Kollaborative Roboter vs. Industrieroboter: Wichtige Unterschiede erklärt

Cobots vs. Industrieroboter: Was ist der Unterschied?

Mit dem fortschreitenden technologischen Fortschritt spielt die Robotik eine immer wichtigere Rolle in industriellen Abläufen. Unternehmen nutzen heute viele verschiedene Robotiklösungen. Eine wichtige Unterscheidung ist der Unterschied zwischen klassischen Robotern und Cobots. Wie unterscheiden sich Roboter und Cobots? Während typische Industrieroboter autonom arbeiten und eine Aufgabe vollständig übernehmen, sind Cobots kollaborative Roboter. Sie arbeiten mit Menschen zusammen, nicht an deren Stelle. Cobots schaffen eine hybride Arbeitsumgebung, die Effizienz und Sicherheit in einer Vielzahl von Branchen und Aufgaben verbessert.

Einige Vorteile der Zusammenarbeit mit Robotern sind:

• Unterstützung: Traditionelle Roboter führen Aufgaben ohne menschliche Interaktion oder Überwachung aus, aber manche Aufgaben sind für Roboter allein zu komplex. Hier unterscheiden sich Cobots von Industrierobotern. Cobots unterstützen menschliche Arbeiter, beschleunigen Prozesse oder übernehmen monotone, repetitive Arbeiten, während die komplexeren Aufgaben den Menschen überlassen bleiben.
• Nahtlose Integration: Cobots nutzen verschiedene Technologien, um mit Menschen zusammenzuarbeiten. Mit Umgebungs-Sensorik, mobiler Programmierung und sicherheitsorientiertem Design können diese Cobots in unmittelbarer Nähe von Arbeitern eingesetzt werden und deren Effizienz steigern. Da Cobots für den direkten Kontakt mit Menschen konzipiert sind, steht Sicherheit im Mittelpunkt ihrer Entwicklung.
• Anpassungsfähigkeit: Der Cobot ist in der Regel einfach zu programmieren und erfordert keine fortgeschrittenen Programmierkenntnisse. Er ist vielseitig, lässt sich leicht an verschiedene Bereiche eines Arbeitsplatzes anpassen und lernt seine neue Umgebung kennen.

Cobots bieten einzigartige Vorteile und sind branchenübergreifend einsetzbar. Sie gewinnen an Beliebtheit und können Unternehmen dabei helfen, ihre Effizienz auf vielfältige Weise zu steigern.

Robotik in der Fertigung

Von den Automaten des antiken Griechenlands bis zum Aufkommen der numerischen Steuerung und integrierter Schaltkreise hat die Robotik einen langen Weg zurückgelegt. Auch die Idee der Automatisierung in der Fertigung hat sich stark gewandelt. Henry Ford ist eine Schlüsselfigur in der Geschichte der Automatisierung. Ford-Fahrzeuge gehörten zu den ersten Massenprodukten, die ein Fließband nutzten. Dieses Konzept veränderte die Arbeitsweise sowohl für qualifizierte als auch für ungelernte Arbeiter grundlegend. In einer schwedischen Uhrenwerkstatt entwickelte Christoffer Polhelm eine Maschine zum Schneiden von Zahnrädern mit Hilfe von Wasserkraft. Diese Männer und weitere Pioniere des Industriezeitalters trugen dazu bei, Automatisierung in die Fertigung zu bringen, die Effizienz zu steigern und die Landschaft der Massenproduktion zu verändern.

In den 1880er Jahren entwickelte Herman Hollerith eine weitere einflussreiche Technologie für die Robotik: die elektrische Tabelliermaschine, ein Lochkartensystem, das Löcher und „Nicht-Löcher“ auf einer Karte auswertete. Die US-Volkszählung übernahm dieses Verfahren bereits 1890, und es war ein wesentlicher Baustein für die Gründung von IBM.

Mit dem Aufkommen digitaler Computer in den 1950er Jahren kam ein weiterer Wendepunkt, da Informationsverarbeitungssysteme neben der Fertigung automatisiert werden konnten. Die numerische Steuerung (NC) entwickelte sich in dieser Zeit, was fortgeschrittenere Programmierung mit computergesteuerter numerischer Steuerung (CNC) ermöglichte. Kurze Zeit später, in den 1970er Jahren, kam der integrierte Schaltkreis (Mikrochip), der komplexere elektrische Schaltungen in kompakter, massenproduzierbarer Form ermöglichte.

Zwischen diesen Entwicklungen entstand 1961 ein Prototyp eines Industrieroboters für ein General-Motors-Werk (GM). In den folgenden Jahren wurden viele weitere in Ford-Fabriken installiert, was den Hype um Industrieroboter anheizte. Viele der ersten Roboter waren hydraulisch oder pneumatisch betrieben und konnten größere Lasten heben als die am Fließband, waren aber nicht besonders schnell. Dies schuf eine ideale Nische für schnellere Elektroroboter, die keine schweren Lasten heben mussten. Sie konnten Aufgaben mit hoher Geschwindigkeit wiederholen und die Zykluszeit verkürzen.

Diese leistungsstarken Technologien ebneten den Weg für moderne Industrieroboter, die eine Vielzahl von Funktionen ausführen können, darunter:

• Schweißen
• Lackieren
• Montage und Demontage
• Palettieren
• Verpacken und Etikettieren
• Materialhandling
• Pick-and-Place

Industrieroboter übernehmen typischerweise Aufgaben, die Menschen nicht ausführen können oder die die Sicherheit und Effizienz der Arbeiter verbessern, wenn sie von einem Roboter ausgeführt werden. Lichtbogenschweißen birgt beispielsweise Gefahren durch Hitze, Feuer, Explosionen, mögliche Augenschäden durch UV-Licht oder das Einatmen gefährlicher Substanzen. Selbst scheinbar einfachere Aufgaben wie Montage oder Demontage können je nach Tätigkeit hohe Verletzungsrisiken bergen. Das Heben schwerer Gegenstände oder der Umgang mit scharfen Werkzeugen kann bei Fehlern zu Schäden führen.

Die Übertragung dieser Aufgaben auf Roboter ermöglicht es Menschen, insgesamt sicherer zu arbeiten und die gefährlichsten Jobs zu vermeiden. Zudem erfordern viele dieser Aufgaben umfangreiche persönliche Schutzausrüstung (PSA) und Sicherheitsvorkehrungen, was zusätzliche Kosten und Haftungsrisiken für das Unternehmen schafft. Roboter eliminieren viele dieser Probleme, indem sie entweder den gesamten Job oder die gefährlicheren Teile übernehmen.

Ein weiterer Vorteil der Delegation an Roboter ist, dass Mitarbeiter für andere Aufgaben freigesetzt werden, die besser für menschliche Arbeit geeignet sind. Roboter können repetitive, monotone Aufgaben übernehmen und es den Mitarbeitern ermöglichen, anspruchsvollere Verantwortlichkeiten zu übernehmen. Programmierung und Engineering sind Bereiche, in denen sich Arbeiter stattdessen weiterentwickeln können, um die Effizienz manueller Aufgaben zu verbessern.

Was sind Cobots?

All die oben genannten Merkmale gelten für traditionelle Roboter, aber sie treffen in der Regel auch auf Cobots zu. Diese kompakten Maschinen sind ideal, um die Arbeit von Menschen und Technologie zu verbinden. Sie fokussieren sich auf Kollaboration und Teamwork, mit Funktionen, die die Arbeit der Mitarbeiter einfacher und schneller machen, ohne fortgeschrittene Programmierkenntnisse zu erfordern. Zu den Aufgaben, die sie übernehmen, gehören repetitive, gefährliche oder mühsame Tätigkeiten für Menschen. Sicherheit, Vielseitigkeit und Unterstützung sind Schlüsselelemente im Design eines Cobots.

Der Cobot ist intelligent und lernt während der Arbeit: Er versteht die Bewegung von Objekten und Geschwindigkeiten, während er sich an seine Umgebung anpasst. Obwohl ein Cobot typischerweise geringere Traglasten hat, bietet er außergewöhnliche Wendigkeit und Geschwindigkeit – perfekt für Aufgaben, die 100 % Genauigkeit und schnellere Ergebnisse erfordern.

Im Folgenden sind einige der Vorteile aufgeführt, die ein Cobot bieten kann.

1. Partnerschaft und Zusammenarbeit mit Menschen

Der Cobot agiert eher als Partner denn als vollautonomer Roboter. Er kann bei repetitiven Aufgaben unterstützen, wie dem Aufnehmen und Ablegen von Gegenständen. Er kann direkt neben einem Menschen arbeiten, statt hinter einem Sicherheitszaun isoliert zu sein. Ein Cobot besitzt Intelligenz, kann seine Umgebung und dynamische Umgebungen kennenlernen und in unmittelbarer Nähe zu menschlichen Arbeitern agieren.

Die kollaborative Natur von Cobots macht sie einfach in der Handhabung, während ihre Benutzerfreundlichkeit den Bedarf an fortgeschrittener Programmierexpertise für kleine Änderungen reduziert – eine flexible Option. Die Zusammenarbeit mit Menschen ist ein grundlegender Aspekt von Cobots.

2. Benutzerfreundlichkeit und Training

Cobots sind dafür gemacht, mit allen Menschen zu arbeiten – nicht nur mit Programmierexperten. Sie sind für fast jeden Mitarbeiter einfach zu bedienen, unabhängig von technischem Können oder Erfahrung. Mitarbeiter können Cobots sogar „trainieren“. Oft geschieht dies einfach durch manuelles Führen der Arme und Durchlaufen des Prozesses. Der Cobot lernt die Schritte und kann sie replizieren. Viele Cobots nutzen sogar fortschrittliche Verhaltenslernmethoden und künstliche Intelligenz, um sich der jeweiligen Aufgabe anzupassen. Diese Eigenschaften machen sie für Ihre alltäglichen Mitarbeiter nutzbar.

3. Einfache Programmierbarkeit

Neben Training und Bedienung ist auch die Einrichtung und Programmierung eines Cobots einfach. Sie erfordert keine fortgeschrittenen Programmierkenntnisse, und Mitarbeiter können den Cobot für viele verschiedene Aufgaben neu programmieren.

4. Vielseitigkeit und Funktionalität

Cobots lassen sich nicht auf eine einzige Aufgabe festlegen. Sie können eine breite Palette von Jobs und Kombinationen davon ausführen, darunter Schweißen, Montage und Pick-and-Place. Cobots bewegen sich frei, mit leichtem, einfach zu versetzendem Design. Sie können an einem Ort bleiben und bei repetitiven Aufgaben helfen, oder sie können im Werk bewegt werden – mit einfachen Neuprogrammierungsoptionen und Lernfähigkeiten für einen reibungslosen, produktiven Übergang in die neue Umgebung. Verschiedene Cobot-Modelle sind typischerweise auf bestimmte Produktionsbereiche spezialisiert. In der Doosan-Cobot-Serie bieten wir beispielsweise Modelle wie den M0609 für repetitive Aufgaben bei hoher Geschwindigkeit, den M1509 für schwere Objekthandhabung und den M0617 für Multitasking und große Reichweite. Viele dieser Bots sind 6-Achs-gelenkte kollaborative Roboter mit 360-Grad-Gelenkbewegungen.

5. Erhöhte Sicherheit

Ein Merkmal, das Cobots von Industrierobotern unterscheidet, ist ihr Ansatz zur Arbeitssicherheit. Während Industrieroboter oft autonom sind, werden sie auch isoliert – durch Zäune oder Barrieren von Arbeitern getrennt, aus Sicherheitsgründen. Cobots verfügen über Designmerkmale, die sie für den unmittelbaren Kontakt ideal machen: glatte, abgerundete Kanten und fortschrittliche Sensoren. Sie überwachen ihre Umgebung, erkennen Personen im Bereich und können an jedem Punkt im Produktionszyklus stoppen, wenn jemand in den Weg gerät.

In ihrer Kernfunktion erhöhen Cobots die Sicherheit auch dadurch, dass sie die Notwendigkeit verringern, dass menschliche Bediener sich in gefährliche Situationen begeben. Beispielsweise können menschliche Bediener beim Lackieren mit einem Cobot gefährlichen Dämpfen fernbleiben. Ein Cobot kann auch Probleme reduzieren, die durch repetitive oder belastende Bewegungen entstehen und Berufskrankheiten verursachen.

6. Schnelle Einrichtung

Der Einrichtungsprozess für Cobots dauert oft nur wenige Stunden. Diese Bots lassen sich auf vielen verschiedenen Oberflächen montieren und können bei Bedarf im gesamten Werk bewegt werden. Mit den schnellen Neuprogrammierungsprozessen können Sie den Cobot so oft oder so wenig versetzen, wie nötig.

7. Erhöhte Produktivität

Der Cobot bietet alle typischen Vorteile, die man von einem Roboter erwartet. Er wird nicht müde, hungrig oder versucht, Arbeit zu vermeiden. Er fokussiert sich auf die Aufgabe und kann schneller und präziser arbeiten als Menschen. Einige Cobots können sogar während der Arbeit lernen und effizientere Methoden vorschlagen.

8. Kosteneffizienz

Cobots sind kleiner als viele Industrieroboter und können zahlreiche Aufgaben bewältigen. Mit ihren vielfältigen Einsatzmöglichkeiten und Auswirkungen auf die Produktivität können Cobots erhebliche Vorteile für die Bilanz eines Unternehmens bieten.

Häufige Missverständnisse über kollaborative Robotik

Cobots bieten viele Vorteile, darunter verbesserte Effizienz und Sicherheit, aber sie haben ihren spezifischen Platz. Manche Menschen haben falsche Vorstellungen darüber, was ein Cobot genau leisten kann.

Cobots sollen nicht Arbeiter ersetzen. Sie sind dazu gedacht, bestehende Aufgaben zu unterstützen und zu verbessern. Der Schlüsselunterschied: Industrieroboter können einen Prozess vollständig ohne menschliche Interaktion automatisieren, während Cobots mit Menschen arbeiten. Cobots können auch nicht einige schwere Fertigungsaufgaben übernehmen, die einem Industrieroboter vorbehalten sind. Industrieroboter bleiben für viele Anwendungen notwendig, und Cobots sind nicht einfach ein kostengünstigerer Ersatz.

Branchen und Prozesse, die profitieren

Dank ihrer Vielseitigkeit und Mobilität finden Cobots Anwendung in einer Vielzahl von Branchen. Sie können mit empfindlicher Elektronik oder Luftfahrtteilen arbeiten, Lebensmittel auf einem Fließband bewegen und CNC-Maschinen bedienen. Nahezu jede Branche – von Pharmazie über Automobilteile bis hin zu allem dazwischen – kann Cobots nutzen, um Prozesse zu verbessern.

Einige Aufgaben, bei denen ein Cobot unterstützen kann:

• Pick-and-Place: Eine extrem repetitive Aufgabe, ideal für Cobots, um Verletzungen und Fehler zu vermeiden, die bei menschlichen Arbeitern auftreten können. Dabei wird ein Gegenstand von einem Ort an einen anderen bewegt, typisch in Verpackungs- und Montagelinienanwendungen.
• Verpacken: Schrumpffolieren, Kartonieren und Bewegen von Produkten sind Aufgaben, die ein Cobot bewältigen kann.
• Schweißen: Cobots können die repetitiven Bewegungen und Berufsrisiken des Schweißens eliminieren.
• Maschinenbedienung: Dabei wird ein Mitarbeiter für lange Stunden an einer Maschine postiert, um Werkzeugwechsel oder Materialzufuhr zu erledigen. Cobots können diesen Bediener entlasten und mehrere Maschinen gleichzeitig bedienen.
• Palettentransport: Einige Cobots, wie unsere MiR-Mobilroboter, können sich sogar in einer Anlage bewegen und Paletten an neue Standorte liefern.
• Qualitätsprüfung: Mit Sensoren, Kameras und anderer angeschlossener Technologie können Cobots Mitarbeiter bei der Inspektion fertiger Produkte unterstützen. FANUC-Roboter können mit FANUC-Intelligenzfunktionen wie iRVision, 3D Vision mit FANUC 3D Area Sensor und FANUC Force Sensors ausgestattet werden.
• Klebstoffauftrag: Eine weitere repetitive Aufgabe, die ein Cobot ausführen kann.
• Finish-Bearbeitung: Schleifen, Polieren und andere Finish-Aufgaben erzeugen wiederholte Vibrationskräfte am Arbeiter, was ein weiteres Berufsrisiko darstellt. Cobots können dieses Risiko eliminieren.

Betrieb mit Cobots verbessern

Wie Sie sehen, sind Cobots Kraftpakete für zusätzliche Produktivität am Arbeitsplatz. Von der Eliminierung repetitiver Aufgaben bis hin zu schnelleren, präziseren Ergebnissen mit 6-Achs-Industriearmen – sie können die betriebliche Leistung auf vielfältige Weise steigern. Zudem machen sie den Job für Mitarbeiter sicherer, indem sie gefährliche Aufgaben übernehmen.

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