Vor- und Nachteile von Cobots – Flexibilität vs. Effizienz

Warum das lesen: Kollaborative Roboter können billiger und flexibler sein als herkömmliche Industrieroboter, sind aber in der Regel nicht so schnell und präzise. Dieser Artikel stellt die Vor- und Nachteile der sogenannten "Cobots" vor und zeigt einige Unterschiede zu herkömmlichen Sechs-Achs-Robotern auf.

Vorteile
 

Cobots sind flexibel, einfach zu installieren und zu verlegen

Ihre geringe Größe macht es einfach, sie zu montieren, zu demontieren und zu verlagern, sie durch die Fabrik zu transportieren, ohne das Layout der Produktion zu ändern. Was die Programmierung angeht, macht die kinästhetische Führung (Handführung) die Roboterprogrammierung für jeden zugänglich, nicht nur für Ingenieure. Durch die Handführung kann der Benutzer den Arm frei im Raum bewegen und sich so die Aufgabe selbst zuordnen. Der demonstrierte Pfad wird dann aufgezeichnet und kann über das Handprogrammiergerät für die weitere Programmierung, die normalerweise intuitiv ist, aufgerufen werden. Ein solcher Vorgang kann bis zu einer Stunde dauern.

Die schnelle Umrüstzeit macht kollaborative Roboter besonders für KMUs (kleine mittelständische Unternehmen) interessant, die viele unterschiedliche Produkte in geringer Stückzahl produzieren lassen.

Cobots sind sicherer als Industrieroboter

Ein großer Vorteil eines Cobots gegenüber einem Sechs-Achs-Roboter besteht darin, dass er keine eigene Arbeitszelle benötigt, also keine Zäune oder Lichtvorhänge (je nach Anwendung ist dies nicht immer der Fall). Das liegt daran, dass die Gelenke des Roboters kraftbegrenzt sind. Dies bedeutet, dass jedes Gelenk mit einem Kraftsensor ausgestattet ist, der im Falle einer Kollision eine schnelle Reaktion ermöglicht und den Roboter stoppt. Darüber hinaus können externe Sensoren wie Lasersensoren hinzugefügt werden, um den Roboter zu verlangsamen oder zu stoppen, wenn sich eine Person dem Roboter nähert.

Cobots sind kostengünstig

Kollaborative Roboter können billiger sein als ein Industrieroboter (hauptsächlich wegen ihres Größenunterschieds), obwohl es nicht nur um die Kosten der Roboter, sondern um die Investition insgesamt geht. Berücksichtigt man alle Nebenfaktoren, wird der Kostenunterschied noch größer. Wie oben erwähnt, ist beispielsweise das Fehlen einer Arbeitszelle, was immer dies impliziert (Hardware, menschliche Arbeit und Zeit) kosteneffektiv. Darüber hinaus müssen die Mitarbeiter weder geschult werden noch muss ein Robotik-Experte zur Überwachung oder Wartung anwesend sein. Im Gegensatz zu Industrierobotern ist es optional. Der ROI (Return of Investment) dauert bei Cobots weniger als ein Jahr, während es bei sechsachsigen Robotern bis zu 18 Monate dauern kann.

Cobots können zweiarmig sein – und erledigen Aufgaben noch schneller

Ein Feature, das einige Unternehmen Cobots hinzugefügt haben, ist ein zweiter Arm, der bei herkömmlichen Industrierobotern nicht verfügbar ist. Die Idee ist, dass sich zwei Arme bei heiklen Aufgaben wie der Montage von Kleinteilen (z. Parallel Bin Picking könnte eine weitere Anwendung sein. Bin Picking, das Aufnehmen von Kleinteilen in zufälligen Posen aus einem Behälter, lässt sich mit zwei Roboterarmen schneller durchführen. Ein Grund, warum zweiarmige Cobots noch nicht so beliebt sind, ist die Komplexität der Koordination der beiden Arme, um gemeinsam zu arbeiten.

Nachteile
 

Cobots sind keine gute Wahl, wenn es um höhere Lasten geht

Flexibilität hat ihren Preis. Cobots handhaben normalerweise kleine Nutzlasten von 3 bis 10 kg, obwohl einige Modelle bis zu 35 kg tragen können. Im Gegenteil, manche Sechs-Achs-Roboter haben eine Handhabungskapazität von bis zu 2 Tonnen, aber das hängt auch von der Anwendung ab. Eines ist sicher:Cobots sind nicht für Heavy-Duty-Anwendungen gedacht.

Cobot-Geschwindigkeit ist begrenzt

Da die Sicherheit bei einem Cobot im Vordergrund steht, kann sie nicht mit hoher Geschwindigkeit kombiniert werden, insbesondere wenn zusätzliche Sicherheitsmaßnahmen ergriffen werden, wie oben erwähnt. Die Geschwindigkeit eines typischen Cobots beträgt 250 mm pro Sekunde, viermal weniger als die eines herkömmlichen Industrieroboters. Wenn Benutzer mit dem Cobot interagieren, wird seine Geschwindigkeit reduziert, um die Sicherheit zu gewährleisten – auf Kosten der Zykluszeit. Daher werden Anwendungen, die eine hohe Geschwindigkeit erfordern, normalerweise nicht für Cobots empfohlen.

Cobots sind möglicherweise nicht so effizient wie sechsachsige Roboter

Die Programmierung mit Handführung kann bequem sein, aber auch auf menschliche Bewegungen übertragen (durch den Mitarbeiter demonstriert), was in einigen Fällen möglicherweise nicht die optimale Lösung ist. Wenn die Aufgabe beispielsweise sehr präzise und feinfühlige Bewegungen erfordert, können menschliche Benutzer den Cobot möglicherweise nicht richtig anweisen. Auf der anderen Seite erstellen Industrieroboter die Trajektorien intern durch Programmierung und erzeugen dadurch schnellere und glattere, optimiertere Bahnen.

Cobots sind nicht völlig unabhängig

Eine Roboter-Mensch-Synergie hat ihre Nachteile. Auch wenn ein Cobot (zumindest im Prinzip) rund um die Uhr arbeiten kann, ist sein Bedarf an menschlicher Hilfe oder Aufsicht immer noch da, wenn alle nachts die Fabrik verlassen. Im Gegensatz dazu können Industrieroboter ohne menschliche Mitarbeiter mit voller Kapazität arbeiten.

Sicherheitszulassung von Cobots kann mühsam sein

Die Sicherheitszulassung eines Cobots kann mühsam sein, nicht nur, weil es verschiedenste Sicherheitsvorschriften gibt, sondern auch, weil der Umzug und Änderungen der Aufgaben des Cobots und/oder Werkzeugwechsel eine neue Sicherheitszertifizierung erforderlich machen können . Dies muss von einer benannten Stelle als Nachweis der CE-Kennzeichnung erfolgen. Hat der Cobot beispielsweise einen neuen Greifer mit spitzen Kanten verbaut, gilt dessen ursprüngliche Funktion als verändert. Daher muss eine erneute Sicherheitszulassung eingeholt werden, was Zeit und Geld kostet.

Schlussfolgerung

Cobots sollten von Mitarbeitern nicht gefürchtet werden. Sie sind nicht dazu da, sie zu ersetzen, sondern mit ihnen zusammenzuarbeiten. Darüber hinaus sind sie aufgrund ihrer geringen Kosten eine perfekte Lösung für viele KMU (mittelständische Unternehmen). Jede neue Technologie hat jedoch ihre Grenzen und diese sollten sorgfältig geprüft werden, bevor eine solche Investition getätigt wird.