Cobots verstehen:Ebenen der Zusammenarbeit und industrielle Anwendungen – Ein praktischer Leitfaden

Kollaborative Roboter oder Cobots haben die moderne Fertigung verändert, indem sie menschliche Geschicklichkeit mit Roboterpräzision kombinieren. Im Gegensatz zu herkömmlichen Industrierobotern, die isoliert arbeiten, sind Cobots so konstruiert, dass sie sicher neben Menschen arbeiten und so Flexibilität, Sicherheit und erhöhte Produktivität bei einem Spektrum von Aufgaben bieten.

Zusammenarbeitsebenen erklärt

Warum die Ebenen der Zusammenarbeit wichtig sind

Die Wahl des richtigen Cobots hängt vom Verständnis seiner Sicherheits- und Interaktionsfähigkeiten ab. Industriestandards wie ISO/IEC10218-2 definieren sieben Ebenen der Zusammenarbeit, die jeweils ein Gleichgewicht zwischen menschlichem Engagement und Roboterleistung herstellen. Unten finden Sie eine kurze Übersicht über jedes Level.

• Stufe 1 – Sicherheitsüberwachter Stopp :Roboter hält an, wenn ein Mensch den Arbeitsbereich betritt.
• Level 2 – Handführung :Bediener können die Bewegungen des Roboters physisch steuern.
• Stufe 3 – Geschwindigkeits- und Abstandsüberwachung :Der Roboter überwacht kontinuierlich die Geschwindigkeit und Distanz des Menschen und verlangsamt oder stoppt je nach Bedarf.
• Stufe 4 – Leistungs- und Kraftbegrenzung :Die Bewegungskraft ist begrenzt, um Verletzungen bei engem Kontakt zu verhindern.
• Stufe 5 – Sicherheitsbewerteter überwachter Stopp :Kombiniert Sicherheitsstopps der Stufe 1 mit zertifizierten Sicherheitsprotokollen.
• Stufe 6 – Handführung + Geschwindigkeits-/Abstandsüberwachung :Ermöglicht die manuelle Führung bei gleichzeitiger Durchsetzung von Näherungsgrenzen.
• Stufe 7 – Leistungs-/Kraftbegrenzung + Geschwindigkeits-/Abstandsüberwachung :Höchste Sicherheitsstufe für die direkte, kraftvolle Mensch-Roboter-Kollaboration.

Stufe 1 – Sicherheitsüberwachter Stopp

Auf dieser Einstiegsebene verfügen Cobots über Näherungssensoren, die die Anwesenheit eines Menschen erkennen und jede Bewegung sofort stoppen. Es ist ideal für Umgebungen, in denen Roboter isolierte Aufgaben ausführen und menschliche Interaktion selten ist.

Level 2 – Handführung

Roboter, die mit taktilen Sensoren ausgestattet sind, ermöglichen es dem Bediener, sie manuell zu steuern, wodurch sich diese Ebene für heikle Montage- oder Werkzeugpositionierungsaufgaben eignet.

Stufe 3 – Geschwindigkeits- und Abstandsüberwachung

Durch die kontinuierliche Verfolgung der Geschwindigkeit und des Abstands von Arbeitern in der Nähe passt der Roboter seine Geschwindigkeit automatisch an oder stoppt, um einen sicheren Abstand aufrechtzuerhalten. Diese Stufe wird häufig an Montagelinien verwendet, an denen Menschen und Roboter Seite an Seite arbeiten.

Stufe 4 – Leistungs- und Kraftbegrenzung

Fortschrittliche Kraftbegrenzungsmechanismen verhindern, dass der Roboter ein schädliches Drehmoment ausübt, und ermöglichen so eine sichere physische Interaktion selbst beim Heben schwerer Lasten oder bei der Maschinenpflege.

Stufe 5 – Sicherheitsbewerteter überwachter Stopp

Über Stufe 1 hinaus umfasst diese Stufe zertifizierte Sicherheitskomponenten, die eine sichere Abschaltsequenz gewährleisten und so für mehr Sicherheit in Hochrisikoumgebungen sorgen.

Stufe 6 – Handführung + Geschwindigkeits-/Abstandsüberwachung

Diese Hybridstufe vereint manuelle Führung mit Echtzeit-Näherungsüberwachung und bietet Präzision und Sicherheit für komplexe Montage- oder Umrüstvorgänge.

Stufe 7 – Leistungs-/Kraftbegrenzung + Geschwindigkeits-/Abstandsüberwachung

Durch die Kombination aller Sicherheitsfunktionen eignet sich Level 7 für die anspruchsvollsten kollaborativen Aufgaben wie gleichzeitiges Schweißen und Montieren.

Industrieszenarien mit Einsatz von Cobots

Fließbandautomatisierung

Cobots beschleunigen die Produktion, indem sie sich wiederholende Bewegungen ausführen – Pick-and-Place, Anziehen von Schrauben oder Qualitätsprüfungen – und gleichzeitig den menschlichen Mitarbeitern mehr Zeit für die Überwachung und Entscheidungsfindung geben.

Materialtransport und Logistik

Roboter können Paletten heben, sortieren und transportieren, wodurch Verletzungen durch manuelle Arbeit reduziert und der Lagerdurchsatz optimiert werden.

Qualitätskontrolle und Inspektion

Mit Lasersensoren und Bildverarbeitungssystemen führen Cobots Maßprüfungen, Fehlererkennung und visuelle Inspektionen mit einer Präzision und Wiederholbarkeit durch, die die menschlichen Fähigkeiten übertreffen.

Schweißen und Fertigung

Roboterschweißen bietet eine gleichbleibende Wärmeeinbringung und Verbindungsqualität. Sicherheitsfunktionen ermöglichen es Cobots, mit erfahrenen Schweißern zusammenzuarbeiten, was sowohl Geschwindigkeit als auch Sicherheit erhöht.

Verpacken und Palettieren

Roboter passen sich an unterschiedliche Produktformen und Verpackungsanforderungen an, automatisieren das Stapeln, Etikettieren und Palettenladen und sorgen gleichzeitig für einen hohen Durchsatz.

Maschinenwartung

Roboter laden/entladen Teile, wechseln Werkzeuge und überwachen Prozessparameter, wodurch Ausfallzeiten reduziert und die Werkzeuglebensdauer verbessert werden.

Auswahl der richtigen Cobots für Ihr Unternehmen

Eine erfolgreiche Integration beginnt mit einer klaren Bewertung Ihrer Produktionsziele, Sicherheitsanforderungen und Fähigkeiten Ihrer Belegschaft. Passen Sie den Grad der Zusammenarbeit an die Komplexität der Aufgabe an und wählen Sie eine Cobot-Plattform, die Skalierbarkeit, intuitive Programmierung und robusten Support bietet. Durch die Ausrichtung der Technologie auf die Geschäftsziele können Unternehmen eine schnellere Bereitstellung, niedrigere Betriebskosten und eine höhere Mitarbeiterzufriedenheit erreichen.

Sind Sie bereit herauszufinden, wie Cobots Ihre Fertigungshalle verändern können? Kontaktieren Sie uns noch heute für eine persönliche Beratung.