库卡KUKA机器人进阶培训[专业知识]

1、课程目录,目录 CONTENTS,前言、产品说明,KR C4计算机组件,KR C4的总线系统,KRC4组件、保养,1,2,3,4,1,行业参考,2,行业参考,3,行业参考,课程目录,目录 CONTENTS,前言、产品说明,KR C4计算机组件,KR C4的总线系统,KRC4组件、诊断、保养,1,2,3,4,4,行业参考,1.1 控制柜安全： 电气维修培训课程中的安全规则,1.前言,在机器人系统的导电部件上作业前必须将主开关关闭并采取措施以防重新接通！ 之后必须确定其无电压。在导电部件上作业前不允许只触发紧急停止、安全停止或关断驱动装置，因为在这种情况下新一代的驱动系统并不会关断机器人系统的电源

2、。 有些部件仍带电。 由此会造成死亡、严重身体伤害,如果必须在机器人控制系统启动状态下开展作业，则只允许在运行方式T1 下进行。 在设备悬挂标牌用以表示正在执行的作业。 暂时停止作业时也应将此标牌留在原位。 紧急停止装置必须处于激活状态。 若因保养或维修工作需将安全功能或防护装置暂时关闭，在此之后必须立即重启。 已损坏的零部件必须采用具有同一部件编号的备件来更换，或者采用经库卡公司认可的同质外厂备件来替代。 必须按操作指南进行清洁养护工作。 在拆卸片状零部件时需穿戴劳保手套，以防锐边刮伤,5,行业参考,EGB 说明,1.2 EGB规定,图 1-1：EGB图标,对于 EGB 规定（EGB： El

3、ektrostatisch Gefhrdete Bauelemente，即易受静电危害的元件），无论在处理任何组件时均须遵守。 机器人系统组件内嵌装了许多对于静电放电 (ESD) 敏感的元器件。（Electrostatic Discharge）可导致机器人系统损坏。 静电放电不仅可使电子元器件彻底损坏，而且还可导致集成电路或元器件局部受损，并进而缩短设备使用寿命或者偶尔干扰其他无损元器件的正常运作,6,行业参考,1.4 工业机器人的基础连接,机械手 机器人控制柜（KR C4） 示教器（smartPAD） 控制电缆 马达电缆 数据电缆,7,行业参考,2.1 产品简介概览 下列内容将在此学习单元里

4、传授： 控制器概要&技术数据 内部总线系统概要 客户接口 布线 散热设计,2 产品说明,8,行业参考,2.2 缩写 为使您更加简便开展与 KR C4 控制系统相关的工作，这里罗列了部分最主要的缩写,9,行业参考,10,行业参考,基本数据,2.3 KR C4的技术数据,11,行业参考,置放 ：最小间距,12,行业参考,电源连接,控制部分,控制系统电脑,13,行业参考,KR C4 正面,2.4 机器人控制柜系统概览,电源滤波器 总开关 CSP 控制系统 PC 机 驱动电源 4 至 6 号轴驱动块 1 至 3 号轴驱动块 制动滤波器 CCU SIB/SIB 扩展型 保险元件 蓄电池 接线板 滚轮附件

5、组（选项） 库卡 smartPAD,14,行业参考,KR C4控制系统后视图,镇流电阻 热交换器 外部风扇 低压电源盒,15,行业参考,应用程序概览,2.5 总线系统概览,利用KR C4控制系统可借助于WorkVisual按照相应的要求配置其应用程序。 RC (Robot Control,机器人控制）：库卡机器人控制系统的核心系统； PLC :用于一般流程控制的集成软件的可编程控制器； XM (eXtended Motion):适用于库卡运动控制资料库的集成运行时间管理系统； Process Control: 用于集成过程控制系统的通用平台； Safety：库卡自己的集成安全控制系统,16,行

6、业参考,KR C4内总线系统概览 KR C4控制系统内具有各种基于以太网的总线系统。 每个这样的总线系统用于不同的控制系统组件相互连接,17,行业参考,KR C4 总线结构图,18,行业参考,接线板,2.6 接口说明,XS1 电源接口 X7.1附加轴（7）电机接口（选项） X20驱动电机接口（轴1-6） 选项 选项 选项 X11接口（可选） 选项 选项 X19 smatrtPAD-接口 X21 RDC-接口 网络（选项） 选项 SL1机械手接地导线 SL2主电源接地导线,19,行业参考,布线 在布线是必须注意4要点： 焊接接线、电机线路与数据线路相互之间必须采用分隔插件隔离，然后才铺设到线槽里

7、,2.7 接线要求,线槽 分隔插件 焊接线路 电机线路 数据线路,20,行业参考,电位均衡 下列线路在设备启用之前必须接上,连接在机械手与机器人控制柜之间用电位均衡导线一条16mm导线。 连续在配电柜中心接地导轨与机器人控制柜接地螺栓之间的附加接地导线,电源柜中心接地导轨接地 机器人控制系统接口区 机械手上的电位均衡导线接口 从机器人控制柜到机械手的电位均衡导线 线槽 线槽始段至接地导线之间的电位均衡导线 主电位均衡装置 线槽末端至接地导轨之间的电位均衡导线,21,行业参考,结构,2.9 控制柜冷却系统说明,箱柜冷却装置包含两条冷却循环回路。 装有控制、功率电子元器件的箱内范围通过一个换热器进

8、行散热。 在箱柜的外部区域，KPP 和 KPS（电源） 的低压电源件、镇流电阻和散热体则直接通过外部空气适当冷却,说明,外部风扇空气入端 低压电源件散热器 KPP空气出口 KSP1空气出口 KSP2空气出口 热交换器空气出口 电源滤波器空气出口 通气管道 KPC（控制电脑）进气道,22,行业参考,1、KR C4系统术语中英文描述,第二节练习,KPC KSP KPP KCB KSB RDC KCP,KUKA Control PC （库卡控制系统电脑,KUKA Servo-Pack （库卡伺服包，驱动调节器,KUKA Power Pack （库卡配电箱,KUKA Controller Bus （库

9、卡控制总线,KUKA System Bus （库卡系统总线,Resolver Digital Converter （分解器数字转换器,KUKA Control Panel （可编程式手持操作器，现在叫 smartPAD,23,行业参考,课程目录,目录 CONTENTS,前言、产品说明,KR C4计算机组件,KR C4的总线系统,KRC4组件、诊断、保养,1,2,3,4,24,行业参考,3.1 计算机组件概览 下列内容将在此学习单元传授： 电脑 主板 网卡 存储盘,3 KR C4计算机组件,3.2 控制系统电脑 控制系统PC说明,控制系统电脑由电源件、主板、DualNic 双网卡、RAM 存储器

10、和硬盘构成。 处理器技术（双核技术，每个核拥有一个安全机构），其三个机构的核分布 如下： 核1：VxWorks 、Win CE 、Safe 核2：DSE(RC) 、Safe SafeOS 软件栈（KW 软件 / Phoenix） - 性能等级 d （等同以前： 安全项 3） 标准的大容量存储器 HDD ；非旋转式存储盘（SSD-Solid State Disc）可选 订,电源件 系统内存 风扇,25,行业参考,图3-1：控制系统PC概览,硬盘 主板 PC机接口（PCI） 处理器扇热装置 PC机风扇 电脑电源,通过中央处理器的第二核进行调节（RC-Robot Control , 机器人控制）。P

11、LC （选项）与 RC 平行接收处理控制系统计算机可调节与客户的内部和外部网络通讯,控制系统计算机的 功能,26,行业参考,控制系统PC机接口 主板 可在控制系统PC机安装如下主板类型 D2608-K D3076-K,主板D2608-K接口,插头 X961 电源 DC 24 V PC 风扇的 X962 插头 LAN 双网卡 DualNIC：库卡控制总线 (KCB) LAN 双网卡 DualNIC：KUKA Line Interface （库卡线路接口） 现场总线卡插座 1 至 7 主板内建 LAN网卡：库卡系统总线 (KSB) USB 2.0 端口,27,行业参考,主板D2608-K插槽分配,

12、28,行业参考,插头 X961 电源 DC 24 V PC 风扇的 X962 插头 现场总线卡插座 1 至 7 LAN 双网卡 DualNIC：库卡控制总线 (KCB) LAN 双网卡 DualNIC：库卡系统总线 (KSB) USB 2.0 端口 DVI-I （支持 VGA，借助 DVI - VGA 适配器）。 只有控制系统未连接任何已激活的控制设备(SmartPAD、VRP)，才能在一台外部监视器上显示控制系统操作界面。 USB 2.0 端口 主板内建 LAN 网卡（已预留） 主板内建 LAN 网卡：KUKA Line Interface （库卡线路接口,主板D3076-K接口,29,行业

13、参考,主板D3076-K插槽分配,30,行业参考,1. 将控制系统关机并采取措施防止其被无意重启 2. 拔出连接到控制系统电脑的电源线及所有连接线 3. 松开滚花螺母 4. 拆下控制系统电脑并向上取出 5. 将通风槽从旧控制系统电脑中拆出，然后装入新控制系统电脑上 6. 装入新的控制系统电脑，然后固定 7. 插好各种插头 8. 实施功能测试,控制系统电脑更换步骤,31,行业参考,说明 硬盘包含必要的操作系统以及机器人系统运行所需的软件和所有数据,3.3 更换KR C4存储盘,SSD说明,作为库卡硬盘的替补，还可使用库卡的非旋转式存储盘。 库卡烧制的 SSD（Solid State Disc，固

14、态盘）具有与标准硬盘相同的规格和接口。 使用 SSD 可缩短系统启动时间，且可避免条件很差的环境（例如：振动）造成器件损坏,32,行业参考,存储盘划分为三个分区，其中第三个分区属于隐藏的恢复分区。 该分区可通过库卡恢复工具来读写。 第一 分区与 C 盘对应，而第二分区则与 D 盘对应。 数据线通过 SATA 插头与主板连接。 存储盘里存有下列系统： Windows CE 库卡系统软件 工艺数据包（选项,SSD,33,行业参考,1. 将控制系统关机并采取措施防止其被意外重启 2. 解锁并拔出 SATA 插头。 3. 拔出电源插头。 4. 松开滚花螺钉 5. 通过拉引松开存储盘,操作步骤,6. 用

15、新的同类存储盘将旧的换下 7. 插接 SATA 和电源 8. 用滚花螺钉固紧存储盘。 9. 安装操作系统和库卡系统软件（KSS） 10. 工业机器人的系统结构必须用 WorkVisual 进行 配置。 11. 实施功能测试,34,行业参考,课程目录,目录 CONTENTS,前言、产品说明,KR C4计算机组件,KR C4的总线系统,KRC4组件、诊断、保养,1,2,3,4,35,行业参考,4.1 总线系统概览 下列内容将在此学习单元里传授： 概览 柜内控制单元 (CCU ) 控制总线 (KCB) 系统总线 (KSB) 扩展总线 (KEB) 客户网络接口 (KIL,4 KR C4的总线系统,36

16、,行业参考,KSP A1-3 KSP A4-6 KPP + （A7/8） 库卡线路接口 DualNIC 双网卡 以太网主板 库卡系统总线 库卡控制器总线,4.2 内部库卡总线系统,库卡系统总线 CCU 工业以太网-控制系统交换机 RDC 库卡控制系统总线 操作面板接口 库卡smartPAD,37,行业参考,CCU说明,4.3 柜内控制单元（CCU,柜内控制单元（CCU）包含两块电路板（CIB 控制单元接口板和 PMB 电源管理板），是机器人控制系统所有组件的配电装置和通讯接口。 所有数据通过内部通讯传输给控制系统，并在那里继续处理。 当电源断电时，控制系统部件接受蓄电池供电，直至位置数据备份完

17、成以及控制系统关闭。 通过负载测试检查蓄电池的充电状态和质量,连接板插接片 固定螺丝,38,行业参考,机器人控制系统部件的通讯接口 安全输出端和输入端 控制主接触器 1 和 2 校准定位 插入的库卡 smartPAD 8 个适用于客户应用程序的测量输入端（节拍：125sec） 监控机器人控制系统中的风扇 外部风扇 控制系统电脑的风扇 温度值采集： 变压器的热效自动开关 冷却器的信号触点 主开关的信号触点 镇流电阻温度传感器 柜内温度传感器 下列部件通过库卡控制总线(KCB)与控制系统电脑相连接： KUKA Power Pack / KUKA Servo Packs 分解器数字转换器 通过库卡系

18、统总线(KSB)，下列组件可与控制系统电脑相连接： 库卡 smartPAD （Operator Panel Interface） 安全接口板 诊断 LED 电子数据存储器的接口,CCU的功能,CCU的电源,缓冲式供电 KPP KSP 库卡 smartPAD 控制系统多核电脑 控制系统操作面板 (CSP) 分解器数字转换器 (RDC) 非缓冲式供电 电机制动装置 外部风扇 客户接口 快速测量输入端,39,行业参考,CCU图例,40,行业参考,CCU接口,41,行业参考,42,行业参考,CCU保险丝的排布,43,行业参考,CCU LED指示灯显示,44,行业参考,45,行业参考,46,行业参考,即

19、使在主开关关断时，白色导线也带有电源电压！ 在接触导线时此电源电压可造成致命伤害,47,行业参考,1. 关闭控制系统并采取确安措施防止未经授权的重启 2. 将数据线插头解锁 拔出控制柜 (CCU ) 上的所有接线,CCU的更换步骤,插头已解锁 插头已锁闭 插头以插入并锁闭,如果数据线插头在没有解锁时被拔下，则插头会受损。 在拔下前解锁插头,48,行业参考,3. 取下固定板上的螺栓，将固定板连同 CCU 从连接板开口处拉出。 4. 检查新 CCU 是否有机械损伤。 将固定板连同 CCU 插入连接板开口，然后 拧紧,5. 按照插头和线缆说明将所有接口插入。 将数据线插头锁紧。 6. 实施功能测试,

20、连接板插接片 固定螺丝,49,行业参考,1、CCU(柜内控制单元）包含几块电路板，写出中英文名称,第4.3小节练习,几块电路板,两块,中英文名称,1) CIB(控制单元接口板,2) PMB(电源管理板,2、CCU上数据接头（RJ45）解锁步骤,50,行业参考,说明 KCB总线结构拓扑图,4.4 库卡控制总线（KCB,KCB 主要数据: 基于 EtherCat 的驱动总线 循环时间 125 微秒 FSOE （Fail Safe Over EtherCat） 下列设备属于 KCB： KPP - 库卡配电箱 KSP A1-3 - 库卡伺服包 KSP A4-6 - 库卡伺服包 RDC - 分解器数字转

21、换器 EMD - 电子控制装置（可耦联式用户,51,行业参考,KPP 说明,4.4.1 库卡配电包(KPP,库卡配电包 (KPP) 是驱动电源，可从三相电网中生成整流中间回路电压。 利用该中间回路电压可给内置驱动调节器和外置驱动装置供电。 有 5 种规格相同的设备型号。 KPP 上设有显示工作状态的 LED 指示灯。 KPP 的型号： KPP 不带轴伺服系统 （KPP 600-20） KPP 带单轴伺服系统 （KPP 600-20-1x40） 输出端峰值电流 1x40 A KPP 带单轴伺服系统 （KPP 600-20-1x64） 输出端峰值电流 1x64 A KPP 带双轴伺服系统 （KPP

22、 600-20-2x40） 输出端峰值电流 2x40 A KPP 带三轴伺服系统 （KPP 600-20-3x20） 输出端峰值电流 3x20 A,52,行业参考,KPP 具有下列功能： KPP 复合运行中的中央交流电源接口 馈电压为 400 V 时的设备功率： 14 kW 额定电流： 25 A DC 接通和关断电源电压 用直流中间回路为多个轴伺服系统供电 带外部镇流电阻接口的集成制动斩波器 镇流电阻的过载监控 通过短路制动使同步伺服电机停止运转,功能,53,行业参考,带双轴伺服系统的KPP连接,接口,54,行业参考,KPP 的 LED 显示由以下 LED 组构成： 供电 KPP 设备状态 轴

23、调节器 驱动总线状态,LED指示灯诊断,供电 LED 组 KPP 设备状态 LED 组 驱动总线状态 LED 组 轴调节器 LED 组 轴调节器 LED 组,55,行业参考,供电LED组,KPP设备状态LED组,轴调节器LED组,56,行业参考,驱动总线状态LED组,其他错误,57,行业参考,功能,4.4.2 库卡伺服包（KSP,库卡伺服包（KSP）属于机械手驱动轴的传动调节器。 有 3 种规格相同的设备变型。 KSP 上有显示运行状态的 LED。 KSP 型号： 3 轴 KSP （KSP 600-3x20） 输出端峰值电流 3x20 A 适用于额定电耗为 5-20A 的电机 3 轴 KSP

24、（KSP 600-3x40） 输出端峰值电流 3x40 A 适用于额定电耗为 8-40A 的电机,KSP说明,伺服电机的场定向控制： 扭矩调节 直接供应直流中间回路电压 功率范围： 每个轴伺服器 11 kW 至 14 kW 集成式安全功能，例如：单轴安全制动，功率安全关断 SBC （SafeBrake Control） 和作为以前单制动模块（SBM）选项的 STO （SafeTorque Off,3 轴 KSP （KSP 600-3x64） 输出端峰值电流 3x64 A 适用于额定电耗为 16-64A 的电机,每次重启 KR C4 时只允许更换一个 KSP。 随后必须点击【重新读入数据】键执行

25、冷启动。控制系统内的各个 KSP 不允许对调,如果因更换设备而进行了系统更改，则必须用 WorkVisual 配置工业机器人的系统拓扑结构,58,行业参考,接口 KSP 3轴伺服系统接口,59,行业参考,KSP设备状态 轴调节器 驱动总线状态,LED指示灯诊断 KSP的lED指示灯由下列LED组构成,轴调节器LED组 KSP设备状态LED组 驱动总线状态LED组 轴调节器LED 轴调节器LED,60,行业参考,设备状态LED组,轴调节器LED组,61,行业参考,驱动总线状态LED组,如果在初始化阶段中出现故障，则中间的轴调节器 LED 闪烁。 其他 LED 指示灯熄灭。 轴调节器的红色 LED

26、 长亮而且轴调节器的绿色 LED 以 2 至 16 Hz 闪烁，随后长时间停歇。 如在初始化阶段侦测到一个固件损坏，设备状态红色 LED 亮起而设备状态绿色 LED 变暗,62,行业参考,机器人控制系统必须保持关机状态，并具有可防意外重启的保护措施。 电源线已断电 按ES准则开展工作 等待5分钟，直至中间回路完成放电,更换零件时安全,如果要在机器人控制系统停止运行后立即进行拆卸，则必须考虑到散热器表面温度可能会导致烫伤。 请戴防护手套,即使在主开关关断时，白色导线也带有电源电压！ 在接触导线时此电源电压可造成致命伤害,若将机器人控制系统关断，下列部件仍可能在长达 5 分钟的时间内带电 (50

27、780 V): KPP KSP 中间回路连接电缆 此电压可能导致生命危险,63,行业参考,将控制系统关机并采取措施防止其被意外重启 将数据线插头 X20 和 X21 解锁， 解除 KPP 上的所有连接 松开内六角螺丝（1） 将 KPP 略微向上抬起，顶部向前倾斜，将其从壳体支撑角铁 （3）中向上取出,KPP/KSP的更换步骤,内六角螺栓 柜背板 壳体支撑角铁,KPP 的重量约为 10 kg。 在 KPP 的拆装工作中存在挤伤危险！请戴防护手套,64,行业参考,将新的 KPP 插进壳体支撑角铁（3）里，然后将其上部挂入角铁并拧紧（拧紧扭矩 4 Nm） 按照插头和线缆说明将所有接口插入。 将插头

28、X20 和 X21 锁紧。 如果因设备更换而进行了系统更改，则必须用 WorkVisual 配置工业机器人的系统结构。 实施功能测试,65,行业参考,RDC 说明,4.4.4 分解器数字转换器(RDC,RDC 是一种可将分解器模拟数值转换成数码数值的电路板。 该电路板嵌装于一个 RDC 盒内，并整体固定在机器人支脚或者转台上，具体 固定位置视机器人类型而定,1,2,66,行业参考,产生所有需要的工作电压 借助安全技术分解器（SIL2）采集八个电机的位置数据 采集八个电机的工作温度 采集 RDC 的温度 与机器人控制器进行通讯 监控分解器的线路是否中断 评估 EMD （EMD=Electroni

29、c Mastering Device，即电子控制装置） 将数据保存于存储卡（EDS=Electronic Data Storage，电子数据存储器,RDC的工作任务,利用两个 FPGA = （Field Programmable Gate Array，即现场可编程门阵列）可进行安全的双通道式分解器评估和分解器数据分析处理。 两个 FPGA 的任务相同，并对检测结果进行比对。 不过当两个 FPGA 一致时，将维持与控制系统之间的通讯。 如果出现故障，EtherCAT 连接将会中断,FPGA 是一种属于数码技术领域的集成电路（IC），其里面的逻辑电路可接收 编程设置,67,行业参考,接口,68,行

30、业参考,RDC的LED指示灯显示,69,行业参考,RDC的LED指示灯显示,70,行业参考,将控制系统关机并采取措施防止其被无意重启 拧松并取出 RDC （分解器数字转换器）盒盖上的螺丝 将所有导线小心地拔下，并弯到一边 将 EDS 接头小心地拔出,RDC的更换方法,EDS 存储器不拆下，在 RDC 更换时留在 RDC-Box 中,5. 取下 RDC 板卡上的固定螺丝（1,固紧 RDC 板卡：M6x10 拧紧扭矩： 2.0 Nm 固紧 EDS： 塑料螺母 M2.5 拧紧扭矩： 0.1 Ncm,71,行业参考,小心将 RDC 板卡从 RDC 盒中取出，注意不要扭曲 装入新的 RDC 板卡并拧紧

31、插好所有连接线 将 EDS 接口插上 盖好 RDC 盒盖并拧紧螺丝 实施功能测试,4.4.5 电子数据存储器（EDS,电子数据存储器（EDS）说明,电子数据存储器用于保存专业数据。 KR C4 内设有两个电子数据存储器： 一个与分解器数字转换器连接 一个与控制柜连接,72,行业参考,控制柜（CCU）里的电子数据存储器（EDS）用于保存控制系统属下的且在互换过程中需予以保留的数据。 分解器数字转换器（RDC）里的电子数据存储器（EDS）用于保存机器人属下的且在更换过程中需予以保留的数据。 由此硬件部件允许更换，且不会导致数据丢失,EDS的功能,有几个数值只能在投入运行时单次写入,其中一块芯片可常

32、常被写入，且包含下列数据： 工时计数器 绝对位置 分解器位置 补偿数据 （偏差，对称,第二块芯片很少可写入，且包含下列数据： PID 文件（高精度机器人） MAM 文件（校准标记槽偏差） CAL 文件（校准数据） Robinfo 文件（机器人编号，机器人名称） KLI 基本数据 （工业以太网命名） 所有安全装置的序列号和从地址 SAFEOP 文件（仅限于与选SafeOperation 的配合） 存档信息（客户档案路径,73,行业参考,如果电子数据存储器（RDC）已经更换，则在启动机器人控制系统和库卡软件系统（KSS）之后将出现以下讯息： “RDW 与硬盘数据不一致！ 请检查机器人数据！ ”。

33、这种情况下必须将数据从硬盘传输到电子数据存储器（RDC）。 1. 选中用户组【专家】 2. 按序打开菜单：投入使用 选择 机器人数据。 3. 下列数据还另可从驱动器传输出去： PID 文件（当机器人属于绝对高精度型时。） MAM 文件（当该型机器人使用一个 MAM 文件时。） 系列号 机器数据名称 运行时间 复选框： 机器人名称设置为档案名称,控制系统与机器人的数据同步操作步骤,必要时还须检查和确认安全配置,PID 文件 = 包含高精度机器人所需的个别运动数据。 MAM 文件 = 包含机器人测量时的误差数据。 将校准套装入并拧紧， 然后测量零点并将结果保存到 MAM 文件里,74,行业参考,固

34、紧 RDC 板卡：M6x10 拧紧扭矩： 2.0 Nm 固紧 EDS： 塑料螺母 M2.5 拧紧扭矩： 0.1 Ncm,RDC 的操作步骤 1. 将机器人控制系统关机并采取措施防止其被意外重启 2. 将所有插头从 RDC 拔除。 3. 在更换 EDS 之前必须先将 RDC 拆出。 为此需将四条螺丝 (1) 松开。 4. 从 RDC 将 EDS 插头拔出,更换EDS,75,行业参考,5. 将固定螺丝（2）松开并将 EDS 取出。 6. 用固定螺丝（2）以合适的拧紧扭矩将 EDS 拧紧。 7. 装入 RDC 并然后插上 EDS 连接线。 8. 同步数据 9. 实施功能测试 CCU 的操作步骤: 1

35、. 将机器人控制系统关机并采取措施防止其被意外重启 2. 将所有插头从 RDC 拔除。 3. 在更换 EDS 之前必须先将 CCU 拆出。 4. 从 CCU 将 EDS 插头拔出。 5. 将固定螺丝松开并将 EDS 取出,76,行业参考,6. 用固定螺丝以合适的拧紧扭矩将 EDS 拧紧。 7. 将 CCU 拧紧并然后插上 EDS 连接线。 8. 同步数据 9. 实施功能测试,4.4.6 电子控制装置（EMD,EMD 说明,电子控制装置（EMD）用于机器人零点的校准。 EMD 属于一个 EtherCAT 总线用户。 EMD 通过接线端 X32 与 RDC （分解器数字转换器）相互连接,工作原理:

36、 EMD （Electronic Mastering Device，电子控制装置）是库卡控制器总线（KCB）上一个可插接或脱接的用户，执行差动变压器（LVDT- LinearVariable Differential Transformer）的工作原理,77,行业参考,电子控制装置（EMD）的运动范围约为 5.5 毫米，分辨率为 16 位。 进行校准时，电子控制装置会自动与库卡控制总线（KCB）藕联和解耦,应用,78,行业参考,SEMD和/或MEMD包含在库卡套件中。套件有几种不同的变种,SEMD/MEMD,主控盒 螺丝刀 MEMD SMED 线缆,79,行业参考,分解器用于分析处理轴的当前位

37、置，是一种旋转式行程测量系统,4.4.7 检查分解器,分解器说明,转子 定子 正弦线圈和余弦线圈 转子线圈 旋转变压器,80,行业参考,分解器是按感应原理来运作的。 转子（3）通过旋转式变压器（2）接受一个电压装置（1）的供电（频率 =8kHz）。 在定子线圈（正弦线圈和余弦线圈； 5.6）内，通过感应引起与转子位置成比例的电压,分解器工作原理,输入电压（8KHz） 旋转式变压器 转子线圈 自动同步机 正弦线圈 余弦线圈 转子,电压随着转子的旋转而变化。 感应引起的电压在两个测量点（1，2）接受探测和评估,81,行业参考,第一探测点 第二探测点 输入电压 转子线圈 正弦线圈 余弦线圈 U 电压

38、 T 时间,分解器感应度-0度,82,行业参考,分解器感应度-30度,83,行业参考,分解器感应度-90度,84,行业参考,分解器感应度-135度,85,行业参考,分解器感应度-180度,86,行业参考,电旋转一圈等于 65536 个增量（16 比特）。 分解器每一圈机械式旋转则等于 196608 个增量（3*65536 增量,在库卡采用的分解器中，各设有 3 个正弦线圈和余弦线圈。 这样，电机每一圈机械式旋转就等于分解器电旋转 3x120 度角,87,行业参考,分解器以增量的形式提供位置数据（16 Bit）。 这些位置数据在 RDC 内乘上一个内部演算系数，并换算成电机角度度数。 在 EDS

39、 里，可保存每条轴的绝对位置值（64 Bit）。 从该时间点开始，只能继续利用电机角度值来计算。 在 C:KRCRoboterRDC 之下的文件 Ser.Nr.cal 里，存有校准位置（单位： 度数）。 不过该文件只在以下条件下才能保存到硬盘： 在 HMI 的菜单【投入运行】 - 【机器人数据】之下按住了【保存 RDC数据】键 已经成功建立一个档案 在校准位置并非所有轴都已设为 0 或 90，而是准确数据已保存在机器数据里（$mames,当前分解器位置的功能原理,86443.calAbsolutMotorValues Axis1=13.419371 Axis2=30.363468 Axis3=

40、72.418621 Axis4=51.248648 Axis5=112.811041 Axis6=93.7960831 MotorDifference for Tool 1 MotorDifference for Tool 2 MotorDifference for Tool 3 MotorDifference for Tool 4 MotorDifference for Tool 5,88,行业参考,通过在插头 X1 至 X8 上测量线圈的电阻值，可检测分解器的状态。 1. 将控制系统关机并采取措施防止其被意外重启 2. 将分解器数字转换器的机盖旋松拆掉。 3. 解锁并拔出插头。 4. 根据

41、以下列表用测量仪小心地在针脚上测量电阻,分解器测试步骤,分解器不可以单独更换，而是其与电机组成一个整体,89,行业参考,与 KR C4 连用时，可使用不同类型的电机。 因此功率可选范围非常大,电机概览,4.4.8 电机,90,行业参考,库卡所用电机采用的是交流电同步电机（伺服马达）的工作原理。 定子线圈与星形结构连接，转子内设有永磁,工作原理,91,行业参考,电机转轴 定子线圈 电机插接器 数据插接器 滚珠轴承 转子内的永磁 制动器 分解器,电机剖面图,92,行业参考,检测电机插头的电阻时，需总是测量两个线圈直到星形汇接点之间的电阻值,电机插头电阻检测,数据插头里的针脚布局与 RDC 数据插头

42、的针脚布局有所不同。 测量值应该几乎相等。 只是再要加上直至 RDC 的导线电阻,93,行业参考,数据接触器的针脚布局,更换电机时，必须注意遵守涉及相关型号机器人机械件的其他安全规则。 装设于电机内部的制动器在断电时将处于闭合状态。 拆除电机时可导致机器人机件移动，并进而引发人体伤害或物质损失,94,行业参考,1、列出库卡控制总线（KCB）下属设备,4.4小节练习,KPP-库卡配电包 KSP-库卡伺服包 RDC-分解器数字转换器 EMD-零点校准装置(可耦联式用户,2、库卡控制总线式基于什么驱动总线协议及循环时间,基于EtherCat驱动总线协议 循环时间125微妙,95,行业参考,KSB 主

43、要数据： 基于 EtherCat 的总线 循环时间 1 毫秒 FSOE （Fail Safe Over EtherCat） 下列设备可与 KSB 连接： 库卡 smartPAD （HMI 借助 RDP） RoboTeam （借助一条连接线） 安全耦联； SIB （安全接口板） X11、X13,4.5 库卡系统总线（KSB,说明,KSB总线结构图,96,行业参考,4.5.1 库卡smartPAD,说明,库卡 smartPAD 插接在机器人控制系统的接线端 X19 上。 库卡 smartPAD 拥有独立的 Windows CE 操作系统。 控制系统与显示器通过 RDP （RDP=Remote De

44、sktop Protocol，远程桌面协议）而衔接。 其中可以热插，即于运行期间插接或拔除,smartPAD 的功能,97,行业参考,库卡 smartPAD 的基础数据,已拔出的smartPAD,如果 smartPAD 已拔出，则无法再通过 smartPAD 上的紧急停止按键来使设备停机。 因此必须在机器人控制系统上外接一个紧急停止装置。 运营商应负责将已拔出的 smartPAD 立即从设备中撤离并将其妥善保管。保管处应远离在工业机器人处作业的工作人员的目视和作用范围。 其中目的是为了 防止有效的和无效的紧急停止装置被混淆。 如果没有注意该措施， 则有可能造成人员严重身体伤害乃至致命或者巨大的

45、财产损失,在使用 smartPAD 延长线时，只允许使用两条延长线。 线缆全长不得 超过 50 m,98,行业参考,借助 SIB 接口板可使机器人控制系统集成到一个传统铺线方式的设备里。 SIB 接口板可从 smartPad 通过客户接口 X11 提供内部安全信号，例如发出紧急停止信号,4.5.2 安全接口板（SIB,说明,安全接口板 (SIB) 是客户安全接口的组成部分，且与库卡系统总线（KSB）连接,99,行业参考,KEB 主要数据: 控制单元 (CCU ) 里的 EtherCat 主站 循环时间 1 毫秒 性能优异的现场总线，可作为DeviceNet 的替换产品用于集成客户输入/ 输出端

46、（当前没有安全输入/ 输出端） 通过 WorkVisual 可实现的配置 下列设备可与 KEB 连接： 客户的 EtherCat 输入/ 输出模块 Profibus 和 DeviceNet 的网关解决方案,4.6 控制扩展总线（KEB,说明,100,行业参考,KLI 主要数据: 基于以太网的客户接口 X66 和 X67 与设备及上级机构耦联（客户网络，服务器） 基于以太网的现场总线（ProfiNet, PROFIsafe, EtherNetIP, CIPSafety） 标准以太网（例如：用于存档和数据交换） 通过 WorkVisual 可实现的监控配置 下列设备与 KLI 连接： 手提电脑 客

47、户输入/ 输出模块, 可编程控制器, 用于安全的可编程控制器 服务器，控制台计算机,4.7 库卡线路接口（KLI,KLI总线结构,101,行业参考,控制系统操作面板 (CSP) 是各种操作状态的显示单元，并且拥有下列接口： USB1 USB2 KLI （库卡线路接口），只用于连接箱内的控制系统转换器（选项,4.8 控制系统面板（CSP,CSP的说明,102,行业参考,CSP测试,自动运行,睡眠模式,103,行业参考,ProfiNET Ping,104,行业参考,故障状态,105,行业参考,1、库卡smartPAD通过什么协议方式与控制系统衔接,第四节练习,控制系统与库卡smartPAD通过 R

48、DP （RDP=Remote Desktop Protocol，远程桌面协议）而衔接,2、描述电子控制装置（EMD）作用、工作原理,作用,电子控制装置（EMD）用于机器人零点的校准,工作原理,EMD 电子控制装置）是库卡控制器总线（KCB）上一个可插接或脱接的用户，执行差动变压器（LVDT- Linear Variable Differential Transformer）的工作原理,3、下图控制系统面板（CPS）显示代表控制柜系统处于什么状态,LED1 = 亮 LED3 = 亮 控制系统处于自动运行方式,106,行业参考,课程目录,目录 CONTENTS,前言、产品说明,KR C4计算机组件

49、,KR C4的总线系统,KRC4组件、保养,1,2,3,4,107,行业参考,下列内容将在此学习单元里传授： KPS 27V 电源滤波器 蓄电池 制动滤波器 镇流电阻,5 KR C4组件,5.1 控制系统组件概览,108,行业参考,低压电源盒用于对下列组件进行供电： 电机制动装置 外围设备 控制系统电脑 KSP KPP 蓄电池 控制柜风扇 RDC smartPAD CCU SIB 电源件连接 3x400V AC 市电， 然后提供 40A 的 27V DC 输出电压,图5-1：27V电源盒,说明,5.2 低压电源盒,一个绿色 LED （输出电压 = 正常）显示低压电源件的工作状态,109,行业参

50、考,低压电源盒的原理性接线图,110,行业参考,1. 将控制系统关机并采取措施防止其被无意重启 2. 拆除背板 3. 解除图 所示接口（1，2，3）的连接 4. 松开固定螺丝（4） 5. 将低压电源件向前翻转（5）并向上取出 6. 按相反顺序将新件装入 7. 实施功能测试,27V 电源盒更换方法,电源连接插头 X2 控制柜（CCU）供电插头X1 连接插头XPE 固定螺丝 拆下的低压电源盒,111,行业参考,电源滤波器（去干扰过滤器）的作用在于： 使 50 Hz / 60 Hz 信号不受阻碍地传通 抑制由于线路产生的干扰电压 在机器人控制系统内，线路产生的干扰电压主要来自 KPP/KSP。如果没

51、有电源滤波器，干扰电压可扩展至整个电网,5.3 电源滤波器,电源滤波器说明,电源滤波器的安装位置,电源滤波器嵌装在控制柜的左侧盖板下面,112,行业参考,1. 使控制系统关机并采取措施防止其被意外重启，然后将电源供给线 XS1 断开 2. 松开总开关的开关元件，旋松四条固定螺丝将总开关和开关元件（1）拆出,电源滤波器更换操作步骤,图5-2：拆卸总开关,开关元件 固定螺丝螺纹孔,113,行业参考,图5-3：电源滤波器侧壁螺母,3. 用七号扳手将箱柜内侧的螺母拆掉,固定螺栓,4. 将侧面盖板（1）往左推开约 45 角，再往前挂住,角形侧面盖板,114,行业参考,5. 松开线芯紧固装置（1），然后将

52、馈电线拉出。 6. 拧松固定装置（2）并将电源滤波器取出,线芯（3x） 固定螺母,7. 装入新的电源滤波器，然后将其固紧。 8. 将线芯终端装上。 9. 将侧面盖板往回推至关闭，然后利用螺母将螺栓拧紧。 10. 装上总开关。 11. 实施功能测试,115,行业参考,机器人控制系统会在断电时借助蓄电池在受控状态下关闭。 蓄电池接受控制柜的充电以及周期式的电量监控。 蓄电池管理器接收一项电脑任务的控制，并且通过一条与控制柜连接的 USB连接线而接收监控。 蓄电池与控制柜上的插头 X305 连接，并采用 F305 号熔丝保护,5.4 蓄电池,蓄电池功能,控制系统出厂时蓄电池插头 X305 已从控柜中

53、拔出，以防止镇流电阻导致蓄电池过度放电。 首次启用时，必须在控制系统关机状态下将插头 X305 插上,116,行业参考,利用变量【$ACCU_STATE】可显示蓄电池的测试结果及充电电流的检测结果。 按序打开菜单：显示 变量 单项。 输入下列句法：$ACCU_STATE，然后按【Enter】键。 结果显示为【状态,诊断蓄电池,另一详细诊断可能性是检查日志目录。 这里记录了蓄电池的所有活动情况。 日志目录位于 C:KRCRoboterLogAccuTestPMServiceAccuTest.csv,117,行业参考,制动过滤器用于过滤制动器松开时产生的电压峰值。 制动过滤器嵌装在控制柜的右侧,制

54、动过滤器的功能,5.5 制动过滤器,1. 将控制系统关机并采取措施防止其被无意重启 2. 拔出制动过滤器的连接线（1,制动过滤器更换步骤,连接线 固定螺丝,松开两条固定螺丝（2） 更换制动过滤器 装入制动过滤器，随后固紧 将连接线推入，其中需注意性搭配！ 实施功能测试,118,行业参考,镇流电阻用于制动过程中产生的中间回路电压的放电。 制动时的放电形式： 制动斩波 - 中间回路电压瞬间放电 短路制动 - 所有电能一次性放电 在 KR C4 标准供货状态中，已嵌装两个镇流电阻。 如客户需要，也可附加选装两个镇流电阻。 每个镇流电阻为 22 。 这些镇流电阻并联连接，因此总电阻值为 11,5.6

55、镇流电阻,镇流电阻说明,119,行业参考,这些镇流电阻通过一个测温传感器接受超温监控。 测温传感器与控制柜接线端 X30 相接,图5-4：控制柜(CCU)上的EDS,如果存在错误，机器人就有可能受到非安全状态的损害；对此 HMI 会显示与此相关的讯息,120,行业参考,将控制系统关机并采取措施防止其被无意重启 拆除控制柜背板 拔出镇流电阻的连接线（3） 松开固定螺丝（2） 更换镇流电阻 装入新的镇流电阻并固定 将连接线推入，其中需注意极性搭配 装上背板 实施功能测试,镇流电阻更换步骤,图5-5：镇流电阻的固紧,测温传感器线路 固定螺丝 连接线,121,行业参考,1、27V电源盒给那些组件供电,

56、第五节练习,电机制动装置 、外围设备、控制系统电脑、KSP、KPP、蓄电池、控制柜风扇、RDC、smartPAD CCU、SIB,2、蓄电池诊断步骤及功能指令,按下菜单键：显示 变量 单项。 输入下列指令：$ACCU_STATE，然后按【Enter】键,122,行业参考,7.1 可保养组件概览,7 保养,下列内容将在此学习单元里传授： 热交换器 蓄电池 均压塞 主板电池 电脑风扇 功率件散热体 控制柜风扇,123,行业参考,说明 在客户完成设备调试之后，要按照规定保养期限执行保养工作,7.2 KR C4保养,保养图标,124,行业参考,在完成设备调试之后，要按照规定保养期限执行保养工作,保养周

57、期,125,行业参考,工作守则: 在清洁工作时应注意遵守清洁剂生产厂家的说明。 必须防止清洁剂渗入电气部件内。 不允许使用压缩空气进行清洁。 请勿用水喷射。 清洁步骤: 将积聚的灰尘松解并吸出。 用浸有柔性清洁剂的抹布清洁机器人控制系统。 用不含溶解剂的清洁剂清洁线缆、塑料部件和软管。 更换已损坏或看不清的文字说明和铭牌，补充缺失的说明和铭牌,位置1/5/6/7清洁工作,126,行业参考,下列内容将在此学习单元里传授： 产品说明介绍 操作界面,8 WorkVisual简介,8.1 WorkVisual概览,127,行业参考,项目管理,8.2 产品说明,库卡开发环境 WorkVisual 用于新式 KR C4 控制柜的综合配置。 下列功能可通过界面加以调用： 利用数据库建立和铺设逻辑性的现场总线 离线创建机器人程序 编辑安全配置 管理输入/ 输出端的长文 诊断功能 机器人控制系统概览 示波器记录和评估,说明,对每项任务都可个别地进