Zusammenarbeit von Kuka und Harting Das leistet die Verbindungstechnik für die Roboter-Entwicklung

Steckverbinder: "har-motion"
Steckverbinder: "har-motion"

Seit über 20 Jahren arbeiten Harting und Kuka als Partner auf globaler Ebene eng zusammen. Ein Blick auf die gemeinsamen Projekte zeigt, welchen Wandel die Robotik und insbesondere die Connectivity erleben.

von Guido Selhorst, Leiter Marketing Services der Harting Technologiegruppe

Unsere heutige Welt ist mehr denn je geprägt durch Digitalisierung – sowohl im Consumer- als auch im industriellen Bereich. Mit Blick auf die Industrie steht fest, dass es dabei ohne Kooperationen und Partnerschaften nicht geht. Es bedarf überall Spezialisten für die unterschiedlichen Kompetenzen, um passende ganzheitliche Lösungen anzubieten. Dies belegt allein schon die Vielzahl an Plattformen und Austauschformaten, die es für IoT- bzw. IIoT-Systeme heute gibt.

Dieses Verständnis der Bündelung von Kompetenzen und Ansprüchen hat die Zusammenarbeit von Kuka und Harting bereits recht früh geprägt. Einige Beispiele aus dieser Partnerschaft zeigen den Weg auf: von einer gemeinschaftlich entwickelten spezifischen Lösung bis hin zum heutigen Standard:

Seit Beginn der Zusammenarbeit vor mehr als 20 Jahren haben Harting und Kuka immer mit Blick auf die Anforderungen des Marktes neue Lösungen geschaffen. Als Beispiel sind hier die stetig steigenden EMV-Anforderungen zu nennen, die zu speziellen EMV-Gehäuseausführungen für Steckverbinder führten – und heute zu einem Standard geworden sind.

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Connectivity für die Roboter-Branche im Wandel

Zusammenarbeit zwischen Harting und Kuka: Die Bilder zeigen, welche Verbindungstechnik in welchen Systemen zum Einsatz kommt.

Im Bereich der Robotik-Produktion gilt es, die verbaute Anzahl an Teilen zu reduzieren, um damit die Komplexitäten klein zu halten und Fertigungsschritte zu verkleinern. Hier haben sich Kuka und Harting die Prozesse gemeinsam angesehen und mit so genannten Multifunktionsgehäusen eine spezifische Komponente geschaffen, die Steckverbinder-Funktionalität und ein IP67 dichtes Elektronikgehäuse miteinander kombiniert. Solche Systemlösungen bietet Harting mittlerweile in diversen Anwendungsfeldern an: von der Datenverkabelung in der Steuerung, über die Leistungsverkabelung zum Roboter selbst, bis hin zu Lösungen, welche die Mechanik-Anforderungen berücksichtigen, wie spezifische Übergangselemente für eine Profinet-Infrastruktur an der Achse 3.

Auch der Trend zur Miniaturisierung stand im Fokus der Zusammenarbeit. So wurde mit dem „KR Agilus“-Robotersystem eine neue Kleinrobotik etabliert, die gerade in immer flexibler werdenden Fertigungsumfeldern optimal zum Einsatz kommt. Die Anforderung an die Steckverbindung hier: eine schnelle und intuitive Handhabung, bei der zeitgleich auch der Design-Aspekt eine bedeutende Rolle spielt. Mit „Han-Yellock“, einem Steckverbindersystem mit vollkommen neuer Verriegelungstechnik, hat die Roboterserie eine innovative Schnittstelle erhalten.

Die Intensivierung der Zusammenarbeit zeigte sich schließlich insbesondere in der Ausweitung der Technologien und Lösungen auf alle so genannten „Lebensadern“ einer Anwendung: Neben der normalen Connectivity wie Steckverbindungen am Roboterfuß oder Datenschnittstellen an den Übergabepunkten wurden sowohl Aufwärtsintegrationen wie Systemlösungen als auch Produkte wie Switche eingesetzt. Hier war der Anspruch an Flexibilität und Anpassungsfähigkeit an die vom Kunden eingesetzten Kommunikationssysteme in der Automation relevant.

Harting Switche wurden zum zentralen Kommunikationselement, da sie in der Lage waren, sehr offen diverse Automationssysteme zu verarbeiten. Mit dieser Durchgängigkeit der Power-Data-Signal-Infrastruktur am Kuka-Roboter konnte Harting einen ganzheitlichen Ansatz dieser drei Infrastruktur-Elemente anbieten – kundenorientiert, applikationsneutral und flexibel.

Industrie 4.0

Im Bereich der Industrie 4.0-Entwicklungen haben Kuka und Harting sehr früh an ersten gemeinsamen Lösungen gearbeitet. So stattete Kuka den Harting-I4.0-Demonstrator – die „HAII4YOU Factory“ – mit neuen sensorischen Robotern des Typs „LBR iiwa“ aus. Die Anlage wurde somit zur Bühne eines ganzheitlichen Industrie 4.0-Ansatzes für individuelle und kooperative Produktionssysteme bis zur Stückzahl 1.
Flexibilität, Miniaturisierung und auch Modularität sind ganz wesentliche Trends, die heute die gemeinsamen Entwicklungen vorantreiben.

War der Roboter-Steuerschrank Mitte der 2000er Jahre noch so groß wie ein Schaltschrank, sind heutige Lösungen gerade einmal so groß wie ein Desktop-PC. Neben dem kleineren Roboter muss auch die Steuerung zukünftig kompakter sein, da man dafür kaum Platz mehr vorsehen will. Als Ergebnis hat Kuka die „KR C5 micro“ auf den Markt gebracht, die genau auf diese Anwendungsfelder hin zugeschnitten ist. Dieser Entwicklung folgend musste sich auch die Connectivity anpassen. Daher stellt Harting für diese neue Steuerungsfamilie mit dem „har-motion Steckverbinder“ ein Verbindungsystem bereit, das sich speziell für den Einsatz in der Kleinrobotik eignet. Angepasst sowohl an den Leistungsbedarf als auch an die Platzverhältnisse, ist es flexibel für die Übergabe der Lebensadern des Roboters einzusetzen.

Aber auch die größeren Roboter unterliegen dem Trend der Miniaturisierung. Das wird besonders an dem neuen Steuerungssystem „KR C5“ deutlich. Dieses System bietet dem Kunden die Möglichkeit, auf dem gleichen Platzbedarf eines bisherigen Steuerungssystems bis zu drei Maschinen an einem Steuerschrank zu betreiben.

Docking-System

Auch einer Leistungsanpassung kann durch Auswahl unterschiedlicher Controller einfach und flexibel Rechnung getragen werden. Möglich macht dies eine komplett neue, modulare und skalierbare Struktur des Schranksystems. Hierzu wurde eine Docking-Lösung entwickelt, die eine Anpassung an die Kundenanforderungen sehr einfach löst: Wie Schubladen werden die Steuerungssysteme im Schrank eingeschoben. Um die Übergaben der so genannten Lebensadern auch für solch eine flexible Kopplung zu ermöglichen, ist in enger Zusammenarbeit eine spezielle Andock-Steckverbinderlösung entwickelt worden.

Den Anspruch an die im Schrank geltende Schutzart und den reduzierten Platzverhältnissen folgend, hat man mit dem neuen „Han Board“-Steckverbinder eine Verbindungstechnologie gefunden, die eine für diesen Fall notwendige maschinelle Steckung erlaubt. Spezielle mechanische Führungen, wie auch die konstruktive Struktur des Steckverbindersystems, sorgen dabei für den notwendigen Toleranzausgleich.