Cobots in der Kleinserienfertigung — Flexible Fertigung für KMU

Stand: 2026-06-27 · Kategorie: Cobots

Kleinserienfertigung — variantenreiche Produktion mit wechselnden Losgrößen — ist der häufigste Automatisierungsfall im verarbeitenden KMU-Mittelstand. Starre Transferlinien rechnen sich erst ab Stückzahlen, die in der Kleinserie nie erreicht werden. Cobots verschieben diesen Schwellenwert: schnelles Teach-in, kurze Umrüstzeiten und die Möglichkeit zur direkten Zusammenarbeit mit Werkerinnen und Werkern machen den Roboter zum Werkzeug, das sich dem Produkt anpasst — nicht umgekehrt. Diese Seite fasst zusammen, welche technischen Anforderungen an Flexibilität, Umrüstzeit und Teach-in für Kleinserieneinsätze entscheidend sind, und verlinkt quellenbelegte Modelle.

Was ist Kleinserienfertigung?

In der Produktionstechnik bezeichnet Kleinserienfertigung die wiederholte Herstellung gleicher oder ähnlicher Teile in begrenzter Stückzahl. In der deutschsprachigen Fachliteratur wird der Bereich häufig mit Losgrößen von 1 bis ca. 100 Einheiten je Auftrag beschrieben¹ Orientierungswert / unbestätigt — eine normierte Grenze existiert nicht. Charakteristisch sind:

• häufige Produktwechsel (mehrere Auftragslose je Schicht oder Woche),
• hohe Variantenvielfalt bei ähnlichen Grundgeometrien,
• manuelle oder halbautomatische Zuführung durch Werkerinnen und Werker,
• Investitionsbudgets, die Vollautomatisierung mit klassischen Transferlinien wirtschaftlich nicht erlauben.

Anforderungen an den Automatisierungspartner

Losgröße und Flexibilität

Bei jedem Produktwechsel muss der Roboter auf das neue Bauteil, die neue Greifstrategie und ggf. eine neue Bearbeitungsstrategie umgestellt werden. Für Losgrößen unter 50 Einheiten ist der Umrüstaufwand der wichtigste Wirtschaftlichkeitsfaktor — nicht die Taktzeit. Jede Stunde Umrüstzeit, die über die manuelle Referenz hinausgeht, frisst Stückzeitvorteil.

Teach-in

Teach-in bezeichnet das Einlernen neuer Bewegungsprogramme am Roboter. Bei Cobots stehen zwei Methoden im Vordergrund:

• Handführen (Hand-Guiding / Lead-through Teaching): Die Werkkraft führt den Arm durch die gewünschte Bahn; der Roboter speichert die Positionen. Kein Programmierwissen erforderlich. Verfügbar bei UR-Modellen, FANUC CRX-Serie, KUKA LBR iisy und Omron TM-Serie (Herstellerangaben; Funktionsumfang modell- und firmwareabhängig — Datenblatt prüfen).
• Tablet-/Grafische Programmierung: Tablet-basierte Oberflächen mit Drag-and-Drop-Programmierung. FANUC CRX nutzt beispielsweise die FANUC Teach App auf einem handelsüblichen Tablet⁴.

Teach-in-Zeiten für einfache Handhabungsaufgaben werden von Herstellern häufig mit Minuten bis wenigen Stunden angegeben. Diese Angaben sind aufgaben- und nutzererfahrungsabhängig und daher ohne eigene Messung nicht belastbar Schätzung / unbestätigt. Für die eigene Planung: Testdurchlauf mit eigenem Personal vor dem Kauf einplanen.

Umrüstzeit

Die Gesamtumrüstzeit setzt sich zusammen aus:

• Greifer- oder Werkzeugwechsel (mechanisch, ggf. mit Schnellwechselsystem),
• Programmaufruf oder Teach-in für das neue Teil,
• Prüflauf und ggf. Feinkorrekturen.

Schnellwechselsysteme für Greifer (z. B. pneumatische Schnellkupplungen von Drittanbietern) können den mechanischen Teil auf unter eine Minute reduzieren. Ob das für den konkreten Einsatz wirtschaftlich ist, hängt von der Rüsthäufigkeit ab. Eine allgemeingültige Gesamtumrüstzeit für Cobots existiert nicht — Wert ist aufgaben- und konfigurationsabhängig.

Warum Cobots gegenüber starren Linien gewinnen

Taktzeit und Realität

In der Kleinserienfertigung ist die Umrüstzeit wirtschaftlich oft relevanter als die Taktzeit. Dennoch gilt für die Taktzeit selbst:

• Herstellerangaben sind Idealwerte (Leerfahrt, unbeladen, optimale Ausgangslage).
• Im realen Betrieb kommen Prozesszeiten des Werkzeugs, Sensorwartezeiten und Wiederanlaufzeiten nach Rüstwechsel hinzu.
• Die Wiederholgenauigkeit unter Last weicht von Datenblattwerten ab: unabhängige Messungen zeigen Abweichungen von 20–40 % über dem ISO-9283-Datenblattwert³ Discount.
• Zelleneffizienz in der Kleinserie: aufgrund häufiger Rüstwechsel und Anlernzeiten liegt die nutzbare Uptime erfahrungsgemäß unter 70 % Schätzung / unbestätigt.

Passende Modelle für die Kleinserienfertigung

Quellenbelegte Spezifikationen; Zahlen mit Primärquelle auf der jeweiligen Modellseite.

Alle weiteren Cobot-Modelle mit quellenbelegten Daten: Cobots-Übersicht · Technischer Vergleich

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Abgrenzung und Hinweise

• Risikobeurteilung: Kollaborative Zellen in der Kleinserie erfordern eine individuelle Risikobeurteilung nach ISO 10218² und ISO/TS 15066². Je nach Werkzeug und Bauteil kann ein Schutzzaun oder eine eingeschränkte Kollaborationszone erforderlich sein — auch bei als MRK-fähig beworbenen Modellen.
• Greifsystem-Flexibilität: Der Cobot selbst ist nur ein Teil der Lösung. Schnellwechselsysteme und adaptive Greifer (Parallelgreifer, Vakuumgreifer, fingernachgiebige Lösungen) entscheiden maßgeblich über die tatsächliche Rüstflexibilität. Dritthersteller-Ökosysteme (Robotiq, Schunk, OnRobot u. a.) sind herstellerübergreifend kompatibel; Kompatibilität im Einzelfall prüfen.
• Lohnende Losgrößen-Untergrenze: Für Einzelstücke (Losgröße 1) kann der Teach-in-Aufwand die Zeitersparnis übersteigen. Die Wirtschaftlichkeit beginnt typischerweise erst ab mehreren gleichen Teilen je Rüstvorgang Schätzung / unbestätigt.
• Angrenzende Einsatzfälle: Montage & Handling mit Cobots · Qualitätsprüfung & Kamera-Inspektion · Schweißen mit Cobots · Palettieren mit Cobots · Elektronik & Kabel-Konfektionierung