Roboter in der Produktion: Sicherheit, Sicherheitszonen und Programmierung

Kompetenzziel Nr. 6 der Ausbildung verlangt, dass der Lehrling auf Grundlage von Wissen über Robotersicherheit einen Roboter für den Einsatz in der industriellen Produktion bedienen kann, und später im Verlauf (Nr. 20 und 22) kommen der Aufbau komplexer Anlagen mit Robotertechnik, die Offline- und Online-Programmierung sowie die Integration von Robotern in größere Anlagen hinzu. Roboter sind also kein Nebenfach — sie sind ein zentraler Teil der modernen Automatisierungsanlage.

Die Sicherheit rund um Industrieroboter ist in einer Familie internationaler Normen beschrieben. ISO 10218-1 stellt Anforderungen an den Roboter selbst als Produkt — an seine Konstruktion und seine eingebauten Sicherheitsfunktionen. ISO 10218-2 stellt Anforderungen an das integrierte Robotersystem, also an den Roboter zusammen mit Werkzeug, Schutzeinrichtungen und Peripherie in der konkreten Installation. Mit der Revision im Jahr 2025 sind die Anforderungen an kollaborierende Roboter — zuvor in einer eigenen technischen Spezifikation, ISO/TS 15066:2016, beschrieben — direkt in ISO 10218-2:2025 integriert worden, sodass die Regeln für den kollaborativen Betrieb nun gesammelt an einer Stelle stehen.

• 01ISO 10218-1 — Anforderungen an den Roboter selbst (Konstruktion und eingebaute Sicherheitsfunktionen)
• 02ISO 10218-2 — Anforderungen an das integrierte System (Zelle, Werkzeug, Abschirmung, Peripheriegeräte)
• 03Kollaborativer Betrieb (früher ISO/TS 15066) — Grenzen für Kraft, Druck und Geschwindigkeit bei physischem Kontakt zwischen Mensch und Roboter

Ein traditioneller Industrieroboter arbeitet typischerweise hinter Schutzzäunen, Lichtvorhängen oder Sicherheitsmatten, weil er sich mit einer Kraft und Geschwindigkeit bewegt, die einen Menschen schwer verletzen kann. Ein kollaborierender Roboter (oft Cobot genannt) ist dagegen so entwickelt und risikobeurteilt, dass er den Arbeitsbereich ohne vollständige Abschirmung mit Menschen teilen kann — aber nur innerhalb der Kraft- und Druckgrenzen, die für die konkrete Aufgabe und den konkreten Roboter festgelegt sind. Ein zentraler Punkt ist, dass 'kollaborierender Roboter' nicht 'automatisch sicher unter allen Bedingungen' bedeutet — jede Installation muss anhand der Aufgabe, des Werkzeugs am Roboter und der Umgebung risikobeurteilt werden.

Roboter werden auf zwei grundsätzliche Arten programmiert. Die Online-Programmierung findet am Roboter selbst statt, oft mit einem Handprogrammiergerät, mit dem man den Roboter in die gewünschten Positionen fährt und sie als Punkte in einem Programm speichert. Die Offline-Programmierung findet in einer Software auf einem Computer statt, wo die Bewegungen des Roboters simuliert und geplant werden, bevor das Programm auf den physischen Roboter übertragen wird — eine Methode, die Produktionszeit spart, weil die Anlage während des Programmierens selbst nicht stillstehen muss. Der Automatisierungstechniker arbeitet typischerweise mit beidem: einfache Anpassungen und Einrichtung direkt am Roboter und komplexere Änderungen offline vorbereitet.

Ein Roboter arbeitet selten allein. Er muss oft mit Förderbändern, Bestückungsautomaten, Kameras und anderen automatischen Einheiten zusammenspielen — das, was Kompetenzziel Nr. 22 als Integration von Robotern und anderen automatischen Maschinen in industriellen Anlagen beschreibt. Das setzt voraus, dass der Techniker die gesamte Signalkette zwischen Robotersteuerung, SPS und Peripherie versteht, damit die Fehlersuche nicht an der Grenze der Roboterzelle endet, sondern die ganze Anlage umfasst.

“Ein Roboter tut genau das, wofür er programmiert ist — jedes Mal, mit derselben Kraft. Das ist die Stärke. Das ist auch der Grund, warum er nie von selbst merkt, dass ein Mensch im Weg steht.”