Prozess

Im Vergleich: Cobots und Industrieroboter

Cellro ist ein Anbieter von Roboterzellen, die auf Industrierobotern basieren. Wir haben uns bewusst dafür entschieden, uns auf diese Automatisierungslösung zu konzentrieren. Wenn es jedoch um die Bearbeitung in der Metallindustrie geht, wird zunehmend ein Cobot als Lösung in Betracht gezogen. Cobots können als zugängliche Automatisierungslösung bezeichnet werden. In manchen Situationen sind Cobots daher besonders geeignet. Ein Cobot wird fälschlicherweise aber auch oft dort eingesetzt, wo ein Laderoboter eigentlich eine bessere Automatisierungslösung wäre. In diesem Artikel erörtern wir die Grundlage, auf der Cellro eine Empfehlung für die metallverarbeitende Industrie erarbeitet hat, um die Unterschiede zwischen „Roboter“ und „Cobot“ deutlich und eine gute Entscheidung hierdurch einfacher zu machen.

 

Was ist ein Cobot?

Ein Cobot, auch Co-Roboter oder kollaborativer Roboter genannt, ist ein Roboter, der dafür konzipiert ist, um mit Menschen zusammenzuarbeiten. Der Unterschied zu einem Roboter besteht darin, dass er in der Regel so konstruiert ist, dass er selbstständig arbeitet. Der Zweck eines Cobot ist es, die Arbeit der Maschinenführer zu unterstützen. Dies kann z. B. das Passieren oder Einspannen eines Produkts sein. Der Mensch bleibt ein wesentlicher Bestandteil dieses Prozesses, im Gegensatz zu dem Prozess, den Roboter durchlaufen. Ursprünglich wurden Cobots für die direkte physische Interaktion zwischen Mensch und Maschine entwickelt.

 

Cobots und Beschickungsroboter im Vergleich

Flexibilität

Es gibt einige grundlegende Unterschiede zwischen Cobots und Robotern. Der größte Unterschied liegt in der Betriebssoftware. Ein Laderoboter ist ein universelles System. Die Software ist daher so konzipiert, dass sie jeden Bearbeitungsprozess automatisieren kann. Im Allgemeinen besteht die Vorstellung, dass Cobots einfacher zu bedienen sind. Der Betrieb von Cobots hat jedoch einen Nachteil gegenüber dem von Robotersystemen: Das System ist nicht oder kaum selbstlernend. Das bedeutet, dass viele sich wiederholende Aufgaben, die der Cobot ausführen muss, immer wieder eingegeben werden müssen. Das System ist einfach, aber nicht „intelligent“ und hat daher nur begrenzte Integrationsmöglichkeiten. Es ist auch nicht möglich, das Produkthandling mit dem Palettenhandling zu kombinieren. Laderoboter hingegen sind universell einsetzbar, mit allen notwendigen Funktionalitäten ausgestattet und zeichnen sich durch ihre Flexibilität und benutzerfreundliche Software aus. Darüber hinaus verfügen die Beladeroboter über eine einfache Inlay-Konfiguration und einem Greifersystem, bei dem die Robotergreifer an das zu bearbeitende Produkt angepasst werden können.

In letzter Zeit haben sich Cobots – insbesondere in diesem Bereich – sehr schnell entwickelt, wodurch die Anschaffung eines Cobots attraktiver gewordne ist. Die grundlegenden Unterschiede bleiben jedoch bestehen.

Produktlagerung und -handling

Ein weiterer Unterschied ist die Speicherkapazität. Roboterzellen verfügen über ausreichend intelligenten und geräumigen Stauraum, während dieser bei Cobots oft auf einen Tisch oder eine Ebene beschränkt ist. Mehrere Serien unbemannt zu automatisieren ist daher aus Platzgründen nicht möglich. Der größte Unterschied im Bereich der Produkthandhabung ist die Geschwindigkeit. Laderoboter arbeiten viel schneller. Das hat mit Sicherheit zu tun. Ein Cobot muss langsamer arbeiten, um gefährliche Situationen für die Menschen, die mit dem Cobot arbeiten, zu vermeiden. Ein Beladeroboter wie Xcelerate arbeitet mit einer Sicherheitszone, um einen sicheren Abstand zwischen Mensch und Maschine zu gewährleisten. Dadurch kann der Roboter mit einer höheren Geschwindigkeit arbeiten. Ein weiteres Problem, das bei der Metallbearbeitung durch den Einsatz von Robotern auftreten kann, ist das begrenzte Handhabungsgewicht. Die derzeit auf dem Markt erhältlichen Standard-Cobots haben ein Betriebsgewicht von bis zu 15 kg. Dies schränkt die Palette der Produkte ein, die mit einem Cobot verarbeitet werden können.

Effizienz und Kontinuität

Beladeroboter können mit einem Doppelgreifer, Funktionalitäten wie Job Manager, Fixture Exchange und Collet Exchange und Collet Exchange sowie einer Zentrier- und Wendestation ausgestattet werden, was einen hocheffizienten Prozess gewährleistet. Außerdem bildet ein Laderoboter eine Einheit mit einem sauberen Kabelpaket, das in den Roboter integriert ist. Bei Cobots verlaufen die Kabel außen herum. Laderoboter bestehen aus hochwertigen Komponenten und sind daher besser für die 24-Stunden-Produktion geeignet. Außerdem ist ein Laderoboter widerstandsfähiger gegen Schmutz. Das bedeutet, dass ein Laderoboter auch in einer schmutzigen Umgebung für lange Zeit funktionieren kann.

Vollständigkeit und Funktionalität

Eine Roboterzelle ist mehr als nur ein Cobot oder ein Roboter. Ein Cobot an sich ist eine eigenständige Maschine, aber noch kein vollständiges System. Dies bedeutet, dass Komponenten wie eine Ladeeinheit, Greifer usw. nicht zur Standardausstattung gehören. Um den Cobot zu einem voll funktionsfähigen System zu machen, ist es daher notwendig, zusätzliche Komponenten hinzuzufügen. Laderoboter hingegen sind voll funktionsfähige Zellen. Es ist eine Frage von „Plug-and-play“.

Preis

Der Anschaffungspreis eines Cobots ist niedriger als der einer Roboterzelle. Der Unterschied im Gesamtpreis ist jedoch relativ gering. Um aus einem Cobot ein vollständiges System zu machen, sind zusätzliche Komponenten erforderlich. Außerdem ist der Wirkungsgrad eines Laderoboters wesentlich höher. Dies hat mit der Vollständigkeit der Funktionalitäten zu tun, was bedeutet, dass mehr unbemannte Produktion möglich ist.

 

Schlussfolgerung

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die folgenden Faktoren beim Vergleich zwischen Cobots und Laderobotern eine wichtige Rolle spielen:

  • Robustheit: Der Laderoboter hat eine längere Lebensdauer als ein Cobot
  • Geschwindigkeit: Bislang kann ein Cobot nicht schneller als 250 mm pro Sekunde fahren, während die Höchstgeschwindigkeit für einen Laderoboter viermal so hoch ist.
  • Sicherheit: Bei der Arbeit mit scharfen Produkten kann es zu gefährlichen Situationen kommen, wenn man mit einem Cobot arbeitet; ein Laderoboter arbeitet standardmäßig mit einer Sicherheitszone, wodurch keine Gefahr entstehen kann
  • Flexibilität und Lagerkapazität: ein Laderoboter ist ein universelles und komplettes System; ein Cobot ist ein kompletter Roboter, kann aber nicht erweitert werden und hat eine begrenzte Speicherkapazität
  • Preis-Funktionalitäts-Verhältnis: ein geringer Preisunterschied, aber ein großer Unterschied bei den Funktionen
  • Gewicht: ein Standard-Cobot darf nicht mehr als fünfzehn Kilo heben, während es bei Laderobotern mehrere hundert Kilo sein können
  • Effizienz:ein Greiferwechsel und Fixture Exchange sind mit einem Cobot nicht möglich, was die Flexibilität und Einsatzfähigkeit stark einschränkt

Kurz gesagt, ein Cobot eignet sich besonders als Einstiegsmodell in die Automatisierung für Unternehmen, die weniger Erfahrung mit Robotern haben. Außerdem eignen sich bestimmte Prozesse hervorragend für ein Cobot-System. In manchen Fällen kann man sich mit einer geringeren Maschinenausbeute und dem Fehlen von Funktionalitäten, die ein Laderoboter bieten kann, zufrieden geben. Dies hängt natürlich von vielen spezifischen Parametern und Umständen ab und erfordert eine gründliche Analyse.

 

Wann entscheidet man sich also für einen Cobot?

Der Reiz einer Cobot-Zelle liegt in der relativ niedrigen Einstiegsschwelle. Die Investition ist geringer als bei einer Roboterzelle. Ein Cobot ist ideal, um Erfahrungen in der Automatisierung zu sammeln. Programmiererfahrung ist nicht erforderlich. Dadurch eignet sich ein Cobot hervorragend für Unternehmen, die über eigene Automatisierungskenntnisse verfügen. Cobots können nicht nur Bearbeitungsprozesse automatisieren, sondern auch kostengünstiger sein. In der Montage- und Verpackungsindustrie zum Beispiel sind viele Produkte relativ leicht und erfordern große Serien oder identische Arbeitsgänge. Ein Cobot ist in einer solchen Situation oft ausreichend. Selbst in einer sauberen Arbeitsumgebung, in der die auszuführenden Tätigkeiten nur aus Entnahme und Ablage bestehen, kann ein Cobot die Arbeit sehr gut erledigen. Die mangelnde Flexibilität bleibt jedoch ein Problem.