Cobot-
Glossar.

Ein einzelnes drehbares Gelenk eines Roboters. Cobots haben typisch sechs Achsen (6-DOF), die zusammen Position und Orientierung des Endeffektors im Raum bestimmen. Sieben Achsen (7-DOF, z.B. KUKA LBR iiwa, Kassow) erlauben Ausweichbewegungen um Hindernisse bei festgehaltener Tool-Pose.

Buerstenloser Permanentmagnet-Synchronmotor. Standard-Antrieb in jeder Cobot-Achse, weil verschleissfrei, hochdynamisch und mit Lage-Encodern direkt fuer Drehmoment-Schaetzung nutzbar — was wiederum Voraussetzung fuer kraftbasierte Sicherheits-Stops ist.

Beschreibung der Roboter-Pose im Welt-Koordinatensystem als (X, Y, Z, Rx, Ry, Rz). Die Inverse Kinematik rechnet diese Cartesian-Pose in die sechs Achswinkel um. Programmierer denken meist in Cartesian, der Controller fuehrt Joints.

Industrieroboter, der nach ISO/TS 15066 fuer den geteilten Arbeitsraum mit dem Menschen ausgelegt ist — ohne trennende Schutzzaeune. Definiert nicht ueber Bauform, sondern ueber Sicherheitsfunktionen (Power-and-Force-Limiting, Speed-and-Separation-Monitoring, Hand-Guiding, Safety-Rated Monitored Stop).

Zeit fuer einen kompletten Arbeitszyklus (Pick + Move + Place + Return). Cobots erreichen typisch 60-80% der Taktzeit eines vergleichbaren Industrieroboters — der Aufschlag ist der Preis der Sicherheits-Geschwindigkeitsbegrenzung im Kollaborativ-Modus.

DGUV-Information „Kollaborierende Robotersysteme“: deutsche Praxis-Auslegung der ISO-Normen mit konkreten biomechanischen Schwellenwerten fuer 29 Koerperregionen. Zentrales Dokument fuer die Pflicht-Risikobeurteilung.

Werkzeug am letzten Achsflansch: Greifer, Schweisszange, Schraubspindel, Saugnapf, Bin-Picking-Kamera. Der Endeffektor zaehlt fuer Reichweite und Traglast voll mit — ein 3 kg Greifer reduziert die nutzbare Werkstueck-Traglast eines 10 kg-Cobots auf 7 kg.

Sensor an jeder Achse, der den Drehwinkel digital ausliest. Cobots brauchen redundante Encoder (zwei pro Achse), damit der Sicherheitscontroller die Position auch dann kennt, wenn ein Geber ausfaellt — Voraussetzung fuer Safety-Rated Monitored Stop nach PL d / Cat 3.

Sensor, der drei Kraefte (Fx, Fy, Fz) und drei Drehmomente (Mx, My, Mz) zwischen Endflansch und Werkzeug misst. Pflicht fuer praezise Fuegeprozesse (Schraub-, Steck-, Polieranwendungen) und fuer feinaufgeloestes Hand-Guiding. Manche Cobots integrieren FT-Sensorik in jede Achse (KUKA iiwa); andere brauchen externe FT-Module (Robotiq FT-300, ATI Axia80).

Kollaborativ-Modus nach ISO/TS 15066: der Bediener bewegt den Roboterarm mit der Hand, der Roboter folgt nachgiebig. Wird zum Programmieren von Wegpunkten genutzt („Lead-Through Programming“) und in Lift-Assist-Anwendungen, wo der Bediener schwere Lasten praezise fuehrt. Erfordert Zustimmtaster und definierte Maximalgeschwindigkeit.

Bedienpanel des Cobots, ueblicherweise ein Touch-Tablet (URPolyscope bei Universal Robots, TM Flow bei Techman, iRProgrammer bei FANUC). Fuer Cobots ist die HMI zentraler Wettbewerbs-Faktor, weil ein gutes HMI Programmieraufwaende halbiert.

Internationale Sicherheitsnorm fuer Industrieroboter in zwei Teilen: ISO 10218-1 (Roboter selbst) und ISO 10218-2 (Roboter-Anwendung / Zelle). Pflicht-Grundlage; ISO/TS 15066 ergaenzt den kollaborativen Anwendungsfall.

Technische Spezifikation „Robots and Robotic Devices — Collaborative Robots“ aus 2016. Definiert die vier Kollaborativ-Modi und liefert Tabellen biomechanischer Schmerz- und Verletzungsgrenzwerte. Wird derzeit zur Vollnorm ISO 10218-3 ueberfuehrt; bis dahin verbindlicher Stand der Technik.

Programmiermethode, bei der Wegpunkte durch manuelles Fuehren des Roboterarms erfasst werden. Klassischer Cobot-Vorteil gegenueber Klassik-Robotern, die ueber Teach-Pendant Punkt fuer Punkt eingegeben werden. Beschleunigt Erst-Programmierung um Faktor 3-5.

Deutscher Sammelbegriff fuer Anwendungen, in denen Mensch und Roboter im selben Arbeitsraum agieren — vom blossen Arbeiten in Reichweite (Coexistence) bis zum echten Hand-in-Hand-Arbeiten am Werkstueck (Collaboration). Achtung: MRK ist Anwendung, nicht Roboter-Eigenschaft. Auch ein klassischer 6-Achser kann MRK-faehig werden, wenn die Zelle entsprechend ausgelegt ist (Sicherheits-Scanner, Geschwindigkeits-Reduktion, Kraft-Begrenzung).

Maximale Last am Endflansch — inklusive Werkzeug. Wird an einem definierten Tool-Center-Point gemessen; ungleichmaessige Lastverteilung (langer Greifer, exzentrisch) reduziert die effektive Payload deutlich. Cobots reichen heute von 3 kg (UR3e) bis 35 kg (FANUC CRX-25iA, Techman TM25S).

Diskreter Sicherheits-Performance-Wert von PL a (niedrigste) bis PL e (hoechste). Fuer Cobot-Sicherheitsfunktionen ist PL d, Kategorie 3 (zweikanalig, ueberwacht) der typische Mindestlevel. PL e gilt fuer Schutzfunktionen mit hoechstem Schadenpotential.

Konstruktive Stelle, an der ein Koerperteil zwischen Roboterstruktur und Umgebung (Tisch, Werkstueck, Vorrichtung) eingequetscht werden kann. Pinch-Points sind nach DGUV 209-074 strenger limitiert als freie Stoss-Stellen, weil das Gewebe nicht ausweichen kann.

Vierter Kollaborativ-Modus nach ISO/TS 15066. Roboter und Werkzeug sind so ausgelegt und parametriert, dass im Kontaktfall die uebertragenen Kraefte und Druecke unter den biomechanischen Schwellenwerten der DGUV 209-074 bleiben. Der haeufigste Modus fuer Tisch-Cobots.

Mobiles Bedienterminal mit Touchscreen oder Joystick, ueber das der Roboter manuell verfahren und Programme erstellt werden. Bei Cobots oft durch Tablet-HMI ersetzt, bei Klassik-Robotern weiterhin Standard.

Maximaler Abstand zwischen Roboter-Basis und Tool-Flansch in vollgestreckter Stellung. Cobots erreichen typisch 500 mm bis 1900 mm. Achtung: nutzbare Reichweite ist deutlich kleiner, weil singulaere Posen und Achs-Endlagen den Arbeitsraum „ausstanzen“.

Streuung der angefahrenen Position bei wiederholten Bewegungen zum selben Zielpunkt, gemessen in mm (oft ±0,03 bis ±0,1 mm). Nicht zu verwechseln mit Genauigkeit (Accuracy), die den Bezug zur absoluten Soll-Position beschreibt — Letztere ist bei Cobots meist deutlich schlechter (ca. 1 mm).

Pflicht-Prozess nach EU-Maschinenverordnung 2023/1230 und ISO 12100, vor Inbetriebnahme jeder Cobot-Anwendung dokumentiert. Identifiziert Gefaehrdungen, schaetzt Risiken und legt Massnahmen fest. Bei Cobot-Zellen besonders kritisch, weil keine trennenden Schutzeinrichtungen die Risikobeurteilung „abkuerzen“.

Sicherheitsfunktion, die die Tool-Geschwindigkeit redundant ueberwacht und bei Ueberschreitung einer parametrierten Grenze (z.B. 250 mm/s im Kollaborativ-Modus) den Roboter ueberwacht stoppt. Voraussetzung fuer Speed-and-Separation-Monitoring.

Erster Kollaborativ-Modus nach ISO/TS 15066. Roboter haelt sicher an, sobald ein Mensch die Kollaborationszone betritt, und steht ueberwacht still. Bewegung wird erst wieder freigegeben, wenn der Mensch verlassen hat. Klassischer Modus fuer reine Beladestationen.

Pose, in der mehrere Achsen kollinear stehen und der Roboter einen Freiheitsgrad verliert — rechnerisch fordert die Inverse Kinematik unendliche Geschwindigkeiten in benachbarten Achsen, was zu Notabschaltungen fuehrt. Wrist-Singularitaet ist die haeufigste; gute Bahn-Planung weicht ihr aus.

Zweiter Kollaborativ-Modus: Sicherheits-Scanner ueberwachen den Abstand Mensch-Roboter, die Roboter-Geschwindigkeit wird abstandsabhaengig reduziert. Bei Unterschreitung einer Schutzdistanz erfolgt sicherer Stop. Erlaubt deutlich hoehere Produktivitaet als reines PFL, braucht aber Scanner-Hardware (z.B. SICK nanoScan3).

Gesamtkosten ueber den Lebenszyklus — Cobot, Endeffektor, Zelle, Engineering, Inbetriebnahme, Schulung, Wartung. Branchen-Erfahrung: TCO einer Cobot-Zelle liegt bei 2,2 bis 3,8 × Hardwarepreis ueber 5 Jahre.

Definierter Bezugspunkt am Endeffektor, fuer den der Roboter Position, Orientierung und Geschwindigkeit ausregelt. Bei einem Greifer typisch der Punkt zwischen den Greifbacken, bei einer Schweisszange die Drahtspitze. Korrekte TCP-Kalibrierung ist Voraussetzung fuer praezise Bahnen und realistisches Force-Limiting.

Plug-in-Format fuer Universal Robots-Steuerungen. Hersteller von Endeffektoren, Vision-Systemen und Software liefern URCaps, die nach Installation als Bausteine im Polyscope-Programm zur Verfuegung stehen — analog zu App-Stores. Vergleichbare Konzepte: TMplug-in (Techman), Doosan App Store, FANUC iRPickTool.

Mechanisch-elektrische Schnittstelle, die im laufenden Betrieb Endeffektoren tauscht (z.B. Schroeder Kupplung, ATI QC). Pflicht fuer Anwendungen, in denen ein Cobot mehrere Aufgaben uebernimmt (Pick & Place, dann Schrauben, dann Pruefen). Aufschlag 2-6 k EUR pro Set.