⚡LEHRLYNXSuchenStrg K
Start›Verstehen›Robotik
Neu · Industrieroboter verstehen

Robotik
Industrieroboter verstehen.

Vom Knickarm bis zum Cobot: wie Industrieroboter aufgebaut sind, wie sie sich bewegen, wie man sie programmiert – und wie man sicher mit ihnen arbeitet. Wähle oben ein Thema oder lies die Kapitel der Reihe nach.

Meine Favoriten

Wissen prüfen →

Themen dieser Kategorie

Direkt zur gewünschten Erklärung springen.

6 Themen

Robotik

Industrieroboter verständlich erklärt: Bauarten, Achsen und Arbeitsraum, Koordinatensysteme und TCP, Bewegungsarten PTP, LIN und CIRC, Greifer sowie Sicherheit und kollaborierende Roboter.

RWas ist ein Industrieroboter?BauartenA6Achsen & ArbeitsraumFreiheitsgrade, GenauigkeitTCPKoordinatensysteme & TCPBezugssystemePTPProgrammieren & BewegungsartenTeach-in, PTP, LIN, CIRC⊐⊏Greifer & PeripherieEndeffektoren⚠Sicherheit & CobotsSchutz & Zusammenarbeit

01 Was ist ein Industrieroboter?

Kurz erklärt

Ein Industrieroboter ist ein automatisch gesteuerter, frei programmierbarer Manipulator mit drei oder mehr programmierbaren Achsen. Er kann für viele Aufgaben umprogrammiert werden.

Je nach Aufgabe werden unterschiedliche Bauarten eingesetzt. Der Knickarmroboter mit sechs Drehachsen ist besonders beweglich. SCARA-Roboter sind schnell bei Montageaufgaben in einer Ebene, Portalroboter fahren große Arbeitsräume mit Linearachsen ab, Delta-Roboter greifen sehr schnell kleine Teile vom Band.

Wofür brauche ich das?Um für eine Aufgabe die passende Bauart einzuschätzen und Datenblätter zu verstehen.
PraxisbeispielEin Knickarmroboter belädt eine CNC-Maschine; ein Delta-Roboter sortiert Kekse vom Förderband in Verpackungen.
Typischer FehlerDen Roboter allein nach der Reichweite auswählen. Traglast mit Greifer, Taktzeit, Genauigkeit und Platzbedarf müssen ebenfalls passen.

Mehr Details

Kenngrößen im Datenblatt sind unter anderem Achsanzahl, Traglast (inklusive Greifer und Werkstück), Reichweite, Wiederholgenauigkeit und Schutzart. Kollaborierende Roboter (Cobots) sind für den Betrieb in der Nähe von Menschen ausgelegt – sicher wird die Anwendung aber erst durch die Risikobeurteilung.

  • Knickarmroboter: meist 6 Drehachsen, großer Arbeitsraum, sehr flexibel.
  • SCARA: meist 4 Achsen, schnell für Montage und Bestücken in der Ebene.
  • Portal- und Delta-Roboter: lineare Achsen für große Flächen bzw. Parallelkinematik für sehr schnelles Greifen.
Mini-Beispiel & Fachbegriffe

Mini-Beispiel: Ein Roboter mit 10 kg Traglast soll ein 7-kg-Teil mit einem 4-kg-Greifer handhaben. Zusammen sind das 11 kg – zu viel, obwohl das Werkstück allein „passt“.

  • Industrieroboter: Automatisch gesteuerter, frei programmierbarer Mehrzweck-Manipulator mit drei oder mehr programmierbaren Achsen.
  • Knickarmroboter: Roboter mit hintereinander angeordneten Drehachsen, meist sechs, ähnlich einem menschlichen Arm.
  • SCARA-Roboter: Roboter mit meist vier Achsen, der in der Ebene schnell und nachgiebig, in senkrechter Richtung steif ist.
  • Cobot: Kollaborierender Roboter, der für die Zusammenarbeit mit Menschen in einem gemeinsamen Arbeitsraum ausgelegt ist.
Vertiefung & Praxis

Die Traglast im Datenblatt gilt für einen bestimmten Schwerpunktabstand. Liegt der Schwerpunkt weiter vom Flansch entfernt, sinkt die zulässige Last.

Roboter sind meist Teil einer Roboterzelle mit Zuführung, Greifer, Sensorik, Schutzeinrichtungen und einer übergeordneten SPS.

Schritt für Schritt
  1. Aufgabe beschreiben: Teile, Bewegungen, Takt.
  2. Traglast inklusive Greifer und Schwerpunkt bestimmen.
  3. Reichweite und Arbeitsraum prüfen.
  4. Bauart und Sicherheitskonzept festlegen.
Lerncheck

Prüfe dich selbst, bevor du zum nächsten Thema wechselst:

  • Nenne die Kernaussagen der Definition „Industrieroboter“.
  • Vergleiche Knickarm- und SCARA-Roboter.
  • Erkläre, warum der Greifer zur Traglast zählt.
  • Begründe, warum ein Cobot nicht automatisch sicher ist.
Frage & Antwort

Kontrollfrage: Warum reicht es nicht, nur das Gewicht des Werkstücks mit der Traglast des Roboters zu vergleichen?

Antwort: Zur Last zählen auch Greifer, Adapter und Schläuche, und die zulässige Traglast hängt vom Schwerpunktabstand ab. Erst die Summe mit dem richtigen Schwerpunkt zeigt, ob der Roboter passt.

02 Achsen & Arbeitsraum

Kurz erklärt

Ein Körper im Raum hat sechs Freiheitsgrade: drei Verschiebungen (X, Y, Z) und drei Drehungen. Ein 6-Achs-Roboter kann deshalb ein Werkzeug in jede erreichbare Position und Lage bringen.

Beim Knickarmroboter dreht Achse 1 das Karussell (die Drehsäule) auf dem feststehenden Grundgestell, Achse 2 und 3 heben und strecken den Arm (Schulter und Ellenbogen). Die Achsen 4 bis 6 bilden die Roboterhand und bestimmen die Orientierung des Werkzeugs. Jede Achse hat einen Antrieb mit Getriebe und einen Geber für die Position.

Wofür brauche ich das?Um Bewegungen und Grenzen eines Roboters zu verstehen und Positionen sinnvoll zu teachen.
PraxisbeispielUm eine Schraube senkrecht von oben einzudrehen, muss der Roboter nicht nur die Position, sondern auch die Orientierung des Schraubers genau einhalten.
Typischer FehlerWiederholgenauigkeit mit Absolutgenauigkeit verwechseln. Ein Roboter kann einen geteachten Punkt sehr genau wieder anfahren und trotzdem bei einem berechneten Punkt mehrere Zehntelmillimeter danebenliegen.

Mehr Details

Der Arbeitsraum ist der Raum, den der Flansch bzw. das Werkzeug erreichen kann. Software-Endschalter begrenzen jede Achse; mechanische Anschläge sichern zusätzlich. Die Wiederholgenauigkeit gibt an, wie genau ein Punkt immer wieder erreicht wird, oft im Bereich von Hundertstelmillimetern.

  • Achsen 1–3: Hauptachsen, bestimmen vor allem die Position.
  • Achsen 4–6: Handachsen, bestimmen vor allem die Orientierung.
  • Singularität: Stellung, in der der Roboter einen Freiheitsgrad verliert – etwa wenn zwei Achsen fluchten oder der Arm ganz gestreckt ist.
Mini-Beispiel & Fachbegriffe

Mini-Beispiel: Am Rand des Arbeitsraums ist der Arm fast gestreckt. Dort erreicht der Roboter Punkte oft nur noch in wenigen Orientierungen.

  • Freiheitsgrad: Unabhängige Bewegungsmöglichkeit eines Körpers; im Raum gibt es drei Verschiebungen und drei Drehungen.
  • Wiederholgenauigkeit: Nähe wiederholt erreichter Positionen zueinander.
  • Singularität: Stellung eines Roboters, in der er einen Freiheitsgrad verliert, etwa wenn zwei Achsen fluchten (Achse 5 auf 0°) oder der Arm ganz gestreckt ist; die Achsstellung ist dann nicht eindeutig berechenbar.
  • Arbeitsraum: Raum, den ein Roboter mit Flansch oder Werkzeug erreichen kann.
Sicherheit & wichtige Grenzen

Der Arbeitsraum eines Roboters ist größer, als er im Stillstand aussieht – mit Greifer und Werkstück reicht er noch weiter. Schutzeinrichtungen werden immer für den gesamten möglichen Bewegungsraum ausgelegt.

Sicherheitsbereich öffnen →
Vertiefung & Praxis

Bei einer Singularität können einzelne Achsen bei kleinen Bahnbewegungen sehr schnell drehen müssen. Steuerungen brechen lineare Bewegungen deshalb dort ab oder verlangen eine andere Orientierung.

Neben den sechs Roboterachsen gibt es Zusatzachsen, etwa eine Linearachse, auf der der Roboter fährt, oder einen Drehtisch für das Werkstück.

Schritt für Schritt
  1. Punkte im Arbeitsraum mit Sicherheitsabstand zur Grenze planen.
  2. Orientierung des Werkzeugs für jeden Punkt festlegen.
  3. Singuläre Stellungen vermeiden.
  4. Software-Endschalter und Schutzbereiche kontrollieren.
Lerncheck

Prüfe dich selbst, bevor du zum nächsten Thema wechselst:

  • Zähle die sechs Freiheitsgrade eines Körpers auf.
  • Ordne Haupt- und Handachsen ihrer Aufgabe zu.
  • Unterscheide Wiederhol- und Absolutgenauigkeit.
  • Erkläre, was eine Singularität ist.
Frage & Antwort

Kontrollfrage: Warum braucht ein Roboter sechs Achsen, um ein Werkzeug in jeder Lage zu positionieren?

Antwort: Ein Körper im Raum hat sechs Freiheitsgrade: drei für die Position und drei für die Orientierung. Für jeden Freiheitsgrad braucht es mindestens eine Achse.

03 Koordinatensysteme & TCP

Kurz erklärt

Ein Roboter rechnet in mehreren Koordinatensystemen: Welt-, Basis- bzw. Werkstück- und Werkzeugkoordinatensystem. Der wichtigste Punkt ist der TCP (Tool Center Point), die Spitze bzw. der Arbeitspunkt des Werkzeugs.

Positionen werden für den TCP programmiert. Damit die Steuerung weiß, wo der TCP liegt, muss das Werkzeug vermessen werden. Ein Werkstück- oder Basiskoordinatensystem auf der Vorrichtung erlaubt es, ein ganzes Programm zu verschieben, wenn die Vorrichtung versetzt wird.

Wofür brauche ich das?Um Programme verständlich aufzubauen, Werkzeuge korrekt zu vermessen und nach einem Umbau schnell wieder produzieren zu können.
PraxisbeispielNach einem Greifertausch wird der neue TCP vermessen. Die Punkte im Programm stimmen danach wieder, ohne dass jeder Punkt neu geteacht werden muss.
Typischer FehlerNach einem Werkzeugwechsel mit den alten Werkzeugdaten weiterfahren. Der Roboter fährt dann zwar „richtig“, aber der echte Werkzeugpunkt liegt woanders – Kollisionsgefahr.

Mehr Details

Beim Handverfahren kann man zwischen achsspezifischem Verfahren (jede Achse einzeln) und kartesischem Verfahren (in X, Y, Z und um die Achsen eines Koordinatensystems) wählen. Häufig wird der TCP mit einer Mehrpunktmethode vermessen: Eine feste Referenzspitze wird aus mehreren Richtungen mit der Werkzeugspitze angefahren.

  • Weltkoordinatensystem: fester Bezug der Zelle.
  • Basis- oder Werkstückkoordinatensystem: liegt auf Vorrichtung oder Werkstück.
  • Werkzeugkoordinatensystem: Ursprung im TCP, bewegt sich mit dem Werkzeug.
Mini-Beispiel & Fachbegriffe

Mini-Beispiel: Beim Kleben soll die Düse entlang einer Kante fahren. Im Werkzeugkoordinatensystem lässt sie sich gezielt „in Düsenrichtung“ vor- und zurückbewegen.

  • Tool Center Point (TCP): Arbeitspunkt des Robotergreifers oder -werkzeugs, auf den sich programmierte Positionen beziehen.
  • TCP-Vermessung: Ermitteln von Lage und Orientierung des TCP gegenüber dem Roboterflansch.
  • Kartesisches Verfahren: Handverfahren eines Roboters entlang X, Y, Z und um diese Achsen eines gewählten Koordinatensystems.
Vertiefung & Praxis

Die Idee entspricht dem Werkstücknullpunkt an der CNC-Maschine: Bezieht sich das Programm auf ein Werkstückkoordinatensystem, reicht nach einem Versatz das neue Einmessen dieses Systems.

Zu den Werkzeugdaten gehören auch Lastdaten: Masse und Schwerpunkt von Greifer und Werkstück. Falsche Lastdaten führen zu ungenauen Bahnen, Überlast oder verfälschter Kollisionserkennung.

Schritt für Schritt
  1. Werkzeug montieren und Lastdaten eintragen.
  2. TCP mit der vorgesehenen Methode vermessen.
  3. Basis- bzw. Werkstückkoordinatensystem einmessen.
  4. Mit reduzierter Geschwindigkeit testen.
Lerncheck

Prüfe dich selbst, bevor du zum nächsten Thema wechselst:

  • Nenne drei Koordinatensysteme und ihren Bezug.
  • Erkläre, was der TCP ist.
  • Unterscheide achsspezifisches und kartesisches Verfahren.
  • Beschreibe die Folgen falscher Werkzeug- oder Lastdaten.
Frage & Antwort

Kontrollfrage: Warum spart ein Werkstückkoordinatensystem Arbeit, wenn eine Vorrichtung versetzt wird?

Antwort: Alle Punkte des Programms beziehen sich auf dieses Koordinatensystem. Wird nur das System neu eingemessen, verschieben sich alle Punkte mit – ohne jeden Punkt neu zu teachen.

04 Programmieren & Bewegungsarten

Kurz erklärt

Roboter werden meist mit dem Handbediengerät im Teach-in programmiert: Man fährt Punkte an, speichert sie und verbindet sie mit Bewegungsbefehlen. Alternativ werden Programme offline am Rechner erstellt und simuliert.

Die wichtigsten Bewegungsarten sind PTP (Punkt-zu-Punkt), LIN (linear) und CIRC (Kreisbogen). Bei PTP fährt jede Achse für sich zu ihrem Zielwinkel, alle kommen gleichzeitig an – schnell, aber die Bahn des TCP ist nicht gerade und vorab schwer abzuschätzen. LIN führt den TCP auf einer Geraden, CIRC über einen Hilfspunkt auf einem Kreisbogen.

Wofür brauche ich das?Um Bewegungen so zu wählen, dass sie schnell, sicher und prozessgerecht sind.
PraxisbeispielFrei im Raum wird mit PTP zum Vorpositionieren gefahren; das Einfahren in die Spannvorrichtung erfolgt mit LIN, damit das Teil gerade hineingleitet.
Typischer FehlerNahe an Hindernissen mit PTP verfahren. Die Bahn kann einen Bogen machen und mit Vorrichtung oder Maschine kollidieren.

Mehr Details

Mit Überschleifen fährt der Roboter einen Punkt nicht exakt an, sondern geht vorher in die nächste Bewegung über – das spart Taktzeit, wenn der Punkt nicht genau erreicht werden muss. Geschwindigkeit, Beschleunigung und Override (prozentuale Abminderung) bestimmen das Tempo.

  • PTP: alle Achsen synchron, schnellste Bewegung, Bahn nicht geradlinig.
  • LIN: TCP fährt auf einer Geraden – für Füge-, Klebe- oder Einlegevorgänge.
  • CIRC: Kreisbogen über Hilfs- und Zielpunkt.
Mini-Beispiel & Fachbegriffe

Mini-Beispiel: Ein Programm: PTP zum Punkt über dem Teil, LIN 50 mm nach unten, Greifer schließen, LIN nach oben, PTP zur Ablage.

  • Teach-in: Programmierverfahren, bei dem Punkte mit dem Roboter angefahren und gespeichert werden.
  • Handbediengerät: Tragbares Bediengerät eines Roboters mit Display, Verfahrtasten, NOT-HALT und Zustimmtaster.
  • PTP-Bewegung: Punkt-zu-Punkt-Bewegung, bei der alle Achsen gleichzeitig ihr Ziel erreichen; die Bahn des TCP ist nicht geradlinig.
  • LIN-Bewegung: Linearbewegung, bei der der TCP auf einer Geraden zum Zielpunkt fährt.
  • CIRC-Bewegung: Kreisbewegung, bei der der TCP über einen Hilfspunkt auf einem Kreisbogen zum Zielpunkt fährt.
Sicherheit & wichtige Grenzen

Neue oder geänderte Programme immer zuerst in der Betriebsart mit reduzierter Geschwindigkeit testen, mit Zustimmtaster und Blick auf die gesamte Bewegung.

Sicherheitsbereich öffnen →
Vertiefung & Praxis

In der Hand-Betriebsart mit reduzierter Geschwindigkeit (häufig T1 genannt) ist die Geschwindigkeit des TCP nach Norm auf höchstens 250 mm/s begrenzt; Herstellerangabe und Betriebsanweisung beachten. Bewegt wird nur, solange der Zustimmtaster in Mittelstellung gehalten wird. Eine Hand-Betriebsart mit hoher Geschwindigkeit (T2) ist eine eigene Betriebsart mit strengeren Regeln.

Die Offline-Programmierung mit Simulation spart Stillstandszeit und zeigt Kollisionen früh. Die Punkte müssen danach in der realen Zelle meist noch nachkorrigiert werden.

Schritt für Schritt
  1. Ablauf in Worten beschreiben: Annähern, Greifen, Wegfahren, Ablegen.
  2. Punkte mit geeigneter Bewegungsart planen.
  3. Punkte im Teach-in anfahren und speichern.
  4. Programm mit reduzierter Geschwindigkeit Schritt für Schritt testen.
Lerncheck

Prüfe dich selbst, bevor du zum nächsten Thema wechselst:

  • Unterscheide PTP, LIN und CIRC.
  • Begründe, warum Einfahrbewegungen meist mit LIN erfolgen.
  • Erkläre den Nutzen des Überschleifens.
  • Nenne Regeln für den ersten Testlauf.
Frage & Antwort

Kontrollfrage: Warum ist PTP für das Einfahren in eine enge Vorrichtung ungeeignet?

Antwort: Bei PTP rechnet die Steuerung jede Achse für sich vom Start- zum Zielwinkel; die Bahn des TCP ergibt sich daraus und ist meist gekrümmt. Das Werkzeug kann seitlich ausweichen und an der Vorrichtung anstoßen. LIN führt den TCP dagegen auf einer definierten Geraden.

05 Greifer & Peripherie

Kurz erklärt

Der Greifer (Endeffektor) entscheidet, ob der Roboter ein Teil sicher handhaben kann. Häufig sind Parallel- und Winkelgreifer, Vakuumsauger und Magnetgreifer.

Mechanische Greifer halten Teile durch Kraft- oder Formschluss. Vakuumsauger brauchen glatte, dichte Flächen; das Vakuum entsteht oft über eine Venturidüse (Ejektor) mit Druckluft. Magnetgreifer eignen sich für ferromagnetische Teile wie Stahlbleche.

Wofür brauche ich das?Um Greifprinzip, Greifkraft und Sensorik passend zum Teil auszuwählen und Störungen zu verstehen.
PraxisbeispielEin Vakuumsauger meldet über einen Vakuumschalter „Teil gegriffen“. Erst danach gibt die Steuerung die Bewegung zur Ablage frei.
Typischer FehlerOhne Rückmeldung greifen. Fällt ein Teil unbemerkt herunter oder wird es schief gegriffen, entstehen Folgeschäden in der Maschine.

Mehr Details

Die Greifkraft muss das Teil auch bei Beschleunigung und Abbremsen halten. Ein Formschluss (Teil liegt in einer Kontur) ist dabei sicherer als reiner Reibschluss. Greifer werden meist pneumatisch oder elektrisch angetrieben; Werkzeugwechselsysteme erlauben mehrere Greifer an einem Roboter.

  • Parallelgreifer: Backen bewegen sich parallel – gut für prismatische und runde Teile.
  • Vakuumgreifer: für flache, glatte Teile; Leckage senkt die Haltekraft.
  • Sensorik: Endlagen am Greifer, Vakuumschalter oder Kamera prüfen das Greifergebnis.
Mini-Beispiel & Fachbegriffe

Mini-Beispiel: Bei Druckluftausfall kann ein doppeltwirkender Greifer ohne Sicherung seine Greifkraft verlieren. Ein Greifer mit Greifkraftsicherung (Feder) hält das Teil auch ohne Luft mit der Federkraft – meist mit geringerer Greifkraft. Ob das reicht, muss nachgewiesen werden; alternativ helfen Rückschlagventile.

  • Greifer: Endeffektor eines Roboters, der Teile durch Kraft-, Form- oder Saugwirkung hält.
  • Vakuumgreifer: Greifer, der Teile mit Unterdruck über Saugnäpfe hält.
  • Formschluss: Beim Formschluss verhindern ineinandergreifende Formen eine Bewegung in der betrachteten Richtung.
  • Lastdaten: Masse und Schwerpunktlage von Werkzeug und Last, die in der Robotersteuerung hinterlegt werden.
Sicherheit & wichtige Grenzen

Was passiert bei Energieausfall? Für jeden Greifer muss geklärt sein, ob er das Teil hält oder fallen lässt – das ist Teil der Risikobeurteilung.

Sicherheitsbereich öffnen →
Vertiefung & Praxis

Pneumatische Greifer sind einfach und kräftig. Elektrische Greifer lassen Position und Kraft programmieren, was bei unterschiedlichen Teilen Rüstzeit spart.

Die Signale zwischen Greifer, Roboter und SPS laufen oft über einen Feldbus oder IO-Link. So stehen Endlagen, Greifkraft und Diagnose direkt zur Verfügung.

Schritt für Schritt
  1. Teil analysieren: Masse, Form, Oberfläche, Empfindlichkeit.
  2. Greifprinzip und Greifkraft mit Sicherheitszuschlag bestimmen.
  3. Rückmeldung „gegriffen“ vorsehen.
  4. Verhalten bei Energieausfall festlegen und prüfen.
Lerncheck

Prüfe dich selbst, bevor du zum nächsten Thema wechselst:

  • Nenne drei Greifprinzipien mit Einsatzbeispiel.
  • Erkläre, wie eine Venturidüse Vakuum erzeugt.
  • Begründe, warum Formschluss sicherer ist als Reibschluss.
  • Beschreibe die Bedeutung der Greifer-Rückmeldung.
Frage & Antwort

Kontrollfrage: Warum braucht ein Vakuumgreifer eine Rückmeldung durch einen Vakuumschalter?

Antwort: Nur so weiß die Steuerung, ob das Teil wirklich angesaugt ist. Bei Leckage, schiefem Teil oder fehlendem Teil wird die Bewegung gestoppt, statt ein Teil zu verlieren.

06 Sicherheit & Cobots

Kurz erklärt

Roboter bewegen sich schnell, kräftig und für Menschen schwer vorhersehbar. Deshalb arbeiten die meisten Industrieroboter hinter trennenden Schutzeinrichtungen oder mit Sensoren, die den Roboter bei Annäherung verlangsamen oder anhalten.

Typische Schutzeinrichtungen sind Schutzzäune mit überwachten Türen, Lichtvorhänge und Laserscanner. Wer in der Zelle arbeitet, etwa beim Teachen, tut das nur mit reduzierter Geschwindigkeit, mit einem dreistufigen Zustimmtaster und NOT-HALT in Reichweite.

Wofür brauche ich das?Um Gefahren im Umfeld von Robotern zu erkennen und Schutzmaßnahmen richtig anzuwenden.
PraxisbeispielBeim Öffnen der Zellentür stoppt der Roboter sicher. Weiterarbeiten lässt er sich erst wieder in der Hand-Betriebsart mit Zustimmtaster – oder nach Schließen der Tür, Quittieren und einem neuen Startbefehl von außerhalb der Zelle.
Typischer FehlerAnnehmen, ein stehender Roboter sei „aus“. Er kann in einem Programm-Halt oder Wartezustand stehen und jederzeit weiterfahren.

Mehr Details

Der Zustimmtaster hat drei Stellungen: losgelassen = Stopp, Mittelstellung = Bewegung erlaubt, ganz durchgedrückt (Panikreaktion) = Stopp. Lässt man den Taster aus der durchgedrückten Stellung los, gibt die Mittelstellung keine Bewegung frei; dazu muss man ihn erst ganz loslassen und neu in die Mittelstellung drücken. Kollaborierende Roboter dürfen mit Menschen in einem gemeinsamen Arbeitsraum arbeiten, wenn die Anwendung dafür ausgelegt ist – etwa durch Kraft- und Leistungsbegrenzung, Geschwindigkeits- und Abstandsüberwachung, Handführung oder sicherheitsbewerteten überwachten Halt.

  • Trennende Schutzeinrichtungen: Zaun, Tür mit Sicherheitsschalter.
  • Nichttrennende Schutzeinrichtungen: Lichtvorhang, Laserscanner, Trittmatte.
  • Organisatorisch: Unterweisung, Betriebsanleitung, Sperren mit persönlichem Schloss bei Arbeiten in der Zelle.
Mini-Beispiel & Fachbegriffe

Mini-Beispiel: Ein Cobot mit Kraftbegrenzung schraubt neben einem Werker. Der spitze Schrauber selbst ist aber eine Gefahr – darum gehört die ganze Anwendung in die Risikobeurteilung, nicht nur der Roboter.

  • Zustimmtaster: Dreistufige Freigabetaste: Nur in der Mittelstellung ist Bewegung erlaubt, Loslassen und Durchdrücken stoppen. Nach dem Durchdrücken gibt erst ein erneutes Drücken aus der Ruhestellung frei.
  • Lichtvorhang: Optoelektronische Schutzeinrichtung, die ein Feld aus Lichtstrahlen überwacht und bei Unterbrechung ein Stoppsignal auslöst.
  • Kollaborierender Betrieb: Betrieb, bei dem Mensch und Roboter mit besonderen Schutzmaßnahmen in einem gemeinsamen Arbeitsraum arbeiten.
  • Risikobeurteilung: Systematisches Ermitteln und Bewerten von Gefährdungen einer Maschine oder Anwendung mit Festlegung von Schutzmaßnahmen.
Sicherheit & wichtige Grenzen

Schutzeinrichtungen niemals überbrücken oder manipulieren. Vor Instandhaltungs-, Reinigungs- oder Umbauarbeiten in der Zelle den Roboter stillsetzen, gegen Wiedereinschalten sichern und gespeicherte Energie (Druckluft, Schwerkraftachsen, Federn) beachten. Teachen und Fehlersuche mit bewegtem Roboter nur in der Hand-Betriebsart mit reduzierter Geschwindigkeit, Zustimmtaster und NOT-HALT in Reichweite.

Sicherheitsbereich öffnen →
Vertiefung & Praxis

Die Anforderungen an Industrieroboter und Roboteranwendungen beschreibt die Normenreihe ISO 10218; für kollaborierende Anwendungen gibt es zusätzlich ausführliche Angaben, etwa zu zulässigen Kräften und Drücken bei Kontakt.

Laserscanner können mehrere Felder überwachen: In einem äußeren Schutzfeld schaltet die Steuerung auf sicher überwachte, reduzierte Geschwindigkeit, im inneren Schutzfeld hält der Roboter an. Ein reines Warnfeld löst nur eine Warnung aus und ist keine Schutzfunktion. So bleibt die Anlage produktiv, wenn sich jemand nur nähert.

Schritt für Schritt
  1. Gefährdungen der gesamten Anwendung ermitteln.
  2. Schutzmaßnahmen festlegen: trennend, nichttrennend, organisatorisch.
  3. Funktion der Schutzeinrichtungen regelmäßig prüfen.
  4. Bei Arbeiten in der Zelle Betriebsart, Zustimmtaster und Sperren konsequent nutzen.
Lerncheck

Prüfe dich selbst, bevor du zum nächsten Thema wechselst:

  • Beschreibe die drei Stellungen des Zustimmtasters.
  • Unterscheide trennende und nichttrennende Schutzeinrichtungen.
  • Nenne Arten des kollaborierenden Betriebs.
  • Erkläre, warum ein stehender Roboter nicht ungefährlich ist.
Frage & Antwort

Kontrollfrage: Warum stoppt der Roboter auch dann, wenn der Zustimmtaster ganz durchgedrückt wird?

Antwort: Im Schreck verkrampft die Hand häufig und drückt den Taster durch. Die dritte Stellung löst deshalb ebenfalls einen Stopp aus – Bewegung ist nur in der Mittelstellung erlaubt.

Weiterlernen: CNC-Koordinatensysteme → · Maschinensicherheit → · Pneumatik für Greifer → · Arbeitsblatt erstellen →