Montage und Schrauben mit dem Cobot: Was sich automatisieren lässt, was nicht, und was es kostet
Schrauben und Fügen gehören zu den häufigsten Montagetätigkeiten im Mittelstand, und zu den am meisten unterschätzten Automatisierungsprojekten. Wo ein Cobot hier wirklich entlastet, wo er scheitert, und wie Sie die Wirtschaftlichkeit ehrlich rechnen.
In der Montage steckt in vielen Betrieben der größte Anteil manueller Arbeitszeit, und gleichzeitig die Tätigkeit, die sich am schwersten besetzen lässt. Der Cobot ist dafür ein naheliegender Kandidat. Aber Montage ist kein Pick-and-Place: Hier entscheidet nicht der Roboterarm, sondern alles drumherum.
Warum Montage ein anderes Projekt ist als Palettieren
Beim Palettieren bewegt der Roboter ein Teil von A nach B. In der Montage muss er ein Teil erst greifen, dann mit Toleranzen im Zehntelmillimeter-Bereich positionieren und danach einen Prozess ausführen, etwa Schrauben, Pressen oder Clipsen. Jeder dieser Schritte hat eigene Fehlerquellen. Deshalb gilt: Je mehr Prozessschritte in einer Station stecken, desto wichtiger wird ein Integrator, der genau diese Kombination schon gebaut hat.
Schrauben: der dankbarste Einstieg
Wiederkehrendes Schrauben ist der klassische Einstiegsfall, weil der Prozess klar definiert und messbar ist. Der Cobot führt eine Schraubspindel an die Position, die Spindel überwacht Drehmoment und Drehwinkel und meldet gut oder schlecht zurück. Das ersetzt nicht nur Handarbeit, sondern liefert gleich die Dokumentation mit.
| Baustein | Aufgabe | Typischer Stolperstein |
|---|---|---|
| Cobot-Arm | Spindel positionieren | Reichweite und Zugänglichkeit der Schraubposition |
| Schraubspindel | Drehmoment und Drehwinkel regeln und überwachen | Rückstellmoment und Gewicht der Spindel am Flansch |
| Schraubenzuführung | Schraube vereinzeln und bereitstellen | Schraubenform, Beölung, Verklemmen im Schlauch |
| Werkstückträger | Bauteil reproduzierbar aufnehmen | Lagetoleranz des Bauteils, Variantenwechsel |
| Prozessdaten | Ergebnis je Schraube speichern | Anbindung an MES oder Auftragsdokumentation |
Fügen und Montieren: wo Kraftregelung ins Spiel kommt
Beim Einpressen, Einlegen oder Verclipsen reicht reine Positionsgenauigkeit oft nicht. Moderne Cobots bieten Kraft-Momenten-Messung, mit der der Roboter spürt, ob ein Teil sauber einrastet, und bei Widerstand nachgibt. Das gleicht kleine Lageabweichungen aus, die sonst zur Störung führen würden. Die Wiederholgenauigkeit gängiger Cobots liegt laut Herstellerangaben im Bereich weniger Hundertstel Millimeter, aber im Alltag entscheiden Vorrichtung, Zentrierung und Teilequalität, ob der Prozess stabil läuft.
Das gleiche Prinzip kennen Sie vom Schleifen und Entgraten: Der Arm ist nur so gut wie die Regelung des Prozesses an seinem Ende.
Was sich eignet, und was nicht
| Gut geeignet | Eher ungeeignet |
|---|---|
| Wiederkehrende Schraubfälle, gleiche Baugruppe über Monate und Jahre | Losgröße eins mit ständig wechselnden Varianten |
| Bauteile, die sich in einem Werkstückträger definiert aufnehmen lassen | Lose Kabel, flexible Schläuche, Dichtungen mit Einfädeln |
| Pflicht zur Rückverfolgbarkeit je Schraubverbindung | Montage mit viel Sichtprüfung und Nacharbeit durch Erfahrung |
| Mittlere Stückzahlen, bei denen eine Vollautomation zu teuer wäre | Sehr kurze Takte, für die ein Linearautomat besser passt |
Eine praktikable Mischform ist die kollaborative Montagestation: Der Cobot übernimmt die Schraubschritte, der Mensch die Teile, bei denen Fingerspitzengefühl gefragt ist. Das senkt die Komplexität gegenüber einer vollautomatischen Linie deutlich.
Faustregel
Automatisieren Sie in der Montage zuerst die Schritte, die messbar, wiederkehrend und körperlich oder monoton belastend sind. Alles, was Erfahrung und Improvisation verlangt, bleibt vorerst beim Menschen.
Kosten und Wirtschaftlichkeit ehrlich rechnen
Der Roboterarm ist bei Montagezellen meist nur ein Teil der Investition. Hinzu kommen Spindel, Zuführung, Werkstückträger, Sicherheitskonzept, Programmierung und Prozessdokumentation. Eine seriöse Zahl gibt es erst mit einem Lastenheft, wie wir es im Beitrag zum Lastenheft für Cobot-Projekte beschreiben. Für die Rechnung gilt:
- Eingesparte Arbeitszeit realistisch ansetzen: Der Cobot ist beim Fügen oft langsamer als eine geübte Fachkraft. Der Gewinn liegt in Konstanz, Schichtbetrieb und Entlastung, nicht in der Taktzeit.
- Qualitätskosten einbeziehen: Weniger Nacharbeit und Reklamationen durch dokumentierte Drehmomente sind ein echter, oft vergessener Posten.
- Rüstaufwand für Varianten: Jede zusätzliche Variante kostet Programmier- und Vorrichtungsaufwand.
- Gesamtkosten statt Anschaffungspreis: Die versteckten Posten stehen im Beitrag Was kostet ein Cobot wirklich?
Wer Schraubverbindungen sicherheitsrelevant auslegt, sollte außerdem die Auslegung der Verbindung selbst (VDI 2230) und die Anforderungen an das Schraubsystem mit dem Integrator abstimmen. Und ganz grundsätzlich gilt: Die Sicherheit der Zelle ergibt sich aus der Risikobeurteilung der Gesamtanwendung, nicht aus dem Cobot allein, siehe Cobot ohne Schutzzaun. Fördermöglichkeiten und Fristen finden Sie im Förder-Fahrplan für das Jahresende 2026; bei Förderprogrammen gilt grundsätzlich: Antrag vor Maßnahmenbeginn.
In fünf Schritten zur ersten Montagestation
- Schraubfälle erfassen: Anzahl, Schraubentyp, Drehmoment, Zugänglichkeit.
- Die Baugruppe mit dem höchsten Volumen und der geringsten Variantenzahl wählen.
- Zuführ- und Aufnahmekonzept mit dem Integrator früh festlegen.
- Dokumentationsbedarf klären (Rückverfolgbarkeit, Anbindung an Ihr System).
- Mit einer Station starten, Erfahrung sammeln, dann erweitern.
Häufige Fragen
Kann ein Cobot Schrauben eindrehen?
Ja, wenn Schraubposition, Schraubenzuführung und Drehmomentüberwachung sauber gelöst sind. Der Cobot führt eine Schraubspindel an die Position, die Spindel überwacht Drehmoment und Drehwinkel. Am wirtschaftlichsten ist das bei wiederkehrenden Schraubfällen mit mittleren Stückzahlen.
Wann lohnt sich Montageautomatisierung mit einem Cobot?
Wenn dieselben Schraub- oder Fügeschritte in ausreichender Zahl und über Jahre anfallen, die Teile definiert zugeführt werden können und die Qualität dokumentiert werden muss. Bei sehr hoher Variantenvielfalt mit Losgröße eins bleibt der Mensch oft die bessere Lösung.
Was kostet eine Cobot-Schraubstation?
Das hängt von Spindel, Schraubenzuführung, Werkstückträger, Sicherheitskonzept und Prozessdokumentation ab. Die Roboterkosten sind meist nur ein Teil der Summe. Für eine belastbare Zahl brauchen Sie ein Lastenheft und Angebote von Integratoren mit Montageerfahrung.
Ist ein Cobot genau genug für Fügeprozesse?
Für viele Fügeaufgaben ja. Die Wiederholgenauigkeit gängiger Cobots liegt laut Herstellerangaben im Bereich weniger Hundertstel Millimeter. Bei engen Toleranzen entscheidet aber die Vorrichtung, nicht der Arm: Zentrierung, Kraftregelung und Toleranzausgleich sind der eigentliche Hebel.