HolzBauTech RobotikEinführung · Sicherheit · Simulation
Einführung RobotikSzenario · EVA · Arbeitsweise
Einstieg in die Reihe

Arbeitsweise und Robotik-Auftrag kennenlernen

Bevor ihr programmiert, klärt ihr die verbindlichen Rahmenbedingungen, eure Zusammenarbeit und den Weg durch die drei Projekte.

Der Einstieg in die Reihealle Lernkarten im Bereich bearbeiten, dann den nächsten Bereich öffnen
Einführung · Rahmenauftrag

Bevor ihr startet: So arbeitet das Robotik-Team

Die Fertigungsleitung eröffnet die Robotik-Reihe und legt zunächst fest, wie Teams, Dokumentation, Meilensteine, Abgaben und Bewertungen organisiert sind.

Rahmen kennenArbeitsweise und Abgaben verstehen
Verantwortung klärenTeamleistung und Eigenanteil verbinden
Projektweg einordnendrei Projekte mit steigenden Anforderungen

Nach diesem Rahmenauftrag: 01 · Roboter & Zelle →

ArbeitsweiseEinzel-PDF je Doppelstunde · Team-PDF an Meilensteinen

Dieser Überblick gilt ab der ersten Doppelstunde und begleitet euch durch alle Robotik-Projekte.

Wer dokumentiert?
Jede Person führt ein eigenes fortlaufendes Dokument. Das Team führt gemeinsam eine technische Gesamtdokumentation. Aufgaben werden im Projektverlauf gewechselt; jede Person muss ihren Beitrag und den gemeinsamen Ablauf erklären können.
Was gehört hinein?
Individuell: Datum, Arbeitsziel, eigener Beitrag, Ergebnis/Nachweis, Quellen oder LLM-Nutzung mit Prüfung und nächster Schritt. Im Team: Anforderungen, Planung, Punkte/I/O, begründete Programmstruktur, Simulation, Tests, Freigaben und Änderungen; ein Kapitel je Projekt.
Wie dokumentiert ihr?
Ergänzt jeweils dasselbe bearbeitbare Dokument und exportiert den aktuellen Stand als PDF: Team_Nachname_Robotik.pdf und Team_Robotik_Gesamtdokumentation.pdf. Beschriftet Belege und erläutert ihre Aussage. Im Einzel-PDF verweist du auf den passenden Teamabschnitt und beschreibst deinen Anteil.
Wann und wo abgeben?
Individuelles PDF nach jeder Doppelstunde. Das Team-PDF nur an den markierten Meilensteinen: Projekt 1 und 2 je drei, Projekt 3 und Zusatzauftrag je vier. Nutzt die im Unterricht zugeordnete Abgabe; ein gespeicherter Browserentwurf ist noch keine Abgabe.

Nach dem Rahmenauftrag geht es mit „01 · Roboter & Zelle“ weiter. Bearbeitet zuerst alle sieben Lernkarten dieser Einführung. Erst nach „06 · Einführung abschließen“ wechselt ihr zur Sicherheit. Die Grundlagenkarten nutzt ihr am Bild und am PC; reale Bedienung folgt nach Einweisung und Freigabe.

Reihenfolge innerhalb der Einführung

  1. 00 · Rahmenauftrag – Arbeitsweise lesen und Fragen klären; die Orientierungsaufträge 0.1 und 0.2 sind mündlich, ohne Abgabe.
  2. 01 · Roboter & Zelle – Komponenten als Arbeitsnotiz festhalten.
  3. 02 · EVA wiederholen – zwei Abläufe beschreiben.
  4. 03 · Projekte & Bewertung – Projektweg und Stufen verstehen.
  5. 04 · Team & Dokumentation – beide Dokumente und Teamvereinbarung anlegen.
  6. 05 · LLM & Quellen – fachliche Prüfung klären.
  7. 06 · Einführung abschließen – Ergebnisse in den ersten persönlichen Abschnitt übernehmen; anschließend Sicherheit · 00 Sicherheitsauftrag.
Beispiel, Dateisicherung und nächster Unterrichtsbeginn

Kurzer individueller Eintrag: „Ziel: … . Mein Beitrag: … . Nachweis: Teamdokumentation, Abschnitt …, Abbildung … . Mein Ergebnis/Verständnis: … . Quelle und Prüfung: … . Nächster Schritt: … .“

Sichert SRS-Projekte als vollständige Ordner: vom vereinbarten Schulnetz-Laufwerk lokal kopieren, lokal bearbeiten, schließen und zurücksichern. Der genaue Ablauf steht auf der Robotics-Suite-Seite.

Zu Beginn der nächsten Einheit erklärt jede Person kurz eine Entscheidung aus der vorherigen Stunde ohne Vorlage. Vergleicht danach mit den Unterlagen und klärt offene Punkte. Bei einem Problem zeigt ihr euren Ansatz, die Fehlermeldung oder den Testfall und formuliert eine konkrete Frage.

Vorlagen, Belege und Meilensteine im Detail

Profilbild der fiktiven Person Mara KönigKI
Von: Mara König · FertigungsleitungBetreff: Arbeitsweise des neuen Robotik-Teams

Hallo Robotik-Team,

HolzBauTech möchte die vorhandenen Roboterzellen schrittweise für neue Aufgaben der Vormontage nutzen. Ihr werdet deshalb in drei Projekten Bewegungsabläufe planen, Programme simulieren, Anlagenfunktionen erproben und Ergebnisse fachlich dokumentieren.

Bevor ihr damit beginnt, gelten für die gesamte Robotik-Reihe folgende Rahmenbedingungen:

  • Die Lehrkraft teilt euch in feste Teams ein. Innerhalb des Teams arbeitet ihr gemeinsam am selben Projektstand.
  • Jede Person führt eine eigene fortlaufende PDF-Dokumentation. Darin werden Arbeitsziel, eigener Beitrag, Nachweise, Quellen beziehungsweise LLM-Nutzung und der nächste Schritt festgehalten. Der aktuelle Stand wird nach jeder Doppelstunde abgegeben.
  • Zusätzlich führt jedes Team eine gemeinsame technische Projektdokumentation. Sie beschreibt den aktuellen Gesamtstand und wird nur an festgelegten Meilensteinen eingereicht.
  • Meilensteine unterbrechen die Projektarbeit an sinnvollen Stellen. Dort werden Ergebnisse geprüft, erläutert und für den nächsten Abschnitt freigegeben.
  • Kurze Fachgespräche gehören zur Projektarbeit. Jede Person muss den eigenen Beitrag und den gemeinsamen Programmablauf erklären können.
  • Jedes Projekt kann in unterschiedlichen Schwierigkeitsstufen bearbeitet werden. Höhere Stufen enthalten anspruchsvollere fachliche Anforderungen und eröffnen damit eine entsprechend höhere Bewertung. Entscheidend bleiben Qualität, Dokumentation, Verständnis und Eigenanteil.
  • Die drei Projekte bilden jeweils die Grundlage einer Quartalsnote.
  • LLMs dürfen als Hilfsmittel eingesetzt werden. Die Nutzung wird offengelegt und fachliche Aussagen werden mit geeigneten Quellen, insbesondere der Stäubli-Hilfe, überprüft.

Euer erster Schritt ist daher noch nicht das Programmieren. Klärt zunächst, wie ihr in dieser Reihe arbeitet und welche Nachweise von euch erwartet werden.

Viele Grüße
Mara König
Fertigungsleitung

Orientierungsauftrag 0.1 · noch keine Abgabe

Rahmenbedingungen klären

  1. Lest die E-Mail vollständig und markiert Punkte, die noch unklar sind.
  2. Vergleicht im Team, worin sich individuelle Dokumentation und technische Teamdokumentation unterscheiden.
  3. Klärt offene Fragen gemeinsam mit der Lehrkraft, bevor ihr mit den weiteren Lernkarten beginnt.
BereichVerbindliche RegelZeitpunkt
Teamvon der Lehrkraft eingeteilt; gemeinsamer Projektstandfür die Projektarbeit
Individuelle Dokumentationeigener Beitrag und eigenes Verständnis jeder Personnach jeder Doppelstunde
Technische Teamdokumentationgemeinsamer fachlicher Gesamtstand des Projektsan echten Meilensteinen
Fachgesprächeigene Arbeit und Gesamtprozess erklärenkurz während der Projektarbeit und bei Abnahmen
Schwierigkeitsstufegemeinsamer Grundprozess mit unterschiedlich anspruchsvollen Erweiterungenprojektbezogen, Wechsel nach Rücksprache möglich
BewertungProjektarbeit, Dokumentationen, Verständnis und individueller BeitragProjekt 1 bis 3 als Grundlage der Quartalsnoten
HolzBauTech Roboterhalle
HolzBauTech Roboterhalle

Eine Halle – mehrere Automatisierungsaufgaben

Leitstand, Sicherheitsbereich, Programmierplätze, Fügestation, Montagezelle und Materialfluss bilden eine zusammenhängende Lernumgebung.

Erkundungsauftrag 0.2 · mündlich im Team

Mögliche Robotik-Aufgaben erkennen

  1. Wählt drei Bereiche der Halle aus.
  2. Besprecht, welche Aufgabe dort von einem Roboter oder einer automatisierten Anlage übernommen werden könnte.
  3. Begründet, warum diese Aufgabe für eine Automatisierung geeignet sein könnte.

Zu diesem Auftrag wird noch nichts dokumentiert oder abgegeben.

Einführung · Grundlagen

Ein Roboter arbeitet nie allein

Ein Industrieroboter ist nur ein Teil einer Roboterzelle. Erst Werkzeug, Werkstück, Signale, Programm und Sicherheitskomponenten machen daraus eine funktionsfähige Anlage.

Begriffe unterscheidenRoboter, Werkzeug und Zelle
Zusammenhänge erkennenMechanik, Steuerung und Umfeld
Systemisch denkennicht nur den Roboterarm betrachten
Profilbild der fiktiven Person Jonas WeberKI
Von: Jonas Weber · InstandhaltungBetreff: Der Roboter ist nur ein Teil der Zelle

Hallo zusammen,

bei einer Störung hören wir oft den Satz: „Der Roboter funktioniert nicht.“ In der Praxis kann die Ursache aber genauso gut am Werkzeug, an einem Eingangssignal, an der Werkstücklage oder an einer Freigabe liegen.

Betrachtet die Zelle deshalb immer als Gesamtsystem. Der Roboterarm bewegt sich – die eigentliche Aufgabe entsteht aber erst durch das Zusammenspiel aller Komponenten.

Viele Grüße
Jonas Weber
Instandhaltung

🦾
Roboterführt Bewegungen im Arbeitsraum aus
🛠
Werkzeug / Greiferwirkt auf Werkstück oder Prozess
◉
Sensoren & Tastermelden Zustände an die Steuerung
▣
Programmlegt Reihenfolge und Reaktion fest
▤
Werkstück & Vorrichtungbestimmen reale Lage und Toleranzen
⚠
Sicherheitbegrenzt und überwacht den Betrieb
Arbeitsauftrag 1.1

Eine Zelle als Gesamtsystem darstellen

  1. Wählt eine Roboterstation aus dem Hallenbild.
  2. Erstellt eine beschriftete Skizze oder Tabelle mit mindestens fünf Komponenten.
  3. Beschreibt zu jeder Komponente, welchen Beitrag sie zum Gesamtprozess leistet.
Hinweis
Es geht noch nicht um genaue Herstellerdaten. Entscheidend ist, dass ihr die Funktion der Komponenten im Prozess nachvollziehbar beschreibt.
Einführung · Wiederholung

EVA auf die Roboterzelle übertragen

Das EVA-Prinzip ist aus der Technischen Informatik bekannt. Hier wird es auf reale Roboterbewegungen, Greifer, LEDs und Eingangssignale übertragen.

Eingaben erkennenTaster, Endschalter, Sensoren
Verarbeitung beschreibenProgramm und Steuerung
Ausgaben zuordnenBewegung, Greifer, LEDs
EingabeTaster, Endschalter, Prüfergebnis
VerarbeitungVAL3-Programm und Robotersteuerung
AusgabeBewegung, Greifer, LED, Förderband
Arbeitsauftrag 2.1

EVA für zwei Anlagenabläufe formulieren

  1. Beschreibt EVA für eine tastergesteuerte Gutteil-/Ausschussentscheidung.
  2. Beschreibt EVA für einen Roboter, der ein Bauteil von einer festen Position aufnimmt und ablegt.
  3. Vergleicht: Welcher Ablauf benötigt zwingend eine Eingabe aus der Anlage – welcher könnte auch als fester Ablauf programmiert werden?

Eine Status-LED zeigt „Anlage bereit“. Wo gehört sie im EVA-Prinzip hin?

Einführung · Projektweg und Bewertung

Drei Projekte – steigende fachliche Anforderungen

Die Projekte bauen aufeinander auf. Innerhalb jedes Projekts bearbeitet ihr denselben Grundprozess, könnt ihn aber in unterschiedlich anspruchsvollen Stufen erweitern.

Progression verstehenBewegen → Handhaben → Entscheiden
Stufen einordnenhöhere Anforderungen ermöglichen höhere Bewertung
Quartalsnoten kennenjedes Projekt bildet eine Bewertungsgrundlage
1
Projekt 1 · FügestationEine geplante Prozessbahn mit movej, movel und movec.
2
Projekt 2 · MontagesetsGreifer, Ausgänge und Wiederholungen mit while und for.
3
Projekt 3 · MaterialflussAuf Signale warten, mit if entscheiden und Abläufe strukturieren.
Arbeitsauftrag 3.1 · mündlich im Team

Fachliche Entwicklung vorhersagen

  1. Ordnet jedem Projekt die wichtigsten neuen Fähigkeiten zu.
  2. Beschreibt, welches Wissen aus Projekt 1 in Projekt 2 weiterverwendet wird.
  3. Vermutet, warum signalgesteuertes Sortieren erst in Projekt 3 sinnvoll wird.

In jedem Projekt wählt das Team einen Auftragsumfang. Die Stufen bauen aufeinander auf. Ein Wechsel ist nach Rücksprache möglich; beim Wechsel nach oben kommen zusätzliche Anforderungen hinzu.

🔧
Stufe 1 · Basistragfähiger Grundprozess mit engerer Unterstützung
⚙
Stufe 2 · Ausbauzusätzliche Anlagenfunktion und mehr Eigenständigkeit
▦
Stufe 3 · Profikomplexerer Auftrag mit stärkerem Transfer
⟲
Stufe 4 · Experteanspruchsvolle Erweiterung und selbstständige Herleitung
!
Schwierigkeitsstufe ist nicht gleich Note

Eine höhere Stufe eröffnet durch anspruchsvollere Anforderungen einen höheren Bewertungsrahmen. Eine gute Bewertung entsteht aber nur, wenn die gewählte Aufgabe fachlich richtig, nachvollziehbar dokumentiert und von den Teammitgliedern verstanden wird.

ProjektSchwerpunktBedeutung für die Bewertung
Projekt 1Prozessbahn planen, simulieren und real erprobenGrundlage der ersten Quartalsnote
Projekt 2Bauteile greifen, bereitstellen und Abläufe wiederholenGrundlage der zweiten Quartalsnote
Projekt 3Materialfluss mit Signalen und Entscheidungen steuernGrundlage der dritten Quartalsnote

Berücksichtigt werden die fachliche Projektarbeit, die technische Teamdokumentation, die individuelle Dokumentation, kurze Fachgespräche und der erkennbare Eigenanteil.

Einführung · Zusammenarbeit und Dokumentation

Gemeinsam arbeiten – Beiträge nachvollziehbar machen

Alle Teammitglieder können gleichzeitig an einem eigenen PC programmieren, recherchieren oder dokumentieren. Trotzdem arbeitet das Team an einem gemeinsamen Projektstand und vermeidet dauerhaft festgeschriebene Rollen.

Dokumentationen unterscheidenindividueller Lernweg und technischer Teamstand
Aufgaben wechselnnicht dauerhaft dieselbe Rolle übernehmen
Eigenanteil zeigenArbeit erklären und nachweisen können
Individuelle DokumentationTechnische Teamdokumentation
Zweckeigene Arbeit, eigenes Verständnis und persönliche Entwicklung sichtbar machenden fachlichen Gesamtstand des gemeinsamen Projekts nachvollziehbar darstellen
Verantwortungjede Person für das eigene PDFdas gesamte Team gemeinsam
Abgabeaktueller Stand nach jeder Doppelstundeaktueller Stand nur an festgelegten Meilensteinen
Typische InhalteArbeitsziel, eigener Beitrag, Nachweis, Quellen/LLM, nächster SchrittAnforderungen, Planung, Programmstruktur, Punkte, Simulation, Testergebnisse und Änderungen
!
Bewertungsgrundsatz

Eine starke Teamdokumentation ersetzt keinen erkennbaren individuellen Beitrag. Im Fachgespräch muss jede Person den eigenen Anteil und den gemeinsamen Gesamtprozess erklären können.

Die Lehrkraft teilt die Teams ein. Da jeder Person ein PC zur Verfügung steht, können mehrere Aufgaben gleichzeitig bearbeitet werden. Das Team stimmt die Ergebnisse regelmäßig ab und übernimmt Änderungen nur in den gemeinsamen Projektstand, wenn sie fachlich geprüft wurden.

Arbeitsauftrag 4.1

Arbeitsweise eures Teams vereinbaren

  1. Legt fest, wie ihr parallele Arbeitsergebnisse zusammenführt und gemeinsame Entscheidungen trefft.
  2. Vereinbart, wie ihr sicherstellt, dass jede Person den Gesamtprozess versteht.
  3. Legt fest, wie ihr Aufgabenbereiche im Projektverlauf wechselt, sodass nicht dieselbe Person dauerhaft programmiert, dokumentiert, recherchiert oder erprobt.
  4. Haltet die Vereinbarung kurz in eurer technischen Teamdokumentation fest.
PDF
DateinameTeam_Nachname_Robotik.pdf
Arbeitsauftrag 4.2

Persönliches Robotik-Dokument vorbereiten

Legt ein fortlaufendes Dokument mit diesen wiederkehrenden Überschriften an:

  • Arbeitsziel
  • Eigener Beitrag
  • Ergebnis / Nachweis
  • Quellen und LLM-Nutzung
  • Nächster Schritt

Der Umfang richtet sich nach eurer tatsächlichen Arbeit. Die Dokumentation soll knapp, aber nachvollziehbar sein. Nach jeder Doppelstunde wird der aktuelle Stand als PDF abgegeben.

Arbeitsauftrag 4.3

Gemeinsames Projektdokument vorbereiten

Legt ein gemeinsames technisches Dokument an. Es wächst über das jeweilige Projekt hinweg und enthält je nach Projekt beispielsweise:

  • Anforderungen und gewählte Schwierigkeitsstufe
  • Planung von Ablauf, Punkten, Signalen und Programmstruktur
  • Screenshots oder geeignete Nachweise aus der Simulation
  • Ergebnisse von Realtests, Abweichungen und Korrekturen
  • aktuellen Stand zur Vorlage am nächsten Meilenstein

Die Teamdokumentation wird nicht nach jeder Doppelstunde hochgeladen, sondern nur dann, wenn auf der Projektseite ein echter Meilenstein erreicht ist.

Einführung · Digitale Werkzeuge

LLMs nutzen – Fachinhalte verifizieren

KI darf beim Erklären, Strukturieren und Prüfen helfen. Fachliche Aussagen und VAL3-Syntax müssen trotzdem mit der Stäubli-Hilfe oder anderen geeigneten Quellen abgeglichen werden.

KI sinnvoll einsetzenErklärung und Fehlersuche unterstützen
Quellen prüfenHerstellerhilfe als Referenz
Nutzung offenlegenAnfrage, Übernahme und Kontrolle
Profilbild der fiktiven Person Selin ArslanKI
Von: Selin Arslan · QualitätssicherungBetreff: Quellenprüfung in der Robotik-Dokumentation

Hallo Robotik-Team,

für die spätere Abnahme müssen wir nachvollziehen können, warum ihr euch für eine bestimmte Lösung entschieden habt. Eine KI-Antwort kann ein guter Startpunkt sein, ersetzt aber keine technische Prüfung.

Wenn ihr VAL3-Syntax, Bewegungsparameter oder Sicherheitsinformationen über ein LLM recherchiert, vergleicht die Aussage mit der integrierten Stäubli-Hilfe. Dokumentiert auch, wenn ihr eine KI-Antwort korrigieren musstet.

Viele Grüße
Selin Arslan
Qualitätssicherung

Arbeitsauftrag 5.1

Nachweisschema übernehmen

Verwendet in jeder Wochenabgabe kurz dieses Schema:

  1. Anfrage: Was wurde ein LLM gefragt?
  2. Übernahme: Was wurde daraus verwendet?
  3. Prüfung: Mit welcher Quelle wurde es kontrolliert?
  4. Korrektur: Was musste verändert werden?

Wenn keine KI genutzt wurde, notiert ihr: Keine KI genutzt.

QuelleGeeignet fürUmgang
Stäubli-Hilfe / HandbuchVAL3-Syntax, Datentypen, Bedienungbevorzugte fachliche Referenz
Lehrkraft-Demonstrationzellenspezifische Abläufe und SRS-Versionselbst dokumentieren
LLMErklärungen, Ideen, Fehlersucheimmer fachlich prüfen
beliebige Webseitenur ergänzende OrientierungAutorität und Aktualität prüfen
Einführung · Abschluss

Einführung sichern und Sicherheit starten

Die Einführung endet mit einem ersten persönlichen Eintrag und der angelegten technischen Teamdokumentation. Danach folgt die zellenbezogene Sicherheitsunterweisung.

Ergebnisse sichernEinführung knapp dokumentieren
Offene Fragen festhaltenfür spätere Lernkarten
Nächsten Schritt kennenSicherheitscheck vor Praxis
Arbeitsauftrag 6.1

Ersten individuellen Eintrag abschließen

Der Abschnitt in Team_Nachname_Robotik.pdf enthält:

  • was ihr über Auftrag und Arbeitsweise der Robotik-Reihe verstanden habt
  • eine beschriebene Roboterzelle als Gesamtsystem
  • zwei EVA-Beispiele
  • euer persönlicher Beitrag zur Vorbereitung
  • Quellen-/LLM-Nachweis
  • nächster Schritt: Sicherheitsunterweisung

Prüft außerdem, ob die technische Teamdokumentation angelegt wurde und eure Teamvereinbarung enthält.

Als Nächstes: Sicherheit und FreigabeBevor reale Roboterbewegungen möglich sind, müsst ihr die zellenbezogenen Regeln verstehen und den Sicherheitscheck bestehen.
Sicherheitsseite öffnen