Kollaborative Robotik : Cobots: Was sie noch bremst

Im Jahr 2004 war es soweit. Schon vor etwa 17 Jahren entwickelte der Roboterspezialist Kuka zusammen mit dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt den ersten Cobot für die industrielle Produktion. Vier Jahre lang sammelte die neue technologische Errungenschaft Rückenwind, bis der Leichtbauroboter 2008 mit dem dänischen Roboterbauer Universal Robots durchstartete. Doch wo liegen heute – viele Jahre später – noch immer die Herausforderungen bei der Integration von Cobots?

„Obwohl wir fest an die Technologie Cobot glauben, steckt sie noch in den Kinderschuhen. Und ja, Corona war und ist eine Chance – löst aber natürlich nicht die noch immer vorherrschenden Herausforderungen: Sicherheit, Zertifizierung, einfache Programmierung (nicht nur des Roboters, sondern die Integration des Gesamtsystems bestehend aus Greifer, Sensoren und peripheren Einrichtungen wie Spannvorrichtungen, Förderbänder, andere Maschinen, etc.) und die vermeintliche Schwierigkeit in der Erreichung der notwendigen Taktzeiten“, berichtet Titanilla Komenda, Projektleiterin im Bereich Montageplanung und Assistenzsysteme bei Fraunhofer Austria Research und bezieht sich dabei auf eine aktuelle Studie der Hochschule Karlsruhe.

„Das, was der Cobot eindeutig gebracht hat, ist eine niedrige Eintrittsbarriere für Robotik und Automatisierung im Allgemeinen – vor allem auch für KMUs. Aber natürlich hakt es in der Umsetzung der genannten Punkte“, sagt Komenda. „Unsere Aufgabe als angewandte Forschungsinstitution ist ein technologischer Optimismus – aber natürlich ohne überzogene Erwartungen.“ Was laut Komenda aber angeboten werden kann, ist, mit kreativem Engineering Lösungen zu entwickeln, die trotz vermeintlicher Umsetzungsbarrieren zu einem effektiven Cobot-Einsatz führen. Heißt konkret: Sicherheit ist ein Thema, doch durch geschicktes Anlagen-, Greifer- und Produktdesign – beispielsweise durch sicherheitskonforme Arbeitshöhen, runde Kanten, Federungen, Arbeitsteilungsprinzipien, etc. sowie durch geschickte Programmierung, beispielsweise im Sinne von dynamischen Geschwindigkeitsanpassungen des Roboters oder durch virtuelle Schutzzonen, kann hier dennoch eine sichere, aber produktive Lösung implementiert werden. „Und das ist auch genau der Schlüssel, um geforderte Taktzeiten zu erreichen. Die Geschwindigkeit des Roboters ist nur eine von vielen Stellschrauben!“

Die Implementierung von industriellen Robotersystemen ist seit 2014 jährlich um durchschnittlich elf Prozent gestiegen, mit Ausnahme von 2019. Derzeit kommt es jährlich zu knapp 350.000 Installationen weltweit, wobei hier knapp zwei Drittel in Asien anfallen. Im Vergleich zu industriellen Robotersystemen liegt der Anteil an kollaborativen Robotersystemen allerdings erst bei knapp fünf Prozent. In den Jahren 2017 bis 2019 war hier dennoch eine Steigerung von knapp 15 Prozent wahrnehmbar. Neben etwa 350.000 Industrierobotersystemen werden also knapp 18.000 kollaborative Robotersysteme weltweit eingesetzt. Vorhersagen für die kommenden zehn Jahre möchte Komenda keine machen: „Das ist richtig schwer, aber das ist auch etwas, das schön und spannend an der Technik und der Forschung ist. Das Berufsleben ist wie ein Überraschungsei – du weißt nie, wann und wie schnell die nächsten Errungenschaften kommen.“