Der europäische Hot-Spot für Robotik für die Industrie liegt in einer 178.000-Einwohner-Stadt auf der dänischen Insel Fünen – genauer gesagt in Odense. Denn dort haben sich rund um den Marktführer Universal Robotics über 100 Start-ups angesiedelt, die sich anschicken, den Robotik-Markt zu revolutionieren. Mit kollaborierenden Robotern, die, aus den Sicherheitskäfigen befreit, Hand in Hand mit dem Menschen im Produktionsumfeld zusammenarbeiten. Allein, in den deutschen Werkshallen scheint diese Revolution noch nicht ganz angekommen zu sein. Im Gegenteil: Viele Unternehmen stehen dem neuen Konzept skeptisch gegenüber und setzen weiterhin in den meisten Bereichen auf klassische Industrieroboter. Ist diese Skepsis berechtigt? Welche Vorteile bieten Cobots gerade in der Smart Factory und wie unterscheiden sie sich darin von klassischen Industrierobotern?

Jedoch erst jetzt, über 20 Jahre später, sind kollaborative Roboter dank günstiger Sensorik und massiv gestiegener Datenverarbeitungskapazität im Gerät zum smarten Helfer für vielfältige Tätigkeiten in Montage, Verpackung oder Qualitätsprüfung avanciert. Dass sie zugleich wesentlich günstiger und leichter zu programmieren sind als die damaligen Montagesysteme, nährt die Vision, dass Cobots langfristig immer häufiger die schweren, teuren und stationären Industrieroboter verdrängen könnten. Gerade im Zeitalter von sich schnell verändernden Produktportfolios und steigender Variantenvielfalt gewinnt dieser Ansatz immer mehr Anhänger. Doch können Cobots tatsächlich klassische Industrieroboter und/oder Werkzeugmaschinen ersetzen?

Hand in Hand mit den menschlichen Kollegen

In der Regel bestehen kollaborative Roboter aus einem Arm mit sechs Achsen. Mit ihnen können die Cobots verschiedene Tätigkeiten ausführen, wie etwa Greifen, Saugen, Drücken oder Heben bis zu einer Traglast von etwa 15 kg sowie einer Reichweite von derzeit rund zwei Metern. Betrachtet man die aktuelle Generation der Cobots, zum Beispiel die e-Serie von Universal Robotics, dann hat sich das Funktionsspektrum von ursprünglich reinen Montagetätigkeiten erheblich ausgeweitet. Mit den entsprechenden Applikationen können die Cobots unter anderem in der CNC-Maschinenbedienung, im Spritzguss, beim Lackieren oder Verpacken eingesetzt werden. Dabei arbeiten die Roboter oftmals Hand in Hand mit ihren menschlichen Kollegen – seit einigen Jahren und in bestimmten Anwendungsfällen auch ohne Schutzzaun. 

Besonders geeignet ist diese Art von Roboter-Unterstützung immer dann, wenn Tätigkeiten stark repetitiv oder körperlich belastend sind. Hier können Cobots für eine deutliche Entlastung der Mitarbeiter im Shopfloor sorgen und die Produktivität in der Linie steigern. Einen weiteren Vorteil bieten Cobots, wenn wenig freie Fläche für große Industrieroboter zur Verfügung steht. Anspruchsvollere Aufgaben, wie etwa das Greifen und Anreichen von instabilen beziehungsweise schwer fassbaren Oberflächen, wie etwa Blechen oder Gummidichtungen, bereitet der aktuellen Generation von Cobots aber häufig noch Probleme.

Der Cobot als Assistent bei komplexen Tätigkeiten

Ein Beispiel für den gelungenen Einsatz von Cobots im Zusammenspiel mit dem Menschen liefert WS Kunststoff-Service GmbH. Der Anbieter von Montagedienstleistungen für Kunststoffteile und Sieger des Industrie 4.0 Awards 2017 nutzt kollaborative Roboter, um den Mitarbeitern belastende Arbeitsvorgänge wie das Auftragen von Klebstoffen auf Bauteile abzunehmen. Hierbei unterstützen Leichtbauroboter die Mitarbeiter gezielt im Prozess. Das Besondere: Über eine Mitarbeiter-App werden persönliche Einstellungen der Mitarbeiter gespeichert, mit denen die Zusammenarbeit zwischen Mensch und Maschine optimiert werden kann – etwa, indem Werkzeuge direkt für Rechts- oder Linkshänder jeweils von der richtigen Seite angereicht werden.