Kollaborative Roboter, kurz Cobots, haben die Automatisierung in kleinen und mittelständischen Unternehmen grundlegend verändert. Während klassische Industrieroboter hinter Schutzzäunen arbeiten, teilen sich Cobots den Arbeitsraum direkt mit Menschen. Sie montieren, palettieren, prüfen oder verpacken, Seite an Seite mit der Belegschaft. Das klingt nach Zukunft, die bereits Realität ist. Laut dem Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbauer (VDMA) wächst der Cobot-Markt in Europa jährlich um rund 20 Prozent.
Doch mit der Nähe zum Menschen steigt auch die Verantwortung. Wer einen Cobot in Betrieb nimmt, ohne die Maschinensicherheit gründlich zu durchdenken, riskiert mehr als nur Bußgelder. Verletzungen, Produktionsstopps und Haftungsprobleme sind die Konsequenz.
Das Wichtigste in Kürze
- Cobots unterliegen der Maschinenrichtlinie 2006/42/EG (ab 2027: neue EU-Maschinenverordnung 2023/1230) und erfordern vor Inbetriebnahme eine vollständige Risikobeurteilung gemäß ISO 12100.
- Die Norm ISO/TS 15066 definiert vier kollaborative Betriebsarten und legt biomechanische Grenzwerte für Kraft und Druck fest, die bei Kontakt zwischen Cobot und Mensch nicht überschritten werden dürfen.
- Die Verantwortung für die CE-Konformität der Gesamtanlage liegt beim Integrator oder Betreiber, nicht beim Cobot-Hersteller allein.
Warum ist Maschinensicherheit bei Cobots anders als bei klassischen Robotern?
Bei einem klassischen Industrieroboter ist die Sache relativ klar: Ein Schutzzaun trennt Mensch und Maschine. Sobald jemand den Zaun öffnet, stoppt der Roboter. Dieses Prinzip der räumlichen Trennung funktioniert seit Jahrzehnten zuverlässig.
Cobots brechen genau dieses Prinzip auf. Sie sind darauf ausgelegt, dass Menschen in ihrem Arbeitsbereich stehen, greifen und agieren. Der Schutz kommt nicht durch eine physische Barriere, sondern durch die Technik des Roboters selbst: Kraft- und Momentenbegrenzung, Sicherheitssoftware, kollisionssensitive Sensoren.
Das Problem dabei: Ein Cobot allein ist keine sichere Anlage. Erst das Zusammenspiel aus Roboter, Werkzeug (dem sogenannten Endeffektor), Werkstück und der konkreten Arbeitsumgebung ergibt die Gesamtanlage. Und genau diese Gesamtanlage braucht eine eigene Sicherheitsbewertung. Der Cobot-Hersteller liefert eine konforme Maschine, aber die Verantwortung für die Applikation liegt beim Integrator oder Betreiber.
Die vier kollaborativen Betriebsarten nach ISO/TS 15066
Die technische Spezifikation ISO/TS 15066 beschreibt vier Betriebsarten, mit denen Cobots sicher neben Menschen arbeiten können. In der Praxis nutzen die meisten Anwendungen eine Kombination aus mehreren Betriebsarten.
Die erste Betriebsart heißt „Sicherheitsbewerteter überwachter Halt“. Der Roboter stoppt, sobald ein Mensch den kollaborativen Arbeitsraum betritt, und setzt seine Bewegung erst fort, wenn der Bereich wieder frei ist. Technisch ähnelt das dem klassischen Schutzzaun, nur ohne Zaun, realisiert über Laserscanner, Lichtvorhänge oder Kamerasysteme.
Die zweite Betriebsart, „Handführung„, erlaubt es der bedienenden Person, den Roboterarm direkt zu bewegen. Der Roboter folgt der Hand und hat dabei keine Eigeninitiative. Diese Methode eignet sich zum Einrichten, Teachen oder für Anwendungen, bei denen die menschliche Geschicklichkeit den Roboter ergänzt.
Bei der dritten Betriebsart, „Geschwindigkeits- und Abstandsüberwachung“, passt der Roboter seine Geschwindigkeit dynamisch an den Abstand zum nächsten Menschen an. Je näher die Person kommt, desto langsamer bewegt sich der Cobot. Unterschreitet der Abstand einen Mindestwert, stoppt der Roboter. Diese Betriebsart erfordert zuverlässige Sensortechnik zur Personenerkennung.
Die vierte und am häufigsten genutzte Betriebsart ist die „Leistungs- und Kraftbegrenzung„. Der Roboter arbeitet mit so geringer Kraft und Geschwindigkeit, dass bei einem Kontakt keine Verletzung entsteht. Die biomechanischen Grenzwerte der ISO/TS 15066 definieren dabei für 29 Körperregionen maximal zulässige Kräfte und Drücke. Für den Handrücken gelten beispielsweise andere Werte als für die Stirn.
Die Risikobeurteilung: Pflicht, nicht Kür
Vor jeder Inbetriebnahme steht die Risikobeurteilung nach ISO 12100. Sie analysiert systematisch, welche Gefährdungen von der Cobot-Applikation ausgehen, und legt Schutzmaßnahmen fest. Dabei gilt die bekannte Hierarchie: Konstruktive Maßnahmen zuerst (z. B. Kraft begrenzen), dann technische Schutzeinrichtungen (z. B. Scanner), und zuletzt organisatorische Maßnahmen (z. B. Betriebsanweisungen).
Ein häufiger Fehler in der Praxis: Unternehmen kaufen einen Cobot, montieren ein Greifwerkzeug und starten die Produktion, ohne die Risikobeurteilung für die konkrete Applikation durchzuführen. Der Cobot mag vom Hersteller als sicher zertifiziert sein, aber das Gesamtsystem, also Roboter plus Greifer plus Werkstück plus Arbeitsumgebung, ist es dann noch nicht.
Wer dabei Unterstützung braucht, findet bei einem Experte für Maschinensicherheit die passende Beratung. Gerade für KMU ohne eigene Sicherheitsabteilung kann externes Know-how den Unterschied machen zwischen einer rechtskonformen Anlage und einem teuren Nachbesserungsprojekt.
CE-Kennzeichnung: Wer trägt die Verantwortung?
Die CE-Kennzeichnung ist kein Qualitätssiegel, sondern die Erklärung des Herstellers, dass sein Produkt die europäischen Sicherheitsanforderungen erfüllt. Beim Cobot liefert der Roboterhersteller diese Erklärung für den Roboter selbst.
Sobald du aber einen Greifer montierst, ein Werkstück einlegst und eine spezifische Aufgabe programmierst, entsteht eine neue Maschine im Sinne der Maschinenrichtlinie. Und für diese neue Maschine braucht es eine eigene Konformitätsbewertung und CE-Kennzeichnung. Die Verantwortung dafür liegt bei demjenigen, der die Anlage zusammenbaut und in Betrieb nimmt, also beim Systemintegrator oder, wenn es kein externer Integrator ist, beim Betreiber selbst.
Das wird ab 2027 noch relevanter, wenn die neue EU-Maschinenverordnung (EU) 2023/1230 die bisherige Richtlinie ablöst. Sie verschärft unter anderem die Anforderungen an die Cybersicherheit von Maschinen und stellt höhere Anforderungen an die Risikobeurteilung.
Was ändert sich mit der neuen EU-Maschinenverordnung 2023/1230?
Die Verordnung tritt am 20. Januar 2027 verbindlich in Kraft und löst die bisherige Maschinenrichtlinie 2006/42/EG ab. Für Cobot-Betreiber sind vor allem drei Punkte relevant:
Erstens werden Maschinen mit KI-Elementen oder selbstlernenden Algorithmen ausdrücklich in den Anwendungsbereich aufgenommen. Das betrifft Cobots, die über maschinelles Lernen ihre Bewegungspfade optimieren.
Zweitens wird Cybersicherheit erstmals als Sicherheitsanforderung verankert. Ein Cobot, der über WLAN oder Ethernet mit dem Firmennetzwerk verbunden ist, bietet prinzipiell eine Angriffsfläche. Die Verordnung verlangt, dass diese Risiken in der Risikobeurteilung berücksichtigt und durch technische Maßnahmen adressiert werden.
Drittens ändern sich die Dokumentationspflichten. Die Betriebsanleitung kann künftig digital bereitgestellt werden, eine Papierfassung ist nicht mehr zwingend. Gleichzeitig werden die inhaltlichen Anforderungen an die Risikobeurteilung konkretisiert.
Praxistipps für die sichere Cobot-Integration
Hast du schon einmal beobachtet, wie ein Cobot in einer realen Produktionsumgebung arbeitet? Dann ist dir vielleicht aufgefallen, dass die Theorie der Normen und die Praxis auf dem Hallenboden nicht immer deckungsgleich sind. Ein paar Punkte, die in der Realität oft übersehen werden:
Der Endeffektor (Greifer, Werkzeug) ist genauso kritisch wie der Roboter selbst. Ein Cobot mit einer scharfkantigen Metallklammer am Arm ist kein sicherer Cobot, selbst wenn die Kraftbegrenzung aktiv ist. Der Greifer sollte glatte Kanten, eine möglichst große Kontaktfläche und geringe Masse aufweisen.
Werkstücke können zur Gefahr werden. Ein Cobot, der ein spitzes Metallteil greift und bewegt, überträgt die begrenzte Kraft des Roboters auf eine kleine Fläche, der Druck auf die Haut steigt. Die Risikobeurteilung berücksichtigt daher nicht nur den Roboter, sondern immer auch Werkzeug und Werkstück.
Die Arbeitsumgebung verändert sich. Was gestern sicher war, kann morgen unsicher sein, wenn ein neues Regal in den Arbeitsbereich gestellt wird oder die Taktzeit erhöht werden soll. Jede Änderung an der Applikation erfordert eine Prüfung, ob die bestehende Risikobeurteilung noch gültig ist.