Wann dürfen Cobots ohne Schutzzaun eingesetzt werden?

Auf einen Blick

Cobots dürfen nicht automatisch ohne Schutzzaun eingesetzt werden, nur weil sie als „kollaborierende Roboter“ verkauft werden. Ein Einsatz ohne trennende Schutzeinrichtung ist nur möglich, wenn eine konkrete Risikobeurteilung und Gefährdungsbeurteilung zeigen, dass Menschen im Arbeitsbereich sicher geschützt sind. Entscheidend sind Roboterbewegung, Geschwindigkeit, Kraft, Druck, Werkzeug, Werkstück, Greifer, Quetschstellen, scharfe Kanten, heiße Teile, Programmierung, Sicherheitsfunktionen, Arbeitsorganisation und Unterweisung.

Cobots gelten oft als moderne und sichere Roboter, die direkt mit Menschen zusammenarbeiten können. Der Begriff klingt nach einfacher Zusammenarbeit: Mensch und Roboter teilen sich einen Arbeitsplatz, ohne klassischen Schutzzaun.

In der Praxis ist das aber nicht automatisch sicher. Ein Cobot ist nicht allein deshalb ungefährlich, weil er kleiner, langsamer oder sensibler wirkt als ein klassischer Industrieroboter.

Auch ein kollaborierender Roboter kann Menschen verletzen. Risiken entstehen durch Anstoßen, Quetschen, Einklemmen, Scheren, Stoßen, scharfe Werkstücke, heiße Teile, Werkzeuge, Greifer, unerwartete Bewegungen oder falsche Programmierung.

Deshalb gilt: Der sichere Einsatz eines Cobots hängt nicht nur vom Roboter ab, sondern vom gesamten Robotersystem und vom konkreten Arbeitsprozess.

Zum Robotersystem gehören zum Beispiel Roboterarm, Steuerung, Endeffektor, Greifer, Werkzeug, Werkstück, Vorrichtung, Tisch, Zuführung, Sensorik, Software, Sicherheitsfunktionen und der Arbeitsbereich.

Ein Cobot kann ohne Schutzzaun geeignet sein, wenn die Gefährdungen ausreichend reduziert sind. Das muss aber nachgewiesen und dokumentiert werden.

Die zentrale Frage lautet nicht: „Ist der Roboter kollaborativ?“ Die richtige Frage lautet: „Ist diese konkrete Anwendung mit diesem Roboter, diesem Werkzeug, diesem Werkstück und diesem Arbeitsablauf sicher?“

Ein Roboterarm allein kann kraft- und leistungsbegrenzt sein. Wenn aber am Roboter ein spitzer Greifer, ein scharfkantiges Werkstück, ein heißes Bauteil oder ein rotierendes Werkzeug befestigt ist, entsteht trotzdem eine erhebliche Gefahr.

Auch das Werkstück kann gefährlich sein. Ein leichter Cobot, der ein schweres Metallteil bewegt, kann beim Kontakt mehr Schaden verursachen als der Roboterarm allein.

Besonders kritisch sind Quetsch- und Scherstellen. Wenn sich Roboter, Werkstück oder Greifer gegen Tisch, Vorrichtung, Wand, Maschine oder Gestell bewegen, können Finger, Hände oder Arme eingeklemmt werden.

Solche Gefahren werden oft unterschätzt, weil der Roboter selbst langsam wirkt. Die Gefahr entsteht aber durch die Kombination aus Bewegung, Abstand, Kraft und Umgebung.

Auch Greifer müssen betrachtet werden. Ein Greifer kann schließen, klemmen, schneiden, halten oder ein Werkstück fallen lassen. Dadurch können Verletzungen entstehen, auch wenn der Roboterarm sicher begrenzt ist.

Bei kollaborierenden Anwendungen gibt es verschiedene Sicherheitskonzepte. Dazu gehören unter anderem sicher bewerteter überwachter Halt, Handführung, Geschwindigkeits- und Abstandsüberwachung sowie Leistungs- und Kraftbegrenzung.

Welches Konzept geeignet ist, hängt von der Anwendung ab. Nicht jede Zusammenarbeit bedeutet, dass Mensch und Roboter gleichzeitig im selben Bereich arbeiten.

Manchmal arbeitet der Roboter nur, wenn der Mensch nicht im Arbeitsraum ist. Manchmal stoppt er bei Annäherung. Manchmal wird die Geschwindigkeit reduziert. Manchmal sind Berührungen im bestimmungsgemäßen Prozess möglich, müssen aber sicher begrenzt sein.

Wenn Kontakt zwischen Mensch und Roboter nicht ausgeschlossen ist, müssen mögliche Kontaktstellen besonders bewertet werden. Dabei geht es um Kräfte, Drücke, Körperstellen und Kontaktart.

Ein Kontakt am Oberarm ist anders zu bewerten als ein Kontakt an Finger, Handrücken, Kopf, Hals oder Gesicht. Empfindliche Körperstellen brauchen besonders hohe Aufmerksamkeit.

Auch die Form der Kontaktfläche ist wichtig. Eine breite, abgerundete Fläche ist weniger kritisch als eine kleine, harte oder kantige Kontaktfläche.

Deshalb dürfen Grenzwerte nicht pauschal verstanden werden. Eine sichere Bewertung braucht die konkrete Kontaktstelle und die konkrete Anwendung.

Messungen können erforderlich sein, um Kräfte und Drücke zu überprüfen. Besonders bei leistungs- und kraftbegrenzten Anwendungen reicht es nicht, nur auf Herstellerangaben zu vertrauen.

Die Risikobeurteilung des Herstellers betrachtet das Produkt. Der Betreiber muss zusätzlich die konkrete Verwendung im Betrieb beurteilen. Das ist ein wichtiger Unterschied.

Wenn der Betrieb einen Cobot mit einem eigenen Greifer, einer Vorrichtung oder einer Maschine kombiniert, kann daraus eine neue oder veränderte Maschine entstehen. Dann müssen zusätzliche Anforderungen an Sicherheit, Konformität und Dokumentation geprüft werden.

Auch die Betriebssicherheitsverordnung ist relevant. Der Arbeitgeber muss vor der Verwendung von Arbeitsmitteln die auftretenden Gefährdungen beurteilen und geeignete Schutzmaßnahmen festlegen.

Das bedeutet: Auch wenn der Cobot CE-gekennzeichnet geliefert wurde, muss der Arbeitgeber prüfen, ob er im eigenen Betrieb sicher verwendet werden kann.

Die Gefährdungsbeurteilung sollte den Normalbetrieb, das Einrichten, Programmieren, Reinigen, Warten, Störungsbeseitigung und mögliche Fehlbedienung betrachten.

Gerade Störungen sind kritisch. Beschäftigte greifen vielleicht schnell in den Arbeitsbereich, entfernen ein verklemmtes Teil oder korrigieren eine Position. Genau dann können unerwartete Bewegungen gefährlich werden.

Deshalb braucht es klare Regeln für Störungsbeseitigung. Wer darf eingreifen? Muss der Roboter vorher gestoppt werden? Welche Betriebsart gilt? Wie wird ein unbeabsichtigter Wiederanlauf verhindert?

Auch Programmierung und Teachen müssen sicher organisiert sein. Beim Einrichten befindet sich die Person oft nahe am Roboter. Deshalb sind reduzierte Geschwindigkeit, Zustimmtaster, sichere Betriebsarten und Unterweisung wichtig.

Ein häufiger Fehler ist, nur den Automatikbetrieb zu bewerten. In vielen Betrieben passieren Unfälle aber beim Einrichten, Nachjustieren, Reinigen oder Beseitigen von Störungen.

Auch die Umgebung muss betrachtet werden. Gibt es Stolperstellen? Enge Arbeitsbereiche? Schlechte Sicht? Lärm? Andere Maschinen? Staplerverkehr? Ablagen? Kabel? Druckluftschläuche?

Ein Cobot-Arbeitsplatz sollte so gestaltet sein, dass Beschäftigte nicht in ungünstige Körperhaltungen oder gefährliche Bereiche gedrängt werden.

Auch Ergonomie gehört dazu. Cobots sollen Beschäftigte oft entlasten, zum Beispiel bei monotonen, schweren oder wiederholten Tätigkeiten. Wenn der Arbeitsplatz schlecht gestaltet ist, kann aber neue Belastung entstehen.

Beschäftigte können zum Beispiel ständig nachgreifen, warten, den Roboter überwachen oder in engem Takt arbeiten müssen. Dann entstehen psychische oder ergonomische Belastungen.

Auch Vertrauen ist ein Faktor. Menschen müssen verstehen, was der Roboter tut. Unerwartete Bewegungen, unklare Signale oder schlecht sichtbare Betriebszustände können Stress und Unsicherheit erzeugen.

Deshalb sind Anzeigen, Signale und vorhersehbare Abläufe wichtig. Beschäftigte sollten erkennen können, ob der Roboter aktiv ist, wartet, gestoppt hat, eine Störung hat oder gleich startet.

Auch Software und Änderungen am Programm sind sicherheitsrelevant. Wenn Bewegungsbahnen, Geschwindigkeiten, Greifpunkte oder Werkstücke geändert werden, muss geprüft werden, ob die bisherige Sicherheitsbewertung noch gültig ist.

Ein Cobot-Arbeitsplatz ist kein System, das einmal geprüft und dann nie wieder betrachtet wird. Änderungen an Produkt, Greifer, Prozess, Taktzeit, Umgebung oder Personal können die Gefährdung verändern.

Deshalb braucht der Betrieb ein Änderungsmanagement. Jede relevante Änderung muss vor Freigabe sicherheitstechnisch bewertet werden.

Wichtig sind außerdem Not-Halt und andere Sicherheitseinrichtungen. Ein Not-Halt allein macht einen Arbeitsplatz nicht sicher. Er ist eine ergänzende Schutzfunktion für den Notfall, ersetzt aber keine Risikominderung.

Der Not-Halt muss erreichbar, wirksam und verständlich sein. Beschäftigte müssen wissen, wann und wie er benutzt wird.

Auch sichere reduzierte Geschwindigkeit kann notwendig sein. Wenn Menschen den Roboterbereich betreten oder sich nähern, muss die Roboterbewegung je nach Konzept überwacht, reduziert oder gestoppt werden.

Sensoren können helfen, zum Beispiel Scanner, Kameras, Lichtvorhänge oder sichere Bereichsüberwachung. Sie müssen aber korrekt ausgewählt, positioniert, validiert und vor Manipulation geschützt werden.

Ein weiterer Punkt ist Cybersicherheit. Vernetzte Roboter, Fernzugriff, Updates oder externe Programmierung können sicherheitsrelevant werden, wenn dadurch Bewegungen, Parameter oder Schutzfunktionen verändert werden können.

Nicht jeder kleine Betrieb muss ein komplexes Cybersecurity-Konzept erstellen. Aber Zugriffsrechte, Passwörter, Updateprozesse und Fernwartung sollten geregelt sein.

Unterweisung ist besonders wichtig. Beschäftigte müssen wissen, welche Bereiche sie betreten dürfen, welche Bewegungen der Roboter ausführt, welche Störungen auftreten können und welche Eingriffe verboten sind.

Die Unterweisung sollte nicht nur theoretisch sein. Beschäftigte sollten den konkreten Arbeitsplatz erklärt bekommen: Betriebsarten, Sicherheitsbereiche, Not-Halt, Stopp-Verhalten, Störungsablauf und Meldewege.

Auch neue Beschäftigte, Leiharbeit, Instandhaltung, Reinigung und Fremdfirmen müssen berücksichtigt werden. Wer den Cobot-Arbeitsplatz betritt oder daran arbeitet, muss die Sicherheitsregeln kennen.

Bei der Beschaffung sollte der Betrieb frühzeitig Arbeitsschutz, Instandhaltung und Beschäftigte einbeziehen. Ein Cobot sollte nicht nur nach Preis, Reichweite und Traglast ausgewählt werden.

Wichtige Beschaffungskriterien sind Sicherheitskonzept, Dokumentation, Greifer, Prozessrisiko, Integrator-Kompetenz, Messmöglichkeiten, Wartung, Änderbarkeit und Schulung.

Auch der Integrator spielt eine große Rolle. Wer Roboter, Greifer, Werkstückzuführung und Arbeitsplatz zu einem System zusammenführt, beeinflusst die Sicherheit wesentlich.

Der Betreiber sollte sich nicht nur auf die Aussage „kollaborativ“ verlassen, sondern Nachweise verlangen: Risikobeurteilung, Schutzkonzept, Validierung, Betriebsanleitung, Restgefährdungen und Unterweisungsunterlagen.

Ein häufiger Fehler ist, einen Schutzzaun wegzulassen, um Platz zu sparen, obwohl die Anwendung nicht wirklich kollaborativ sicher ist. Platzmangel ist kein Sicherheitskonzept.

Ein zweiter Fehler ist, nur die Geschwindigkeit zu reduzieren. Auch langsame Bewegungen können gefährlich sein, wenn Quetschstellen, scharfe Werkstücke oder hohe Kräfte vorhanden sind.

Ein dritter Fehler ist, nachträglich Werkstücke oder Greifer zu ändern, ohne die Risikobeurteilung zu aktualisieren.

Zusammengefasst gilt: Cobots dürfen ohne Schutzzaun nur eingesetzt werden, wenn die konkrete Anwendung sicher bewertet, Schutzmaßnahmen umgesetzt, Sicherheitsfunktionen validiert, Beschäftigte unterwiesen und Änderungen kontrolliert werden. „Cobot“ ist kein Freifahrtschein für Arbeiten ohne Schutzeinrichtung.

Praxis-Tipp:

Prüfen Sie vor dem Einsatz eines Cobots ohne Schutzzaun immer vier Fragen: Kann ein Mensch berührt, gequetscht oder eingeklemmt werden? Ist das Werkzeug oder Werkstück gefährlich? Sind Kraft, Druck, Geschwindigkeit und Kontaktstellen bewertet? Gibt es klare Regeln für Einrichten, Störung und Änderung? Wenn eine Antwort unklar ist, ist die Anwendung noch nicht sicher freigegeben.

Ist ein Cobot automatisch sicher?

Nein. Ein Cobot ist nicht automatisch sicher. Sicher ist nur die konkrete Anwendung, wenn Roboter, Greifer, Werkstück, Bewegung, Arbeitsplatz und Schutzmaßnahmen gemeinsam bewertet wurden.

Wann kann ein Schutzzaun entfallen?

Ein Schutzzaun kann nur entfallen, wenn die Risikobeurteilung zeigt, dass andere Schutzmaßnahmen ausreichend sind. Dazu können Kraft- und Leistungsbegrenzung, sichere Geschwindigkeitsüberwachung, Abstandsüberwachung, sichere Stopps oder andere technische Schutzmaßnahmen gehören.

Was ist bei Greifern und Werkzeugen besonders wichtig?

Greifer, Werkzeuge und Werkstücke können gefährlicher sein als der Roboterarm selbst. Scharfe Kanten, Spitzen, heiße Teile, rotierende Werkzeuge, schwere Werkstücke oder Quetschstellen müssen besonders bewertet werden.

Muss man Kräfte und Drücke messen?

Bei Anwendungen, bei denen Kontakt zwischen Mensch und Roboter möglich ist, können Kraft- und Druckmessungen erforderlich sein. Herstellerangaben allein reichen nicht immer, weil die konkrete Anwendung entscheidend ist.

Wer ist für die Sicherheit des Cobot-Arbeitsplatzes verantwortlich?

Hersteller und Integrator sind für sichere Produkte und Systeme verantwortlich. Der Arbeitgeber muss zusätzlich die sichere Verwendung im Betrieb beurteilen, Beschäftigte unterweisen, Prüfungen organisieren und Änderungen bewerten.

Was muss bei Änderungen am Cobot geprüft werden?

Änderungen an Programm, Greifer, Werkstück, Geschwindigkeit, Arbeitsbereich, Sensorik oder Umgebung können die Sicherheit beeinflussen. Deshalb muss vor der Freigabe geprüft werden, ob die Risikobeurteilung und Schutzmaßnahmen noch passen.

Welche Vorschriften und Informationen sind maßgeblich?

Wichtig sind insbesondere die Maschinenrichtlinie beziehungsweise künftig die EU-Maschinenverordnung, die Betriebssicherheitsverordnung, die Risikobeurteilung des Herstellers oder Integrators, die Gefährdungsbeurteilung des Betreibers, einschlägige Roboternormen, funktionale Sicherheit, Unterweisung sowie Informationen von DGUV, IFA, BAuA und Berufsgenossenschaften.

Ergänzende Fachinformationen bieten insbesondere:

IFA / DGUV – Kollaborierende Roboter (Cobots)
https://www.dguv.de/ifa/fachinfos/kollaborierende-roboter/index.jsp

IFA / DGUV – Medizinisch-biomechanische Anforderungen bei Cobots
https://www.dguv.de/ifa/fachinfos/kollaborierende-roboter/medizinisch-biomechanische-anforderungen/index.jsp

DGUV Fachbereich Holz und Metall – Kollaborierende Robotersysteme PDF
https://www.dguv.de/medien/fb-holzundmetall/publikationen-dokumente/infoblaetter/infobl_deutsch/080_roboter.pdf

IFA / DGUV – Praxishilfe Risikobeurteilung bei Cobot-Arbeitsplätzen
https://www.dguv.de/ifa/praxishilfen/praxishilfen-maschinenschutz/risikobeurteilung-von-cobots-arbeitsplaetzen-umrechnungshilfe/index.jsp

DGUV Arbeit & Gesundheit – Cobots: Seite an Seite mit der Maschine
https://aug.dguv.de/arbeitssicherheit/cobots/

BAuA – Hybride und intelligente Mensch-Roboter-Kollaboration
https://www.baua.de/DE/Forschung/Forschungsprojekte/f2433

Betriebssicherheitsverordnung
https://www.gesetze-im-internet.de/betrsichv_2015/

EU-Maschinenverordnung 2023/1230
https://eur-lex.europa.eu/eli/reg/2023/1230/oj/deu

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