EinführungIn letzter Zeit wurde viel über kollaborative Roboter, oder Cobots, gesprochen. Das meiste davon war gut, oft wurde poetisch darüber gesprochen, wie sie die Welt der Robotik und der industriellen Automation verändern werden. Andere haben sich etwas negativer geäußert und behauptet, dass sie stark überteuert sind und sogar von älteren, traditionellen Industrierobotern leicht übertroffen werden können.

Beides ist bis zu einem gewissen Grad wahr.

Tatsache ist jedoch, dass Cobots einer der am schnellsten wachsenden Zweige der Robotik sind und die meisten, wenn nicht sogar alle traditionellen Hersteller, von KUKA über Fanuc bis hin zu ABB, mit der Herstellung ihrer eigenen Cobots begonnen haben. Wenn diese traditionellen Robotik-Schwergewichte in die Cobot-Sphäre einsteigen, haben sie eindeutig erkannt, dass es ein großes Potenzial in der kollaborativen Robotik als Segment der Industrierobotik und im weiteren Sinne als Technologie gibt.

Also, was haben diese Hersteller erkannt? Und warum entscheiden sich viele Unternehmen für die zugegebenermaßen teureren Cobots gegenüber traditionellen Robotern?

Inhaltsverzeichnis

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Warum Cobots?

Das ist die Frage, die wir versuchen werden zu beantworten. Und zwar aus der Perspektive des Endanwenders oder Fabrikbesitzers/Managers, der darüber nachdenkt, Cobots in seiner Fabrik zum Einsatz zu bringen.

Was ist ein Cobot?

Zunächst einmal, was genau ist ein Cobot? Ein Cobot, oder kollaborativer Roboter, ist ein Roboter, der eine Reihe von Sicherheitsmerkmalen und Eigenschaften besitzt, die es ihm ermöglichen, nicht nur in der Nähe von Menschen zu arbeiten, sondern oft auch in Zusammenarbeit mit ihnen. Daher auch der Name “Cobot”.
Was macht einen Cobot aus?

Was sind diese Merkmale, die einen Cobot von der Masse der traditionellen Nicht-Cobot-Roboter unterscheiden? Diese Merkmale sind vor allem Drehmomentsensoren, Geschwindigkeitsbegrenzungen und eine fortschrittlichere Software.

Drehmomentsensoren in den verschiedenen Gelenken des Cobots sind vielleicht das wichtigste Unterscheidungsmerkmal. Diese Drehmomentsensoren erlauben es dem Cobot, das auf die Gelenke ausgeübte Drehmoment während der Bewegung ständig zu überprüfen. Wenn das Drehmoment in einem oder mehreren Gelenken höher ist als es logischerweise sein sollte, erkennt der Computer dies. Der Cobot versteht, dass er wahrscheinlich gegen etwas stößt oder anrempelt und dies zu dem höheren Drehmoment an der Gliedmaße geführt hat.

Sobald dies erkannt wird, stoppt der Roboter in seinen Bahnen. Idealerweise geschieht dies schnell genug, dass der Kontakt keinen Schaden verursacht hat. Hier kommt die Geschwindigkeitsbegrenzung ins Spiel.
Da die Sensoren das Drehmoment erst nach dem ersten Kontakt erkennen, verlangen die Vorschriften, dass Cobots sich nicht zu schnell bewegen. Andernfalls könnte es zu Schäden am Roboter oder an einer Person oder einem Gegenstand im Weg kommen, bevor der Roboter merkt, dass er anhalten muss.

In der Regel bewegen sich Cobots bei ihrer höchsten kollaborativen Geschwindigkeit etwa 1 Meter pro Sekunde. Bei dieser Geschwindigkeit kann der Roboter zuverlässig Kollisionen erkennen und stoppen (manche ziehen sich dann sogar automatisch zurück). Einige neuere Cobots verfügen über Sensoren, die Objekte im Weg schon vor dem Kontakt erkennen, aber die Grundlage der kollaborativen Robotik ist immer noch die Drehmomenterkennung.

Da sie in der Nähe von Menschen arbeiten, sind Cobots im Vergleich zu traditionellen Robotern einfacher zu programmieren, einzusetzen und wieder einzusetzen.

Wann würdest du einen Cobot einsetzen wollen?

Das bringt uns zu der nächsten Frage: Wann würdest du einen Cobot einsetzen wollen?
Die kollaborativen und sicherheitstechnischen Aspekte erlauben es Cobots, in der Nähe von Menschen zu arbeiten oder sogar mit ihnen zusammenzuarbeiten, was in vielen Fällen ein Vorteil ist, aber am häufigsten in den folgenden drei.
Wenn der Cobot in Verbindung mit einer Person arbeiten muss
Erstens, wenn der Prozess nicht zu 100% automatisiert werden kann und immer noch die teilweise Beteiligung eines menschlichen Arbeiters erfordert.
Das war die ursprüngliche Daseinsberechtigung von Cobots. Es gibt einfach viele Prozesse, die nicht vollständig automatisiert werden können (aufgrund des Materials, mit dem gearbeitet wird, der Unvorhersehbarkeit, usw.). In diesem Fall wird der Roboter nicht eingeführt, um den aktuellen Arbeiter vollständig zu ersetzen, sondern um seine Leistung zu erhöhen, indem ein Teil des Prozesses automatisiert wird.
Viele tolle Beispiele für solche Anwendungsfälle findest du auf unserer Unchained.TV Plattform.

Wenn der Platz begrenzt ist

Ein weiterer häufiger Fall, in dem Cobots eingesetzt werden, ist, wenn der Platz knapp ist. Wenn es einfach unpraktisch ist, die Fläche für die Roboterzelle abzugrenzen, ermöglichen Cobots die Automatisierung trotzdem.

Es gibt viele Fabriken mit Prozessen und Aufgaben, die theoretisch leicht automatisiert werden könnten. Das Problem ist jedoch, dass eine traditionelle Roboterzelle sehr viel Platz benötigt und in der Regel eingezäunt werden muss. Diese Art von Flächenopfer wird selten gerne erbracht und ist oft einfach unmöglich.

An dieser Stelle kommen Cobots ins Spiel. Da sie so konzipiert sind, dass sie um den Menschen herum arbeiten, benötigen Automatisierungslösungen, die auf dieser Technologie basieren, normalerweise viel weniger Platz. Ohne die Notwendigkeit, den Arbeitsbereich abzugrenzen, sind die Cobots einfacher zu installieren und platzsparender.

In diesen Fällen braucht der Cobot seine kollaborativen Funktionen nicht so sehr, um mit Menschen zu arbeiten, sondern um einfach sicher um sie herum zu arbeiten.
Daher werden Cobots oft in Situationen eingesetzt, in denen der Platzbedarf sehr hoch ist. Oft läuft die Wahl darauf hinaus, entweder einen Cobot zu verwenden oder gar nicht zu automatisieren!

Wenn intuitive und einfache Programmierung gefragt ist

Schließlich werden Cobots oft eingesetzt, wenn sich die Aufgabe bzw. der Einsatzort regelmäßig ändern kann.

Cobots sind im Gegensatz zu den meisten traditionellen Industrierobotern so konzipiert, dass sie so einfach wie möglich zu bedienen sind und eine einfache Schnittstelle für die (oft grafisch basierte) Programmierung bieten. Das macht es viel einfacher, den Roboter nicht nur anfänglich zu programmieren, sondern auch Änderungen vorzunehmen oder sogar den gesamten Roboter neu zu positionieren. Das kann so einfach sein, wie ihn für die Handhabung eines neuen Produkts zu programmieren oder so extrem, wie ihn an eine neue Station zu bringen und eine komplett neue Aufgabe zu programmieren.

Dies ist besonders wichtig für Umgebungen mit hohem Mischungsgrad und geringem Volumen. Diese waren für Anbieter von Automatisierungslösungen oft eine harte Nuss, da die Anpassung des Roboters einfach zu schwierig war. Mit Cobots setzen diese Unternehmen aus all den oben genannten Gründen zunehmend Automatisierungslösungen für Prozesse ein, die bisher nur zu hohen Kosten (sowohl für den Geldbeutel als auch für die Gesamtagilität) automatisierbar waren.

Dies sind nur einige der Fälle, in denen man den Einsatz eines Cobots in Betracht ziehen könnte. In der Tat sind Cobots oft die einzige Möglichkeit, zu automatisieren!

Wann würdest du einen Cobot nicht nutzen wollen?

Aber nur weil Cobots für bestimmte Anwendungen großartig sind (und viele neue Anwendungsfälle möglich machen, die vorher nicht automatisierbar waren), bedeutet das nicht, dass sie für alle Automatisierungsaufgaben geeignet sind.

Während sie viele Vorteile bieten, haben sie auch ihre Nachteile. Sie sind teurer, langsamer und weniger genau als traditionelle Industrieroboter. Hier sind also einige Fälle, in denen du den Einsatz eines Roboters überdenken solltest:

Der Prozess erfordert eine außergewöhnlich hohe Präzision 

Einer der Nachteile der Arbeitsweise von Cobots ist, dass ihre Genauigkeit geringer ist als die von traditionellen Robotern. Das heißt aber nicht, dass sie ungenau sind! Die meisten Cobots sind bis auf 0,01-0,05 mm genau. Aber wenn du eine noch extremere Genauigkeit benötigst, dann wird die Mehrheit der Cobots, wie sie heute existieren, deine Anforderungen wahrscheinlich nicht erfüllen.

Der Prozess erfordert eine sehr hohe Geschwindigkeit 

Es führt kein Weg daran vorbei, Cobots sind generell viel langsamer als ihre industriellen Gegenstücke. Das ist schließlich Teil des Designs, und ihre Geschwindigkeit ist oft durch Arbeitsplatzvorschriften begrenzt. Daher sind Cobots vielleicht nicht die beste Option, wenn eine sehr hohe Geschwindigkeit erforderlich ist.

Wenn jedoch nur gelegentlich Hochgeschwindigkeitsoperationen durchgeführt werden müssen, gibt es Cobots, die mit einer Geschwindigkeit von bis zu 4 Metern pro Sekunde arbeiten können – allerdings nicht im kollaborativen Modus.

Der Platz ist nicht so wichtig 

Wenn der Platz nicht besonders knapp ist und du genügend Platz für eine eingezäunte Roboterzelle hast, dann solltest du die Wahl eines Cobots vielleicht noch einmal überdenken. Wenn du die kollaborative Funktionalität nicht brauchst, dann könnte ein Industrieroboter die logischere Lösung sein.

Fazit

Cobots füllen eine spezifische, aber schnell wachsende Nische in der Industrieroboterindustrie. Sie eignen sich besonders für bestimmte Aufgaben und Umgebungen, während sie für andere nicht besonders gut geeignet sind.

Also, warum ein Cobot? Nun, für Prozesse, die Platzersparnis, Arbeit mit Menschen, Arbeit um Menschen herum, häufiges Umstellen oder Neuprogrammieren, etc. erfordern, machen Cobots die Automatisierung möglich. Wenn einer dieser Punkte in einem potentiellen Automatisierungsprojekt, das du in Betracht ziehst, eine Rolle spielt, dann ist ein Cobot wahrscheinlich genau das Richtige für dich.

Die Entscheidung über den Cobot, den du brauchst, ist der nächste große Schritt, und dafür kannst du den Unchained Marketplace besuchen, wo du Dutzende von Cobots von 9+ Herstellern durchsuchen und vergleichen kannst. Dazu kommen Greifer, Kameras, Starterkits und mehr. Natürlich werden alle Preise bei den Produkten angezeigt.

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