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Industrierobotik und virtuelle Roboterzellen – Kollisionen im virtuellen Raum erkennen

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Einleitung

Industrierobotik und virtuelle Roboterzellen – Kollisionen im virtuellen Raum erkennen

Zielgruppe: Ausbildung in Mechatronik, Automatisierungstechnik und industrieller Robotik

Lernzeit: ca. 60–90 Minuten einschließlich Praxisaufgaben

Lernziel: Du erkennst mögliche Kollisionen zwischen Industrieroboter, Greifer, Werkstück und Umgebung im Simulator. Du analysierst Signalverläufe, untersuchst Ursachen und dokumentierst virtuelle Verbesserungen.

Beobachte: Welche Teile können beim Greifen und Transportieren miteinander in Kontakt kommen?

Verbindliche Sicherheitsgrenze: Alle Übungen erfolgen ausschließlich in einem vollständig vom realen Roboter getrennten Simulator. Ein ausdrücklich abgesicherter Schulungsbetrieb an realen Anlagen wäre nur nach gesonderter Gefährdungsbeurteilung, mit geeigneten Schutzeinrichtungen und unter Verantwortung qualifizierter Fachkräfte zulässig. Dieser Kurs enthält keine Live-Fahrbefehle, keine Umgehung von Schutzfunktionen und keine Freigabe realer Anlagen. Ein kollisionsfreies Simulationsergebnis ist niemals eine Sicherheitsfreigabe.

Dein Lernpfad

Einheit	Dauer	Ergebnis
Greifer und Umgebung	6 Minuten	Objekte unterscheiden
Virtuelle Roboterzelle	7 Minuten	Modell untersuchen
Kollisionsprüfung	8 Minuten	Prüfpaar erkennen
Signale und Diagnose	10 Minuten	Fehler eingrenzen
Varianten und Grenzen	7 Minuten	Ergebnisse bewerten
Interaktive Übungen und Praxis	25–50 Minuten	Wissen anwenden

Ausbildungsfall: Der Greifer streift die Halterung

Dein Auftrag: Eine virtuelle Sechsachs-Roboterzelle transportiert zylindrische Aluminiumrohlinge mit einem Parallelgreifer aus einer Ablage in eine Prüfvorrichtung.

Im simulierten Transportweg nähert sich ein Greiferfinger einer festen Halterung. Die Kollisionsprüfung meldet später eine geometrische Überschneidung.

Leitfrage: Was verursacht den virtuellen Fehler – der Roboterarm, der Greifer, das Werkstück, der Bewegungsweg oder das Modell der Umgebung?

Beispiel einer digital entworfenen automatisierten Anlage. Die dargestellte Anlage ist nicht die konkrete Übungszelle.

Lernauftrag

Roboterzelle: Markiere Roboter, Greifer, Rohling und feststehende Anlagenteile.
Kollisionsprüfung: Ermittle das zuerst auffällige Objektpaar.
Signaldiagnose: Untersuche, was unmittelbar vor der Kollisionsmeldung passiert.
Virtuelle Inbetriebnahme: Vergleiche eine unveränderte und eine virtuell überarbeitete Variante.

Lerneinheit 1: Greifer, Werkstück und Umgebung

Merke: Nicht nur der Roboterarm kann kollidieren. Auch Greiferfinger, Werkzeugaufnahmen und transportierte Werkstücke benötigen passende Kollisionsgeometrien.

Das Schema zeigt das Greifen eines Gegenstands. Achte auf die Kontaktflächen.

Objekt	Prüfgedanke
Roboterarm	Berührt ein Armglied die Anlage?
Greifer	Ragt ein Finger in die Halterung?
Werkstück	Streift der transportierte Rohling ein Hindernis?
Vorrichtung	Ist ihre Position und Größe korrekt modelliert?

Mini-Aufgabe – Basis: Welches Objekt kann eine Kollision verursachen, obwohl der Werkzeugbezugspunkt genügend Abstand hat?

Feedback: Ein hervorstehender Greiferfinger oder ein Werkstück kann die Halterung berühren. Der Tool Center Point beschreibt einen Bezugspunkt, nicht die vollständige Ausdehnung des Werkzeugs.

Videolernen: Modellierung eines Parallelgreifers in RoboDK.

Beobachtungsfrage: Welche zusätzlichen Flächen müssen nach einer Änderung der Greifergeometrie geprüft werden?

Lerneinheit 2: Die virtuelle Roboterzelle

Eine Simulation verwendet geometrische Modelle, Positionen, Bewegungsdaten und gegebenenfalls simulierte Steuerungs- und Sensorsignale.

Historisches Beispiel einer Robotersimulation mit Robcad. Eine virtuelle Darstellung ist noch kein Beweis für eine vollständige Modellierung.

Betrachte fünf Modellbestandteile: Robotergeometrie, Greifergeometrie, Werkstück, feste Umgebung und Bewegungsbahn.

Modellproblem	Mögliche Folge
Greiferfinger zu kurz dargestellt	Reale Ausdehnung wird unterschätzt
Halterung fehlt	Diese Kollision bleibt unsichtbar
Werkstück falsch gekoppelt	Transportlage wird falsch dargestellt
Werkzeugkoordinatensystem fehlerhaft	Simulierter Bewegungsweg kann abweichen
Zu große Prüfschritte	Eng begrenzte Kollisionen können übersehen werden

Mini-Aufgabe – Anwendung: In einer Kopie des Simulationsmodells ist der Greiferfinger um 12 mm kürzer gezeichnet als in der zugehörigen technischen Zeichnung. Was korrigierst Du zuerst?

Feedback: Passe zuerst die virtuelle Geometrie an die dokumentierte Abmessung an. Eine bloße Verschiebung des TCP korrigiert keinen falsch gezeichneten Greiferfinger.

Lerneinheit 3: Kollisionen erkennen

Kollision: Im geometrischen Modell überschneiden sich zwei für die Prüfung relevante Körper.

Nahkontakt: Zwei Körper kommen sich nahe, haben jedoch weiterhin einen positiven geometrischen Abstand.

Bewegungsplanung zwischen Hindernissen: Prüfe nicht nur Start und Ziel, sondern die gesamte simulierte Bahn.

Kollisionsmatrix

Prüfpaar	Im Ausbildungsfall untersuchen?
Roboterarm ↔ Halterung	Ja
Greiferfinger ↔ Halterung	Ja
Werkstück ↔ Halterung	Ja
Roboterarm ↔ Prüftisch	Ja
Greiferfinger ↔ Werkstück	Bestimmungsgemäßen Greifkontakt gesondert modellieren und bewerten

Wichtig: Bestimmungsgemäßer Greifkontakt ist nicht mit einer unerwünschten Kollision gleichzusetzen. Eine Anpassung der Kontaktmodellierung darf nicht dazu führen, dass andere relevante Objektpaare ungeprüft bleiben.

Video: ABB RobotStudio – Collision Checking.

Beobachtungsauftrag: Suche die Kollisionsgruppen und die Darstellung der Diagnoseereignisse.

Basisaufgabe: Prüfpaar auswählen

Situation: Der Greiferfinger nähert sich der Halterung. Das Werkstück hat noch Abstand.

Deine Entscheidung: Welches Objektpaar untersuchst Du zuerst?

Feedback: Greiferfinger und Halterung. Genau dieses Paar beschreibt die beobachtete Annäherung. Weitere Paare müssen dennoch im vollständigen Prüfumfang berücksichtigt werden.

Lerneinheit 4: Signalverläufe untersuchen

Auch Werkzeugaufnahmen und vorstehende Anbauteile können für die Kollisionsprüfung wichtig sein.

Die folgenden Werte sind ausschließlich fiktive Simulations- und Lehrdaten.

Die Signale sind didaktisch vereinfachte Modellvariablen. Sie sind weder Sicherheitsfunktionen noch reale Ein- und Ausgänge.

Signal	Bedeutung
GREIF_ZU_SIM	Schließanforderung im Simulator
GREIF_ZU_QUITT_SIM	Simulierte Rückmeldung Greifer geschlossen
TEIL_AM_GREIFER_SIM	Virtuelle Zuordnung des Rohlings zum Greifer
FAHRT_SIM	Virtuelle Bewegung läuft
KOLLISION_SIM	Geometrische Kollision erkannt

Diagnosefall A: Zeitlicher Signalverlauf

0 = inaktiv; 1 = aktiv.

Zeit	GREIF_ZU_SIM	GREIF_ZU_QUITT_SIM	TEIL_AM_GREIFER_SIM	FAHRT_SIM	KOLLISION_SIM
0,0 s	0	0	0	0	0
0,5 s	1	0	0	0	0
0,8 s	1	1	1	0	0
1,2 s	1	1	1	1	0
1,8 s	1	1	1	1	0
2,0 s	1	1	1	0	1

Zusätzlicher Geometriebericht:

Zeitpunkt	Greiferfinger ↔ Halterung
1,2 s	Deutlicher Abstand
1,8 s	Nur noch 3 mm Restabstand
2,0 s	Geometrische Überschneidung

Diagnoseauftrag:

Signalverlauf: Ab wann ist das Werkstück dem Greifer im Simulationsmodell zugeordnet?
Zeitdiagramm: Zu welchem Zeitpunkt läuft die virtuelle Bewegung?
Kollisionserkennung: Wann wird die Kollision gemeldet?
Fehleranalyse: Welcher Hinweis ist bereits vor der Kollisionsmeldung erkennbar?

Gestufte Hilfen

Hilfe 1 – Ereignisse ordnen

Betrachte die Zeiten 0,8 s, 1,2 s, 1,8 s und 2,0 s. Trenne Greifvorgang, Transportbewegung und Kollisionsereignis.

Hilfe 2 – Geometrie und Signale vergleichen

Bei 1,8 s meldet die Kollisionsvariable noch 0. Der Abstand beträgt aber bereits 3 mm. Ist das eine Kollision oder ein kritischer Nahkontakt?

Hilfe 3 – Begründete Musterdiagnose

Ab 0,8 s ist der Rohling im Modell zugeordnet. Ab 1,2 s läuft die virtuelle Bewegung. Bei 1,8 s liegt ein enger Nahkontakt vor, jedoch noch keine geometrische Überschneidung. Bei 2,0 s meldet die Simulation eine Kollision; die virtuelle Bewegung wird angehalten. Eine plausible Ursache ist die Bewegung des Greiferfingers in den Bereich der Halterung. Ob das Modell vollständig und korrekt ist, muss separat geprüft werden.

Video: ABB RobotStudio – Signal Analyzer.

Beobachtungsauftrag: Welche Informationen liefert eine zeitbezogene Signaldarstellung zusätzlich zur 3D-Ansicht?

Diagnosefall B: Widersprüchliche Rückmeldung

In einer zweiten, ausschließlich virtuellen Testvariante gilt:

Signal	Simulierter Zustand
GREIF_ZU_SIM	1
GREIF_ZU_QUITT_SIM	0
TEIL_AM_GREIFER_SIM	1

Frage: Warum ist dieser Zustand prüfbedürftig?

Feedback: Das Modell ordnet das Werkstück bereits zu, obwohl die simulierte Greifer-Quittierung fehlt. Untersuche Sensorabbild, Kopplungsereignis, Zeitfolge und Modellannahmen. Du darfst keine Rückmeldung künstlich als gültig setzen, um eine Prüfung zu umgehen.

Lerneinheit 5: Virtuelle Steuerung und Variantenvergleich

Nur Modelllogik – keine Robotersteuerungsbefehle.

Eine mögliche didaktische Ablaufbedingung lautet:

Simulierte Voraussetzung	Für weiteren virtuellen Ablauf erforderlich?
GREIF_ZU_QUITT_SIM aktiv	Ja
TEIL_AM_GREIFER_SIM aktiv	Ja
KOLLISION_SIM inaktiv	Ja

Anwendungsaufgabe: Entscheide, wann die fiktive Variable ABLAUF_WEITER_SIM den Wert 1 erhalten darf.

Begründetes Feedback: Nur wenn beide erwarteten Greifzustände vorliegen und das Kollisionssignal inaktiv ist. Diese logische Bedingung ist ausschließlich eine Ablaufübung. Sie ersetzt weder die vollständige Bahnprüfung noch die sicherheitsgerichtete Steuerung einer realen Anlage.

Variantenvergleich im Simulator

Variante	Änderung	Prüfauftrag
Original	Keine	Ausgangsbefund dokumentieren
Variante A	Virtuellen Anfahrweg oberhalb der Halterung verändern	Gesamte Bahn erneut prüfen
Variante B	Greifergeometrie anhand der technischen Zeichnung korrigieren	Alle betroffenen Kollisionspaare erneut prüfen
Variante C	Kollisionsprüfung ausschalten	Als ungeeignete Vorgehensweise verwerfen

Feedback: Eine angepasste virtuelle Bahn oder ein korrigiertes Modell kann den erkannten Konflikt verändern. Ob der Konflikt tatsächlich beseitigt wurde, muss durch erneute Prüfung mit dokumentierten Modellannahmen gezeigt werden. Das Abschalten der Kollisionsprüfung ist keine Fehlerbehebung.

Vertiefungsvideo: Kollisionsfreie Bewegungsplanung mit RoboDK.

Achte darauf, dass ein automatisch berechneter Weg nur bezüglich des zugrunde liegenden Modells und der berücksichtigten Prüfkriterien bewertet werden kann.

Lerneinheit 6: Grenzen der Simulation

Reale, abgegrenzte Roboterarbeitsplätze: Schutzmaßnahmen müssen unabhängig von der virtuellen Darstellung fachgerecht geplant und geprüft werden.

Drei zentrale Grenzen:

Geometrisches Modell: Fehlende Bauteile, Leitungen und unzutreffende Maße verfälschen das Ergebnis.
Simulation: Modellvereinfachungen, Toleranzen, Bewegungsabtastung und nicht modellierte physikalische Effekte begrenzen die Aussage.
Maschinensicherheit: Ein Simulationsergebnis ersetzt niemals Gefährdungsbeurteilung, Validierung von Schutzfunktionen, fachgerechte Prüfung oder Sicherheitsfreigabe.

Die aktuellen internationalen Normen ISO 10218-1:2025 und ISO 10218-2:2025 unterscheiden Anforderungen an Industrieroboter und Anforderungen an industrielle Roboteranwendungen beziehungsweise Roboterzellen.

Transferfrage: In der Simulation erscheint die Zelle kollisionsfrei. Eine Druckluftleitung ist im 3D-Modell nicht vorhanden. Darfst Du daraus auf einen sicheren Betrieb schließen?

Feedback: Nein. Die Leitung kann zusätzliche Kontaktmöglichkeiten verursachen. Die Aussage beschränkt sich auf die modellierten Körper und Prüfbedingungen. Eine reale Inbetriebnahme muss unabhängig davon nach den geltenden Sicherheitsanforderungen vorbereitet und bewertet werden.

Interaktive Aufgaben

Quiz: Teste Dein Wissen

Welche Objekte gehören zu einer vollständigen Betrachtung der virtuellen Greifzelle? (Roboter Greifer Werkstück und Umgebung) (!Nur der Werkzeugbezugspunkt) (!Nur der Roboterfuß) (!Nur die Steuerungssoftware)

Was beschreibt eine geometrische Kollision im Simulator? (Eine Überschneidung relevanter Modellkörper) (!Jede Annäherung zweier Körper) (!Eine erfolgreiche Sensorquittierung) (!Jede Änderung des Koordinatensystems)

Wofür steht TCP in der Robotertechnik? (Werkzeugbezugspunkt) (!Kollisionswarnsignal) (!Greiferdruckregler) (!Virtuelle Schutzvorrichtung)

Welches Prüfpaar ist im Ausbildungsfall zuerst auffällig? (Greiferfinger und Halterung) (!Roboterfuß und Hallenboden) (!Bildschirm und Tastatur) (!Steuerungsgehäuse und Schreibtisch)

Was bedeutet ein positiver Restabstand von drei Millimetern? (Es besteht im Modell noch ein Abstand) (!Die Körper überschneiden sich zwingend) (!Die gesamte Anlage ist sicher) (!Die Kollisionsprüfung ist überflüssig)

Wozu dient eine Kollisionsmatrix? (Zur Festlegung der zu prüfenden Objektpaare) (!Zur Ersetzung der Gefährdungsbeurteilung) (!Zur Freigabe aller Roboterachsen) (!Zum automatischen Ausschalten von Sensoren)

Welche Aussage über eine geschlossene Greiferquittierung ist richtig? (Sie bestätigt nur den entsprechend modellierten Rückmeldezustand) (!Sie beweist die Sicherheit der ganzen Anlage) (!Sie beweist jede beliebige Werkstückposition) (!Sie ersetzt die vollständige Kollisionsprüfung)

Was zeigt der Diagnosefall bei zwei Sekunden? (Eine Kollisionsmeldung bei angehaltener virtueller Bewegung) (!Eine Sicherheitsfreigabe für die reale Anlage) (!Einen fehlerfreien Greifvorgang ohne Annäherung) (!Den Beginn einer echten Roboterfahrt)

Welche Reaktion ist bei unvollständiger Greifergeometrie sinnvoll? (Geometrie korrigieren und erneut virtuell prüfen) (!Das Kollisionssignal ignorieren) (!Die Kollisionsprüfung dauerhaft deaktivieren) (!Den realen Roboter ohne Prüfung einsetzen)

Was folgt aus einem kollisionsfreien Simulationsergebnis? (Es gilt nur für das untersuchte Modell und die Prüfbedingungen) (!Der reale Schulungsbetrieb ist automatisch freigegeben) (!Alle mechanischen Gefährdungen sind ausgeschlossen) (!Eine Prüfung der Schutzfunktionen ist unnötig)

Begründetes Quiz-Feedback: Die Fragen unterscheiden Modellgeometrie, Zustandsrückmeldungen und Sicherheitsbewertung. Besonders wichtig: Ein Nahkontakt ist noch keine geometrische Kollision, ein TCP ist kein vollständiger Körper, und eine fehlerfreie Simulation ist keine reale Sicherheitsfreigabe.

Memory

TCP	Werkzeugbezugspunkt
Kollisionspaar	Zwei gemeinsam geprüfte Objekte
Nahkontakt	Annäherung mit positivem Restabstand
Signalverlauf	Zeitliche Zustandsfolge
Virtuelle Zelle	Digitales Anlagenmodell
Greiferbacke	Bewegliches Greifelement
Diagnoseprotokoll	Dokumentierte Prüfergebnisse

Drag and Drop

Ordne die richtigen Begriffe zu.	Thema
Greifer	Endeffektor
Werkstück	Transportgut
Halterung	Stationäre Geometrie
Kollisionsset	Objektgruppenprüfung
Quittiersignal	Zustandsrückmeldung
Nahkontakt	Restabstand

Begründetes Feedback: Die Zuordnung unterscheidet materielle Objekte, Signalbegriffe und Prüfeigenschaften. Besonders wichtig ist der Unterschied zwischen dem Greifer als Werkzeug und dem Quittiersignal als Information über einen modellierten Zustand.

Kreuzworträtsel

Greifer	Welches Werkzeug hält den Rohling im Ausbildungsfall?
Rohling	Wie heißt das unbearbeitete Werkstück im Fallbeispiel?
Halterung	Welches feste Bauteil wird vom Greiferfinger berührt?
Abstand	Welche geometrische Größe bleibt bei einem Nahkontakt positiv?
Protokoll	Worin dokumentierst Du die Prüfergebnisse?
Simulation	Wie heißt die rechnergestützte Nachbildung eines Ablaufs?

LearningApps

Dies ist eine thematische Suche. Ob passende externe LearningApps bereitstehen, hängt vom vorhandenen Angebot ab. Die interaktiven Übungen dieses Kurses befinden sich direkt auf dieser Seite.

Lückentext

Ein Industrieroboter bewegt im Ausbildungsfall einen zylindrischen

.

Das am Roboter befestigte Werkzeug heißt

.

Eine geometrische Überschneidung zweier relevanter Modellkörper wird als

bezeichnet.

Ein positiver Restabstand kennzeichnet einen

.

Eine Zusammenstellung überwachter Objektkombinationen heißt

.

Der TCP beschreibt den

.

Die zeitliche Darstellung der Signalzustände ist ein

.

Ein fehlendes Bauteil macht das Simulationsmodell

.

Erkannte Modellprobleme werden in einem Diagnoseprotokoll

.

Eine virtuelle Prüfung ersetzt niemals die erforderliche

.

Feedback: Kontrolliere besonders, ob Deine Lösungen zwischen Geometrie, zeitlichen Signalen und Sicherheitsverantwortung unterscheiden.

Offene Aufgaben

Arbeitsumgebung: Nutze eine vollständig isolierte Offline-Simulation, bereitgestellte Screenshots oder die fiktiven Lehrdaten. Führe keine Aufgaben an einem realen Roboter aus. Die Aufgaben sind nach Basis, Anwendung und Transfer gestuft.

Leicht – Basis

Bauteilerkennung: Beschrifte auf einem Bild der virtuellen Roboterzelle Roboterarm, Greifer, Werkstück und Halterung.
Kollisionspaar: Zeichne zwei mögliche unerwünschte Berührungen ein und erläutere die jeweils beteiligten Körper.
Signaldiagnose: Übertrage die fünf Modellvariablen in ein eigenes Zeitdiagramm und markiere die erste virtuelle Bewegung.
Fachbegriffe: Erstelle vier digitale Lernkarten zu TCP, Nahkontakt, Kollisionsmatrix und geometrischer Überschneidung.

Standard – Anwendung

Fehleranalyse: Untersuche den Diagnosefall A. Erstelle eine kurze Fehlermeldung mit Zeitpunkt, betroffenem Objektpaar und Beobachtung.
Simulationsmodell: Vergleiche zwei rein virtuelle Greifermodelle mit unterschiedlich langem Greiferfinger. Dokumentiere die geänderten Abmessungen und den Prüfbedarf.
Ablaufsteuerung: Entwirf einen Zustandsplan für das fiktive Signal ABLAUF_WEITER_SIM. Behandle widersprüchliche Rückmeldungen als Diagnosefall.
Kollisionsprüfung: Prüfe in einer Offline-Kopie zwei Varianten des Anfahrwegs und halte die gefundenen Kollisionen und Nahkontakte fest.

Schwer – Transfer

Virtuelle Inbetriebnahme: Entwickle einen Testplan für eine Greifzelle mit bewegtem Förderband und beschreibe zusätzliche Kollisionspaare und Zeitabhängigkeiten.
Toleranzanalyse: Untersuche, wie eine ungenaue Halterungsposition oder fehlende Greiferanbauten die virtuelle Aussage verfälschen können.
Systematische Fehlersuche: Konzipiere einen Diagnosebaum, der fehlende Quittierung, falsche Werkstückkopplung und geometrische Kollision unterscheidet.
Maschinensicherheit: Gestalte eine Informationsgrafik oder ein Erklärvideo, das nachweist, warum eine erfolgreiche virtuelle Prüfung keine Sicherheitsfreigabe bedeutet.

Begründetes Feedback zu den Aufgabenstufen

Stufe	Gute Leistung	Typischer Verbesserungsbedarf
Basis	Die Objekte und Ereignisse sind korrekt benannt, weil Geometrie und Zustandsinformation getrennt betrachtet werden.	Fehlende Objektzuordnung erschwert die gezielte Fehlersuche.
Anwendung	Ausgangszustand, virtuelle Änderung und erneuter Prüfbefund sind nachvollziehbar dokumentiert.	Ein bloßes Verschieben eines Zielpunkts ohne vollständige Bahnprüfung belegt keine Verbesserung.
Transfer	Modellgrenzen, zusätzliche Fehlerfälle und die getrennte reale Sicherheitsbewertung werden begründet.	Wer aus einer grünen Simulation eine reale Sicherheitsfreigabe ableitet, überschätzt die Aussagekraft des Modells.

Lernkontrolle

Diagnosekompetenz: Ein Werkstück erscheint im Simulator korrekt angekoppelt, obwohl die Greiferquittierung fehlt. Entwickle zwei plausible Modellursachen und einen geeigneten Offline-Prüfweg.
Zusammenhangsanalyse: Erkläre, weshalb ein unveränderter Roboterweg nach einer Vergrößerung des Greifers zu einer zusätzlichen Kollision führen kann.
Signalinterpretation: In einem Test bleibt KOLLISION_SIM durchgehend inaktiv, obwohl die 3D-Ansicht einen engen Nahkontakt zeigt. Unterscheide mindestens drei Erklärungsansätze.
Variantenbewertung: Vergleiche eine geänderte Anfahrbahn mit einer korrigierten Modellgeometrie. Begründe, warum beide Änderungen unterschiedliche Probleme behandeln.
Transferleistung: Plane eine virtuelle Diagnose für einen zweiten Greifer mit größerer Werkzeugaufnahme. Beschreibe den zusätzlichen Prüfbedarf.
Sicherheitsbewertung: Verfasse eine fachliche Stellungnahme, weshalb das beste virtuelle Prüfergebnis keine Freigabe einer realen Roboterzelle darstellt.

Bewertungshinweis: Entscheidend sind begründete Ursachen, eine nachvollziehbare virtuelle Prüfstrategie, dokumentierte Unsicherheiten und die klare Grenze zur realen Anlagensicherheit.

Lernnachweis

Dein Lernnachweis besteht aus einer kurzen digitalen Dokumentation. Er sollte die folgenden Ergebnisse enthalten:

Bauteilanalyse: Beschriftete Darstellung von Roboter, Greifer, Werkstück und Umgebung.
Kollisionsanalyse: Identifiziertes kritisches Objektpaar und Beschreibung des Ereignisses.
Signaldiagramm: Zeitlich richtig zugeordnete virtuelle Zustände und begründete Diagnose.
Variantenvergleich: Dokumentierte Änderung, erneute Prüfung und Bewertung ihres Ergebnisses.
Modellkritik: Mindestens zwei mögliche Unsicherheiten des virtuellen Modells.
Sicherheitsverständnis: Ausdrückliche Erklärung, dass die Simulation keine reale Sicherheitsfreigabe liefert.

Mindestanforderung: Du kannst nicht nur einen virtuellen Fehler benennen, sondern ihn anhand von Geometrie und Signalen erklären und Deine Schlussfolgerung begrenzen.

OERs zum Thema

Wikipedia – Industrieroboter

Wikipedia – Virtuelle Inbetriebnahme

Fachlich geprüfte Quellen

ISO 10218-1:2025: Anforderungen an die Sicherheit von Industrierobotern.
ISO 10218-2:2025: Anforderungen an industrielle Roboteranwendungen und Roboterzellen.
RoboDK-Dokumentation – Kollisionserkennung: Kollisionsprüfung, Kollisionskarte, Prüfintervalle und Modellgrenzen.
ABB RobotStudio-Tutorials: Kollisionsprüfung, virtuelle Modelle und weitere Simulationstechniken.
Wikipedia – Industrieroboter: Aufbau, Programmierung und Koordinatensysteme.
Wikipedia – Virtuelle Inbetriebnahme: Grundlagen und Grenzen des virtuellen Anlagenmodells.

Herstellerdokumentation dient hier der fachlichen Einordnung einzelner Simulationsfunktionen. Die gültigen Sicherheitsanforderungen sind gesondert für den jeweiligen Einsatzfall zu prüfen.

Mediennachweise und Nutzungsrechte

Die nachfolgenden Abbildungen stammen aus überprüften Wikimedia-Commons-Dateiseiten. Urheber und freie Lizenzen sind aufgeführt; die jeweiligen Lizenzbedingungen, insbesondere Namensnennung und gegebenenfalls Weitergabe unter gleichen Bedingungen, sind einzuhalten.

Abbildung	Urheber	Lizenz
Roboter mit zylindrischen Objekten	Shixart1985	CC BY 2.0
Digitale Produktionsanlage	Orfa Visser	CC BY 3.0
Greifprinzip	Cdang	CC BY-SA 4.0
Robotersimulation	Bridgeland Copyright	CC BY-SA 3.0
Bewegungsplanung	FrankSchroeder11	CC BY-SA 4.0
Werkzeugwechselsystem	Carl Kurt Walther GmbH & Co. KG	CC BY-SA 3.0 DE
Abgegrenzte Roboterarbeitsplätze	Rajandatta	CC BY-SA 3.0
Warnsymbol Industrieroboter	Clemenspool	CC0 1.0

Videoquellen: ABB Robotics und RoboDK, jeweils über die öffentlich bereitgestellten YouTube-Videos eingebettet. Diese Videos sind nicht als frei lizenzierte OER ausgewiesen. Ihre Einbettung bedeutet keine Erlaubnis zur eigenen Weiterverbreitung, Bearbeitung oder erneuten Veröffentlichung der Videodateien.

Die Medien zeigen reale Anlagen, allgemeine Modelle oder Softwarebeispiele. Sie sind keine Aufnahmen des fiktiven Ausbildungsfalls. Die Signalwerte, Zeiten und Fehlervarianten wurden als didaktische Lehrdaten entwickelt.