Cobots versus beladingsrobots
Kunde, Markt und Prozess

Cobots: Vorteile und Nachteile

Der Einsatz von Cobots bei der Zerspanung in der metallverarbeitenden Industrie ist ein echter Trend. Schließlich stellen Cobots eine einfache Automatisierungslösung dar. Cobots sind für einige Situationen daher besonders gut geeignet. Daneben fällt die Entscheidung häufig zugunsten eines Cobots, obwohl ein Beschickungsroboter oder Industrieroboter eine weitaus bessere Automatisierungslösung darstellen würde. In diesem Artikel sollen daher die Vor- und Nachteile von Cobots für Zerspanungsunternehmen erörtert werden.

Was ist ein Cobot?

Ein Cobot – oder auch Co-Roboter oder kollaborativer Roboter – ist ein Roboter, der für die Zusammenarbeit mit Menschen entwickelt wurde. Der Unterschied zu einem Beschickungsroboter besteht darin, dass dieser in der Regel für die automatisierte selbstständige Arbeit entwickelt wurde. Aufgabe eines Cobots ist es, den Maschinenbediener bei seiner Arbeit zu unterstützen. Dies geschieht z. B. durch das Anreichen oder Festklemmen eines Produkts. Im Gegensatz zum Prozess, den die Beschickungsroboter durchlaufen, stehen die Handlungen von Menschen hier im Mittelpunkt des Prozesses. Cobots wurden ursprünglich für die direkte physische Interaktion von Mensch und Maschine entwickelt.

 

Cobots und Beschickungsroboter im Vergleich

Flexibilität

Cobots und Beschickungsroboter unterscheiden sich in einigen wesentlichen Aspekten. Der größte Unterschied findet sich in der Bedienungssoftware. Ein Beschickungsroboter ist ein universelles System. Die Software ist auf die Automatisierung eines jeden Zerspanungsprozesses ausgelegt. Es ist eine allgemeine Auffassung, dass Cobots einfacher zu bedienen sind. Die Bedienung von Cobots hat jedoch einen großen Nachteil. Das System ist nicht oder nur in geringem Maße selbstlernend. Dies bedeutet, dass zahlreiche sich wiederholende Aufgaben, die der Cobot ausführen soll, jedes Mal erneut eingegeben werden müssen. Das System ist einfach, aber nicht intelligent. Beschickungsroboter sind dagegen universal, verfügen über alle erforderlichen Funktionalitäten und zeichnen sich durch Flexibilität und gleichzeitig benutzerfreundliche Software aus. Zudem sind Beschickungsroboter mit einer einfachen Inlay-Konfiguration und einem Greifersystem ausgestattet, wobei die Robotergreifer auf das zu zerspanende Produkt abgestimmt werden können.

Produktlagerung und -handling

Ein weiterer Unterschied ist die Lagerkapazität. Beschickungsroboter verfügen über eine intelligente und umfangreiche Lagerkapazität, während Cobots zumeist auf nur einen Tisch oder eine Schicht beschränkt sind. Der größte Unterschied bezüglich Produkthandling ist die Geschwindigkeit. Beschickungsroboter arbeiten viel schneller. Der Grund dafür ist die Sicherheit. Ein Cobot muss langsamer arbeiten, um gefährliche Situationen für die Personen, die mit dem Cobot arbeiten, zu verhindern. Ein Beschickungsroboter, wie z. B. Xcelerate, verfügt über eine Sicherheitszone, die den sicheren Abstand zwischen Mensch und Maschine gewährleistet. Dadurch kann der Roboter die Arbeiten mit höherer Geschwindigkeit ausführen. Ein weiteres Problem für Zerspanungsunternehmen beim Einsatz von Cobots ist das begrenzte Handlingsgewicht. Die derzeit auf dem Markt angebotenen Standard-Cobots weisen ein Handlingsgewicht von maximal 15 kg auf. Dies führt zu einer Begrenzung des Produktpakets, das mit einem Cobot bearbeitet werden kann. Die einzige Ausnahme stellt hier der Cobot von Fanuc dar.

Effizienz und Kontinuität

Beschickungsroboter werden mit einem Doppelgreifer, Fixture Exchange und einer Zentrier- und Umkehrstation ausgerüstet, was für einen effizienten Prozess sorgt. Des Weiteren bildet ein Beschickungsroboter ein Ganzes mit einem im Roboter integrierten Kabelpaket. Bei Cobots verlaufen die Kabel jedoch außerhalb. Beschickungsroboter werden mit hochwertigen Komponenten gebaut und eignen sich daher besser für einen 24-Stunden-Produktionsprozess. Ein Beschickungsroboter bietet bessere Beständigkeit gegen Schmutz. Dies bedeutet, dass ein Beschickungsroboter auch in schmutzigen Umgebungen lange Zeit funktionieren kann.

Vollständigkeit und Funktionalität

Eine Zelle ist mehr als ein Cobot oder ein Roboter. Ein Cobot ist eine eigenständige Maschine und noch kein vollständiges System. Dies bedeutet, dass Bauteile, wie z. B. eine Beladungseinheit, Greifer usw., nicht standardmäßig enthalten sind. Wenn der Cobot als vollständig funktionierendes System eingesetzt werden soll, müssen entsprechend zusätzliche Bauteile hinzugefügt werden. Bei einem Beschickungsroboter kann man jedoch von einer vollständig funktionierenden Zelle sprechen. Dies ist lediglich eine Frage des „Plug-and-play“.

Preis

Der Anschaffungspreis für einen Cobot liegt unter dem Anschaffungspreis eines Beschickungssystems. Der Gesamtpreis unterscheidet sich jedoch weniger deutlich. Es sind zusätzliche Komponenten erforderlich, um aus einem Cobot ein vollständiges System zu machen. Zudem ist die Maschinenleistung eines Beschickungsroboters wesentlich höher. Grund dafür ist die Vollständigkeit der Funktionalitäten, wodurch unbemannt (weiter) produziert werden kann.

 

Wann lohnt sich der Einsatz von Cobots?

Mit seinem niedrigen Einstiegspreis ist ein Cobot durchaus attraktiv. Es handelt sich um eine begrenzte Investition. Ein Cobot ist ideal, um erste Erfahrungen mit Robotern zu sammeln. Programmiererfahrung ist nicht erforderlich. Dadurch eignet sich ein Cobot besonders für Unternehmen, in denen wenig technische Expertise vorhanden ist. Cobots können zudem – abgesehen von der Automatisierung von Zerspanungsprozessen – rentabler sein. In der Montage- und Verpackungsindustrie wird z. B. viel mit Produkten gearbeitet, die ein Gewicht unter 10 kg aufweisen. In dieser Situation ist ein Cobot ausreichend. Auch in sauberen Umgebungen, in denen als Handlungen nur Greifen und Absetzen erforderlich sind, sind Cobots ideal geeignet. Daneben wird ein Cobot häufig als Automatisierungslösung für preisgünstige oder vorhandene Maschinen, bei großen Serien oder bei begrenztem Einsatz des Cobots angeschafft. Die mangelnde Flexibilität bleibt in diesen Fällen jedoch problematisch.

 

Schlussfolgerung

Zusammengefasst spielen beim Vergleich von Cobots und Beschickungsrobotern folgende Faktoren eine wichtige Rolle:

  • Robustheit: Der Beschickungsroboter verfügt im Vergleich zum Cobot über eine längere Lebensdauer.
  • Geschwindigkeit: Bis jetzt darf ein Cobot 250 mm/s nicht überschreiten, während die Höchstgeschwindigkeit eines Beschickungsroboters das Vierfache beträgt.
  • Sicherheit: Beim Arbeiten mit scharfkantigen Produkten können gefährliche Situationen entstehen, wenn mit einem Cobot gearbeitet wird. Ein Beschickungsroboter arbeitet standardmäßig mit einer Sicherheitszone.
  • Flexibilität und Lagerkapazität: Ein Beschickungsroboter ist ein universelles und vollständiges System. Ein Cobot ist ein vollständiger Roboter, kann aber nicht erweitert werden und verfügt über begrenzte Lagerkapazitäten.
  • Preis-Funktionalitäts-Verhältnis: Ein begrenzter Preisunterschied, jedoch große Unterschiede in Bezug auf Funktionalitäten.
  • Gewicht: Ein Standard-Cobot darf höchstens 15 kg heben, während Beschickungsroboter mehrere Hundert Kilo heben können.
  • Effizienz: Bei einem Cobot sind ein Greifer- und ein Maschine Spannvorrichtungenwechsel nicht möglich, was die Flexibilität und Einsetzbarkeit stark einschränkt.

Kurz, ein Cobot eignet sich vor allem als Einstiegsmodell für die Automatisierung in Unternehmen, die wenig Erfahrung mit Technik und Robotern aufweisen und/oder nur wenig investieren können. In einigen Fällen sind eine niedrigere Maschinenleistung und das Fehlen von Funktionalitäten akzeptabel, die ein Beschickungsroboter durchaus bieten kann. Dies hängt jedoch von der Betriebsführung ab. In der Zerspanungsindustrie wird jedoch häufig früher oder später zu einem Beschickungsroboter gewechselt.

 

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