Roboter ohne Schutzzaun: Sicherheit entscheidet über die Zukunft

Der klassische Industrieroboter arbeitet in einem Käfig. Gitter, Lichtschranken und verriegelte Türen trennen ihn von den Menschen in der Halle. Öffnet jemand die Tür, bleibt die Maschine stehen. Dieses Prinzip ist einfach, wirksam und seit Jahrzehnten bewährt.

Die Robotik der kommenden Jahre will diesen Zaun hinter sich lassen. Roboterarme sollen Seite an Seite mit Beschäftigten montieren. Fahrende Roboter bringen Material durch Lager, Werkhallen und Krankenhausflure. Manche rollen bereits über Gehwege. Sie alle teilen sich den Raum mit Menschen, die nicht immer aufpassen.

Damit verschiebt sich die zentrale Frage. Es geht weniger darum, was ein Roboter kann. Es geht darum, wie sich belegen lässt, dass er dabei niemanden verletzt. Dieser Beitrag zeigt, wie Sicherheit in der Robotik funktioniert und warum sie zum Taktgeber für neue Anwendungen wird.

Warum der Zaun so lange nötig war

Ein Industrieroboter ist schnell und stark. Er bewegt schwere Bauteile mit hoher Geschwindigkeit und bemerkt nicht von selbst, wenn ein Mensch im Weg steht. Ein Zusammenstoß kann schwere Verletzungen verursachen. Der Zaun löst dieses Problem auf die einfachste denkbare Weise: Mensch und Maschine sind räumlich getrennt.

Für die Sicherheit genügt dann eine überschaubare Kette. Ein Sensor meldet, dass die Tür offen ist, eine sichere Steuerung stoppt den Antrieb. Beides lässt sich prüfen, dokumentieren und zertifizieren. Der Preis dafür sind Platz und Flexibilität. Jede Änderung an der Zelle verlangt Umbauten, und Menschen können dem Roboter nicht einfach zur Hand gehen.

Vier Formen der Zusammenarbeit

Die Sicherheitsnormen für Industrieroboter, allen voran ISO 10218, beschreiben mehrere Formen der Zusammenarbeit ohne feste Trennung. Sie unterscheiden sich darin, wie der Roboter auf Menschen reagiert:

• Sicherheitsbewerteter überwachter Halt: Betritt ein Mensch den gemeinsamen Bereich, stoppt der Roboter und wartet, bis der Bereich wieder frei ist.
• Handführung: Ein Mensch führt den Roboter direkt am Arm, etwa um eine schwere Last genau abzusetzen.
• Geschwindigkeits- und Abstandsüberwachung: Sensoren messen, wie nah ein Mensch kommt. Der Roboter wird langsamer und hält rechtzeitig an.
• Leistungs- und Kraftbegrenzung: Der Roboter darf einen Menschen berühren, aber nur mit so wenig Kraft, dass keine Verletzung entsteht.

Die letzte Variante ist das Prinzip der sogenannten Cobots, also kollaborierender Roboter. Sie sind leicht gebaut, haben gerundete Kanten und erkennen über Sensoren in den Gelenken, wenn sie auf Widerstand stoßen. Eine technische Spezifikation, ISO/TS 15066, nennt dafür Grenzwerte für Kräfte und Drücke. Je nach Körperregion fallen sie unterschiedlich aus.

Ein Cobot ist nicht automatisch sicher

Ein verbreiteter Irrtum lautet: Wer einen Cobot kauft, braucht keine weiteren Schutzmaßnahmen. Das stimmt nicht. Der Arm selbst mag sanft sein. Hält er aber ein Messer, ein heißes Werkstück oder ein scharfkantiges Blech, ändert sich die Lage vollständig.

Bewertet wird deshalb immer die gesamte Anwendung. Dazu gehören Roboter, Greifer, Werkstück, Bewegungsbahn und Arbeitsplatz. Wer die Anlage zusammenstellt, muss eine Risikobeurteilung erstellen und die Konformität der fertigen Maschine erklären. Erst dann darf sie das CE-Zeichen tragen. Diese Rolle übernimmt oft ein Systemintegrator. Wer eine Anlage selbst aufbaut oder wesentlich verändert, kann aber rechtlich selbst zum Hersteller werden.

Sicher ist nicht der Roboter, sondern die Anwendung, in der er arbeitet.

Es gibt noch einen zweiten Haken. Ein Roboter, der Kraft und Tempo begrenzt, arbeitet langsamer. Für manche Aufgaben ist das egal. Bei kurzen Taktzeiten kann es aber wirtschaftlicher sein, doch wieder abzuschirmen. Viele moderne Zellen kombinieren deshalb beide Ansätze. Ist niemand in der Nähe, arbeitet der Roboter schnell. Nähert sich ein Mensch, schaltet er auf langsam.

Mobile Roboter treffen auf ungeschulte Menschen

In der Fabrik kennen die Beschäftigten die Regeln. Sie wurden unterwiesen und wissen, wo Roboter fahren. Ein fahrerloses Fahrzeug im Krankenhausflur begegnet dagegen Besuchern, Patienten im Rollstuhl und Kindern. Ein Lieferroboter auf dem Gehweg trifft auf Hunde, Radfahrer und Eltern mit Kinderwagen.

Mobile Roboter schützen sich meist mit Laserscannern, die ein Schutzfeld vor dem Fahrzeug überwachen. Dringt etwas ein, bremst der Roboter. Das funktioniert gut, solange die Umgebung überschaubar bleibt. Schwierig werden Treppenabgänge, Glastüren, herabhängende Gegenstände und Menschen, die sich absichtlich in den Weg stellen.

Im öffentlichen Raum kommt die Frage der Erlaubnis hinzu. Für Lieferroboter auf Gehwegen gibt es in Europa keine einheitlichen Regeln, die Staaten gehen unterschiedlich vor. Auch die Haftung ist nicht überall eindeutig geklärt. Wer zahlt, wenn ein Roboter einen Fußgänger zu Fall bringt: der Hersteller, der Betreiber oder die Firma, die ihn programmiert hat?

Lernende Software und das Problem des Nachweises

Klassische Sicherheitstechnik beruht auf einer Annahme. Das Verhalten der Maschine lässt sich vorab vollständig beschreiben und prüfen. Bei einem Roboter, der mit maschinellem Lernen seine Bewegungen selbst plant, gilt das nur eingeschränkt. Niemand kann jede Situation testen, auf die das Modell reagieren wird.

Viele Hersteller lösen das mit zwei getrennten Ebenen. Die lernende Software plant und optimiert. Darunter wacht eine feste, geprüfte Sicherheitssteuerung über Grenzen für Tempo, Kraft und Arbeitsraum. Verlässt der Plan diese Grenzen, greift die Sicherheitsebene ein, egal was die KI vorschlägt. So bleibt der Nachweis möglich, ohne auf lernende Verfahren zu verzichten.

Auch die Gesetzgebung reagiert. Die neue EU-Maschinenverordnung löst die bisherige Maschinenrichtlinie ab und gilt ab Januar 2027. Sie berücksichtigt ausdrücklich Maschinen, deren Verhalten sich durch Lernen verändern kann. Die EU-KI-Verordnung ist seit August 2024 in Kraft und stellt KI in Sicherheitsbauteilen unter bestimmten Voraussetzungen unter strenge Pflichten. Die 2024 beschlossene neue Produkthaftungsrichtlinie erfasst zudem ausdrücklich auch Software.

Was Betriebe vor dem ersten Roboter ohne Zaun klären sollten

Für Unternehmen, die einen kollaborierenden oder mobilen Roboter einführen wollen, ergeben sich daraus einige praktische Schritte:

• Erstellen Sie die Risikobeurteilung früh, bevor Greifer und Vorrichtungen bestellt sind.
• Beziehen Sie die Fachkraft für Arbeitssicherheit und, falls vorhanden, den Betriebsrat von Beginn an ein.
• Testen Sie die Anlage mit echten Abläufen, auch mit Pausen, Störungen und Schichtwechseln.
• Legen Sie fest, wer Programme ändern darf, und prüfen Sie nach jeder Änderung die Sicherheit neu.
• Unterweisen Sie nicht nur die Bediener, sondern alle, die sich im Bereich des Roboters bewegen.

Ein Punkt wird häufig übersehen. Schutzeinrichtungen werden im Alltag manchmal umgangen. Beschäftigte stellen Kisten in Schutzfelder oder überbrücken Sensoren, weil die Maschine sie ständig bremst. Solche Manipulationen sind gefährlich. Sie zeigen aber auch, dass die Anlage schlecht zum Arbeitsablauf passt, und verdienen eine Lösung statt nur einer Ermahnung.

Die Zukunft der Robotik wird deshalb nicht nur in Laboren für Greiftechnik und Software entschieden. Sie entscheidet sich auch in Normungsgremien, bei Prüfstellen und in jeder einzelnen Risikobeurteilung. Roboter werden sich zuerst dort ausbreiten, wo sich ihre Sicherheit mit vertretbarem Aufwand belegen lässt. Wer das im Blick behält, plant realistischer als jeder Werbefilm.