Kollaborativer Roboter
Als kollaborativer Roboter oder kurz Cobot (aus dem Englischen: {{Modul:Vorlage:lang}} Modul:Multilingual:153: attempt to index field 'data' (a nil value))<ref name="Silverman_2000" /> wird ein Industrieroboter bezeichnet, der mit Menschen gemeinsam arbeitet und im Produktionsprozess nicht durch Schutzeinrichtungen von diesen getrennt ist.<ref name="Peshkin" />
Kollaborative Roboter sind nicht zu verwechseln mit humanoiden Robotern.
Entstehung[Bearbeiten]
Die ersten Cobots wurden im Jahr 1996 von James Edward Colgate und Michael A. Peshkin,<ref name="Van_1996" /> zwei Professoren an der US-amerikanischen Northwestern University, entwickelt. In einer Patentschrift aus dem Jahr 1997<ref name="US5952796" /> werden Cobots wie folgt beschrieben:
“an apparatus and method for direct physical interaction between a person and a general purpose manipulator controlled by a computer”
„Ein Apparat und eine Methode zur direkten physischen Interaktion zwischen einer Person und einem Allzweck-Manipulator der von einem Computer gesteuert wird.“
Die Entwicklung erfolgte im Rahmen eines von der General Motors Foundation finanzierten Forschungsprojekts mit dem Ziel, Roboter sicher genug zu machen, um sie mit Arbeitern interagieren zu lassen.<ref name="Teresko_2004" />
Eigenschaften[Bearbeiten]
Die Besonderheit von kollaborierenden Robotern ist, dass sie in unmittelbarer Nähe zum Menschen und mit ihm gemeinsam arbeiten können. Dies setzt voraus, dass die Roboter keine Verletzungen beim Menschen hervorrufen können. Zäune und andere Schutzeinrichtungen sind dann nicht mehr nötig, da die Roboter über eigene Sensoren verfügen, die Verletzungen beim menschlichen Mitarbeiter verhindern. Die Roboter schalten sich automatisch ab, wenn sie Hindernisse berühren.<ref name="APAS" />
Die ersten Cobots stellten die Sicherheit für die Arbeiter dadurch sicher, dass sie zu keinen eigenständigen Bewegungen fähig waren. Stattdessen wurden die Bewegungen durch den menschlichen Arbeiter geführt.<ref name="Peshkin_2002" /> Der Cobot konnte steuernd auf die Bewegung einwirken, indem zum Beispiel die Bewegungsrichtung geändert wurde. Spätere Cobots waren auch zu eigenen selbstgesteuerten Bewegungen fähig.<ref name="Pittman_2016" /> Die auf diese Art betriebenen Roboter können zwar theoretisch sehr viel schnellere Bewegungen vollziehen, sind aber im kollaborativen Betrieb auf ein Minimum ihrer Fähigkeit begrenzt, da die Sicherheit des Menschen im Vordergrund steht. Ist eine Zusammenarbeit mit Menschen zu gefährlich, etwa bei der Handhabung von scharfen oder spitzen Gegenständen oder bei Schraubarbeiten, werden kollaborative Roboter auch als reine Leichtbauroboter in abgetrennten Bereichen verwendet.<ref name="heise" />
Sicherheit und Arbeitsschutz[Bearbeiten]
Als man die für Industrieroboter relevanten Normen überarbeitet hat, ist ergänzend das neue Anwendungsfeld der kollaborierenden Roboter geschaffen worden. Die Normen EN ISO 10218, Teil 1<ref>ISO 10218-1:2011 Robots and robotic devices – Safety requirements for industrial robots – Part 1: Robots. International Organization for Standardization</ref><ref name="DGUV" /> und 2<ref>ISO 10218-2:2011 Robots and robotic devices – Safety requirements for industrial robots – Part 2: Robot systems and integration. International Organization for Standardization</ref><ref name="DGUV" /> und EN ISO/TS 15066<ref>ISO/TS 15066:2016 Robots and robotic devices – Collaborative robots. International Organization for Standardization</ref><ref name="DGUV" /> definieren die sicherheitstechnischen Anforderungen an die Roboter. Der in den Normen definierte kollaborierende Roboter umfasst auch das Werkzeug, das am Roboterarm befestigt wird, sowie die damit bewegten Gegenstände. Durch den nahen oder direkten Kontakt zwischen kollaborierendem Roboter und arbeitender Person ergeben sich zwangsläufig Kollisionsmöglichkeiten. Die Risikobeurteilung des Roboterherstellers muss daher den vorgesehenen betrieblichen Arbeitsplatz einschließen. Grundlage dieser Risikobeurteilung ist neben der Maschinenrichtlinie die Norm EN ISO 10218, Teil 1 und 2.
Hersteller[Bearbeiten]
Die Firma Cobotics baut seit 2002 Cobots.<ref name="Cobotics" />
Der deutsche Roboterpioneer KUKA verkaufte 2004 die ersten computergesteuerten Cobots (KUKA LBR 3<ref name="DLR" />) die in einer Kooperation mit dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt entwickelt wurden.<ref name="Geschichte LBR" /> Im Jahr 2008 brachte KUKA den Nachfolger LBR 4 auf den Markt, und schließlich 2013 den Cobot LBR iiwa.<ref name="LBR_iiwa" />
Universal Robots veröffentlichte den ersten firmeneigenen Cobot, den UR5, im Jahr 2008.<ref name="Universal_Robots" /> Im Jahr 2012 erschien mit dem UR10 ein etwas größeres Modell<ref name="UR10" /> und im Jahr 2015 der kleinere UR3.
Das Unternehmen Rethink Robotics vertreibt seit 2012 (seit 2018 Teil der Hahn Group)<ref>RETHINK ROBOTICS MEETS GERMAN ENGINEERING. Archiviert vom Vorlage:IconExternal (nicht mehr online verfügbar) am 18. Juni 2019; abgerufen am 18. Juni 2019. Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.</ref><ref>Nach Pleite: Hahn Group führt Rethinks Cobot-Technologie samt Software weiter Cobot-Knaller: Hahn kauft Robotertechnik von Rethink. 25. Oktober 2018, archiviert vom Vorlage:IconExternal (nicht mehr online verfügbar) am 18. Juni 2019; abgerufen am 18. Juni 2019 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 153: attempt to index field 'data' (a nil value)). Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.</ref> den Cobot Sawyer und die Software Intera<ref>Intera Software Platform for Industrial Automation. Abgerufen am 18. Juni 2019 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 153: attempt to index field 'data' (a nil value)).</ref>.<ref name="Baxter" /> Modelle anderer Hersteller sind der Fanuc CR-35iA, der Bosch APAS assistant<ref>APAS assistant. Robert Bosch GmbH, abgerufen am 28. März 2017.</ref>, der ABB YuMi und die in Hannover ansässige Yuanda Robotics GmbH.
Das aus Südkorea stammende Unternehmen Doosan Robotics der Unternehmensgruppe Doosan Group bietet Cobots seit 2017 an.<ref>두산로보틱스. Abgerufen am 10. Oktober 2018 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 153: attempt to index field 'data' (a nil value)).</ref>
Die deutsche Firma Franka Emika, mit Sitz in München, baut seit 2017 kollaborierende Roboter<ref>Franka Emika GmbH: Franka Emika. Abgerufen am 2. Januar 2020 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 153: attempt to index field 'data' (a nil value)).</ref>.
Das deutsche Start-up Nexaro aus Wuppertal hat das Cobot-Konzept 2022 auf einen Saugroboter für die professionelle Gebäudereinigung übertragen.<ref>Nexaro GmbH: Nexaro. Abgerufen am 13. Oktober 2022 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 153: attempt to index field 'data' (a nil value)).</ref>
Das deutsche Unternehmen Neura Robotics, gegründet 2019, baut Cobots.
Außerdem bauen mittlerweile die meisten Industrieroboterhersteller wie ABB, FANUC, Yaskawa, Denso auch Cobots.
Epson plant, 2025 den ersten Cobot zu präsentieren.<ref>Epson Developing Collaborative Robot (June 3, 2025) | News | Epson. (corporate.epson [abgerufen am 17. September 2025]).</ref> Kawasaki plant, 2026 den ersten Cobot zur präsentieren.<ref>Cobots | Industrieroboter von Kawasaki Robotics. In: Kawasaki Robotics. Abgerufen am 17. September 2025 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 153: attempt to index field 'data' (a nil value)).</ref>
Literatur[Bearbeiten]
- Roboter und Robotikgeräte – Kollaborierende Roboter (ISO/TS 15066:2016)
- Buxbaum, Hans-Jürgen (Hrsg.): Mensch-Roboter-Kollaboration, Springer-Verlag, Wiesbaden 2020
Einzelnachweise[Bearbeiten]
<references> <ref name="Silverman_2000"> </ref> <ref name="Peshkin"> </ref> <ref name="Van_1996"> </ref> <ref name="US5952796"> Patent US5952796A: Cobots. Angemeldet am 28. Oktober 1997, veröffentlicht am 14. September 1999, Erfinder: James E. Colgate, Michael A. Peshkin. </ref> <ref name="Teresko_2004"> </ref> <ref name="APAS"> bosch-apas.comAPAS assistant Produktdetails. In: www.bosch-apas.com. Abgerufen am 22. April 2016. </ref> <ref name="Peshkin_2002"> </ref> <ref name="Pittman_2016"> </ref> <ref name="heise"> Hannovermesse: Kollaborative Roboter überall. heise.de, abgerufen am 2. März 2017. </ref> <ref name="Cobotics"> </ref> <ref name="Universal_Robots"> </ref> <ref name="UR10"> UR10 robot: A collaborative industrial robot. Universal Robots, abgerufen am 18. November 2016 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 153: attempt to index field 'data' (a nil value)). </ref> <ref name="LBR_iiwa"> LBR iiwa. KUKA AG, archiviert vom Vorlage:IconExternal (nicht mehr online verfügbar) am 11. Oktober 2014; abgerufen am 18. November 2016 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 153: attempt to index field 'data' (a nil value)). Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis. </ref> <ref name="DLR"> DLR LBR III. Institut für Robotik und Mechatronik, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, abgerufen am 15. Mai 2024. </ref> <ref name="Geschichte LBR"> Geschichte des LBR. Institut für Robotik und Mechatronik, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, abgerufen am 15. Mai 2024. </ref> <ref name="Baxter"> </ref> <ref name="DGUV"> DGUV: Robotik. Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung, abgerufen am 16. Dezember 2023. </ref> </references>
Weblinks[Bearbeiten]
- Kollaborierende Roboter (COBOTS) – Sichere Kooperation von Mensch und Roboter
- Das Jahr der MRK: Perspektiven der Mensch-Roboter-Kollaboration, Tagungsaufzeichnungen, 2015, Hannover. Bereitgestellt im AV-Portal der Technischen Informationsbibliothek.