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Universal Robots: Neue Cobot-Generation mit mehr Leistung, Flexibilität und KI

Nico Nuss 0
Universal Robots: Neue Cobot-Generation mit mehr Leistung, Flexibilität und KI [Bildinhalt mit KI erstellt]

Universal Robots hat sein Portfolio kollaborativer Roboter deutlich ausgebaut. Neben der bewährten e-Series steht heute die leistungsstärkere UR-Serie mit den Modellen UR8 Long, UR15, UR18, UR20 und UR30. Sie deckt Anwendungen ab, die früher oft klassischen Industrierobotern vorbehalten waren: schwere Maschinenbeschickung, Palettierung, schnelles Teilehandling, Schrauben mit hohem Drehmoment und lange Verfahrwege.

Besonders auffällig ist der Leistungssprung bei der Traglast. Der UR20 kann unter den vom Hersteller definierten Bedingungen bis zu 25 Kilogramm bewegen. Beim UR30 sind bis zu 35 Kilogramm möglich. Der UR15 erreicht bis zu 5 Meter pro Sekunde, während der kompakte UR18 eine Traglast von 18 Kilogramm mit hoher Dynamik verbindet.

Die stärkeren Roboterarme sind aber nur ein Teil der Entwicklung. Mit PolyScope X, erweiterten Schnittstellen und dem optionalen AI Accelerator rückt Universal Robots Software, Bildverarbeitung und KI-gestützte Robotik stärker in den Mittelpunkt. Dieser Überblick zeigt, was die Modelle tatsächlich leisten, wo ihre Grenzen liegen und worauf Unternehmen bei Sicherheit und Wirtschaftlichkeit achten müssen.

Das Wichtigste in Kürze

  • Die UR-Serie ist die leistungsorientierte Cobot-Familie von Universal Robots.
  • Der UR15 bietet 17,5 kg Traglast, 1.300 mm Reichweite und bis zu 5 m/s Geschwindigkeit.
  • Der UR18 kombiniert 18 kg Traglast mit 950 mm Reichweite und bis zu 4 m/s.
  • Der UR20 erreicht 1.750 mm Reichweite und unter definierten Bedingungen bis zu 25 kg Traglast.
  • Der UR30 bewegt bei bestimmten Konfigurationen bis zu 35 kg bei 1.300 mm Reichweite.
  • PolyScope X vereinfacht Programmierung, Rechteverwaltung und die Skalierung mehrerer Anlagen.
  • Der AI Accelerator ist ein optionales Entwicklungswerkzeug und keine automatisch in jedem UR-Roboter enthaltene KI.
  • Ein als Cobot zertifizierter Roboterarm macht nicht automatisch die gesamte Anwendung sicher.

Was ist Universal Robots?

Universal Robots ist ein dänischer Hersteller kollaborativer Industrieroboter, sogenannter Cobots. Die Roboterarme wurden dafür entwickelt, flexible Automatisierungsaufgaben zu übernehmen und sich vergleichsweise einfach programmieren, versetzen und umrüsten zu lassen. Universal Robots wurde 2005 in Odense gegründet. Der erste kommerziell eingesetzte UR-Roboter kam 2008 auf den Markt.

Anders als ein klassischer Industrieroboter ist ein Cobot grundsätzlich auf Anwendungen ausgelegt, bei denen sich Mensch und Maschine Arbeitsbereiche teilen können. Das bedeutet jedoch nicht, dass jeder Cobot ohne Schutzzaun betrieben werden darf. Werkzeug, Werkstück, Geschwindigkeit, mögliche Quetschstellen und der komplette Arbeitsablauf müssen bei jeder Anlage neu bewertet werden.

Eine ausführliche Definition und die Unterschiede zu konventionellen Robotersystemen erklärt unser Beitrag „Was ist ein Cobot?“. Einen herstellerübergreifenden Überblick bietet die Übersicht der wichtigsten Roboterhersteller weltweit.

Von der e-Series zur leistungsstärkeren UR-Serie

Die e-Series bleibt ein wichtiger Bestandteil des Universal-Robots-Portfolios. Sie richtet sich vor allem an kompakte Anwendungen mit moderaten Traglasten, etwa Laborautomation, Qualitätsprüfung, Kleinteilemontage, Maschinenbeladung oder leichte Pick-and-Place-Prozesse. Zur aktuellen Familie gehören unter anderem UR3e, UR7e, UR12e und UR16e.

Für längere Reichweiten, höhere Geschwindigkeiten und schwerere Werkstücke entwickelte der Hersteller die UR-Serie. Den Auftakt bildete 2022 der UR20. Danach folgte der kompaktere UR30. Mit UR15 und UR18 kamen zwei Modelle hinzu, die höhere Dynamik und ein günstiges Verhältnis aus Robotergewicht, Reichweite und Traglast bieten.

Die Modellbezeichnungen können dabei leicht in die Irre führen. Die Zahl im Namen entspricht nicht in jedem Fall der maximal möglichen Traglast. Durch technische und softwareseitige Weiterentwicklungen erreicht der UR15 beispielsweise 17,5 Kilogramm. Beim UR20 sind unter festgelegten Bedingungen bis zu 25 Kilogramm möglich, beim UR30 bis zu 35 Kilogramm.

Universal Robots UR15, UR18, UR20 und UR30 im Vergleich

Modell Max. Traglast Reichweite Robotergewicht Grundfläche Besondere Stärke
UR15 17,5 kg 1.300 mm 40,7 kg Ø 204 mm Bis zu 5 m/s, schnelle Taktzeiten
UR18 18 kg 950 mm 39,2 kg Ø 204 mm Hohe Traglast bei kompakter Bauform
UR20 Bis zu 25 kg* 1.750 mm 64 kg Ø 245 mm Größte Reichweite der Modellfamilie
UR30 Bis zu 35 kg* 1.300 mm 63,5 kg Ø 245 mm Schwere Lasten auf kompakter Stellfläche

*Die erhöhten Maximalwerte von 25 beziehungsweise 35 Kilogramm gelten nur innerhalb der vom Hersteller vorgegebenen Grenzbedingungen. Werkzeuggewicht und Werkstück müssen gemeinsam betrachtet werden.

UR15: Schneller Cobot für kurze Taktzeiten

Der Universal Robots UR15 ist auf hohe Geschwindigkeit ausgelegt. Er erreicht laut Hersteller eine lineare Spitzengeschwindigkeit von bis zu 5 Metern pro Sekunde. In Verbindung mit 1.300 Millimetern Reichweite und bis zu 17,5 Kilogramm Traglast eignet er sich für dynamische Materialflüsse, bei denen ein kleinerer Cobot zu wenig Kraft und ein klassischer Großroboter zu viel Platz benötigen würde.

Typische Einsatzbereiche sind schnelles Pick-and-Place, Maschinenbestückung, Teiletransfer, Verpackung und automatisierte Qualitätsprüfung. Auch bei Elektronik- oder Metallteilen kann die Kombination aus Reichweite und geringer Stellfläche interessant sein.

Der Roboterarm wiegt 40,7 Kilogramm. Dadurch lässt er sich leichter auf einem Maschinengestell oder einer mobilen Plattform montieren als die schwereren Modelle UR20 und UR30. Allerdings darf die hohe Spitzengeschwindigkeit nicht mit einer automatisch erreichbaren sicheren Geschwindigkeit im kollaborativen Betrieb verwechselt werden. Sobald Menschen den Arbeitsraum betreten können, bestimmen Risikobeurteilung und Sicherheitskonzept die zulässige Dynamik.

Weitere technische Daten stellt Universal Robots auf der deutschen Produktseite des UR15 bereit.

UR18: Viel Traglast auf kleiner Grundfläche

Der UR18 besetzt eine andere Nische. Seine Reichweite fällt mit 950 Millimetern kürzer aus als beim UR15. Dafür bietet er 18 Kilogramm Traglast in einem nur 39,2 Kilogramm schweren Roboterarm. Die Grundfläche misst lediglich 204 Millimeter im Durchmesser.

Das Modell eignet sich damit für kompakte Arbeitszellen, Portalsysteme und Anwendungen, bei denen der Roboter keine besonders große Distanz überbrücken muss. Beispiele sind Montage, Teilehandling, Maschinenbeschickung, Verpackung und Pick-and-Place mit schwereren Greifern.

Mit bis zu 4 Metern pro Sekunde bleibt der UR18 ausgesprochen dynamisch. Sein Vorteil liegt aber nicht allein in der Geschwindigkeit. Besonders interessant ist das Verhältnis von Eigengewicht zu Traglast. Ein leichterer Arm belastet Unterkonstruktionen, Achssysteme oder mobile Roboterplattformen weniger stark.

Technische Angaben und Downloads finden sich auf der deutschen Produktseite des UR18.

UR20: Große Reichweite für Maschinen und Paletten

Der UR20 war das erste Modell der neuen leistungsstärkeren Generation. Seine größte Stärke ist die Reichweite von 1.750 Millimetern. Damit kann der Roboter tiefer in Maschinen hineinreichen, größere Arbeitsbereiche abdecken oder Palettenpositionen bedienen, ohne dass zusätzliche Linearachsen nötig werden.

Ursprünglich wurde das Modell mit einer Traglast von 20 Kilogramm vorgestellt. Nach technischen Optimierungen nennt Universal Robots inzwischen bis zu 25 Kilogramm. Dieser Wert gilt nicht pauschal in jeder Position. Vor der Auslegung müssen Integratoren die Traglastkurven, den Schwerpunkt des Werkzeugs und die geplanten Bewegungen prüfen.

Geeignete Anwendungen sind unter anderem:

  • Be- und Entladen von CNC-Maschinen
  • Palettieren und Depalettieren
  • Materialtransport innerhalb einer Fertigungszelle
  • Schraub- und Montageprozesse
  • Handhabung großer Werkstücke
  • Schweißen entlang größerer Bauteile

Der UR20 wiegt 64 Kilogramm und benötigt eine Grundfläche von 245 Millimetern. Das ist für seine Reichweite kompakt, verlangt aber eine ausreichend steife Unterkonstruktion. Bei schnellen Bewegungen wirken hohe dynamische Kräfte auf Sockel, Gestell und Befestigung.

Die aktuell veröffentlichten Werte stehen auf der Produktseite des Universal Robots UR20.

UR30: Schwere Werkstücke ohne riesige Roboterzelle

Der UR30 wurde für Anwendungen entwickelt, bei denen hohe Traglast wichtiger ist als maximale Reichweite. Er erreicht 1.300 Millimeter und kann unter den definierten Grenzbedingungen bis zu 35 Kilogramm bewegen. Das erweitert den Einsatzbereich deutlich.

Zur Nutzlast zählt nicht nur das Werkstück. Greifer, Adapterplatte, Sensoren, Kameras, Schraubspindeln und Leitungen belasten den Roboter ebenfalls. Wiegt ein Greifsystem beispielsweise 8 Kilogramm, steht die verbleibende Kapazität nicht vollständig für das Werkstück zur Verfügung. Auch ein weit vom Werkzeugflansch entfernter Schwerpunkt reduziert die zulässige Last.

Der UR30 eignet sich vor allem für:

  • Palettierung schwerer Kartons und Behälter
  • Maschinenbeschickung mit massiven Metallteilen
  • Schrauben mit hohem Drehmoment
  • Handhabung größerer Vorrichtungen
  • Materialtransfer zwischen Bearbeitungsstationen
  • Automatisierte Verpackungs- und End-of-Line-Prozesse

Mit 63,5 Kilogramm ist der Arm trotz der hohen Traglast kaum schwerer als der UR20. Das erleichtert die Integration, ersetzt aber keine konstruktive Prüfung des Sockels. Gerade bei Palettieranwendungen können hohe Beschleunigungen und weit ausgestreckte Positionen erhebliche Kippmomente erzeugen.

Die vollständigen Herstellerangaben sind auf der deutschen Produktseite des UR30 abrufbar.

Welcher Universal-Robots-Cobot passt zu welcher Anwendung?

Anforderung Naheliegendes Modell Begründung
Sehr kurze Pick-and-Place-Takte UR15 Bis zu 5 m/s und 1.300 mm Reichweite
Schwere Teile in enger Zelle UR18 18 kg Traglast bei kompakter Bauform
Tiefe Maschine oder große Arbeitsfläche UR20 1.750 mm Reichweite
Schwere Paletten oder massive Werkstücke UR30 Bis zu 35 kg unter festgelegten Bedingungen
Sehr leichte, kompakte Anwendung e-Series Kleinere Roboter und geringerer Platzbedarf

Diese Zuordnung ist nur ein erster Filter. In realen Projekten entscheiden weitere Faktoren: Bewegungsbahn, Taktzeit, Greifergewicht, Schwerpunkt, Prozesskraft, Genauigkeit, Umgebungsbedingungen und die erreichbaren Sicherheitsabstände.

Die Nutzlast richtig berechnen

Ein häufiger Planungsfehler besteht darin, das Werkstückgewicht direkt mit der maximalen Robotertraglast zu vergleichen. Für eine realistische Auslegung muss die komplette Masse am Werkzeugflansch berücksichtigt werden.

Vereinfachte Nutzlastrechnung:

Werkstück + Greifer + Adapter + Sensorik + Leitungsanteil = Gesamtlast

Anschließend wird geprüft, ob Gesamtlast und Schwerpunkt über die gesamte Bewegungsbahn innerhalb der zulässigen Traglastkurve liegen.

Ein Roboter mit nominell 25 Kilogramm Traglast kann daher für ein 22 Kilogramm schweres Bauteil ungeeignet sein, wenn der Greifer weitere 6 Kilogramm wiegt. Umgekehrt kann ein leichteres Modell genügen, wenn ein kompakter Greifer und ein günstiger Schwerpunkt verwendet werden.

Auch Prozesskräfte zählen. Beim Schleifen, Polieren, Bohren oder Schrauben wirken zusätzliche Kräfte und Drehmomente. Die Auswahl nur nach Kilogramm greift bei solchen Anwendungen zu kurz.

PolyScope X als gemeinsame Softwareplattform

PolyScope ist die Bedien- und Programmierumgebung von Universal Robots. Mit PolyScope X wurde die Plattform für komplexere Automatisierungsprojekte, moderne Bedienoberflächen und skalierbare Anlagen weiterentwickelt. Programme können über das Teach Pendant erstellt und angepasst werden. Für viele Standardaufgaben sind keine klassischen Programmierkenntnisse nötig.

Die Plattform unterstützt unter anderem:

  • grafische Erstellung von Roboterabläufen
  • Vorlagen und wiederverwendbare Programmmodule
  • Einbindung von Greifern, Kameras und Peripheriegeräten
  • Benutzerrollen und abgestufte Zugriffsrechte
  • Diagnose- und Wartungsfunktionen
  • Anbindung industrieller Kommunikationssysteme
  • Integration externer Software über Schnittstellen

Für Unternehmen ist die einheitliche Bedienlogik ein praktischer Vorteil. Bediener, Instandhalter und Integratoren müssen nicht für jedes Modell eine vollständig neue Umgebung erlernen. Bestehende Programme lassen sich trotzdem nicht blind auf einen anderen Roboter übertragen. Unterschiedliche Reichweiten, Traglasten und Gelenkgrenzen verlangen eine erneute Prüfung.

Universal Robots beschreibt die Funktionen auf der deutschen PolyScope-X-Produktseite.

AI Accelerator: Was die KI-Erweiterung wirklich leistet

Der AI Accelerator wird häufig so dargestellt, als besitze dadurch jeder Universal-Robots-Cobot automatisch künstliche Intelligenz. Das ist zu pauschal. Es handelt sich um ein zusätzliches Hard- und Softwarepaket für Entwickler und Integratoren.

Das System verbindet PolyScope X mit leistungsfähiger NVIDIA-Jetson-Hardware, einer 3D-Kamera und einer ROS-2-Schnittstelle. Dadurch lassen sich KI-gestützte Anwendungen schneller entwickeln und auf der Roboterplattform ausführen. Mögliche Aufgaben sind Objekterkennung, Lageerkennung, Greifpunktbestimmung, visuelle Qualitätskontrolle oder eine an wechselnde Bauteilpositionen angepasste Bewegungsplanung.

Der AI Accelerator liefert jedoch keine fertige Universal-KI, die jede Aufgabe selbstständig versteht. Für einen produktiven Einsatz werden weiterhin geeignete Modelle, Trainings- oder Referenzdaten, Kamerakalibrierung, Prozesslogik, Sicherheitskonzept und Tests benötigt.

Praktisch bedeutet das:

  • Bei festen Bauteilpositionen reicht oft klassische Roboterprogrammierung.
  • Bei wechselnden Positionen kann ein 2D- oder 3D-Vision-System sinnvoll sein.
  • Bei stark variierenden Objekten kann KI-gestützte Bildverarbeitung Vorteile bringen.
  • Bei sicherheitsrelevanten Entscheidungen darf ein nicht sicherheitsgerichtetes KI-Modell keine zertifizierte Schutzfunktion ersetzen.

Weitere Details nennt Universal Robots auf der deutschen Seite zum AI Accelerator. Ein weiteres Beispiel für KI-gestützte Roboterprogrammierung behandelt unser Beitrag über Roboterlernen ohne klassische Programmierung.

Cybersicherheit wird Teil der Anlagenplanung

Mit wachsender Vernetzung steigt die Angriffsfläche einer Roboterzelle. Remote-Service, Netzwerkzugriffe, Softwarepakete und Verbindungen zu Produktionssystemen erleichtern die Wartung, müssen aber kontrolliert werden.

Bei einer neuen Anlage sollten Unternehmen mindestens folgende Punkte festlegen:

  • Wer darf Programme erstellen, ändern und freigeben?
  • Welche Benutzerrollen erhalten Zugriff auf Sicherheitsparameter?
  • Wie werden Softwarestände und Erweiterungen dokumentiert?
  • Ist der Roboter in einem getrennten Produktionsnetzwerk eingebunden?
  • Wie werden Fernzugriffe abgesichert und protokolliert?
  • Wer prüft Updates vor der Installation in der Produktionsanlage?
  • Wie wird nach einem Ausfall oder fehlerhaften Update zurückgerollt?

Eine leicht bedienbare Roboteroberfläche ist kein Ersatz für ein Rechte- und Updatekonzept. Gerade bei mehreren identischen Zellen können ungeprüfte Änderungen schnell auf zahlreiche Anlagen übertragen werden.

Sicherheit: Ein Cobot ist nicht automatisch eine sichere Anwendung

Die wohl wichtigste Einordnung lautet: Die Zertifizierung eines Roboterarms macht die fertige Roboteranwendung nicht automatisch sicher. Erst die Kombination aus Roboter, Greifer, Werkstück, Vorrichtung, Programm, Geschwindigkeit und Arbeitsumgebung bildet das zu bewertende System.

Ein abgerundeter Roboterarm kann beispielsweise ein scharfkantiges Blech tragen. Ein kollaborativer Greifer kann ein schweres Werkstück verlieren. Zwischen Roboter, Maschine und Hallenwand können Quetschstellen entstehen. Solche Gefährdungen verschwinden nicht durch die Bezeichnung „Cobot“.

Die Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung weist darauf hin, dass bei kollaborierenden Arbeitsplätzen mögliche Kontakte und Kollisionen im Rahmen der Risikobeurteilung betrachtet werden müssen. Bei kritischen Kontaktsituationen können Kraft- und Druckmessungen erforderlich sein. Dazu stellt das Institut für Arbeitsschutz der DGUV Praxishilfen und biomechanische Bewertungsgrundlagen bereit.

Weiterführende Informationen bieten die DGUV-Fachinformationen zu kollaborierenden Robotern und die Praxishilfe zur Risikobeurteilung von Cobot-Arbeitsplätzen.

Diese Gefährdungen gehören in die Risikobeurteilung

  • Kollisionen zwischen Mensch, Roboterarm, Werkzeug oder Werkstück
  • Quetschen an Wänden, Maschinen, Tischen oder Vorrichtungen
  • Schneiden, Stechen oder Scheren durch Werkzeuge und Bauteile
  • Herabfallen oder Wegschleudern eines Werkstücks
  • unerwarteter Anlauf nach Störung oder Programmänderung
  • Fehler beim manuellen Einrichten und Teachen
  • Stolperstellen durch Kabel, Sockel oder Materialzuführung
  • Gefährdungen durch Hitze, Schweißprozess, Chemikalien oder Späne

Mögliche Schutzmaßnahmen

Je nach Anwendung kommen Kraft- und Leistungsbegrenzung, sicher begrenzte Geschwindigkeit, Raumüberwachung, Laserscanner, Lichtgitter, trennende Schutzeinrichtungen oder Kombinationen daraus infrage. Ein Schutzzaun ist also keineswegs ein Zeichen dafür, dass ein Cobot falsch eingesetzt wird. Bei schweren, schnellen oder scharfkantigen Prozessen kann eine abgeschirmte Betriebsart die produktivste und sicherste Lösung sein.

Wo Universal Robots in der Praxis eingesetzt wird

Universal-Robots-Cobots werden häufig dort eingesetzt, wo eine Aufgabe wiederholbar ist, aber die Produktion trotzdem flexibel bleiben soll. Das betrifft sowohl Großunternehmen als auch mittelständische Fertiger.

Maschinenbeschickung

Bei CNC-Maschinen kann ein Cobot Rohteile einlegen, Bearbeitungsprogramme starten und fertige Werkstücke entnehmen. Besonders wirtschaftlich wird dies bei längeren Maschinenlaufzeiten, Nachtbetrieb oder personell schwer zu besetzenden Schichten. Der Roboter ersetzt dabei nicht zwingend den Maschinenbediener. Er übernimmt vor allem monotone Handhabungsschritte.

Palettierung

UR20 und UR30 eignen sich für End-of-Line-Anwendungen, bei denen Kartons, Säcke oder Behälter auf Paletten gestapelt werden. Die Reichweite des UR20 kann bei hohen oder tiefen Palettenpositionen helfen. Für schwerere Produkte bietet der UR30 mehr Traglastreserve.

Montage und Schrauben

Bei Montageprozessen führt der Roboter Bauteile zusammen, setzt Clips oder bewegt Schraubwerkzeuge. Die Wiederholbarkeit hilft bei gleichbleibenden Prozessen. Sensorik oder Bildverarbeitung kann Lageabweichungen ausgleichen.

Schweißen und Oberflächenbearbeitung

Cobots können Schweißbrenner, Schleifer oder Polierwerkzeuge entlang programmierter Bahnen führen. Bei diesen Aufgaben zählen nicht nur Reichweite und Traglast. Prozesskräfte, Absaugung, Funkenflug, Werkzeugverschleiß und der Schutz vor heißen Oberflächen müssen ebenfalls berücksichtigt werden.

Für reine Hochgeschwindigkeits-Sortierung können spezialisierte Systeme besser geeignet sein. Wie sich deren Konstruktion unterscheidet, zeigt unser Beitrag über Delta-Roboter für schnelle Pick-and-Place-Prozesse.

Warum der deutsche Markt für Cobots attraktiv bleibt

Deutschland gehört weiterhin zu den größten Robotikmärkten. Nach den deutschsprachigen Marktdaten der International Federation of Robotics wurden 2024 rund 27.000 neue Industrieroboter in Deutschland installiert. Das war trotz eines Rückgangs gegenüber dem Rekordjahr 2023 das zweithöchste jemals gemessene Ergebnis.

Die hohe Automatisierungsdichte schafft einen großen Markt für Integratoren, Greiferhersteller, Bildverarbeitung, Sicherheitskomponenten und Software. Gleichzeitig geraten kleinere und mittlere Unternehmen unter Druck. Fachkräftemangel, schwankende Losgrößen und hohe Personalkosten machen starre Sondermaschinen nicht für jeden Prozess wirtschaftlich.

Genau hier liegt die Stärke flexibler Cobots: Sie können vergleichsweise schnell auf andere Produkte oder Maschinen umgerüstet werden. Das funktioniert jedoch nur, wenn Vorrichtungen, Programme und Materialbereitstellung ebenfalls flexibel ausgelegt sind. Ein versetzbarer Roboter allein macht noch keine flexible Produktion.

Die Zahlen für den deutschen Markt stehen in der deutschsprachigen IFR-Marktübersicht.

Was kostet ein Universal-Robots-System?

Ein öffentlich einheitlicher Kaufpreis lässt sich für eine vollständige Universal-Robots-Anlage nicht seriös nennen. Der Roboterarm ist nur ein Teil der Investition. Die Kosten hängen stark von Anwendung, Modell und Integrationsaufwand ab.

Zu einer realistischen Kalkulation gehören:

  • Roboterarm und Steuerung
  • Greifer oder Prozesswerkzeug
  • Kamera- und Sensorsysteme
  • Maschinenschnittstellen
  • Sicherheitskomponenten
  • Sockel, Gestell oder mobile Plattform
  • Materialzuführung und Ablageplätze
  • Programmierung und Inbetriebnahme
  • Risikobeurteilung und Validierung
  • Schulung, Wartung und Ersatzteile

Bei einer einfachen Pick-and-Place-Aufgabe kann der Roboterarm einen großen Anteil der Investition ausmachen. Bei anspruchsvoller Bildverarbeitung, Sondergreifern oder einer Anbindung an mehrere Maschinen liegen die Integrationskosten schnell auf ähnlichem Niveau oder darüber.

So lässt sich die Wirtschaftlichkeit berechnen

Die Amortisation hängt nicht nur von eingesparten Arbeitsstunden ab. Höhere Maschinenlaufzeit, weniger Ausschuss, reproduzierbare Qualität und geringere ergonomische Belastung können wirtschaftlich ebenso relevant sein.

Vereinfachte Amortisationsrechnung:

Gesamtinvestition ÷ jährlicher wirtschaftlicher Nutzen = Amortisationsdauer

Zum jährlichen Nutzen zählen eingesparte Prozesskosten, zusätzliche Produktionsstunden, vermiedener Ausschuss und messbare Qualitätsverbesserungen.

Ein belastbarer Business Case sollte mit realen Zykluszeiten rechnen. Herstellerwerte aus idealisierten Demonstrationen reichen dafür nicht. Sinnvoll ist ein Pilotversuch mit Originalteilen, Originalgreifer und der vorgesehenen Maschine.

Checkliste vor der Investition

  1. Prozess über mehrere Schichten beobachten und dokumentieren.
  2. Werkstücke, Varianten und zulässige Toleranzen erfassen.
  3. Greifergewicht und Schwerpunkt frühzeitig berechnen.
  4. Benötigte Taktzeit inklusive Materialnachschub bestimmen.
  5. Störungen und manuelle Eingriffe realistisch einplanen.
  6. Sicherheitskonzept vor der endgültigen Modellauswahl prüfen.
  7. Originalteile in einem Pilotaufbau testen.
  8. Wartung, Schulung und spätere Produktwechsel einpreisen.

Vorteile und Grenzen der Universal-Robots-Cobots

Vorteile

  • breites Modellportfolio
  • kompakte Grundflächen
  • grafische Programmierumgebung
  • großes Zubehör- und Integratorenökosystem
  • Modelle für hohe Traglast und lange Reichweite
  • flexible Umrüstung auf neue Aufgaben
  • Optionen für Bildverarbeitung und KI

Grenzen

  • Maximaltraglast gilt nicht in jeder Position
  • Werkzeug und Integration verursachen erhebliche Zusatzkosten
  • hohe Geschwindigkeit ist im offenen Kollaborationsbetrieb oft nicht nutzbar
  • nicht jeder Prozess eignet sich für einen Cobot
  • komplexe Anwendungen benötigen erfahrene Integratoren
  • KI ersetzt keine sichere Prozessauslegung
  • Risikobeurteilung bleibt für jede Anlage erforderlich

Fazit: Universal Robots schließt die Lücke zu stärkeren Industrierobotern

Die aktuelle Generation von Universal Robots erweitert den wirtschaftlich sinnvollen Einsatzbereich kollaborativer Roboter. UR15 und UR18 bringen mehr Geschwindigkeit und Traglast auf eine kompakte Stellfläche. Der UR20 überzeugt mit 1.750 Millimetern Reichweite. Der UR30 übernimmt mit bis zu 35 Kilogramm Aufgaben, für die frühere Cobot-Generationen zu schwach waren.

Der größte Fortschritt liegt trotzdem nicht allein in höheren Kilogrammwerten. PolyScope X, ein breites Zubehörökosystem und optionale KI-Werkzeuge erleichtern die Entwicklung komplexerer Anwendungen. Unternehmen können dadurch flexibler automatisieren und Anlagen später an neue Produkte anpassen.

Wer nur den Roboterarm betrachtet, unterschätzt das Projekt. Greifer, Werkstück, Materialfluss, Sicherheit, Software und Integration bestimmen, ob eine Lösung im Alltag stabil läuft. Auch der Begriff „kollaborativ“ darf nicht als Freifahrtschein verstanden werden. Erst eine geprüfte Gesamtanwendung entscheidet, ob Menschen ohne trennende Schutzeinrichtung im selben Arbeitsbereich tätig sein dürfen.

Richtig geplant, können die Cobots von Universal Robots eine sinnvolle Brücke zwischen manueller Arbeit, starren Sondermaschinen und klassischen Industrierobotern bilden. Sie passen vor allem zu Betrieben, die wiederkehrende Aufgaben automatisieren möchten, ohne ihre Produktion dauerhaft auf nur ein Produkt festzulegen.

Häufig gestellte Fragen zu Universal Robots

Was ist Universal Robots?

Universal Robots ist ein Hersteller kollaborativer Industrieroboter aus Odense in Dänemark. Das Unternehmen entwickelt kompakte Roboterarme für Montage, Maschinenbeschickung, Palettierung, Materialhandling und weitere Automatisierungsaufgaben. Die Roboter werden über die PolyScope-Software programmiert.

Welche Modelle gehören zur aktuellen UR-Serie?

Zur leistungsstärkeren UR-Serie gehören UR8 Long, UR15, UR18, UR20 und UR30. Sie unterscheiden sich vor allem bei Reichweite, Traglast, Geschwindigkeit und Eigengewicht. Für leichtere und besonders kompakte Anwendungen bietet Universal Robots weiterhin die e-Series an.

Wie viel kann der Universal Robots UR20 tragen?

Der UR20 erreicht unter den vom Hersteller definierten Bedingungen eine maximale Traglast von bis zu 25 Kilogramm. Seine Reichweite beträgt 1.750 Millimeter. Ob die volle Traglast genutzt werden kann, hängt von Schwerpunkt, Werkzeug, Montageposition und Bewegungsbahn ab.

Wie hoch ist die Traglast des UR30?

Der UR30 kann unter festgelegten Grenzbedingungen bis zu 35 Kilogramm bewegen. Die Reichweite beträgt 1.300 Millimeter. Greifer, Adapter und Sensoren müssen bei der Berechnung der verfügbaren Nutzlast mitgerechnet werden.

Was ist der Unterschied zwischen UR15 und UR18?

Der UR15 besitzt 1.300 Millimeter Reichweite, bis zu 17,5 Kilogramm Traglast und eine Spitzengeschwindigkeit von bis zu 5 Metern pro Sekunde. Der UR18 erreicht 950 Millimeter und 18 Kilogramm bei bis zu 4 Metern pro Sekunde. Der UR15 eignet sich eher für größere Arbeitsbereiche, während der UR18 hohe Traglast auf besonders kompakter Fläche bietet.

Können Universal-Robots-Cobots ohne Schutzzaun arbeiten?

Das ist nur möglich, wenn die Risikobeurteilung der vollständigen Anwendung einen Betrieb ohne trennende Schutzeinrichtung erlaubt. Werkzeug, Werkstück, Geschwindigkeit und mögliche Quetschstellen müssen berücksichtigt werden. Bei schnellen, schweren oder scharfkantigen Anwendungen können Schutzzaun, Scanner oder Lichtgitter notwendig sein.

Was ist PolyScope X?

PolyScope X ist eine Bedien- und Softwareplattform für Universal-Robots-Cobots. Sie unterstützt die grafische Programmierung, die Integration von Komponenten und die Verwaltung komplexerer Automatisierungsprojekte. Auch Benutzerrechte, Schnittstellen und wiederverwendbare Programmmodule spielen eine wichtige Rolle.

Hat jeder Universal-Robots-Cobot künstliche Intelligenz?

Nein. Ein Universal-Robots-Cobot führt zunächst programmierte Bewegungen und Prozessabläufe aus. KI-Funktionen lassen sich über zusätzliche Kameras, Rechenhardware, Softwaremodelle und Werkzeuge wie den AI Accelerator integrieren.

Was kostet ein Universal-Robots-Cobot?

Die Herstellerseiten nennen in der Regel keinen einheitlichen Listenpreis für eine komplette Anlage. Zu den Kosten gehören neben dem Roboter Greifer, Sicherheitstechnik, Vorrichtungen, Programmierung und Inbetriebnahme. Ein belastbarer Preis ist daher erst nach der technischen Klärung der Anwendung möglich.

Für welche Unternehmen lohnt sich ein Cobot?

Ein Cobot kann sich für Unternehmen lohnen, die wiederkehrende, ergonomisch belastende oder personell schwer zu besetzende Aufgaben automatisieren möchten. Besonders interessant sind wechselnde Produktvarianten und kleinere Losgrößen. Voraussetzung ist ein ausreichend stabiler und technisch beherrschbarer Prozess.

Quellen und weiterführende Informationen

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Nico Nuss [Bildinhalt mit KI erstellt]
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Der Autor Nico Nuss beschäftigt sich seit 2001 mit den Themen Mobile Computing und Automation Software. Auf Grund seiner Erfahrung und dem starken Interesse für Zukunftstechnologien gilt seine Aufmerksamkeit den Themen Robotik und AI.

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