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Robotik

Cobot einsetzen: Wann sich ein kollaborativer Roboter rechnet und wann nicht

3 Min LesezeitRedaktion Dögel GmbHReihe: Das ABC der Digitalisierung

Ein Cobot einzusetzen lohnt sich dort, wo Mensch und Maschine dieselbe Fläche brauchen, und nur dann. Was ein Cobot ist, steht im Glossar unter Cobot. Dieser Beitrag behandelt die Entscheidung davor, also darum, welche Arbeitsplätze passen, welche Norm gilt und warum viele Cobot-Projekte am Ende doch einen Zaun bekommen.

Die Abgrenzung von Cobot, Industrieroboter und Humanoid

Industrieroboter sind schnell, präzise und stark und arbeiten hinter einer trennenden Schutzeinrichtung. Sie sind erste Wahl bei hoher Stückzahl und gleichbleibendem Teil. Cobots sind für den Betrieb ohne Zaun konstruiert, mit geringerer Geschwindigkeit, begrenzten Kräften und einer Sensorik zur Kollisionserkennung. Ihr Vorteil ist die gemeinsame Fläche, nicht die Leistung. Humanoide Roboter übernehmen ortsveränderliche Aufgaben und bewegen sich selbst durch die Umgebung. Sie konkurrieren weniger mit dem Cobot als mit dem Weg zwischen zwei Arbeitsplätzen.

Die vier Kollaborationsarten nach ISO 10218

Die Norm kennt vier Betriebsarten für die Zusammenarbeit. Welche zutrifft, entscheidet über den gesamten Sicherheitsaufbau:

  • Sicherheitsbewerteter überwachter Stillstand. Der Roboter hält an, solange sich ein Mensch im Arbeitsraum befindet.

  • Handführung. Der Mensch führt den Roboter aktiv, etwa beim Einlernen oder Positionieren schwerer Teile.

  • Geschwindigkeits- und Abstandsüberwachung. Der Roboter drosselt, je näher der Mensch kommt, und stoppt beim Unterschreiten eines Mindestabstands.

  • Leistungs- und Kraftbegrenzung. Der Roboter darf berühren, weil Kraft und Druck unterhalb festgelegter biomechanischer Grenzwerte bleiben.

Nur die letzte Betriebsart ist das, was landläufig unter „Cobot“ verstanden wird. Die anderen drei brauchen Sensorik, Scanner oder Ablauflogik und damit Investitionen, die in keinem Cobot-Angebot stehen. Für die Planung ist außerdem wichtig, dass ISO 10218-1 und -2 2025 überarbeitet wurden und die Inhalte der früheren ISO/TS 15066 zur Kollaboration in die Normenreihe integriert haben. Teil 1 unterscheidet nun zwei Roboterklassen mit unterschiedlichen Anforderungen, Teil 2 ordnet einzelnen Sicherheitsfunktionen jeweils einen Standard-Performance-Level zu. Wer abweicht, dokumentiert deutlich mehr.

Warum ein Cobot nicht automatisch sicher ist und Projekte am Zaun enden

Das ist der häufigste Irrtum im Beschaffungsgespräch. Ein Cobot ist eine unvollständige Maschine. Sicher oder unsicher wird erst die Anwendung, mit Werkzeug, Werkstück, Umgebung und Taktzeit. Daraus folgt, dass jeder Arbeitsplatz eine eigene Risikobeurteilung braucht und die Einhaltung der Kraft- und Druckgrenzwerte gemessen wird, nicht angenommen. Ein scharfkantiges Werkstück oder ein spitzer Greifer kann eine an sich zulässige Bewegung unzulässig machen.

Der Verlauf im Mittelstand ähnelt sich. Ein Cobot wird wegen seiner Flexibilität gekauft. Dann ergibt die Risikobeurteilung, dass Taktzeit und Werkzeug einen Schutzzaun oder einen Laserscanner verlangen. Übrig bleibt ein langsamer Roboter hinter einem Zaun und damit das Schlechteste aus beiden Welten. Die Risikobeurteilung gehört deshalb vor die Bestellung. Wer sie vorzieht, entscheidet sich in der Hälfte der Fälle bewusst für einen klassischen Industrieroboter und ist damit schneller und günstiger unterwegs.

Wo Cobots im DOpE-Modell stehen

In der Digitalisierungspyramide der Dögel GmbH gehört ein Cobot zur Stufe 2, dem vernetzten Betrieb. Darunter liegt die digitale Grundlage, darüber die datenbasierte Steuerung. Die Reihenfolge richtet sich nach Tragfähigkeit und nicht nach Wichtigkeit. Ein Cobot an einem Arbeitsplatz, dessen Ablauf nirgends dokumentiert ist, automatisiert eine Vermutung. Mehr dazu im Beitrag Was ist Digital Operational Excellence?

Die ersten drei Schritte zum Cobot-Einsatz

1. Arbeitsplatz beschreiben. Welche Bewegung, welches Werkzeug, welches Werkstück, welche Taktzeit? Ohne diese vier Angaben ist keine Aussage möglich.

2. Kollaborationsart festlegen. Braucht der Arbeitsplatz wirklich die gemeinsame Fläche, oder genügt ein überwachter Stillstand?

3. Risikobeurteilung terminieren. Vor dem Angebotsvergleich, nicht danach.

Das lässt sich ohne externe Hilfe erledigen. Wer es strukturiert will, bekommt es als ROBY READY DOpE-Analyse, also eine Bewertung, welche Prozesse robotikfähig sind, welche organisatorischen Voraussetzungen fehlen und wann eine Skalierung realistisch ist.

Sprechen Sie uns an. Wir sagen Ihnen auch, wenn ein klassischer Industrieroboter für Ihren Fall die bessere Wahl ist.

Redaktion Dögel GmbH

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