Arbeitsblätter & Unterrichtsmaterial für Mechatroniker

Ziele: Die Schülerinnen und Schüler wenden Vorschriften und Regelwerke bei der Untersuchung technischer Anlagen an. Sie arbeiten mit technischen Unterlagen und nutzen deren Aussagen für die Lösung. Sie beherrschen Verfahren zur Analyse und Dokumentation von Funktionszusammenhängen und führen Gespräche über technische Realisierungsmöglichkeiten im Team. Sie arbeiten mit Blockschaltplänen und erkennen anhand dieser Pläne den Signalfluss, den Stofffluss, den Energiefluss und die grundsätzliche Wirkungsweise. Die Möglichkeiten der aktuellen Datenverarbeitung zur Aufbereitung von Arbeitsergebnissen werden von ihnen erkannt. Die Schülerinnen und Schüler sind für Probleme der Ökologie und der Ökonomie dieser Systeme sensibilisiert. Die Bedeutung der englischen Sprache für die technische Kommunikation ist ihnen bewusst. Inhalte: - Anforderungsprofile technischer Anlagen - Systemparameter - Blockschaltbilder - Signal-. Stoff- und Energieflüsse - Bedeutung kundenspezifischer Anforderungen für die technische Realisierung - Bedeutung und Möglichkeiten der Datenverarbeitung und Softwareanwendung - Informationsgewinnung mit Hilfe flexibler IT-Hard- und Software - Dokumentation und Präsentation von Arbeitsergebnissen - Ökologische und ökonomische Aspekte

Ziele: Die Schülerinnen und Schüler beschreiben Aufbau, Eigenschaften und Einsatzgebiete der angewandten Werk- und Hilfsstoffe. Sie planen deren ökonomischen Einsatz und beachten die umwelt- und gesundheitsrelevanten Aspekte. Sie lesen Konstruktionszeichnungen und sind fähig, Ausschnitte daraus zu skizzieren und Änderungen einzuarbeiten, auch in rechnergestützten Systemen. Sie wählen die für die Herstellung erforderlichen mechanischen Arbeitsverfahren aus und bewerten das Ergebnis des Herstellungsprozesses. Sie wenden typische englische Fachbegriffe an. Vorschriften des Arbeitsschutzes bei der Vorbereitung und Durchführung der Arbeit werden von ihnen beachtet. Sie können die Arbeit im Team sowie interdisziplinär organisieren. Inhalte: - Einzel- und Baugruppenzeichnungen, Stücklisten, auch in digitaler Form - Maschinenelemente, Passungen und Toleranzen - Montageplane, Verbindungselemente - Technologische Grundlagen des manuellen und maschinellen Spanens und des Umformens - Herstellen von mechanischen Verbindungen durch Kraftschluss, Formschluss, Materialschluss - Betriebsspezifische Werk- und Hilfsstoffe - Montagewerkzeuge und Hilfsgeräte - Montagegerechte Lagerung, Sicherheitsaspekte, Arbeitsschutz - Prüf- und Messmittel, Messfehler - ökologische und ökonomische Aspekte

Ziele: Die Schülerinnen und Schüler besitzen fundierte Kenntnisse über die Wirkung der elektrischen Energie in überschaubaren technischen Prozessen. Sie kennen Grundschaltungen der Elektrotechnik, stellen diese dar und untersuchen ihre Wirkungsweise. Sie wenden ihre Kenntnisse für die Auswahl elektrischer Betriebsmittel an. Dazu führen sie Berechnungen aus und setzen Tabellen, auch in digitaler Form und Formeln für die Lösung der Aufgabe ein. Sie kennen die Gefahren, die sich durch den Einsatz der elektrischen Energie für Mensch und Technik ergeben. Sie beherrschen die Maßnahmen zum Schutz von Menschen und technischen Anlagen und wenden die Vorschriften an. Die erforderlichen Prüf- und Messgeräte werden von ihnen ausgewählt und eingesetzt. Sie arbeiten Änderungen in die Arbeitsunterlagen ein. Sie entnehmen Informationen auch aus englischen Arbeitsunterlagen. Inhalte: - Elektrische Größen, deren Zusammenhänge, Darstellungsmöglichkeiten und Berechnungen - Bauteile in Gleich- und Wechselstromkreisen - Elektrische Messverfahren - Auswahl von Kabeln und Leitungen für die Energie- und Informationsübertragung - Elektrische Netze - Gefahren durch Überlastung, Kurzschluss und Überspannung sowie die Berech- - nung der erforderlichen Schutzelemente - Handhabung von Tabellen und Formeln - Stromwirkung auf den Organismus, Sicherheitsregeln, Hilfsmaßnahmen bei Unfällen - Maßnahmen gegen gefährliche Körperströme nach geltenden Vorschriften - Prüfen elektrischer Betriebsmittel - Ursachen von Überspannungen und Störspannungen, deren Auswirkungen, Gegenmaßnah- - men - Elektromagnetische Verträglichkeit

Ziele: Die Schülerinnen und Schüler beherrschen steuerungstechnische Grundschaltungen. Sie lesen Schaltpläne, fertigen Skizzen an und arbeiten Änderungen ein. Die technischen Parameter für den Betrieb von elektrischen, pneumatischen und hydraulischen Baugruppen sind ihnen bekannt. Sie kennen Verfahren zur Erzeugung der benötigen Hilfsenergien. Sie wenden grundlegende Messverfahren sicher an und sind sich der Gefahren beim Umgang mit elektrischen, pneumatischen und hydraulischen Systemen bewusst. Sie verstehen englische Produktbeschreibungen und wenden die vorkommenden englischen Fachausdrücke an. Vorschriften des Arbeits- und Umweltschutzes werden von ihnen beachtet. Inhalte: - Pneumatische und hydraulische Größen, deren Zusammenhänge. Darstellungsmöglichkei- - ten und Berechnungen - Versorgungseinheiten der Elektrotechnik, Pneumatik und Hydraulik - Grundschaltungen der Steuerungstechnik - Technische Unterlagen - Signale und Messwerte in Steuerungssystemen - Gefahren beim Umgang mit elektrischen, pneumatischen und hydraulischen Leistungsbau- - gruppen - Ökonomische Aspekte, Energiemanagement, Arbeits- und Umweltschutz, Recycling

Ziele: Die Schülerinnen und Schüler beschreiben den Einsatz von Datenverarbeitungsanlagen und deren Einordnung in betriebliche Abläufe sowie die Strukturen vernetzter Systeme und die daraus resultierenden Sicherheitsanforderungen. Sie analysieren Arbeitsaufträge. Beschaffen sich dazu betriebliche Informationen und könne diese mittels branchenüblicher Software aufbereiten und dokumentieren. Sie können Lösungshilfen aus englischsprachigen Handbüchern entnehmen. Inhalte: - Betriebssysteme - Netzwerksysteme, -komponenten und –topologien - Datenschutz und Datensicherheit - Zugriffsrechte, Netzwerk- und Kommunikationssicherheit - Aufbereitung von Informationen mittels branchenüblicher Software - Steuerung betrieblicher Prozesse mit Hilfe der Datennutzung, -analyse und -verarbeitung - Ergonomische Gesichtspunkte von Computerarbeitsplätzen

Ziele: Die Schülerinnen und Schüler beschreiben die betrieblichen Organisationsstrukturen und organisieren die Teamarbeit auch interdisziplinär und nach funktionalen, fertigungstechnischen und ökonomischen Kriterien. Sie kennen die Anforderungen zur Herstellung der Betriebsbereitschaft aller für den Arbeitsablauf notwendigen technischen Mittel und wenden Verfahren zur Qualitätskontrolle an. Die Möglichkeiten von Datenverarbeitungssystemen zur Planung des Ablaufes und zur Dokumentation aller notwendigen Steuerungs- und Organisationsschritte werden genutzt. Sie beachten bei der Arbeitsvorbereitung die Gesichtspunkte des Gesundheits- und Arbeitsschutzes. Englische Fachausdrücke werden angewandt. Inhalte: - Materialdisposition und Kalkulation - Analyse von Arbeitsabläufen - Bewertung und Dokumentation von Ergebnissen - Ergonomie und vorbeugender Unfallschutz - Einfache Zeit- und Kostenkalkulation - Darstellungsverfahren von Arbeitsabläufen - Prozess-Datenerfassung, -speicherung und -verarbeitung - Wirtschaftlichkeit, Organisations- und Produktionsabläufe - Qualitätsmanagement

Ziele: Die Schülerinnen und Schüler beschreiben die Strukturen mechatronischer Teilsysteme. Sie erklären die Wirkungsweise von Sensoren und Wandlern und justieren Sensoren. Sie kennen Möglichkeiten zur Realisierung von Linear- und Rotationsbewegungen mittels elektrischer, pneumatischer und hydraulischer Komponenten und wenden Kenntnisse über Steuerungen und Regelungen an, um Weg- und Bewegungsrichtung zu beeinflussen. Anhand von Signaluntersuchungen und Datenanalyse prüfen sie die Funktion von Komponenten und beseitigen Fehler. Sie entwerfen grundlegende Schaltungen und beschreiben deren Wirkungsweise auch in englischer Sprache. Einfache Programmierverfahren werden beherrscht. Inhalte: - Steuerkette und Regelkreis, Blockschaltbilder - Kenngroßen von Steuerungen und Regelungen - Wirkungsweise von Sensoren und Wandlern - Signalverhalten von Sensoren und Wandlern - Programmierung von einfachen Bewegungsabläufen und Steuerungsfunktionen - Entwurf von Schaltungen, auch durch Anwendung branchenüblicher Software - Grafische Darstellungen von Steuerungs- und Regelungsabläufen - Messen von Signalen - Prozessdaten auslesen, verarbeiten und interpretieren - Grundschaltungen und Wirkungsweise von Antrieben - Darstellung von Antriebseinheiten und Funktionsplänen

Ziele: Die Schülerinnen und Schüler beschreiben die Struktur und den Signalverlauf eines aus mehreren Komponenten bestehenden mechatronischen Systems. Sie analysieren den Einfluss wechselnder Betriebsbedingungen auf den Prozessablauf. Sie erkennen Fehler durch Signaluntersuchungen an Schnittstellen und beseitigen die Fehlerursachen. Sie nutzen Verfahren zur messtechnischen Erfassung von Steuerungs- und Regelungsabläufen, bereiten die Ergebnisse auf und dokumentieren sie. Sie wenden Kenntnisse der Steuerungs- und Regelungstechnik an, um Geschwindigkeit bzw. Drehzahl von Bewegungen zu beeinflussen. Sie sind befähigt, Antriebseinheiten anzuschließen, wählen Kopplungsvarianten zwischen Antriebseinheiten und Arbeitsmaschinen aus und setzen diese zielgerichtet ein. Ihnen sind Ursachen und Auswirkungen von Überlastungssituationen bekannt. Sie bestimmen die technischen Parameter erforderlicher Schutzeinrichtungen und wählen diese aus. Schaltungsänderungen werden in die technischen Unterlagen eingearbeitet. Gefahrenquellen sind ihnen bekannt. Vorschriften des Arbeits- und Gesundheitsschutzes werden von ihnen beachtet. Sie können steuerungs- und regelungstechnische Zusammenhänge und die Funktionsweise ausgewählter Antriebseinheiten in englischer Sprache beschreiben. Programmierverfahren werden beherrscht. Inhalte: - Betriebskennwerte und Kennlinien von Antrieben - Grenzwerte - Funktionsweise, Auswahl und Einstellung von Schutzeinrichtungen - Steuern und Regeln von Antrieben - Positionierungsvorgänge, Freiheitsgrade - Prüf- und Messverfahren zur Positionsbestimmung - Getriebe, Kupplungen - Einarbeiten von Änderungen an vorhandene Unterlagen - Programmieren von Bewegungsabläufen und Steuerungsfunktionen - Computersimulation - Messwerterfassung an Schnittstellen

Ziele: Die Schülerinnen und Schüler können Schaltpläne lesen und anhand dieser Informationsstruktur in Systemen beschreiben. Sie stellen Verknüpfungen zwischen elektrischen, mechanischen, pneumatischen und hydraulischen Komponenten dar und nutzen dazu auch audiovisuelle und virtuelle Hilfsmittel. Sie beherrschen die mess- und informationstechnischen Verfahren zur Untersuchung der Informationsflüsse und sind in der Lage, Signale zu analysieren und daraus Rückschlüsse auf mögliche Fehlerquellen zu ziehen. Diagnoseverfahren unter Anwendung der Datenverarbeitung werden von ihnen genutzt. Sie arbeiten Änderungen in vorhandene Unterlagen ein. Sie modifizieren Unterlagen auch in englischer Sprache. Inhalte: - Signalverläufe an Systemen - Signalstrukturen - Bussysteme - Prüf- und Messverfahren - Untersuchung an Schnittstellen zwischen Systemkomponenten - Vernetzung zwischen Teilsystemen - Hierarchien in vernetzten Systemen - Datenerfassung, -analyse und -verarbeitung - Prozessvisualisierung, -simulation, -optimierung - informationstechnische Schutzziele Verfügbarkeit, Integrität, Vertraulichkeit und Authentizität - Dokumentation von Messergebnissen

Ziele: Die Schülerinnen und Schüler beherrschen die Planung und Vorbereitung der Montage und Demontage mechatronischer Systeme. Sie erklären den Ablauf der Arbeitsprozesse und können Arbeitsergebnisse beurteilen. Sie beziehen bereits in der Vorbereitungsphase Aspekte des Gesundheits- und Arbeitsschutzes in ihre Überlegungen ein. Sie überprüfen Montagebedingungen am Aufstellungsort und berücksichtigen sie. Sie planen Einsatz der erforderlichen Hilfsmittel. Sie organisieren die Arbeit im Team. Sie verständigen sich in Englisch über Montageanleitungen. Inhalte: - Betriebliche Montageunterlagen - Bedingungen für das Arbeiten am Montageort unter Berücksichtigung der Vorschriften - Ver- und Entsorgungseinrichtungen mechatronischer Systeme - Transportmittel. Hebezeuge und Montagehilfen - Sicherheitsmaßnahmen und deren Prüfung - Prüfungen während der Montage - Form- und Lagetoleranzen - Justierarbeiten - Entsorgung und Recycling bei der Demontage

Ziele: Die Schülerinnen und Schüler stellen die Gesamtfunktion und die Teilfunktion eines Systems einschl. seiner Schutzeinrichtungen dar. Dazu entnehmen sie Informationen aus technischen Unterlagen. Sie erklären den Einfluss von Komponenten auf das Gesamtsystem und überprüfen anhand von Schnittstellenuntersuchungen deren Funktion. Die dafür erforderlichen Messverfahren werden von ihnen beherrscht und zielgerichtet angewandt. Die Schülerinnen und Schüler erläutern die Verfahren zur Inbetriebnahme von mechatronischen Systemen und legen die Vorgehensweise für die Inbetriebnahme eines Gesamtsystems fest. Sie nutzen die Möglichkeiten von Diagnosesystemen und interpretieren Funktions- und Fehlerprotokolle. Die Wirksamkeit von Schutzmaßnahmen wird von ihnen überprüft. Sie justieren Sensoren und Aktoren, überprüfen Systemparameter und stellen sie ein. Ergebnisse werden in Unterlagen dokumentiert. Sie grenzen Fehler systematisch ein beseitigen Störungen. Sie könne sich in englischer Sprache verständigen. Inhalte: - Blockschaltbilder, Wirkungs- und Funktionspläne von mechatronischen Systemen - Überprüfung und Einstellung von Sensoren und Aktoren - Systemparameter - BUS Parametrierung - Softwareanwendung - Verfahren zur Fehlersuche in elektrischen, pneumatischen und hydraulischen Systemen - Prozessdatenbezogene Störungsanalyse - Strategie der Fehlersuche, typische Fehlerursachen - Elektrische und mechanische Schutzmaßnahmen, Schutzvorschriften - Elektromagnetische Verträglichkeit - Prozessvisualisierunq, Diagnosesysteme, Ferndiagnose - Inbetriebnahmeprotokoll, Fehlerdokumentation, Instandsetzungsprotokoll - Qualitätssicherungsverfahren - Behebung von Programmfehlern - Berücksichtigung von Kundenanforderungen - Einflüsse von mechatronischen Systemen auf ökonomische, ökologische und soziale Bedin- - gungen

Ziele: Die Schülerinnen und Schüler beschreiben Einflüsse auf die Betriebssicherheit technischer Systeme und die Notwendigkeit vorbeugender Instandhaltung. Sie nutzen Wartungspläne und wenden Verfahren zur Feststellung des Wartungsbedarfs an. Sie können Sicherheitseinrichtungen prüfen, einstellen und justieren. Vorschriften des Gesundheits- und Arbeitsschutzes finden dabei Beachtung. Sie erstellen Fehleranalysen und bereiten die Ergebnisse statistisch auf. Resultate von Wartungsarbeiten werden in die Unterlagen eingearbeitet. Die Ergebnisse werden auch in englischer Sprache aufbereitet. Inhalte: - Verschmutzung, Ermüdung, Verbrauch, Verschleiß und deren Auswirkung - Systemzuverlässigkeit - Erstellung und Anpassung von Wartungsplänen - Inspektionen - Verfahren zur Überprüfung von Sicherheitseinrichtungen - Anpassung von Systemkomponenten an veränderte Anforderungen - Diagnoseverfahren und Wartungssysteme, auch prozessdatenbezogen - Qualitätsmanagement - Dokumentation - Einarbeiten von Änderungen an technische Unterlagen

Ziele: Die Schülerinnen und Schüler bereiten Informationen über mechatronische Systeme textlich und grafisch auch in digitaler Form auf und präsentieren sie. Sie planen die Einweisung von Betriebs- und Bedienungspersonal in die Anlage und führen diese durch. Sie tauschen Informationen in englischer Sprache aus. Sie berücksichtigen die Grundsätze der Gestaltung der Kundenbeziehungen und die Marketingstrategien ihres Betriebes. Inhalte: - Nutzung innerbetrieblicher Kommunikationssysteme - Teamarbeit, auch interdisziplinär - mündliche und schriftliche Kommunikation sowie aktuelle Kommunikationsmedien - Moderation, Präsentation - Kunden-/Lieferantenbeziehung - Bedienungsanleitungen, Betriebsanleitungen