Kleben & Dichten (Dispensing) mit Cobots — Druckregelung, Viskosität und Modellauswahl
Beim Dispensing führt der Cobot eine Dosierpistole entlang einer Bahn und trägt Klebstoff, Dichtmasse oder Vergussmasse als Raupe oder Punkt auf. Anders als bei Pick-and-Place oder Schrauben hängt die Prozessqualität hier nicht nur von der Bahngenauigkeit des Roboterarms ab, sondern maßgeblich von der Dosiertechnik selbst: Materialdruck und Viskosität bestimmen zusammen mit der Bahngeschwindigkeit die Raupenbreite und -höhe. Diese Seite ordnet die zentralen Anforderungen ein, nennt eine realistische Wiederholgenauigkeits-Erwartung und listet quellenbelegte Modellempfehlungen für den KMU-Einsatz.
Druckregelung und Materialviskosität — die zwei Schlüsselfaktoren
Die Raupenqualität beim Kleben und Dichten wird primär von der Dosiertechnik bestimmt, nicht vom Roboterarm allein. Zeit-Druck-Dosierer (Time-Pressure) sind einfacher aufgebaut, reagieren aber empfindlicher auf Viskositätsschwankungen des Mediums; Kolbendosierer (Positive Displacement) bieten präzisere Volumenkontrolle bei dickflüssigen oder sich zeitlich verändernden Materialien (z. B. 2-Komponenten-Klebstoffe mit fortschreitender Aushärtungsreaktion)5.
| Faktor | Auswirkung auf die Raupe | Hinweis |
|---|---|---|
| Materialdruck | Zu hoher Druck: breitere, unregelmäßige Raupe, Materialüberschuss. Zu niedriger Druck: dünne oder unterbrochene Raupe, unzureichende Haftung/Dichtwirkung. | Industrielle Dosierventile arbeiten je nach Ausführung mit Drücken bis in den hohen dreistelligen bar-Bereich und einstellbarer Hubbegrenzung, um Raupenprofil und -breite konstant zu halten und Nachtropfen zwischen den Zyklen zu vermeiden5. |
| Materialviskosität | Hochviskose Medien (z. B. RTV-Silikone, Mastics, Epoxidharze) erfordern höheren Förderdruck und andere Düsengeometrien als dünnflüssige Klebstoffe. | Handelsübliche Hochdruck-Dosierventile decken Viskositäten bis in den Millionen-mPa·s-Bereich (cps) ab5; Viskosität ändert sich zudem mit Materialtemperatur und — bei 2K-Systemen — mit der Standzeit nach dem Mischen. Viskositätskompensation (automatische Nachregelung der Dosierparameter) ist bei produktionskritischen Anwendungen sinnvoll. |
| Bahngeschwindigkeit des Roboterarms | Konstante Fahrgeschwindigkeit entlang der Bahn ist Voraussetzung für eine gleichmäßige Raupenhöhe bei gegebenem Materialdurchsatz. | Geschwindigkeitsänderungen in Kurven oder an Ecken (Beschleunigen/Abbremsen) müssen mit der Dosiersteuerung synchronisiert werden — sonst entstehen an Richtungswechseln Materialansammlungen oder -lücken. |
| Düsendurchmesser | Bestimmt zusammen mit Druck und Geschwindigkeit die resultierende Raupenbreite. | Düsenwechsel bei Produktwechsel gehört zur Rüstzeit und sollte in der Taktzeitkalkulation berücksichtigt werden. |
Anforderungen an den Cobot
| Kriterium | Typischer Richtwert | Hinweis |
|---|---|---|
| Wiederholgenauigkeit (Bahn) | ≤ 0,5 mm Raupenabweichung typisch | Für sichtbare oder dichtungsrelevante Raupen (z. B. Gehäusedichtungen) ist eine gleichmäßige Bahnführung wichtiger als die reine Wiederholgenauigkeit des Arms nach ISO 92836 — alle unten gelisteten Modelle liegen mit ±0,01–0,03 mm deutlich innerhalb dieses Korridors Schätzung/Orientierung. Enge Toleranzen (Elektronik, Optik) können niedrigere Werte erfordern; Herstellerangaben gelten unbeladen, im Realbetrieb mit Dosierpistole und Schlauchpaket sind 20–40 % höhere Abweichungen möglich3 Discount. |
| Traglast | 2–6 kg | Dosierpistole inkl. Schlauchpaket und Halterung; bei integrierten 2K-Mischköpfen mit Statikmischer tendenziell am oberen Ende des Korridors Schätzung/unbestätigt. Werkzeuggewicht beim Applikator-Hersteller erfragen. |
| Reichweite | 600–1300 mm | Für arbeitsplatznahe Klebe-/Dichtzellen oft 700–900 mm ausreichend; größere Bauteile (Gehäusedeckel, Fahrzeugkomponenten) benötigen entsprechend mehr Reichweite. Wert zellspezifisch. |
| Kabeldurchführung / Hohlwelle | Interne Schlauch- und Kabelführung für Material- und Druckluftleitung vorteilhaft | Externe Schlauchpakete sind anfällig für Materialablagerungen an Gelenken und reduzieren den Arbeitsbereich; interne Führung (Hollow-Wrist) erhöht Standzeit und senkt Reinigungsaufwand. |
| E/A-Schnittstelle zur Dosiersteuerung | Digitale und/oder analoge Signale zur Synchronisation von Bahngeschwindigkeit und Materialausstoß | Die Dosiersteuerung benötigt in der Regel ein Geschwindigkeitssignal des Roboters (oder umgekehrt eine Bahnvorgabe der Dosiersteuerung), um Start/Stopp und Durchflussmenge mit der Roboterbewegung zu synchronisieren. |
Taktzeit und Realität
Herstellerangaben zur Taktzeit und zur Bahngeschwindigkeit beziehen sich auf Leerfahrten ohne Dosierprozess. Beim Kleben und Dichten kommen folgende Zeitanteile hinzu, die in der Kalkulation oft unterschätzt werden:
- Ventil-Reaktionszeit: Öffnen/Schließen des Dosierventils an Start- und Endpunkten der Raupe benötigt eine kurze, aber real messbare Reaktionszeit — bei zu schneller Bahnfahrt entstehen Materiallücken an Nahtanfang/-ende Schätzung/unbestätigt.
- Viskositätsbedingte Geschwindigkeitsanpassung: Hochviskose Medien erfordern oft eine reduzierte Bahngeschwindigkeit gegenüber der maximalen Roboter-Verfahrgeschwindigkeit, um eine gleichmäßige Raupe zu erzielen Schätzung/unbestätigt.
- Düsen- und Materialwechsel: Bei Produktwechseln oder nach Verstopfung: Düsenreinigung oder -wechsel sowie ggf. Neubefüllung der Dosieranlage — je nach System mehrere Minuten Rüstzeit.
- 2K-Topfzeit-Grenzen: Bei Zweikomponenten-Systemen begrenzt die Topfzeit (Verarbeitungszeit nach dem Mischen) die maximale Zykluspause, bevor der Mischkopf gespült werden muss.
- Wiederholgenauigkeits-Schwankung unter Last: ISO-9283-Werte6 gelten unbeladen; reale In-Cell-Abweichung bei Cobots liegt erfahrungsgemäß 20–40 % über dem Datenblattwert3 Discount.
Die Zelleneffizienz — tatsächliche Nutzzyklen geteilt durch theoretisches Maximum — liegt für Cobot-Dispensingzellen erfahrungsgemäß in einer ähnlichen Größenordnung wie bei anderen Cobot-Montageprozessen, häufig deutlich unter dem theoretischen Herstellerwert für die Bahngeschwindigkeit. Diese Zahl ist eine redaktionelle Einschätzung auf Basis von Integrator-Erfahrungswerten Schätzung/unbestätigt — kein normierter Benchmark existiert öffentlich für diesen Wert. Für die eigene Wirtschaftlichkeitsberechnung: konservativen Nutzungsgrad ansetzen und im TrueCost-Report mit den eigenen Prozesszeiten abgleichen.
Geeignete Modelle
Quellenbelegte Spezifikationen; jede Zahl trägt eine verlinkte Primärquelle.
Universal Robots UR5e
Meistverkaufter Cobot im KMU-Segment; breites Werkzeug-Ökosystem (UR+ Marketplace) mit zertifizierten Dosiersystem-Integrationen mehrerer Hersteller. 850 mm Reichweite für kompakte Klebe-/Dichtzellen gut geeignet; bei größeren Bauteilen UR10e in Betracht ziehen. IP54-Schutz beachten — bei Materialaustritt oder aggressiven Reinigungsmitteln zusätzliche Abdeckungen prüfen.
Technische Daten UR5e →FANUC LR Mate 200iD
Kompakter 6-Achs-Industrieroboter mit sehr hoher Wiederholgenauigkeit von ±0,01 mm — deutlich unter der ≤ 0,5-mm-Raupenanforderung, damit auch für enge Klebe- und Dichtgeometrien geeignet. IP67-Schutz ab Werk (IP69K optional2) bietet guten Schutz gegen Materialaustritt und Reinigung. Als Industrieroboter ohne integrierte MRK-Funktion: Schutzeinrichtung oder Risikobeurteilung erforderlich, keine internen Modelldaten in dieser Datenbank hinterlegt — Herstellerseite verlinkt.
Herstellerseite FANUC LR Mate 200iD (extern) →ABB IRB 1300
6-Achs-Industrieroboter der IRB-1300-Familie mit vier Traglast-/Reichweiten-Varianten (7–12 kg, 0,9–1,4 m) — abgestimmt auf unterschiedliche Bauteilgrößen im selben Zellenkonzept. Positionswiederholgenauigkeit ab ±0,02 mm je nach Variante4, IP67-Schutzoption verfügbar für Umgebungen mit Materialaustritt oder Reinigungsmitteln. Als Industrieroboter ohne integrierte MRK-Funktion: Schutzeinrichtung oder Risikobeurteilung erforderlich; keine internen Modelldaten in dieser Datenbank hinterlegt — Herstellerseite verlinkt.
Herstellerseite ABB IRB 1300 (extern) →Alle weiteren Cobot-Modelle mit quellenbelegten Daten: Cobots-Übersicht · Technischer Vergleich
Nächster Schritt: Kosten kalkulieren
Wissen, was Cobot-Dispensing wirklich kostet — Anschaffung, Dosiertechnik (Ventil, Steuerung, Materialversorgung), Applikator, Programmierung, Integration, Wartung und Amortisationszeit in einer ehrlichen 3- bis 5-Jahres-Kalkulation.
Jetzt TCO berechnen → RoboDeals-Newsletter anfragenNoch unsicher bei der Aufgabenwahl? Welcher Cobot für welche Aufgabe? ordnet alle Einsatzfälle ihrer Modellklasse, Traglast und Reichweite zu. Modelle direkt gegenüberstellen: Vergleich. Noch kein klares Bild? RobotDecide-Kaufberater — 6 Fragen zur passenden Kategorie.
Abgrenzung und Hinweise
- Dosiertechnik ist Kernkompetenz, nicht Nebensache: Die Wahl von Dosierventil, Düse und Materialversorgung entscheidet über die Prozessqualität mindestens ebenso stark wie die Wahl des Roboterarms — beide gemeinsam mit dem Klebstoff-/Dichtmasseherstellers und einem Dosiertechnik-Integrator abstimmen.
- Cobot vs. Industrieroboter: Bei sehr hohen Taktraten oder wenn kein kollaborativer Betrieb geplant ist, kann ein kompakter Industrieroboter (z. B. FANUC LR Mate 200iD, ABB IRB 1300) mit höherer Dynamik wirtschaftlicher sein. Für die Entscheidung: Cobot vs. Industrieroboter — Entscheidungshilfe.
- Risikobeurteilung: Beim kollaborativen Betrieb neben Werkerinnen und Werkern ist eine individuelle Risikobeurteilung nach ISO 102187 und ISO/TS 150667 erforderlich. Bei Industrierobotern ohne MRK-Funktion ist grundsätzlich eine Schutzeinrichtung vorzusehen.
- Materialverträglichkeit: Lösemittelhaltige Klebstoffe oder aggressive Dichtmassen können Dichtungswerkstoffe am Roboterarm angreifen — chemische Beständigkeit beim Hersteller erfragen, siehe auch Lackieren & Oberflächenbehandlung für vergleichbare Schutzanforderungen.
- Angrenzende Einsatzfälle: Montage & Handling allgemein · Schrauben & Verschrauben · Lackieren & Oberflächenbehandlung · Elektronik-Montage
- Universal Robots — UR5e Produktseite (Hersteller): universal-robots.com/products/ur5-robot/. Abgerufen 2026-06-26. Vollständige Specs: modelle/ur5e.html. Traglast 5 kg, Reichweite 850 mm, Schutzart IP54 — Herstellerangabe; Wiederholgenauigkeit ±0,03 mm — unabhängige Messung nach ISO 9283, siehe fn3.
- FANUC America — LR Mate 200iD Produktseite (Hersteller): fanucamerica.com/products/robots/series/lr-mate/lr-mate-200id. Abgerufen 2026-07-01. Traglast 7 kg, Reichweite 717 mm, Wiederholgenauigkeit ±0,01 mm, Schutzart IP67 (IP69K optional), 6 Achsen — Herstellerangabe (Basismodell der Serie; Varianten mit größerer Reichweite/höherer Traglast verfügbar).
- Unabhängige Belege für Realitäts-Discount Wiederholgenauigkeit: Pollák et al. (2020) — Unidirektionale Pose-Genauigkeit & Wiederholgenauigkeit des UR5 nach ISO 9283, Advances in Mechanical Engineering (SAGE): journals.sagepub.com/doi/full/10.1177/1687814020972893. Semjon et al. (2020) — UR5 nach ISO 9283 nach mechanischer Belastung, Int. Journal of Advanced Robotic Systems (SAGE): journals.sagepub.com/doi/10.1177/1729881420904209. Abgerufen 2026-06-25. Korridor 20–40 % ist redaktionelle Aggregation, kein Einzelmesswert.
- ABB Robotics — IRB 1300 Produktseite (Hersteller): one.robotics.abb.com/en/robots/p/IRB-1300. Abgerufen 2026-07-01. Vier Varianten mit 7–12 kg Traglast und 0,9–1,4 m Reichweite; Positionswiederholgenauigkeit ab ±0,02 mm; Schutzoptionen IP67, Foundry Plus 2, Reinraum ISO 4; 6 Achsen — Herstellerangabe.
- Nordson EFD — 736HPA-NV High Pressure Valves, Produktseite (Hersteller): nordson.com/en/products/efd-products/736hpa-nv-high-pressure-valves. Abgerufen 2026-07-01. Angaben zu Betriebsdruck, Viskositätsbereich (bis in den Millionen-mPa·s/cps-Bereich) und einstellbarer Hubbegrenzung zur Bead-Konsistenz — Herstellerangabe für industrielle Hochdruck-Dosierventile, nicht produktspezifisch für ein bestimmtes Klebstoffsystem.
- ISO — ISO 9283:1998 (Manipulating industrial robots — Performance criteria and related test methods): iso.org/standard/22466.html. Norm zur Messung der Wiederholgenauigkeit von Industrierobotern. Abgerufen 2026-07-01.
- ISO — ISO/TS 15066:2016 (Robots and robotic devices — Collaborative robots): iso.org/standard/62996.html. ISO 10218-1/-2 (Industrieroboter, Sicherheitsanforderungen): iso.org/standard/51330.html. Abgerufen 2026-07-01.