Roboterzelle planen: 12 Angaben für ein belastbares Angebot

Eine Roboterzelle lässt sich nur dann seriös auslegen und kalkulieren, wenn die technischen Randbedingungen der Anwendung bekannt sind. Eine Anfrage wie „Wir möchten diesen Prozess automatisieren“ ist ein sinnvoller Einstieg, reicht aber noch nicht für eine belastbare Auswahl von Roboter, Greifer, Peripherie, Sicherheitstechnik und Schnittstellen.

Je vollständiger die Projektdaten vorliegen, desto schneller kann ein Integrator Machbarkeit, Taktzeit, Lieferumfang und Investitionsrahmen bewerten. Die folgenden zwölf Angaben bilden dafür eine praxistaugliche Grundlage.

1. Welche Aufgabe soll automatisiert werden?

Beschreiben Sie den Prozess möglichst konkret. Typische Anwendungen sind Maschinenbeladung, Palettieren, Entnehmen, Montieren, Verpacken, Schweißen, Prüfen oder Materialhandling. Entscheidend ist nicht nur das gewünschte Ergebnis, sondern auch der heutige Ablauf.

• Wo nimmt der Roboter das Bauteil auf?
• Welche Bearbeitungs- oder Prüfschritte folgen?
• Wo legt der Roboter das Bauteil ab?
• Welche Tätigkeiten übernimmt heute ein Mitarbeiter?

Ein kurzes Video des bestehenden manuellen Prozesses ist häufig hilfreicher als eine lange Beschreibung.

2. Welche Bauteile oder Produkte werden gehandhabt?

Für die Roboterauswahl werden mindestens Gewicht, Abmessungen, Schwerpunkt und Geometrie des Werkstücks benötigt. Die Traglast des Roboters umfasst nicht nur das Bauteil, sondern auch Greifer, Adapterplatte, Sensorik und gegebenenfalls Leitungen.

Hilfreich sind Zeichnungen, CAD-Daten, Fotos und reale Muster. Bei instabilen, flexiblen, scharfkantigen, heißen oder empfindlichen Bauteilen muss zusätzlich die Handhabung berücksichtigt werden.

3. Wie viele Varianten gibt es?

Eine Zelle für ein einziges Bauteil kann deutlich einfacher aufgebaut werden als eine Anlage mit vielen Varianten. Nennen Sie deshalb:

• Anzahl der Varianten
• Abmessungs- und Gewichtsspanne
• Häufigkeit der Produktwechsel
• Losgrößen
• notwendige Rüstzeit

Diese Angaben entscheiden unter anderem darüber, ob ein Universalgreifer genügt, ein automatischer Greiferwechsel erforderlich ist oder Formatteile manuell gewechselt werden.

4. Welche Taktzeit und Ausbringung werden benötigt?

Die geforderte Ausbringung sollte als Stück pro Stunde, Zykluszeit oder Maschinenlaufzeit angegeben werden. Wichtig ist, zwischen Prozesszeit und Roboterzeit zu unterscheiden. Bei einer CNC-Beladung kann der Roboter beispielsweise während der Bearbeitung weitere Aufgaben übernehmen.

Ein sinnvoller Taktzeitnachweis berücksichtigt nicht nur die reine Bewegung, sondern auch Greifzeiten, Türbewegungen, Spannmittel, Prüfungen, Kommunikation mit Maschinen und notwendige Sicherheitsabstände.

Mehr zur systematischen Roboterauswahl finden Sie im Beitrag Traglast, Reichweite und Taktzeit richtig bestimmen.

5. Woher kommen die Teile und wohin gehen sie?

Die Materialbereitstellung beeinflusst den gesamten Anlagenaufbau. Mögliche Quellen und Ziele sind Förderbänder, Paletten, Schubladen, Trays, Behälter, Werkstückspeicher, Maschinen oder ungeordnete Schüttgüter.

Benötigt werden Informationen zu:

• Positioniergenauigkeit der Teile
• Füll- und Entleerungsintervallen
• Pufferkapazität
• manueller oder automatischer Beschickung
• gewünschter Autonomiezeit

6. Wie kann das Bauteil gegriffen werden?

Der Greifer ist häufig das zentrale Element der Anwendung. Relevant sind geeignete Greifflächen, Material, Oberflächenqualität, zulässige Klemmkräfte und mögliche Verschmutzungen. Je nach Anwendung kommen pneumatische, elektrische, magnetische oder Vakuumgreifer infrage.

Bei empfindlichen Oberflächen, öligen Werkstücken oder stark schwankenden Geometrien sollten Greifversuche eingeplant werden. Auch die Frage, ob zwei Werkstücke gleichzeitig gehandhabt werden können, kann die Taktzeit wesentlich beeinflussen.

7. Welche Qualitäts- und Prüfanforderungen bestehen?

Definieren Sie, welche Merkmale geprüft, dokumentiert oder rückverfolgt werden müssen. Beispiele sind:

• Bauteilorientierung
• Vollständigkeit
• Maßhaltigkeit
• Oberflächenfehler
• Barcode, Data-Matrix-Code oder Seriennummer
• Gut-/Schlechtteil-Ausschleusung

Damit lässt sich früh entscheiden, ob Sensorik, Kameratechnik, Messtechnik oder eine Anbindung an übergeordnete Systeme erforderlich ist.

8. Welche Maschinen- und Steuerungsschnittstellen sind vorhanden?

Für die Integration sind Fabrikat und Typ der vorhandenen Maschinen, SPS, Robotersteuerungen und Kommunikationsschnittstellen relevant. Typische Verbindungen erfolgen über digitale Ein- und Ausgänge, PROFINET, EtherNet/IP, OPC UA oder herstellerspezifische Protokolle.

Bei Werkzeugmaschinen sollten außerdem automatische Türen, Spannmittelabfragen, Programmanwahl, Startfreigabe, Fertigmeldung und Störsignale geklärt werden. Fehlen geeignete Schnittstellen, kann zusätzlicher Retrofit-Aufwand entstehen.

9. Wie viel Platz steht zur Verfügung?

Ein Layout mit Maschinenpositionen, Verkehrswegen, Säulen, Schaltschränken, Medienanschlüssen und verfügbaren Stellflächen beschleunigt die Planung erheblich. Bereits eine bemaßte Handskizze ist besser als keine räumliche Information.

Neben der Reichweite des Roboters müssen Wartungszugänge, Materialwechsel, Fluchtwege, Türöffnungen und die spätere Bedienbarkeit der Anlage berücksichtigt werden.

10. Welche Sicherheits- und Betriebsarten werden benötigt?

Die Sicherheitslösung ergibt sich aus dem Prozess, dem Layout und der notwendigen Interaktion. Mögliche Konzepte umfassen Schutzzäune, Sicherheitstüren, Lichtgitter, Laserscanner, sichere Geschwindigkeiten und definierte Einrichtbetriebsarten.

Wichtig ist auch, welche Tätigkeiten ein Bediener im Automatikbetrieb, beim Rüsten, bei Störungen und während der Wartung ausführen muss. Diese Abläufe gehören bereits in die Konzeptphase und nicht erst an das Ende des Projekts.

11. Wie soll die Anlage betrieben werden?

Nennen Sie Schichtmodell, geplante Betriebsstunden, gewünschte technische Verfügbarkeit und Anforderungen an die Bedienung. Eine Zelle für eine Schicht mit häufigem Personalzugriff wird anders konzipiert als eine Anlage für einen weitgehend mannlosen Dreischichtbetrieb.

Zusätzlich relevant sind Wartungsstrategie, Ersatzteilbedarf, Remote-Zugriff, Schulungsumfang und gewünschte Reaktionszeiten im Servicefall.

12. Was gehört zum gewünschten Lieferumfang?

Eine Roboterzelle kann vom einzelnen Roboter bis zur vollständig integrierten, CE-konformen Gesamtanlage reichen. Klären Sie daher, welche Leistungen erwartet werden:

• Machbarkeitsanalyse und Simulation
• Konstruktion und Layout
• Roboter, Greifer und Peripherie
• Schaltschrank, SPS und Safety
• Programmierung und Maschinenanbindung
• Montage und Inbetriebnahme
• Risikobeurteilung und technische Dokumentation
• Schulung und Produktionsbegleitung

Terminvorstellung und ein realistischer Investitionsrahmen helfen ebenfalls, technisch passende Varianten zu priorisieren. Einen Überblick über typische Kostenblöcke bietet der Beitrag Was kostet ein Industrieroboter?.

Checkliste für Ihre Anfrage

Bereich	Benötigte Angaben
Prozess	Aufgabe, heutiger Ablauf, gewünschtes Ergebnis
Bauteil	Gewicht, Maße, Geometrie, Material, CAD oder Muster
Varianten	Anzahl, Losgrößen, Wechselhäufigkeit
Leistung	Taktzeit, Stückzahl, Autonomiezeit
Materialfluss	Quelle, Ziel, Puffer, Bereitstellung
Schnittstellen	Maschinen, SPS, Feldbus, Signallisten
Layout	Stellfläche, Zugänge, Medien, Verkehrswege
Sicherheit	Zugriffe, Betriebsarten, bestehendes Konzept
Projekt	Lieferumfang, Termin, Standort, Budgetrahmen

Beispiel: Anfrage für eine CNC-Maschinenbeladung

Statt lediglich „Wir möchten unsere Drehmaschine mit einem Roboter beladen“ zu senden, sollte eine belastbare Anfrage beispielsweise enthalten: Bauteilzeichnung, Roh- und Fertigteilgewicht, Bearbeitungszeit, gewünschte Schichtautonomie, Maschinenfabrikat, Tür- und Spannmittelschnittstellen, verfügbare Stellfläche, Anzahl der Varianten und gewünschte Gutteilablage.

Auf dieser Grundlage kann bewertet werden, ob eine standardisierte Lösung wie eine CubeBOX-Automationslösung geeignet ist oder ob eine projektspezifische Roboterzelle benötigt wird. Weitere Informationen zur technischen Integration finden Sie außerdem bei Demir Robotics – Roboteranlagenbau und Automatisierung.

Häufige Fragen

Müssen alle zwölf Punkte vor der ersten Kontaktaufnahme geklärt sein?

Nein. Eine frühe Abstimmung ist sinnvoll. Fehlende Angaben sollten anschließend jedoch strukturiert ergänzt werden, bevor ein verbindlicher Lieferumfang und Preis festgelegt werden.

Reicht ein Video der Anwendung aus?

Ein Video ist ein sehr guter Einstieg, ersetzt aber keine Angaben zu Bauteilgewicht, Taktzeit, Varianten, Schnittstellen und verfügbarem Platz.

Kann die Machbarkeit vor einem vollständigen Angebot geprüft werden?

Ja. Bei komplexen Anwendungen ist eine vorgelagerte Machbarkeitsanalyse, Greifprüfung oder Simulation häufig der wirtschaftlich sinnvollste erste Schritt.

Welcher Roboter ist für die Anwendung geeignet?

Das hängt von Nutzlast, Reichweite, Bewegungsablauf, Taktzeit, Einbaulage und Umgebungsbedingungen ab. Eine Übersicht geeigneter Modelle finden Sie in der Kategorie ESTUN Industrieroboter.

Projekt strukturiert anfragen

Sie planen eine Roboterzelle oder möchten die Automatisierbarkeit eines bestehenden Prozesses bewerten? Senden Sie die bereits verfügbaren Projektdaten, Zeichnungen, Fotos oder Videos über unsere Anfrageseite. Offene technische Punkte werden anschließend gemeinsam strukturiert geklärt.