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Kukas neue KR C5: Kommunikative Robotersteuerung aus dem Baukasten

Modulares Robotik-System deckt alle Leistungsklassen ab
Kukas neue KR C5: Kommunikative Robotersteuerung aus dem Baukasten

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Eigentlich wollte Kuka seine neue Robotersteuerung KR C5 schon im Juni auf der Automatica groß vorstellen. Das ist erstmal verschoben. Wir haben dennoch schonmal einen Blick unter die Haube der komplett überarbeiteten Robotersteuerung geworfen.

Autor: Bernhard Foitzik

Mit der neuen Steuerung verfolgt Kuka eine andere Steuerungskonzeption. Andreas Knöpfle, der verantwortliche Produktmanager bei Kuka: „Die KR C5 ist eine Steuerungsplattform, die generell im Dienst der Systemsoftware steht.“ Zudem hat Kuka bei seiner neuen Robotersteuerung KR C5 die Hardware komplett überarbeitet. Ähnlichkeiten mit der KR C4 sind kaum noch zu finden.

„Zukunftssichere Hardware und smarte Software sorgen bei der neuen KR C5 für höchst effiziente Leistung bei maximaler Wirtschaftlichkeit“, verspricht Kuka. Dabei hat die KR C5 eine lange Anlaufzeit hinter sich. Schon im Geschäftsbericht 2014 tauchte die KR C5 namentlich auf und auch auf der Bilanz-PK 2019 hatte sich CEO Peter Mohnen schon auf die neue Robotersteuerung gefreut. Nun ist sie also fertig und soll laut Kuka „der Herzschlag der automatisierten Produktion“ werden.

Zum Konzept gehört eine Staffelung nach Größen. Einstiegvariante ist die KR C5 micro: „Das ist unsere kleine, kompakte Steuerung für den Bereich der Kleinrobotik“, sagt Produktmanager Andreas Knöpfle. Diese Steuerungsversion kann auch in kundeneigene Schranklösungen integriert werden. Aber schon die Micro-Version hat alle erforderlichen Schnittstellen, um Automatisierungslösungen mit kleinen Robotern effizient und auf kleinem Bauraum zu realisieren.

Breit aufgestellter Baukasten.

In der Leistungsklasse darüber gibt es einen breit aufgestellten Baukasten. „Mit der KR C5 haben wir ein modular konzipiertes System, das alle Leistungsklassen von ‚low payload‘ bis ‚heavy payload‘ abdeckt“, erläutert Knöpfle. Für einen 6 kg-Roboter werde man sicher eine micro-Steuerung einsetzen, aber ab der Cybertec-Klasse wird die Steuerung aus dem Baukasten zusammengestellt und je nach Anzahl der Zusatzachsen aufgerüstet – bis zum Tonnenroboter Titan.

Es gibt natürlich eine Standardversion für einen sechsachsigen Roboter mit bis zu sechs Zusatzachsen und diversen Peripherieschnittstellen. Bei gleichem Footprint wird der Steuerschrank dann nach Kundenbedarf in vorgegebenen Schritten höher (KR C5 Cabinets) – je nachdem, welche Erweiterungen ein Betreiber für seine Anwendung braucht.

Charakteristisch am Aufbau: Die Module können mit einem Schnellverschluss in die Robotersteuerung eingesetzt werden. Im Schrank selbst sitzt ganz unten der Kühlkörper, darüber kommen Leistungsteil mit Stromversorgung, Zwischenkreis und die Umrichter. Ganz oben befindet sich dann der komplette Digitalteil mit einem leistungsfähigen Embedded Computer, Kommunikations-Switch und Ethernet Interfaces. So ist die Steuerung kompakt und nur gerade so schwer, dass den Steuerschrank auch eine einzelne Person handhaben kann. Trotzdem bleibt genügend Platz für optionale Erweiterungen.

Mit der KR C5 Robotersteuerung kommt auch ein Release der Systemsoftware, die funktionskompatibel mit der aktuellen KR C4 ist. Knöpfle: „Wir bezeichnen dieses Konzept als ‚functional twin‘ und es ist uns wichtig, dass der Kunde bewährte Funktionen übernehmen kann.“ Nichts geändert hat sich an Windows als Basis der Systemsoftware – aus gutem Grund: Denn über die Jahre wurde auf dieser Basis ein umfangreiches Paket an Robotikfunktionen entwickelt und Betreiber haben die Möglichkeit, auf der Windows-Ebene ihr System selbst zu erweitern.

Kommunikativ alle Möglichkeiten

Ein zentraler Aspekt ist die Konnektivität: „Wir haben alle Möglichkeiten, die Steuerung an Kundennetzwerke anzuschließen“, sagt Knöpfle. Das gelte sowohl im IT-Bereich als auch im OT-Bereich, etwa bei Echtzeitfunktionen. Hinzu kommt die Cloud-Konnektivität. Knöpfle: „Wir haben insbesondere mit der Software Kuka Device Connector die Möglichkeit, uns an unterschiedliche Cloud-Lösungen bei Kunden anzubinden.“ Beispielsweise kann man über OPC UA Daten aus der Robotersteuerung für Asset Management oder Condition Monitoring in die Cloud schicken.

Überhaupt soll auf der Steuerungsplattform „die weitere Optimierung der Bedienbarkeit“ forciert werden. Knöpfle: „Die KR C5 ist die Plattform für alles, was es an Weiterentwicklung im Bereich Programmierung, Konfiguration und Easy-to-use gibt.“ Unter Easy-to-use kann man auch die Neuordnung der Antriebs- und Reglerseite verstehen. Denn die Antriebstechnik ist, wie die kompletten Steuerungsmodule, eine Eigenentwicklung. Kuka wollte die Antriebsfunktionen möglichst dicht integrieren und kompakt realisieren. Knöpfle: „Damit sinkt der Anteil zugekaufter Komponenten und das ermöglicht uns eine optimale Pflege des Produktes über den gesamten Lebenszyklus.“

Den Anwender im Blick

Um den Entwicklungshorizont möglichst weit zu ziehen, hat man bei Kuka erfahrene Kunden früh in die Entwicklung der KR C5 einbezogen und deren Anregungen berücksichtigt. Beispielsweise war die Integrierbarkeit der Robotersteuerung in kundeneigene Steuerschränke eine Forderung aus dem Kreis der Anwender, die man beherzigt hat, berichtet Knöpfle. Und auch Wartung und Instandhaltung spielen auf dem Wunschzettel der Anwender eine wichtige Rolle. Knöpfle: „Wir haben die Steuerungsmodule so gestaltet, dass sie sofort und einfach gewechselt werden können, ohne den ganzen Schrank tauschen zu müssen.“

Überhaupt ist „Predictive Maintenance“ ein zentraler Aspekt der Entwicklung gewesen – was sich in zwei Punkten niederschlägt. Knöpfle: „Die Zuverlässigkeit der KR C5 werden wir spürbar erhöhen. Das erreichen wir insbesondere dadurch, dass wir die Zahl der Komponenten, Schnittstellen und Kabelverbindungen reduzieren.“ Zudem lassen sich künftig aus der Steuerungsplattform Parameter für übergeordnete Services auslesen und damit beispielsweise mit Hilfe von schlauen Algorithmen Erkenntnisse über den Zustand des Robotersystems gewinnen.

Kuka Deutschland GmbH

Zugspitzstraße 140

86165 Augsburg

www.kuka.com

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