Cobots: Flexibilität und Effizienz im Gleichgewicht – Vorteile, Nachteile & Unterschiede

Warum lesen: Kollaborative Roboter können günstiger und flexibler sein als klassische Industrieroboter, sind aber meist nicht so schnell und präzise. Dieser Artikel stellt Vor- und Nachteile von „Cobots“ vor und hebt Unterschiede zu traditionellen Sechsachser-Robotern hervor.

Vorteile

Cobots sind flexibel, einfach zu installieren und zu verlegen

Ihre kompakte Größe erleichtert Montage, Demontage und Versetzung, das Verschieben im Werk ohne Layoutänderung. Bei der Programmierung macht kinesthetisches Führen (Handführung) Roboterprogrammierung für jedermann zugänglich, nicht nur Ingenieure. Durch Drücken einer Taste am Teach-Pendant (Robotersteuerung) lässt Handführung den Nutzer den Arm frei im Raum bewegen und so die Aufgabe selbst demonstrieren. Der demonstrierte Pfad wird aufgezeichnet und ist am Teach-Pendant für weitere Programmierung abrufbar, was meist intuitiv ist. Ein solcher Vorgang kann bis zu einer Stunde dauern.

Die schnelle Umrüstzeit macht Cobots besonders interessant für KMU (kleine und mittlere Unternehmen) mit vielen verschiedenen Produkten bei geringer Losgröße.

Cobots sind sicherer als Industrieroboter

Ein großer Vorteil gegenüber Sechsachsern: Sie benötigen keine dedizierte Arbeitszelle, also keine Zäune oder Lichtvorhänge (je nach Anwendung nicht immer). Denn die Roboter-Gelenke sind kraftbegrenzt. Jedes Gelenk besitzt einen Kraftsensor, der bei Kollision sofort reagiert und den Roboter stoppt. Zusätzlich können externe Sensoren (z. B. Laserscanner) den Roboter verlangsamen oder stoppen, wenn sich eine Person nähert.

Cobots sind kosteneffizient

Kollaborative Roboter können günstiger sein als Industrieroboter (vor allem wegen Größenunterschied), aber es geht nicht nur um Roboterpreis, sondern die Gesamtinvestition. Berücksichtigt man alle Nebenaspekte, wird der Kostenunterschied noch größer. Beispiel: Wegfall der Arbeitszelle (Hardware, Personal, Zeit) ist kosteneffizient. Zudem brauchen Mitarbeiter keine Schulung, und kein Roboterexperte muss anwesend sein (optional, im Gegensatz zu Industrierobotern). ROI (Return on Investment) bei Cobots oft unter einem Jahr, bei Sechsachsern bis zu 18 Monaten.

Cobots können zweiarmig sein – und Aufgaben noch schneller ausführen

Einige Hersteller haben Cobots einen zweiten Arm hinzugefügt – bei traditionellen Industrierobotern nicht verfügbar. Zwei Arme sind bei feinen Aufgaben nützlich: Montage kleiner Teile (z. B. Elektronik) oder Schrauben, was Geschwindigkeit und Flexibilität erhöht. Paralleles Bin Picking ist eine weitere Anwendung. Bin Picking (Greifen zufällig orientierter Kleinteile aus Behälter) lässt sich mit zwei Armen schneller ausführen. Grund, warum zweiarmige Cobots noch nicht so verbreitet sind: die Komplexität der Koordination beider Arme im Tandembetrieb.

Nachteile

Cobots eignen sich nicht für hohe Lasten

Flexibilität hat ihren Preis. Cobots handhaben typischerweise 3 bis 10 kg, manche Modelle bis 35 kg. Demgegenüber schaffen Sechsachser bis zu 2 Tonnen (anwendungsabhängig). Sicher ist: Cobots sind nicht für Schwerlastanwendungen gedacht.

Cobot-Geschwindigkeit ist begrenzt

Da Sicherheit Hauptfokus ist, lässt sich diese nicht mit Hochgeschwindigkeit kombinieren, besonders bei zusätzlichen Sicherheitsmaßnahmen. Typische Cobot-Geschwindigkeit: 250 mm/s, viermal langsamer als klassischer Industrieroboter. Bei Interaktion mit Menschen wird die Geschwindigkeit weiter reduziert – zu Lasten der Zykluszeit. Anwendungen mit hohem Tempo sind für Cobots meist nicht empfohlen.

Cobots sind möglicherweise nicht so effizient wie Sechsachser

Programmierung per Handführung ist bequem, entspricht aber menschlichen Bewegungen (demonstriert vom Mitarbeiter), die nicht immer optimal sind. Bei sehr präzisen, feinen Aufgaben können Menschen den Cobot möglicherweise nicht optimal anleiten. Industrieroboter generieren Trajektorien intern durch Programmierung – schnellere, glattere, optimierte Pfade.

Cobots sind nicht vollständig autonom

Mensch-Roboter-Synergie hat Nachteile. Zwar kann ein Cobot theoretisch 24/7 arbeiten, aber sein Bedarf an menschlicher Unterstützung oder Aufsicht bleibt, wenn nachts alle das Werk verlassen. Industrieroboter können dagegen ohne menschliche Mitarbeiter vollständig autonom arbeiten.

Sicherheitsabnahme von Cobots kann problematisch sein

Die Sicherheitsabnahme eines Cobots kann schwierig sein, nicht nur wegen der Vielzahl an Sicherheitsvorschriften, sondern auch, weil Versetzung und Änderungen an Aufgaben und/oder Werkzeugwechsel eine neue Sicherheitszertifizierung erfordern können. Dies muss von einer notifizierten Stelle als Dokumentation der CE-Kennzeichnung erfolgen. Beispiel: Wird ein neuer Greifer mit spitzen Kanten montiert, gilt die ursprüngliche Funktion als geändert. Erneute Sicherheitsabnahme kostet Zeit und Geld.

Fazit

Cobots sollten von Mitarbeitern nicht gefürchtet werden. Sie ersetzen sie nicht, sondern arbeiten mit ihnen. Zudem sind sie für viele KMU (mittelständische Unternehmen) eine ideale Lösung wegen niedriger Kosten. Jede neue Technologie hat aber Grenzen, die vor einer solchen Investition sorgfältig geprüft werden müssen.