenplanung	Pipimaru, CC BY-SA 2.1 JP
Welding Robot Facility.jpg	Allgemeines Beispiel einer Roboterschweißanlage	Antoniusaw, CC BY-SA 4.0
Fixed Perimeter Guarding.jpg	Beispiel für feste Schutzeinrichtung mit Schweißschutzvorhängen	WireCrafters, CC BY-SA 4.0
Robot Soldadura.jpg	Allgemeines Beispiel eines MIG-Schweißroboters	Albertollopisrosa, CC BY-SA 3.0
igm FMS für Drehgestellkomponenten	Vergleichsmedium zu vernetztem Materialfluss	Offizieller igm-Kanal; eingebettetes Video, Rechte beim Rechteinhaber
igm Fertigung von Muldenbaugruppen	Vergleichsmedium zu mehrstufigem Heften und Fertigschweißen	Offizieller igm-Kanal; eingebettetes Video, Rechte beim Rechteinhaber

Weitere geeignete Grundlagen:

Verknüpfte Lernbereiche

Koordination automatisierter Schweißzellen

Der Kurs verbindet Fertigungs- und Schweißtechnik mit Steuerungstechnik, Produktionsplanung, Technische Mathematik, Qualitätsmanagement und beruflicher Kommunikation. Besonders wichtig ist die Fähigkeit, Anlagenzustände präzise zu beschreiben, Annahmen kenntlich zu machen und Entscheidungen nachvollziehbar zu begründen.