Ein Cobot (Englisch), kurz für „collaborative robot“ (dt.: kollaborativer Roboter), ist ein Robotersystem, das entwickelt wurde, um mit menschlichen Mitarbeitern in einem gemeinsamen Arbeitsbereich zusammenzuarbeiten.
Im Gegensatz zu herkömmlichen Robotern sind Cobots mit Sicherheitsfunktionen wie Sensoren ausgestattet, um direkt mit Menschen zu interagieren und eine sichere und effiziente Zusammenarbeit zu ermöglichen. Cobots sind in der Regel leicht, flexibel und anpassungsfähig, was sie ideal für Aufgaben macht, die Präzision oder sich wiederholende Bewegungen erfordern. Diese Roboter verbessern die menschlichen Fähigkeiten, indem sie oft alltägliche, hochpräzise oder körperlich anstrengende Aufgaben übernehmen, sodass sich die Mitarbeiter auf komplexere, kreativere Arbeiten konzentrieren können.
Cobotik bezieht sich auf den Bereich der Technologie und des Ingenieurwesens, der sich darauf konzentriert, die kollaborative Interaktion zwischen Mensch und Roboter zu ermöglichen. Sie verbindet Robotik mit benutzerzentriertem Design und legt den Schwerpunkt auf gemeinsame Aufgaben, gegenseitige Reaktionsfähigkeit und intelligente Arbeitsabläufe.
Cobotik automatisiert nicht nur, sondern verbessert auch: Maschinen unterstützen die Menschen, anstatt unabhängig von ihnen zu arbeiten.
In Cobots kommt eine Kombination aus Sensoreingaben, Steuerungssoftware und Algorithmen für maschinelles Lernen zum Einsatz. Sie sind mit Kameras, Kraftsensoren und anderen Geräten ausgestattet, die es ihnen ermöglichen, ihre Umgebung zu erkennen, sich an menschliche Interaktionen anzupassen und Aufgaben mit einem hohen Maß an Sicherheit auszuführen.
Die Programmierung eines Cobots kann intuitiv sein und umfasst häufig manuelles Einlernen (physisches Führen des Roboters), Drag-&-Drop-Benutzeroberflächen oder die Integration in CAM-Software wie Autodesk Fusion.
Es gibt verschiedene Arten von Cobots, die jeweils für unterschiedliche Aufgaben im Fertigungsprozess eingesetzt werden können.
Ausgestattet mit Sensoren, die menschlichen Kontakt erkennen und automatisch stoppen, wenn die Kraft die Sicherheitsgrenzen überschreitet.
Diese Roboter werden manuell von menschlichen Bedienern gesteuert, die ihnen durch physische Interaktion Aufgaben beibringen.
Mithilfe von Laserscannern verlangsamen diese Cobots ihre Geschwindigkeit oder halten an, sobald ein Mensch ihren Arbeitsbereich betritt, und setzen ihre Arbeit erst fort, wenn der Mensch sich entfernt hat.
Diese Roboter halten vollständig an, sobald ein Mensch ihren Arbeitsbereich betritt, und setzen ihre Arbeit erst fort, wenn der Bereich wieder frei ist.
Wenn Sie die wichtigsten Unterschiede zwischen Cobots und herkömmlichen Industrierobotern verstehen, können Sie die beste Lösung für Ihre Fertigungsanforderungen ermitteln und Sicherheit, Flexibilität und Effizienz in Einklang bringen.
Hochgeschwindigkeitsmaschinen für repetitive Aufgaben mit hohem Volumen. In der Regel isoliert betrieben und erfordern fachkundige Programmierung.
Kollaborative Roboter, die für die sichere Zusammenarbeit mit Menschen entwickelt wurden. Sie sind flexibel, einfach zu programmieren und ideal für anpassungsfähige Aufgaben mit geringem Volumen.
Cobots sind mit Sensoren und Kraftbegrenzungen ausgestattet, die es ihnen ermöglichen, sicher in der Nähe von Menschen zu arbeiten, ohne dass Sicherheitskäfige oder Barrieren erforderlich sind.
Im Gegensatz zu herkömmlichen Robotern können Cobots mit intuitiver Software schnell installiert und programmiert werden. Dies reduziert die Ausfallzeiten und ermöglicht schnelle Änderungen von Arbeitsabläufen oder Aufgaben.
Cobots sind leicht und tragbar, sodass sie einfach zwischen Arbeitsplätzen bewegt werden können. Diese Flexibilität ist ideal für wechselnde Produktionsanforderungen oder unterschiedlich große Chargen.
Cobots übernehmen repetitive oder ergonomisch anspruchsvolle Aufgaben, sodass sich die Mitarbeiter auf höherwertige Tätigkeiten konzentrieren können. Das Ergebnis ist eine höhere Effizienz und eine motiviertere Belegschaft.
Cloudbasierte Produktentwicklungsplattform für CAD, CAM, CAE und Leiterplatten in 3D
Cobots sollen sicher, intuitiv und flexibel mit dem Menschen zusammenarbeiten. Hier sind fünf Kernprinzipien, die Sie beachten sollten:
Autodesk Fusion bietet leistungsstarke Werkzeuge, mit denen das Entwerfen, Testen und Optimieren von Cobots effizienter und leichter zugänglich wird. Hier sind sechs wesentliche Funktionen, die die Cobotik-Innovation unterstützen:
Designteams können in Echtzeit zusammenarbeiten und so Feedback und Aktualisierungen für mechanische, elektrische und Softwarekomponenten optimieren.
Erstellen und optimieren Sie komplexe Cobot-Geometrien, spezifische Gelenke und Endeffektoren schnell mit parametrischen und Freiform-Modellierungswerkzeugen.
Überprüfen Sie, wie sich Ihre Cobot-Konstruktionen unter realen Bedingungen verhalten – testen Sie Belastungen, Bewegungen und Beanspruchungen, bevor Sie physische Prototypen fertigen.
Entwerfen Sie die elektronischen Systeme für Ihre Cobots, einschließlich Leiterplatten, direkt im selben Arbeitsbereich wie die mechanischen Teile.
Erkunden Sie automatisch optimierte Strukturformen hinsichtlich Festigkeit, Gewicht und Materialverbrauch – ideal für Cobot-Arme und -Strukturrahmen.
Nahtlose Verbindung von Design mit CAM- und CNC-Arbeitsabläufen, wodurch die Bearbeitung von Teilen und die schnelle Prototypenerstellung mit der Manufacturing Extension vereinfacht werden.
Entdecken Sie, wie die leistungsstarken CAD-, CAM-, Datenmanagement- und Kollaborationstools von Fusion die Konstruktion, Programmierung und Fertigung von kollaborativen Robotern für eine intelligentere Automatisierung optimieren.
Grundlegende Entwurfswerkzeuge
3D-Modellierung von Cobot-Komponenten
Erstellen Sie benutzerdefinierte Greifer, Halterungen, Sensoren und Arme mit vielseitigen Werkzeugen für die Volumen-, Oberflächen- und Netzmodellierung.
Zusammenarbeit in der Cloud
Nahtlose Teamarbeit durch gemeinsame Nutzung von Entwürfen in Echtzeit und multidisziplinäre Koordination.
Zentralisiertes Datenmanagement
Speichern Sie alle Ihre Konstruktions-, Simulations- und Fertigungsdateien sicher an einem Ort und greifen Sie jederzeit darauf zu, wodurch Wartung und Upgrades vereinfacht werden.
Integrierter End-to-End-Arbeitsablauf
Wechseln Sie mühelos vom Entwurf über die Fertigungsprogrammierung bis hin zur Simulation und beschleunigen Sie so den Einsatz von Cobots in allen Teams und Phasen.
Erweiterte Cobot-Programmierung
Erweiterte CAM-Programmierung
Programmieren Sie Cobots für komplexe Fräs-, Dreh- und Schneidaufgaben mit präzisen CAM-Werkzeugen, die für moderne Fertigungsabläufe entwickelt wurden.
Optimierte Werkzeugwege für mehr Effizienz
Reduzieren Sie Zykluszeiten und senken Sie den Energieverbrauch mit intelligenten Werkzeugwegstrategien, die speziell auf den Einsatz von Cobots zugeschnitten sind.
Cobot-Simulation und -Überprüfung
Testen Sie Cobot-Bewegungen und Interaktionen virtuell in einer digitalen Zwillingsumgebung und vermeiden Sie so kostspielige Fehler vor dem eigentlichen Einsatz.
Integrierte Qualitätskontrolle
Automatisieren Sie Inspektionsaufgaben durch die Programmierung von Qualitäts-Arbeitsabläufen direkt in Fusion, um einheitliche Produktstandards zu gewährleisten und Nacharbeiten zu reduzieren.
Skalierbare automatisierte Arbeitsabläufe
Skalieren Sie Ihre Produktion sicher, indem Sie repetitive oder komplexe Cobot-Prozesse automatisieren, ohne dabei Abstriche bei Sicherheit oder Leistung zu machen.
Da Hersteller unter zunehmendem Druck stehen, die Effizienz, Sicherheit und Anpassungsfähigkeit zu verbessern, werden Cobots in der Fabrikhalle immer wichtiger. Diese kollaborativen Roboter verbessern die Arbeitsabläufe, indem sie sicher mit Menschen zusammenarbeiten und wiederkehrende oder präzise Aufgaben problemlos bewältigen.
Mit Autodesk Fusion geht Cobotik über eine reine Automatisierung hinaus. Die cloudbasierte Plattform von Fusion vereint Konstruktion und Fertigung an einem Ort und erleichtert so die Prototyperstellung, Simulation und Optimierung von Cobot-Komponenten. Gemeinsam ermöglichen Cobots und Fusion schnellere Innovationen, eine flexible Produktion und einen intelligenteren, reaktionsschnelleren Ansatz für die moderne Fertigung.
Noch effektiver werden Cobots, wenn sie mit digitalen Zwillingen gekoppelt werden. Diese virtuellen Modelle simulieren reale Bedingungen, sodass Teams die Leistung überwachen, Verbesserungen testen und Probleme vorhersagen können – noch bevor etwas in der Fertigung passiert.
Vorteile:
Präzisere Konstruktionsvalidierung und -tests
Leistungsüberwachung und -anpassungen in Echtzeit
Vorausschauende Wartungsplanung zur Vermeidung kostspieliger Ausfälle
Digitale Zwillinge werden in Zukunft die Lücke zwischen virtuellem Design und physischer Leistung weiter schließen, wodurch Cobots anpassungsfähiger und Hersteller proaktiver werden.
Das IIoT verbindet Cobots mit intelligenten Geräten und Systemen und schafft so ein Datennetz, mit dem Hersteller ihre Produktion in Echtzeit überwachen, steuern und optimieren können.
Vorteile:
Das IIoT wird Cobots zu einem unverzichtbaren Bestandteil reaktionsschneller, selbstkorrigierender Fertigungsökosysteme machen, in denen Maschinen miteinander kommunizieren, sich koordinieren und voneinander lernen können.
Fusion stattet Cobots mit maschinellen Lernfähigkeiten aus, sodass sie sich an wechselnde Aufgaben anpassen, durch Wiederholungen verbessern und auf der Grundlage von Daten intelligentere Entscheidungen treffen können.
Vorteile:
Mit zunehmender Weiterentwicklung der ML können Cobots komplexere Aufgaben übernehmen und sich kontinuierlich verbessern, ohne dass eine Neuprogrammierung erforderlich ist – lediglich Daten und Erkenntnisse aus dem Design werden benötigt.
Durch die Analyse früherer Daten und Nutzungsmuster hilft Fusion Cobots, den Wartungsbedarf und Leistungsabfälle vorauszusehen, bevor diese sich auf die Produktion auswirken. Das hält die Produktionslinien in Bewegung und senkt die Kosten.
Vorteile:
Predictive Analytics wird sich zu einer autonomen Wartungsplanung entwickeln, bei der Cobots Teams alarmieren (oder sogar selbstständig Wartungsarbeiten durchführen), bevor Probleme tatsächlich auftreten.
Erfahren Sie, wie Cobots und Autodesk Fusion die Fertigung durch intelligente Automatisierung verändern, indem sie die Effizienz steigern, die Sicherheit verbessern und Innovationen beschleunigen.
Erfahren Sie, wie künstliche Intelligenz in der Fertigung mit KI-gestützten Werkzeugen von Autodesk Fusion die Effizienz steigert, die Qualität verbessert und Innovationen vorantreibt.
Erfahren Sie, wie Smart Factorys moderene Techniken wie KI, IoT, Cobots und Automatisierung einsetzen, um die Flexibilität, Effizienz und Anpassbarkeit in der Fertigung zu steigern.
Cobots verbessern den Fabrikbetrieb, indem sie repetitive oder gefährliche Aufgaben automatisieren, menschliche Fehler reduzieren und die Sicherheit der Mitarbeiter erhöhen. Sie arbeiten mit den Mitarbeitern zusammen, sodass sich die Menschen auf komplexere und kreativere Tätigkeiten konzentrieren können.
Autodesk Fusion unterstützt diese Integration durch leistungsstarke Konstruktions- und Simulationswerkzeuge, mit denen Ingenieure Cobot-Arbeitsabläufe und -Komponenten vor der Implementierung erstellen, testen und optimieren können. So sparen sie Zeit und Geld und gewährleisten eine reibungslose und effiziente Fabrikautomatisierung.
Herkömmliche Industrieroboter benötigen in der Regel Sicherheitskäfige oder -barrieren, da sie mit hohen Geschwindigkeiten und Kräften arbeiten, wodurch Risiken für Menschen in ihrer Nähe entstehen. Cobots dagegen sind mit Sensoren und Sicherheitsprotokollen ausgestattet, um Kollisionen zu erkennen und zu vermeiden, sodass sie Seite an Seite mit Menschen arbeiten können. Cobots sind flexibler, einfacher zu programmieren und für kleinere oder variable Aufgaben konzipiert. Damit eignen sie sich für kleine und mittlere Unternehmen (KMU) und vielfältige Produktionsumgebungen.
Nein, Cobots sind benutzerfreundlich und einfach zu programmieren. Viele Modelle verfügen über intuitive Schnittstellen, Drag-&-Drop-Programmierung oder Teach-by-Demonstration-Methoden, bei denen Bediener den Roboter physisch durch eine Aufgabensequenz führen. Dadurch sind keine speziellen Programmierkenntnisse erforderlich, sodass auch Bediener ohne umfangreiche Erfahrung im Bereich Robotik Cobot-Arbeitsabläufe schnell einrichten und ändern können.
Cobots sind mit mehreren Sicherheitsfunktionen ausgestattet, darunter:
Zu den Phasen des Product Lifecycle Management (PLM) gehören in der Regel die folgenden:
1. Konzept und Ideenfindung: Diese Phase umfasst die Ideenfindung, Marktforschung und vorläufige Machbarkeitsstudien. Dazu gehören Brainstorming, konzeptionelle Entwicklung und die Definition der Anforderungen und Spezifikationen für das Produkt.
2. Konstruktion und Entwicklung: In dieser Phase werden detaillierte Produktentwürfe mithilfe von Werkzeugen wie CAD (Computer-aided Design) erstellt. Es werden Prototypen entwickelt und getestet, wobei iterative Designanpassungen vorgenommen werden, um das Produkt zu verbessern. Diese Phase umfasst auch die Durchführung einer technischen Analyse und Validierung.
3. Produktion und Fertigung: Nach Abschluss des Entwurfs geht das Produkt in die Produktionsphase über. Diese Phase umfasst eine umfassende Planung, die Beschaffung von Materialien, die Durchführung von Fertigungsprozessen, die Montage und die Implementierung von Qualitätskontrollmaßnahmen. Es wird sichergestellt, dass das Produkt effizient hergestellt wird und Qualitätsstandards einhält.
4. Markteinführung: In dieser Phase wird das Produkt auf den Markt gebracht. Dazu gehören Marketing, Verkauf, Vertrieb und Kundensupport.
5. Wachstum: Während der Wachstumsphase gewinnt das Produkt an Marktakzeptanz und die Nachfrage steigt. Es werden Anstrengungen unternommen, die Produktion zu optimieren, den Vertrieb zu verbessern und die Marketingkampagnen zu verstärken, um den Umsatz zu maximieren.
6. Reife: Das Produkt erreicht in der Reifephase den Höhepunkt der Marktdurchdringung. Die Verkaufszahlen stabilisieren sich, und der Fokus verlagert sich auf die Sicherung des Marktanteils, die Optimierung der Betriebsabläufe und die Verlängerung des Produktlebenszyklus durch Updates oder Verbesserungen.
7. Rückgang: Das Produkt tritt in die Rückgangsphase ein, wenn die Marktnachfrage zurückgeht, was häufig auf technologische Fortschritte, veränderte Kundenpräferenzen oder verstärkten Wettbewerb zurückzuführen ist. Es werden Strategien für das Auslaufen von Produkten, Kostensenkungen und die Umstellung von Kunden auf neuere Produkte entwickelt.
8. Einstellung: In der letzten Phase wird das Produkt schrittweise vom Markt genommen. Dazu gehören die Bestandsverwaltung, der Support für bestehende Kunden, das Recycling oder die Entsorgung des Produkts sowie die Umstellung auf neue Produktangebote.
Cobots lassen sich mithilfe gängiger Industrieprotokolle wie Ethernet/IP und Modbus problemlos mit bestehenden Systemen verbinden und gewährleisten so eine unterbrechungsfreie Kommunikation. Sie können so angepasst werden, dass sie mit älteren Computern zusammenarbeiten, wobei häufig Middleware verwendet wird, um Technologien zu verbinden. Mit den Simulationswerkzeugen von Autodesk Fusion können Ingenieure diese Integrationen vor der Bereitstellung virtuell testen und optimieren, um Ausfallzeiten zu reduzieren und die Implementierung zu beschleunigen.
Ja, Normen wie ISO/TS 15066 legen Sicherheitsanforderungen für Cobots fest, die mit Menschen zusammenarbeiten. Eine Einhaltung von Normen bedeutet weniger Risiko. Die Erweiterungen von Fusion helfen Ingenieuren, Sicherheitsmerkmale in ihren Roboterkomponenten zu validieren.
Cobots werden in verschiedenen Branchen eingesetzt, darunter:
Aufgrund ihrer Vielseitigkeit eignen sie sich für viele Branchen, die sowohl Flexibilität als auch Automatisierung erfordern.
Ja, Cobots können kontinuierlich arbeiten und werden oft rund um die Uhr für Aufgaben eingesetzt, insbesondere in Umgebungen, in denen repetitive oder präzise Arbeiten erforderlich sind. Wie alle Maschinen müssen sie jedoch routinemäßig gewartet und gelegentlich kalibriert werden. Betreiber planen in der Regel Ausfallzeiten für vorbeugende Wartungsarbeiten ein, um eine gleichbleibende Leistung sicherzustellen und unerwartete Ausfälle zu vermeiden.
Cobots spielen eine wichtige Rolle bei Industrie 4.0 (Englisch), da sie sich in IoT-Geräte, Datenanalysen und KI-gesteuerte Systeme integrieren lassen, um intelligente, vernetzte Fertigungsumgebungen zu schaffen. Sie liefern Echtzeitdaten zu Produktionsprozessen, arbeiten dynamisch mit Menschen und anderen Maschinen zusammen und ermöglichen eine flexible Fertigung, die sich schnell an veränderte Anforderungen anpassen lässt. Cobots tragen zu mehr Effizienz, höherer Qualität und individueller Anpassung bei und spielen somit bei der Smart Factory eine wichtige Rolle.
