Robotik und ihre Regularien „Es kommt ja kein Prüfer vorbei. Es fragt erst einer nach, wenn ein Finger weh tut.“

Cobots stehen schnell, aber die Abnahme kippt oft an CE, Risikobeurteilung und Messnachweisen. Sachverständiger Jens Müller, CMSE, erklärt, welche Fehler KMUs teuer machen und wie man sie vor dem Aufbau vermeidet.

Für Mittelständler sind Cobots ein scheinbar einfacher Einstieg in die Welt der Robotik. Rein technisch ist die Applikation mittlerweile tatsächlich einfach: bestellen, aufbauen, anlernen, Teile bewegen. In der Werkhalle entscheidet dann aber weniger die „Unboxing“-Euphorie als die Frage, wer Hersteller ist, welche Normen gelten und wie die Sicherheitsfunktionen nachgewiesen werden.

Jens Müller ist ISO/IEC 17024 zertifizierter Sachverständiger für Maschinensicherheit-CE, Roboter und Handhabungssysteme. Er begleitet in der Praxis Roboter- und Cobot-Anlagen bis zur Abnahme. Er sieht aus erster Reihe, wo KMU-Projekte an CE-Prozess, Risikobeurteilung und Validierung hängen bleiben.

Im Interview mit ELEKTRONIKPRAXIS führt er durch die typischen Stolpersteine bei der Inbetriebnahme: von der Reihenfolge im CE-Prozess über die Rolle der Risikobeurteilung bis zu Validierung, Kollisionsmessungen und den Fällen, in denen eine Bestandsmaschine durch die Integration plötzlich als „wesentlich verändert“ gilt.

ELEKTRONIKPRAXIS: Herr Müller, Sie sehen viele Anlagen vor der Abnahme. Wie oft erleben Sie, dass eine Cobot-Applikation noch einmal zurück auf Start muss und woran liegt das meistens?

Jens Müller: Das passiert gerade bei Erstapplikationen oftmals. Viele KMUs setzen sich das erste Cobot-Projekt auf die Fahne und sagen: „Machen wir selbst.“ Dann wird im Online-Shop bestellt: Cobot, Greifer, etwas Zubehör. Das ist Fluch und Segen zugleich. Ein paar Tage später steht alles im Hof, mechanisch und elektrisch bekommt man das im Haus meist schnell zusammen. Durch die einfache Bedienung ist dann in kurzer Zeit eine Applikation da, die sich bewegt und Teile greift.

Das Problem ist der nächste Gedanke: „Das ist ja nur für uns, da müssen wir sonst nichts machen.“ Doch auch wenn ich das System für die Eigennutzung baue, bin ich zuerst Hersteller. Als Hersteller muss ich den CE-Prozess sauber abarbeiten und am Ende mit der Konformitätserklärung bestätigen: Die gesetzlichen Anforderungen an Sicherheits- und Gesundheitsschutz sind umgesetzt, Richtlinien und Normen sind berücksichtigt. Das alles ist nicht auf einem DIN-A4-Blatt geschehen. Erst wenn das erledigt ist, werde ich Betreiber, mache die Gefährdungsbeurteilung gemäß der Betriebs-Sicherheitsverordnung (Arbeitsschutz), unterweise Mitarbeiter und nehme die Anlage in Betrieb. Viele blenden diese Rollen und die Reihenfolge aus.

EP: Ein Mittelständler plant gerade seine erste Cobot-Anwendung. Welche Fragen sollte er sich früh stellen, bevor er überhaupt loslegt?

Müller: Erstens: Habe ich intern Ressourcen und Kompetenz, um wirklich in die Herstellerrolle zu schlüpfen. Das muss man ehrlich mit Ja oder Nein beantworten. Wenn das offenbleibt, hat man einen Zwischenzustand und am Ende poppt das Thema wieder auf.

Zweitens: Passt die Maschine, die ich automatisieren will, überhaupt dazu. Gibt es Schnittstellen, ein Roboter-Interface, kann ich andocken. Und: Ziehe ich mir mit der Integration das Thema „wesentliche Veränderung“ rein, gerade bei Bestandsmaschinen. Es gibt Lösungen, bei denen Robotik und Maschine sauber getrennt bleiben, aber das muss ich vorher prüfen und nicht erst, wenn alles läuft.

Und drittens: Nicht von „Unboxing“ und Video-Tutorials blenden lassen. Das hilft beim Funktionieren, aber nicht beim Nachweis. Die Programmstruktur ist heute schnell aufgebaut, Basisprogramme gibt es. Nur: Das ist die Funktionsseite. Die Sicherheits- und CE-Seite ist ein eigenes Projekt.

EP: Sie sagen: CE ist kein „DIN-A4-Blatt“. Wie genau sieht der Weg zur CE in der Praxis aus?

Müller: Das sind sieben Schritte: Am Anfang steht ein Konzept. Was soll der Cobot machen und was soll er nicht machen? Daraus leite ich die Normen- und Richtlinienrecherche ab. Maschinenrichtlinie ist dabei die Grundlage, dazu kommen weitere Richtlinien. Roboterapplikationen habe eine eigene Typ-C-Norm (DIN EN ISO 10218-2), dort stehen spezifische Anforderungen zur Applikation.

Viele unterschätzen, was daran hängt: In der Robotik-Norm stecken rund 20 weitere Normen. Und die sind nicht frei verfügbar, die muss ich kaufen. Viele merken das erst, wenn die Hardware schon da ist, und dann heißt es: „Ich habe doch alles gekauft, warum brauche ich jetzt noch das?“ Ich sage: Du brauchst den Bauplan.

Ich erkläre das gern mit einem Hausbau. Wer erst Material kauft, dann nach Tutorials baut und nach dem Einzug erst den Architekten und Statiker ruft, bekommt im Zweifel den Baustopp. Bei Robotik ist es ähnlich: Wenn du erst baust und dann die Anforderungen klärst, wird es teuer.

Und in der Praxis verzweigt sich das schnell. Beispiel Werkzeugmaschine beladen: Das Einlegen ist das eine. Aber wie öffnet die Maschinentür? Gibt es vom Hersteller eine Automatiktür, dann kommt die mit eigener CE. Gibt es sie nicht, baue ich selbst einen Türantrieb, und damit verändere ich ggf. auf einmal die Maschine. Viele wollen „nur einen Cobot installieren“ und merken erst später, was sie damit an der Bestandsmaschine auslösen.

EP: Cobots gelten als einfach und viele schließen daraus: keinen Schutzzaun notwendig, also automatisch sicher. Welche Fehleinschätzung steckt dahinter?

Müller: Der Denkfehler ist: „Cobot ist sicher, braucht keinen Zaun.“ Das hat sich leider festgesetzt. Technisch ist wichtig: Kraft- und Leistungsbegrenzung heißt, der Roboter stoppt erst im Kontaktfall. Ob das in der Anwendung akzeptabel ist, entscheidet die Risikobeurteilung. Und die gehört in die Planungsphase, nicht ans Ende, wenn die Anlage fertig ist.

EP: Wenn Sie durch eine Anlage gehen: Welche Klassiker zeigen Ihnen sofort, dass es in der Risikobeurteilung eng wird?

Müller: Ein Klassiker ist Taktzeit. Wenn ich vier Sekunden Zeit habe, von A nach B zu fahren, fährt der Roboter sehr schnell. Dann ist das Risiko höher, dass bei einer Kollision mit der Hand eine Verletzung entstehen kann.

Kollisions-Szenario Nummer eins ist „intuitives Eingreifen“. Das Werkstück liegt nicht richtig, im Greifer sitzt es schief, der Mitarbeiter greift rein. Wenn dann ein frisch bearbeitetes Teil kommt oder ein Blech mit Kanten, muss man kein Sicherheitsexperte sein: Die Wahrscheinlichkeit, dass da etwas passiert, ist hoch.

Kurz: kleine Taktzeit, hohe Bahngeschwindigkeit und Werkstücke, die im Kontaktfall „nicht elegant“ sind, das sind für mich frühe Warnsignale.

EP: Was raten Sie, wenn Kraft- und Leistungsbegrenzung nicht reicht, der Prozess aber trotzdem bedienernah bleiben soll?

Müller: Dann kann ich den Cobot ganz klassisch wie einen großen Roboter absichern: Zaun, Laserscanner, Lichtvorhang. Die Idee ist: Bevor du den Roboter berührst, steht er.

Und wenn man Bediennähe braucht, gibt es oft eine Hybridlösung. Dann wird an drei Seiten eingehaust, und es gibt eine offene Bedienseite als Hauptbedienstelle. An dieser offenen Seite setze ich einen Laserscanner ein. Der Roboter fährt im Normalbetrieb schnell, weil kein Werker in den Bereich muss. Tritt ein Werker an der Bedienseite ein, reduziert der Roboter die Geschwindigkeit. Wenn dann eine Kollision möglich wäre, wäre sie beherrschbar. Aber das muss aus der Risikobeurteilung kommen und die muss stehen, bevor ich baue.

EP: Viele holen sich die Risikobeurteilung erst, wenn die Anlage schon läuft. Wie oft kommt Ihnen das unter?

Müller: Leider immer noch sehr oft. Ich bekomme eine Mail oder einen Anruf mit Video: „Herr Müller, wir brauchen noch eine Risikobeurteilung.“ Und ich sehe: Die Anlage läuft schon im Probebetrieb. Dann sage ich: „Schicken Sie mir Konzept und Normen- und Richtlinienrecherche.“ Und dann kommt: „Konzept haben wir nicht. Normenrecherche auch nicht. Wir brauchen nur die Risikobeurteilung.“ Viele setzen Risikobeurteilung gleich CE. Das ist falsch. Die Risikobeurteilung ist nur ein Schritt davon.

EP: Ein häufiger Streitpunkt ist die Validierung. Wo hakt es typischerweise?

Müller: Bei den Kollisionsmessungen und beim Ergebnis. Bei kollaborierenden Anwendungen brauchen wir gemäß der durchgeführten Risikobeurteilung Kollisionsmessungen, das kostet jedes Mal Zeit und dafür wird Expertenwissen benötigt. Und dabei kann herauskommen: Die Kollisionsmessungen ergeben nicht mehr akzeptable Kräfte und Drücke – eine Maßnahme, wir reduzieren die Geschwindigkeiten – und dann passt leider die angestrebte Gesamt-Zykluszeit nicht mehr. Dann sind auf einmal die Fragezeichen im Raum, weil der ROI nicht mehr passt.

Manchmal ist es deshalb wirtschaftlich sinnvoller, klare Schutzmaßnahmen zu setzen. Ich sage überspitzt: Installiert einen günstigen Schutzzaun, die Anlage läuft 24/7, da geht keiner rein, um mal eben „zu gucken“. Und ein Punkt wird oft vergessen: Viele schauen nur auf Sicherheit von außen. Aber auch von innen kann etwas passieren, etwa wenn Teile herausfliegen. Das muss das Schutzkonzept ebenfalls abdecken.

EP: Neben der Hardware kostet diese ganze Planung und Prüfung einiges. Wie hoch ist der Anteil dieser Kosten im Verhältnis zur Cobot-Anschaffung?

Müller:Viele rechnen nur die Hardware: Im Webshop sind das schnell um die 50.000 Euro für eine schöne Pilotapplikation. Was dann oft fehlt, ist der Blick auf den Rest. Allein die Kollisionsmessungen kaufst du in der Regel extern ein, und da liegen „nur die Messungen“ schnell bei ein paar tausend Euro.

Dazu kommt die eigentliche Fleißarbeit: Risikobeurteilung, Sicherheitskonzept, Validierung, elektrische Prüfungen, Dokumentation – das sind schnell einige Wochen Aufwand. Wenn das erst am Ende auffällt, wird es besonders teuer, weil du dann Parameter reduzieren oder nachrüsten musst und der Prozess plötzlich nicht mehr passt. Unterm Strich ist der Block aus Planung, Nachweisen und Prüfungen kein Randthema, sondern ein spürbarer Anteil der Investition. Er entscheidet oft darüber, ob das Projekt sauber durchläuft oder nochmal von vorn anfängt.

EP: Nun ist die Investition der Integration beim ersten Robotik-Projekt sicherlich deutlich höher als bei Folgeprojekten. Wie hoch sind in etwa die Skalierungseffekte, wenn bspw. schon Planungserfahrung vorhanden oder Normen bereits gekauft sind?

Müller: Beim ersten Projekt sind die „Seiten leer“. Da steht erst mal nichts, und man muss sich den CE-Prozess wirklich erarbeiten: Konzept, Normen- und Richtlinienrecherche, Risikobeurteilung, Validierung, Dokumentation – alles.

Wenn man diesen Weg einmal sauber gegangen ist, ist sehr viel Vorarbeit für das nächste Projekt schon erledigt. Ich mache dafür gern eine grobe Faustzahl: Das sind „so rund 75 Prozent Vorarbeit“ fürs Folgeprojekt. Die restlichen 25 Prozent sind dann wieder applikationsspezifisch – also das, was von Werkstück, Taktzeit, Layout und Schutzkonzept abhängt und wo man nachjustieren muss.

Und dieser Lerneffekt hilft nicht nur bei den Dokumenten. Nach dem ersten Projekt geht man auch viel klarer durch die Produktion und kann besser einschätzen: Wo lohnt sich Automatisierung wirklich und wo sollte man noch Erfahrungen sammeln, statt gleich den komplexesten Prozess anzugehen. „Keep it simple“ ist da oft der bessere Einstieg.

EP: Die ISO 10218 wurde 2025 überarbeitet. Was bedeutet das für Integratoren und KMUs?

Müller: Erst einmal: Teil 1 ist für Roboterhersteller relevant, Teil 2 hingegen für Integratoren und Anwender, also die ISO 10218-2.

Die Dokumente wurden umfangreicher. Da ist vieles detaillierter beschrieben, und Inhalte, die früher in separaten Dokumenten standen, sind jetzt zusammengezogen.

Ich mache gern ein Beispiel: Der Roboter fährt mit Kraft-Leistungsbegrenzung 250 Millimeter pro Sekunde schnell. Geschwindigkeit sagt aber nichts über die Energie aus. Eine Hydraulikpresse fährt sehr langsam und hält trotzdem nicht an. Und auch mit nur 250 Millimeter pro Sekunde können bedeuten, dass ein Finger bricht.

Wichtig ist: Die zulässige kollaborative Geschwindigkeit ergibt sich aus der Risikobeurteilung. Erst den Prozess hinschreiben, dann Risikobeurteilung, dann die passenden Parameter einstellen.

EP: Viele Anlagen wachsen im Betrieb weiter. Was übersehen Betreiber beim Thema „wesentliche Veränderung“?

Müller: Zur Maschinenrichtlinie gibt es das Interpretationspapier von 2015 zur wesentlichen Veränderung. Die Logik ist im Kern dreistufig:

Erstens: Die Maschine ist nach der Veränderung auch ohne zusätzliche Schutzmaßnahmen sicher und es entsteht kein neues Risiko. Dann ist es unkritisch.

Zweitens: Die Maschine ist ohne Schutzmaßnahmen nicht mehr sicher, aber die neue Gefährdung lässt sich durch einfache Schutzeinrichtungen hinreichend minimieren, etwa Abdeckung, Zaunelement, Scheibe. Wenn einfache Maßnahmen ausreichen, ist es keine wesentliche Veränderung.

Drittens: Die Maschine ist ohne zusätzliche Maßnahmen nicht mehr sicher und einfache Schutzeinrichtungen reichen nicht aus. Dann liegt eine wesentliche Veränderung vor.

EP: Was wird sich für Cobot-Anwender mit der neuen EU-Maschinenverordnung ändern?

Müller: Für mich ist das vorrangig Stichtagslogik. „Gestern das Alte, heute das Neue.“ Ich erwarte, dass sehr viele Applikationen noch am letzten Tag vor dem Stichtag, dem 19. Januar 2027, ausgeliefert werden. Das ist wie bei Tageszulassungen im Auto-Bereich: Heute noch anmelden, ab morgen gilt die neue Norm. Eine Arbeitsgruppe der EU-Kommission erstellt bereits einen Leitfaden zur Maschinenverordnung, übrigens auch zur „wesentlichen Veränderung“. Diese Themen werden also noch spannend.

EP: Wenn Sie einen Wunsch an die Branche freihätten: Was sollte sich ändern, damit Cobot-Projekte weniger Reibungsverluste haben?

Müller: Mehr Bewusstsein für CE und Verantwortung. Es kommt ja kein Prüfer vorbei zur Abnahme. Es fragt also erst einer nach, wenn ein Finger schmerzt. Der Geschäftsführer unterschreibt, weil der ganze CE-Prozess in Eigenverantwortung läuft. Das ist vielen nicht so bewusst.

Und am Ende ist die Zielsetzung simpel: Der Mitarbeiter steht morgens an der Anlage, füllt Teile auf, macht seine Arbeit, und am Nachmittag sind, salopp gesagt, noch alle Finger da, wo sie hingehören. Genau darum geht es. (mc)

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