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Industrierobotik und virtuelle Roboterzellen – Eine Roboterzelle fachlich dokumentieren

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Industrierobotik und virtuelle Roboterzellen – Eine Roboterzelle fachlich dokumentieren

Zielgruppe: Ausbildung in Mechatronik, Automatisierungstechnik und verwandten Berufen

Lernzeit: 6 Lerneinheiten à 5–10 Minuten zuzüglich Projektarbeit

Ausbildungsprodukt: Eine technische Dokumentation mit Layout, Ablauf, Schutzkonzept, Signalliste, Testfällen und Diagnoseprotokoll.

Arbeitsumgebung: Ausschließlich offline betriebene Robotersimulation ohne Verbindung zu realen Robotersteuerungen. Ein ausdrücklich abgesicherter Schulungsbetrieb darf nur unter Verantwortung qualifizierter Ausbildender stattfinden.

Einleitung

Du erhältst den Auftrag, die virtuelle Roboterzelle PZ-01 fachgerecht zu dokumentieren. Ein sechsachsiger Industrieroboter soll Kunststoffteile von einem Förderband aufnehmen und in einer Ablage positionieren.

Du analysierst eine virtuelle Anlage, untersuchst simulierte Signalverläufe und dokumentierst Fehler. Deine Ergebnisse sollen für andere Auszubildende verständlich, nachvollziehbar und überprüfbar sein.

Verbindliche Sicherheitsgrenze: Alle Steuerungs-, Bewegungs- und Störungsversuche dieses Kurses finden ausschließlich in einer Simulation statt. Es werden keine Live-Fahrbefehle ausgegeben, keine realen Schutzfunktionen manipuliert und keine Sicherheitseinrichtungen überbrückt. Simulationsergebnisse sind niemals eine Sicherheitsfreigabe für eine reale Anlage.

Bildimpuls: Eine visualisierte automatisierte Fertigungsanlage. Untersuche Materialfluss, Roboterstandort und Schnittstellen. Das Bild zeigt nicht die PZ-01.

Video: ABB Robotics – Virtual Commissioning. Beobachte, welche Eigenschaften virtuell untersucht werden können und welche realen Nachweise weiterhin erforderlich sind.

Lernziele

Nach dem Kurs kannst Du einen Zellaufbau beschreiben, einen Ablauf mit Zuständen und Signalen darstellen, Gefährdungen dokumentieren, Simulationstests auswerten und technische Unterlagen versionieren.

Ausbildungsfall PZ-01

Die folgenden Anlagendaten sind fiktive Übungsdaten und keine Vorgaben für die Konstruktion einer realen Roboterzelle.

Baugruppe	Funktion
R1 – Sechsachsroboter	Virtuelles Bewegen eines Kunststoffteils
G1 – Zweibackengreifer	Simuliertes Aufnehmen und Freigeben
F1 – Förderband	Bereitstellen des Werkstücks
S1 – Teilesensor	Meldung „Teil vorhanden“
A1 – Ablage	Zielposition für das Werkstück
HMI-SIM	Virtuelle Bedien- und Diagnoseoberfläche
Schutzmodell	Simulierte Tür- und Schutzzustände ohne sicherheitstechnischen Nachweis

Übungsannahme: Ein Kunststoffteil mit 150 g Masse wird pro Zyklus umgesetzt. Eine simulierte Greiferbestätigung wird innerhalb von 0,8 Sekunden erwartet. Diese Zeit ist nur ein beispielhafter Software-Testparameter.

Arbeitsmittel

Nutze eine vorbereitete, offline betriebene Simulationsdatei Deiner Ausbildungseinrichtung oder erstelle ein vereinfachtes 3D-Modell. Als Lernressourcen eignen sich beispielsweise RoboDK – Pick and Place sowie geeignete Schulungsumgebungen in RobotStudio oder CoppeliaSim.

Wichtig: Deaktiviere beziehungsweise vermeide jede Anbindung an physische Roboter und Steuerungen. Exportiere aus dem Übungsprojekt keine ausführbaren Programme an reale Anlagen.

Lerneinheit 1: Das Zellenlayout dokumentieren

Zeit: 7 Minuten | Ergebnis: beschrifteter Layoutplan

Ein Layout zeigt die räumliche Anordnung von Roboter, Werkzeug, Materialfluss, Arbeitsbereich, Einhausung, Zugängen und Bedienplätzen.

Bildaufgabe: Erkenne Roboter, Prozesseinrichtungen und Übergabebereiche. Vergleiche den Aufbau mit der PZ-01.

Virtueller Layoutentwurf

             MATERIALFLUSS
                 |
                 v
       +-------------------+
       | F1 Förderband     |
       | S1 Teilesensor    |
       +---------+---------+
                 |
              Aufnahme
                 v
           +-----------+
           | R1 + G1   |
           | Roboter   |
           +-----+-----+
                 |
              Ablage
                 v
           +-----------+
           | A1        |
           | Ziel      |
           +-----------+

  [Virtuelles Schutzmodell]
  [HMI-SIM außerhalb des Modellraums]

Prinzipskizze des Übungsfalls – nicht maßstäblich, keine normgerechte Schutzeinrichtungsplanung.

Für Deinen vollständigen Layoutplan kennzeichnest Du zusätzlich Bewegungsraum, Werkzeugbezugspunkt, feste Hindernisse, Materialübergänge, mögliche Gefährdungsbereiche und die nur modellierte Schutzgrenze.

Orientierung von Roboterachsen. Unterscheide Position, Orientierung und Koordinatensystem.

Fachbegriffe: Der TCP ist der definierte Werkzeugbezugspunkt. Ein Basis- und ein Werkstückkoordinatensystem ermöglichen die eindeutige Beschreibung von Positionen und Orientierungen.

Basisaufgabe

Beschrifte in Deiner virtuellen Zelle R1, G1, F1, S1 und A1. Erstelle einen Screenshot und ergänze eine Legende.

Feedback: Ein gutes Layout ermöglicht es einer anderen Person, jede Baugruppe und den Materialfluss ohne Rückfragen zu erkennen.

Gestufte Hilfen

Hilfe 1: Beginne bei der Materialzufuhr.

Hilfe 2: Verfolge den Weg eines einzelnen Werkstücks.

Hilfe 3: Kontrolliere, ob der Roboter, das Werkzeug und das Ziel im Plan eindeutig benannt sind.

Lerneinheit 2: Ablauf und Signale verstehen

Zeit: 8 Minuten | Ergebnis: Zustands- und Signaldokumentation

Bildimpuls: Robotergestützte Verpackungsautomatisierung. Welche Ereignisse müssen zwischen Materialzufuhr und Ablage abgestimmt werden?

Video: Roman Parak – RobotStudio Pick and Place. Beobachte insbesondere die Zuordnung von Werkzeug, Werkstück und simulierten Prozessereignissen.

Zustandsfolge PZ-01

Zustand	Aktion im Simulator	Übergangsbedingung
Warten	Keine simulierte Roboterbewegung	Startanforderung, Teil vorhanden und modellierte Bedingungen erfüllt
Anfahren	Virtuelle Annäherung an das Teil	Virtuelles Aufnahmeziel erreicht
Greifen	Simulierten Greifer schließen	Greiferbestätigung vorhanden
Transportieren	Virtueller Transport zur Ablage	Virtuelles Ablageziel erreicht
Ablegen	Greifer virtuell öffnen	Freigabe im Simulationsmodell bestätigt
Fertig	Zyklus protokollieren	Rückkehr zum Wartezustand
Störung	Simulationsablauf anhalten und Fehler protokollieren	Fehlerursache analysiert; kein automatischer Wiederanlauf

Wenn die Greiferbestätigung im Übungsmodell ausbleibt, wird nach dem festgelegten Test-Zeitlimit der Diagnosezustand „Störung“ erwartet.

Beispiel eines Werkzeugwechselsystems. Für die Dokumentation muss auch eindeutig sein, welches Werkzeugmodell und welcher TCP verwendet wird.

Simulierte Signalliste

Signal	Typ	Bedeutung
B_Start	Simulationseingang	Virtuelle Startanforderung
S_Teil	Simulationseingang	Werkstück an der Aufnahmeposition
Sim_TuerZu	Modellvariable	Virtuelle Türdarstellung geschlossen
Sim_SchutzmodellOK	Modellvariable	Bedingungen des Übungsmodells erfüllt
A_GreiferZu	Simulationsausgang	Greifer soll virtuell schließen
E_GreiferZu	Simulationseingang	Greifer hat Schließen bestätigt
Z_Stoerung	Diagnosevariable	Simulierter Fehlerzustand

Achtung: Sim_TuerZu und Sim_SchutzmodellOK sind ausdrücklich keine sicherheitsgerichteten Signale. Sie ersetzen weder Sicherheitssteuerungen noch geprüfte Schutzfunktionen.

Signalverlauf eines normalen Simulationszyklus

Die Ereignisse E0 bis E5 sind geordnete Zeitpunkte ohne festgelegte reale Zeitabstände. 1 bedeutet aktiv, 0 bedeutet inaktiv.

Signal	E1	E2	E3	E4
B_Start	1	0	0	0
S_Teil	1	1	1	0
A_GreiferZu	0	0	1	1
E_GreiferZu	0	0	0	1
Z_Stoerung	0	0	0	0

Deutung: Bei E3 wird das virtuelle Schließen angefordert. Bei E4 folgt die Rückmeldung. Erst diese Bestätigung erlaubt im Übungsmodell den Übergang in den Transportzustand.

Interaktive Steuerungsaufgabe

Betrachte folgende simulierte Eingangssituation:

B_Start	S_Teil	Sim_TuerZu	Sim_SchutzmodellOK	Erwartung
1	1	1	1	Virtuelle Startanforderung kann verarbeitet werden
1	0	1	1	Im Wartezustand bleiben
1	1	0	1	Im Wartezustand bleiben
1	1	1	0	Im Wartezustand bleiben

Anwendungsaufgabe: Erkläre die zweite und dritte Zeile anhand der Eingangswerte. Es handelt sich ausschließlich um die Auswertung einer didaktischen Zustandslogik.

Begründetes Feedback: Eine Startanforderung allein genügt nicht. Der definierte Ablauf benötigt alle im Modell festgelegten Startbedingungen. Daraus lässt sich keinerlei reale Schutzwirkung ableiten.

Gestufte Hilfen

Hilfe 1: Prüfe zunächst B_Start.

Hilfe 2: Vergleiche alle weiteren Bedingungen mit dem Normalfall.

Hilfe 3: Der Übergang erfolgt nur, wenn sämtliche erforderlichen Simulationsbedingungen gleichzeitig erfüllt sind.

Lerneinheit 3: Schutzkonzept dokumentieren

Zeit: 8 Minuten | Ergebnis: Gefährdungsübersicht mit offenen Nachweisen

Roboterzellen können unter anderem Quetsch-, Stoß-, Scher- und Einzugsgefährdungen verursachen. Für reale Anlagen sind eine fachkundige Risikobeurteilung und passende Schutzmaßnahmen erforderlich.

Beispiel einer industriellen Schutzeinzäunung. Die konkrete Eignung lässt sich aus einem Bild nicht feststellen.

Illustration einer Robotergefährdung. Die Datei ist kein Nachweis eines normgerechten Sicherheitszeichens.

Die Normen ISO 10218-1:2025 und ISO 10218-2:2025 behandeln Sicherheitsanforderungen für Industrieroboter beziehungsweise deren Integration in Roboteranwendungen und -zellen.

Die konkrete Auswahl und Auslegung von Schutzeinrichtungen erfolgt nicht aus der Simulation heraus.

Schutzkonzept der PZ-01 – Dokumentationsübung

Betrachtete Gefährdung	Mögliche Maßnahme in einer realen Anlage	Offener Nachweis
Kontakt mit Roboter oder Werkzeug	Geeignete trennende Schutzeinrichtung	Risikobeurteilung und konstruktive Prüfung
Zugang zum Gefahrenraum	Abhängig vom Risiko verriegelte Schutztür mit gegebenenfalls erforderlicher Zuhaltung	Prüfung der Sicherheitsfunktion
Quetschstelle an Fördertechnik	Geeignete konstruktive Schutzmaßnahme	Gefährdungsanalyse und Prüfung
Unerwarteter Wiederanlauf	Geeignetes Wiederanlauf- und Rücksetzkonzept	Fachkundige Bewertung und Validierung
Fehlerfall und Not-Halt	Geeignetes Not-Halt-Konzept als ergänzende Schutzmaßnahme	Prüfung an der realen Maschine

Beispiel eines Not-Halt-Betätigers an einer anderen Maschine. Ein Not-Halt ersetzt keine erforderlichen Schutzeinrichtungen.

Merksatz: Ein Kollisionscheck im Simulator, eine dargestellte geschlossene Tür und ein fehlerfreier virtueller Test beweisen keine funktionale Sicherheit.

Anwendungsaufgabe

Erstelle eine Gefährdungsliste für den Materialeinlauf, den Greifbereich und die Ablage. Schreibe zu jeder möglichen Maßnahme, welcher Nachweis im Simulationsprojekt fehlt.

Feedback: Gut dokumentiert ist eine Gefährdung erst dann, wenn Du Ursache, möglichen Schaden, Maßnahme und offenen Prüfbedarf unterscheidest. Du stellst ausdrücklich keine Konformitäts- oder Sicherheitsfreigabe aus.

Lerneinheit 4: Testfälle und Diagnose

Zeit: 10 Minuten | Ergebnis: Testfallmatrix und Fehlerprotokoll

Beispiel einer automatisierten Roboteranlage mit mehreren Prozesskomponenten. Überlege, welche Schnittstellen sich virtuell einzeln testen lassen.

Video: RoboDK – Pick and Place Webinar. Beobachte den Aufbau einer virtuellen Station und die Darstellung von Handhabungsereignissen.

Testfallmatrix PZ-01

Alle Testreize werden ausschließlich als Simulationseingaben gesetzt. Die Tabelle ist keine Anleitung zur Prüfung realer Schutzeinrichtungen.

ID	Simulierter Testreiz	Erwartetes Ergebnis
TC-01	Teil vorhanden, Start, alle Modellbedingungen erfüllt	Ein vollständiger virtueller Zyklus
TC-02	Start bei fehlendem Teil	Kein Übergang zum Anfahren
TC-03	Virtuelle Türvariable meldet offen	Simulationslogik startet keinen Zyklus
TC-04	Greiferbestätigung bleibt aus	Zeitüberschreitung und Diagnosemeldung
TC-05	Diagnosezustand bleibt aktiv	Kein selbsttätiger Wiederanlauf im Übungsmodell
TC-06	Simuliertes Werkstück liegt außerhalb der vorgesehenen Position	Abweichung wird erkannt und dokumentiert

Dokumentiere pro Test: ID, Modellversion, Anfangszustand, Testreiz, Soll, Ist, Ergebnis, Screenshot beziehungsweise Signalprotokoll und offene Punkte.

Diagnosefall: Fehlende Greiferbestätigung

Ereignis	A_GreiferZu	Z_Stoerung
Greifanforderung	1	0
Bestätigung erwartet	1	0
Simulierte Zeitgrenze erreicht	1	1

Deine Diagnosefrage: Welches Signal fehlt? Welche zwei Modellursachen sind denkbar? Was gehört ins Fehlerprotokoll?

Hilfe 1: Unterscheide Ausgangsbefehl und Eingangsrückmeldung.

Hilfe 2: Der Befehl liegt an, die Bestätigung fehlt.

Hilfe 3: Untersuche im offline betriebenen Modell die virtuelle Greiferfunktion, Rückmeldezuordnung und Signalverknüpfung.

Begründetes Feedback: Der Ausgang wurde angefordert, aber die erwartete Rückmeldung kam nicht. Mögliche Modellursachen sind ein nicht aktualisierter Greiferzustand oder eine falsche Signalzuordnung. Eine Schutzfunktion oder reale Verriegelung darf dafür niemals überbrückt werden.

Interaktive Diagnoseaufgabe: Fehlerzuordnung

Ordne jedem beobachteten Simulationsbefund eine fachlich sinnvolle erste Prüffrage zu.

Simulationsbefund	Erste Prüffrage
Teil wird nicht erkannt	Ist S_Teil korrekt mit dem virtuellen Sensor verknüpft?
Greiferbefehl liegt an, Rückmeldung fehlt	Wird E_GreiferZu vom Modell aktualisiert?
Start wird abgewiesen	Welche dokumentierte Startbedingung ist nicht erfüllt?
Ablageposition stimmt nicht	Welcher Bezugspunkt und welche Modellversion wurden verwendet?

Feedback: Eine gute Diagnose beginnt bei beobachtbaren Signalen und nachvollziehbaren Abweichungen, nicht bei unbelegten Vermutungen.

Lerneinheit 5: Fachliche Dokumentation erstellen

Zeit: 7 Minuten | Ergebnis: Dokumentationsmappe PZ-01

Ein technisches Dokument muss verständlich, reproduzierbar und versionierbar sein.

Dokumentationsvorlage

Kapitel	Geforderter Nachweis
Projektkopf	PZ-01, Bearbeitung, Datum, Version und eingesetzter Simulator
Layout	Beschrifteter 3D-Screenshot mit Legende und Materialfluss
Komponenten	Robotermodell, Werkzeug, Fördertechnik und Sensorik
Ablauf	Zustandsfolge mit Übergangsbedingungen
Signalverzeichnis	Eindeutige Namen, Richtung und Bedeutung
Schutzkonzept	Gefährdungen, vorgeschlagene Maßnahmen und offene reale Nachweise
Tests	Soll-Ist-Vergleich der Testfälle
Diagnose	Signalprotokoll, Abweichungen und begründete Ursachen
Versionsstand	Änderungen und erforderliche erneute Simulationstests
Abschluss	Status „virtuell geprüft“, Einschränkungen und offene Punkte

Beispiel eines dokumentierten Ergebnisses:

Feld	Eintrag
Testfall	TC-04
Modellversion	PZ-01 V1.0
Soll	Störungsmeldung bei fehlender Greiferbestätigung
Ist	Z_Stoerung wird nach modellierter Zeitüberschreitung aktiv
Ergebnis	Im Simulator bestanden
Aussagegrenze	Keine Aussage über reale Sicherheitsfunktionen

Prüfe Deine Dokumentation

Nachvollziehbarkeit: Kann jemand den Aufbau aus Deinem Layout erklären?
Signalbezug: Sind Beobachtungen und Signale eindeutig verknüpft?
Testnachweis: Stimmen erwartetes und beobachtetes Ergebnis überein?
Änderungsstand: Ist die Simulationsversion erkennbar?

Lerneinheit 6: Transfer und Fehlerbewertung

Zeit: 7 Minuten | Ergebnis: begründete Änderungsbewertung

Ändere im offline betriebenen Modell die virtuelle Ablageposition. Vergleiche die alte und neue Dokumentation, ohne Bewegungsdaten an reale Anlagen zu übertragen.

Transferauftrag

Ein Werkstück wird in der Simulation an der falschen Stelle abgelegt. Der Greifer arbeitet gemäß Signalprotokoll korrekt.

Arbeitsauftrag: Prüfe zunächst die dokumentierten Koordinatenbezüge, das virtuelle Ziel und die verwendete Modellversion. Entwickle zwei mögliche Erklärungen und einen geeigneten Regressionstest.

Begründetes Feedback: Eine falsche Ablage kann beispielsweise aus einem fehlerhaft zugeordneten Werkstückkoordinatensystem oder einem veralteten virtuellen Ziel stammen. Der erfolgreiche Greifvorgang allein weist die Richtigkeit der gesamten Roboterbewegung nicht nach.

Video: Robotics Ninja – Pick and Place Simulation in CoppeliaSim. Beobachte die Wechselwirkung von Fördertechnik, virtuellen Objekten und Steuerungslogik. Nutze ausschließlich die Simulationsfunktionen.

Interaktive Aufgaben

Quiz: Teste Dein Wissen

Welche Bestandteile gehören zur vollständigen fachlichen Dokumentation des Ausbildungsfalls? (Layout, Ablauf, Schutzkonzept und Testfälle) (!Nur der virtuelle Roboterarm) (!Nur das Roboterprogramm) (!Nur die Produktionsgeschwindigkeit)

Welche Bedeutung hat der TCP? (Er beschreibt einen definierten Werkzeugbezugspunkt) (!Er ist eine Sicherheitsfreigabe) (!Er ersetzt die Risikobeurteilung) (!Er ist ausschließlich ein Eingangssignal)

Welche Reaktion erwartet das Übungsmodell bei Sim_TuerZu gleich null? (Die virtuelle Startanforderung wird nicht angenommen) (!Die Schutzfunktion einer realen Anlage gilt als geprüft) (!Der Greifer wird automatisch als fehlerfrei bewertet) (!Der Testfall muss nicht dokumentiert werden)

Was bedeutet ein aktiver Greiferbefehl ohne Greiferrückmeldung nach dem Testzeitlimit? (Die Simulation meldet eine diagnostizierbare Abweichung) (!Die Rückmeldung ist nicht notwendig) (!Die reale Maschine ist sicher) (!Die Testaufzeichnung kann entfallen)

Was beschreibt eine Signalverlaufsaufzeichnung? (Die zeitliche oder ereignisbezogene Folge von Signalzuständen) (!Ausschließlich die mechanische Tragfähigkeit) (!Die rechtliche Konformität einer Roboterzelle) (!Den Energieverbrauch ohne weitere Messwerte)

Wozu dient ein Soll-Ist-Vergleich? (Zum nachvollziehbaren Bewerten eines Testfalls) (!Zum Ersetzen aller Fehlertests) (!Zum Freigeben eines realen Sicherheitskreises) (!Zum Entfernen der Versionsangabe)

Welche Information gehört in eine Signalliste? (Signalname, Richtung und Bedeutung) (!Ausschließlich die Roboterfarbe) (!Nur der Name der Ausbildungsgruppe) (!Eine unbestätigte Sicherheitsfreigabe)

Welche Gefährdung ist bei Industrierobotern besonders zu betrachten? (Quetschen durch bewegte Teile) (!Verfärbung der Roboteroberfläche) (!Änderung der Bildschirmhelligkeit) (!Umbenennung einer Simulationsdatei)

Warum ist ein bestandener Simulationstest keine reale Sicherheitsfreigabe? (Weil reale Gefährdungen und Schutzfunktionen eigenständig bewertet und validiert werden müssen) (!Weil Simulationen keine Signalwerte anzeigen können) (!Weil Roboter keine mechanischen Gefährdungen besitzen) (!Weil nur die Dateigröße entscheidend ist)

Was folgt nach einer relevanten Änderung am virtuellen Zellenlayout? (Dokumentation aktualisieren und betroffene Simulationstests wiederholen) (!Alte Prüfergebnisse ungeprüft übernehmen) (!Die Modellversion entfernen) (!Die Signalverläufe ignorieren)

Begründetes Quiz-Feedback

Frage	Fachlicher Hinweis
1	Erst die Verbindung aus räumlichem Aufbau, Prozess und Prüfnachweisen macht die Dokumentation nachvollziehbar.
2	Der TCP ist wesentlich für die eindeutige Beschreibung der Werkzeugpose.
3	Die virtuelle Zustandslogik verweigert den Start; eine reale Schutzwirkung ist damit nicht nachgewiesen.
4	Befehl und Rückmeldung müssen getrennt betrachtet werden.
5	Signalverläufe machen Übergänge und zeitliche Abweichungen sichtbar.
6	Nur dokumentierte Soll- und Istwerte ermöglichen eine überprüfbare Aussage.
7	Ohne Richtung und Bedeutung können Signale falsch interpretiert werden.
8	Bewegte Roboter und Werkzeuge können erhebliche mechanische Gefährdungen erzeugen.
9	Eine Simulation ersetzt keine fachkundige Risikobeurteilung, Validierung oder Konformitätsbewertung.
10	Änderungen können frühere Testergebnisse ungültig machen.

Memory

Finde die zusammengehörigen Fachbegriffe. Alle Paare beziehen sich auf die PZ-01.

Layout	Räumliche Anordnung der Zellkomponenten
TCP	Definierter Werkzeugbezugspunkt
Sensor	Erfassung eines Prozesszustands
Aktor	Ausführung einer Stellanforderung
Zustandsdiagramm	Darstellung von Ablaufzuständen und Übergängen
Signalprotokoll	Aufzeichnung von Signalwerten und Ereignissen
Testfall	Definierte Prüfung mit erwartetem Ergebnis

Drag and Drop

Ordne den Zuständen ihre Bedeutung zu.

Ordne die richtigen Begriffe zu.	Ablauf in der virtuellen Roboterzelle
Warten	Vorliegen einer Startanforderung prüfen
Anfahren	Virtuelles Aufnahmeziel erreichen
Greifen	Werkstückaufnahme im Modell bestätigen
Transportieren	Virtuelles Werkstück zur Ablage bewegen
Ablegen	Simulierte Werkstückfreigabe durchführen
Störung	Abweichung anzeigen und dokumentieren

Kreuzworträtsel

Roboter	Wie heißt der programmierbare Manipulator einer industriellen Automatisierungsanlage?
Greifer	Welches Werkzeug nimmt das Werkstück im Ausbildungsfall auf?
Sensor	Welche Komponente erfasst das Vorhandensein eines Werkstücks?
Layout	Wie heißt die räumliche Anordnung der Anlagenkomponenten in einer technischen Darstellung?
Testfall	Wie heißt eine definierte Prüfung mit einem erwarteten Ergebnis?
Diagnose	Wie heißt die systematische Untersuchung von Störungen und ihren Ursachen?

LearningApps

Suche nach ergänzenden interaktiven Übungen. Es handelt sich um eine thematische Suche, nicht um eine geprüfte Einzelübung.

Lückentext

Ein technischer Übersichtsplan der Roboterzelle heißt

.

Der definierte Bezugspunkt des Werkzeugs wird als

bezeichnet.

Das Kunststoffteil wird mit einem virtuellen

aufgenommen.

Das Vorhandensein eines Werkstücks erfasst ein

.

Eine Stellanforderung wird im Modell durch einen

dargestellt.

Das Signal E_GreiferZu liefert eine

.

Die Abfolge der Bearbeitungsschritte lässt sich durch ein

beschreiben.

Eine unerwartete Signalabweichung kann eine

auslösen.

Die zeitliche Folge digitaler Signale zeigt ein

.

Eine definierte Prüfung mit Sollwerten heißt

.

Die systematische Untersuchung von Fehlerursachen nennt man

.

Nach einer Modelländerung ist die technische

zu aktualisieren.

Die Simulation ersetzt keine reale

.

Für nachvollziehbare Änderungen benötigt jede Datei eine

.

Offene Aufgaben

Bearbeite alle Aufgaben ausschließlich mit Simulationsdaten, Zeichnungen und technischen Unterlagen.

Leicht

Roboter erkennen: Erstelle eine beschriftete Aufnahme der virtuellen PZ-01 und kennzeichne fünf Baugruppen.
Materialfluss zeichnen: Visualisiere den Weg des Kunststoffteils vom Förderband bis zur Ablage.
Signale verstehen: Gestalte sechs Karteikarten mit Signalname, Bedeutung und erwartetem Zustand.
Dokumentationsblatt: Lege ein Deckblatt mit Projektname, Version, Datum und eingesetztem Simulator an.

Standard

Ablaufmodell: Entwirf ein Zustandsdiagramm mit den Übergangsbedingungen der PZ-01.
Virtuelles Signalprotokoll: Zeichne einen normalen Zyklus mit Start, Sensor, Greiferbefehl und Rückmeldung auf.
Diagnosebericht: Analysiere TC-04 und dokumentiere zwei mögliche Ursachen im Modell sowie die beobachteten Signale.
Gefährdungsübersicht: Stelle drei Gefährdungen, mögliche Schutzmaßnahmen und die jeweils fehlenden realen Nachweise gegenüber.

Schwer

Regressionstest: Verändere eine virtuelle Ablageposition, dokumentiere die Versionsänderung und begründe die erneut notwendigen Simulationstests.
Schnittstellenkonzept: Entwickle eine nachvollziehbare Schnittstellentabelle zwischen virtuellem Förderband, Roboter, Greifer und Bedienoberfläche.
Teststrategie: Entwirf sechs zusätzliche positive und negative Simulationstests mit klaren Soll- und Istkriterien.
Fachpräsentation: Produziere ein kurzes Lernvideo oder eine Präsentation über Layout, Signalverläufe, Fehlerdiagnose und Grenzen der virtuellen Prüfung.

Lernkontrolle

Unvollständiger Greifvorgang: Ein virtueller Greifer schließt, aber das Werkstück wird nicht mitgeführt. Begründe, welche Dokumentations- und Simulationsdaten Du zuerst vergleichen würdest.
Abhängigkeiten: Erkläre, weshalb eine Änderung der Förderbandposition Auswirkungen auf Koordinatensysteme, Roboterablauf und Testfälle haben kann.
Signalbewertung: Zwei Signalprotokolle besitzen dieselben Endzustände, unterscheiden sich jedoch in der Reihenfolge der Bestätigungen. Beurteile die möglichen Folgen für den Ablauf.
Grenzen der Simulation: Ein virtueller Test der Türzustandslogik war erfolgreich. Erkläre fachlich, weshalb daraus keine Sicherheitsfreigabe einer realen Zelle folgen darf.
Nachvollziehbarkeit: Vergleiche einen Testbericht ohne Versionsangabe mit einem vollständig versionierten Protokoll und begründe den Qualitätsunterschied.
Transfer: Ein anderes Ausbildungsteam soll Deine virtuelle Zelle verstehen, ohne Dich zu befragen. Entwickle begründete Kriterien zur Bewertung Deiner Dokumentation.

Lernnachweis

Dein Lernnachweis besteht aus einer vollständigen, strukturierten Dokumentation des virtuellen Ausbildungsfalls PZ-01.

Layoutnachweis: Beschriftete Zellansicht mit Materialfluss, Werkzeug und relevanten Koordinatenbezügen.
Ablaufnachweis: Zustandsfolge mit nachvollziehbaren Übergangsbedingungen.
Signalnachweis: Signalliste und mindestens ein normaler sowie ein fehlerhafter Signalverlauf.
Schutzkonzept: Gefährdungsübersicht mit vorgeschlagenen Maßnahmen und eindeutig gekennzeichneten offenen realen Nachweisen.
Testnachweis: Dokumentierte Soll-Ist-Ergebnisse für TC-01 bis TC-06.
Diagnosenachweis: Mindestens eine begründete Fehleranalyse mit überprüfbaren Beobachtungen.
Versionsnachweis: Projektversion, Änderungsübersicht und Zuordnung der Prüfergebnisse.
Reflexion: Schriftliche Erklärung, welche Aussagen aus der Simulation möglich sind und welche nicht.

Bewertungsschwerpunkte: Fachliche Richtigkeit, Verständlichkeit, Konsistenz, Nachprüfbarkeit, Transferfähigkeit und korrekt eingehaltene Sicherheitsgrenzen.

Zulässiger Abschlussvermerk: „Dokumentation und ausgewählte Funktionen im Simulator geprüft. Keine Sicherheitsfreigabe und keine Bewertung der Konformität einer realen Roboterzelle.“

OERs zum Thema

Wikipedia

Geprüfte Fachquellen

ISO 10218-1:2025: Sicherheitsanforderungen für Industrieroboter.
ISO 10218-2:2025: Sicherheitsanforderungen für Roboteranwendungen und Roboterzellen.
DGUV – FAQ Robotik: Fachinformationen zu Roboteranwendungen und Schutzeinrichtungen.
DGUV Information 209-074 – Industrieroboter: Praxisorientierte Hintergrundinformationen; Ausgabe 2015, deshalb mit neueren Normen abgleichen.
RoboDK – Pick and Place: Dokumentation einer virtuellen Handhabungsanwendung.
RoboDK – Grundlagen: Einführung in Simulation und Offline-Programmierung.

Die ISO-Normen sind urheberrechtlich geschützt und werden hier nur referenziert, nicht vervielfältigt. Die fachlichen Quellen ersetzen keine projektspezifische sicherheitstechnische Bewertung.

Mediennachweise und Nutzungsrechte

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Eingebundenes Bild	Urheber beziehungsweise Quelle	Lizenz
Virtuelle Anlagenübersicht	Orfa Visser	CC BY 3.0
Blindniet-Roboteranlage	Michael KR	CC BY-SA 4.0
Roll-Pitch-Yaw-Darstellung	Dantor	CC BY-SA 3.0
Roboterverpackung	Tecnowey	CC BY-SA 3.0
Werkzeugwechselsystem	Carl Kurt Walther GmbH & Co. KG	CC BY-SA 3.0 DE
Maschinenschutzzaun	Machine4545	CC BY-SA 4.0
Roboter-Warnillustration	Clemenspool	CC0
Not-Halt-Betätiger	Cjp24	CC BY-SA gemäß Dateiseite
Automatisierte Roboteranlage	Gkisten	CC BY 3.0

Videohinweis: Eingebunden sind öffentlich zugängliche YouTube-Videos von ABB Robotics, Roman Parak, RoboDK und Robotics Ninja. Sie dienen als ergänzende Anschauungsmaterialien. Eine YouTube-Einbettung bedeutet nicht, dass die Videos als OER frei bearbeitet oder weiterverbreitet werden dürfen. Es gelten die jeweiligen Rechte der Urheber und die Plattformbedingungen. Keine Videos von Sofatutor.

Quellen- und Medienprüfung: 7. Oktober 2026. Verfügbarkeit, Einbettungsrechte und Lizenzen können sich ändern.