kuka机器人电气培训课件

1、1库卡培训电器部分KRC2系列第1页，共51页。本次培训常用缩写KPS27DSEDigital Servo Electronics数字式电子伺服设备ESCElectronic Safety Circuit电气安全回路KCPTeach pendan(KUKA Control Panel)库卡控制面板MFC3Multi-function card多功能卡RDCResolver Digital Converter卡将信号进行数模转换发送到控制系统KSDKUKA Servo Driver库卡伺服驱动KPSKUKA power supply库卡电源供应（27V直流、600直流）KSSKUKA Syste

2、m Software库卡系统软件VxWorksReal-time operating system实时操作系统第2页，共51页。库卡系统人身安全KPS27第3页，共51页。安全区域划分August 2206/2004Seite 41 工作范围 2 机器人 3 制动路程 4 防护范围第4页，共51页。库卡系统ESDKPS27第5页，共51页。电气分区KPS27第6页，共51页。KPS600 中间控制电路控制电脑第1至第4轴第5和第6轴可选的第7和第8轴控制柜平面图第7页，共51页。电源系统总览KPS600KSDKPS27马达电源滤波器KPS=KUKA POWER SUPPLYKSD=KUKA S

3、EVOR DRIVER第8页，共51页。PCCPUOptionalbus boardK-VGAMFCKSDA4KSDA5KSDA6KSDA7KSDA2KSDA3KSDA8RDCKPSKSDA1DSE-IBSESC-CIKRC2控制概念第9页，共51页。KPS600KSDA4KSDA5KSDA6KSDA7KSDA8KSDA1KSDA2KSDA3RDCPCX11X1KPS27KCPESCKRC2主要控制部分第10页，共51页。KRC2主要控制部分-供电06/2004KUKA Robot Group, - R40 WSCKPS600KSDA4KSDA5KSDA6KSDA7KSDA8KSDA1KSDA

4、2KSDA3PCX11X1KPS27KCPESC27V240V供电驱动部分主要由机器人马达，主滤波器，KPS600供电部分，KPS27供电部分，KSD电机驱动部分组成。电源经过主滤波器进入KPS600供电部分，由KPS600分出一相电源到KPS27供电部分，变压成27V电源给电子计算机单元供电，电子计算机将信号反馈给KPS600供电部分和KPS27供电部分，然后由KPS600供电部分控制KSD电机驱动部分发送电压信号，和KPS27发送的电压信号一起传送到机器人马达上，来达到驱动马达的目的。第11页，共51页。KRC2主要控制部分-信号传输KPS600KSDA4KSDA5KSDA6KSDA7KS

5、DA8KSDA1KSDA2KSDA3RDCPCDrive-busRDC-cable电机驱动以后，由编码器进行检测，并传送信号给RDC卡，RDC卡将信号转换以后发送给DSE卡，经过电子计算机单元处理以后再反馈给KPS600供电部分和KPS27供电部分，来达到对机器人马达位置的控制。第12页，共51页。KRC2主要控制部分-电机电源控制KPS600KSDA4KSDA5KSDA6KSDA7KSDA8KSDA1KSDA2KSDA3RDCPCX11X1KPS27KCPESC600VMotorcable第13页，共51页。KRC2主要控制部分-安全回路KPS600KSDA4KSDA5KSDA6KSDA7K

6、SDA8KSDA1KSDA2KSDA3RDCPCX11X1KPS27KCPESCESC-Circuit第14页，共51页。KRC2系列PC接口定义序号接口名称接口功能1X804以太网接口2X96124v直流电源3X801CAN 总线接口4X805库卡操作面板（KCP）显示屏（KVGA 显屏）5X821外部显示屏（KVGA）6X2直流输入端及输出端。到CI3 板的 SSB 接口。7ST3KPS600 驱动总线8ST4串行分解器数字转换器（RDW）9ST5串行式实时接口 COM310ST6ESC/KCP（电子安全回路/库卡操作面板第15页，共51页。KRC2控制系统 PC 机接口KPS600KSD

7、A4KSDA6KSDA71、PCI 插座 1 至 62、 AGP PRO 显卡插座3、USB 端口4、X804 以太网5、COM 1 串行接口6、 LPT1 并行接口7、COM 2 串行接口8、两个 USB 端口9 、键盘接口10、鼠标接口11、X961 24 V 直流供电电源12、 ST5 串行式实时接口 COM313、 ST6 ESC/KCP14 、KPS600 的 ST3 驱动总线15、 ST4串行分解器数字转换器（RDW）接口 X21第16页，共51页。PCI插槽对应插卡第17页，共51页。多功能卡MFC3August 2206/2004Seite 18第18页，共51页。多功能卡MF

8、C3第19页，共51页。数字电子伺服设备（DSE-IBS-C33）DSE-IBS-C33 插在 MFC3上，用来控制伺服模块。运动控制的主要计算功能由它执行，由伺服模块读取到的故障信息及状态信息将进行后续处理。第20页，共51页。DSE-IBS-C33August 2206/2004Seite 21马达经过编码器到RDC卡经过数模转换，通过X21到X31传送到DSE卡（速度环、位置环），处理以后传送信号到KSD，由KSD发送电压信号给马达来控制马达。第21页，共51页。分解器数字转换器 (RDW)August 2206/2004Seite 22RDW:具有一个数字信号处理器，可将模拟信号转换为

9、数字信号，固定在机器人底座上的一个分解器数字转换器箱（RDW Box）内。第22页，共51页。RDW功能主要功能：产生所有需要的工作电压为 8 个轴的分解器（编码器）供电为电机绕组中的 8 个温度传感器 (KTY 84) 进行分压供电为最多 8 个轴进行模拟/数字转换自动偏差和对称性调整监控分解器是否出现电流输送中断监控电机温度通过一个串行接口 RS422 与 DSE-IBS3 通讯储存以下数据运行小时计数器绝对位置分解器位置调整数据（偏差、对称）第23页，共51页。RDW 接口第24页，共51页。伺服马达Structure of a servomotor机架固定线圈连接器编码器刹车永磁转子转

10、子轴承第25页，共51页。伺服编码器工作原理August 2206/2004Seite 26转子上外加一个16伏频率8KHz交流电，定子上两个线圈夹角90度；当转子转动时，两个定子线圈分别产生两个感应电压：USIN=U0*SIN(P*A) UCOS=U0*COS(P*A)P为磁极对数第26页，共51页。编码器时序图August 2206/2004Seite 27根据编码器时序将 两个检测电压每个变化周期分解为4096份（每个实际位置对应两个电压值）磁极对数表示电机轴转一圈编码器输出值变化次数，例如P=3，则表示一圈编码器输出值0-4096变化了三次，即一圈的绝对位置量为12288.当关机时，绝

11、对位置以及编码器位置都保存在RDW卡上，当再次开机时，这两个位置信息会从RDW卡上被读出，保存的编码器位置和开机时实际的编码器位置做比较，两者相同则存储的绝对位置会被采用传给机器人第27页，共51页。通过蓄电池，可为机器人控制系统进行无间断 24 V供电。停电时，蓄电池可保证机器人控制系统在受监控状态下关闭。它们通过KPS600 得以浮充。蓄电池第28页，共51页。库卡控制面板（KCP）说明Motors of the KUKA robotsKCP组成：通过ESC总线的操作控制部分操作模式开关急停按钮驱动开、关使能开关CAN总线键盘功能键空间鼠标第29页，共51页。电力部件说明August 22

12、06/2004Seite 301 低压电源件 KPS-272 保险元件（24 V 无缓冲）3 电源滤波器4 主开关（欧盟规格）5 内部冷却循环回路风扇6 电力电源件 KPS6007 KSD，用于 2 个附加轴（选项）8 KSD，用于 6 个基轴9 保险元件（24 V 已缓冲）第30页，共51页。保险装置August 2206/2004Seite 311. F1-F3 电机防护开关2. F11-F14 熔断保险丝3. F19 自动保险熔断器4. F15、F16、FG3 熔断保险丝保险装置值（单位安培）部位F120电源供电部件 KPS600F27电源供电部件 KPS-27F30.63外部风扇供电F

13、112KPS-27 的 24 V 直流电压F1220KPS-27 的 24 V 直流电压F13224 V 直流照明系统（选项）F1415CI3 供电F192用于轴 1 至 6 的制动装置F157.5PC 供电电源F16424 V 直流供电电：库卡控制面板（KCP)CI3分解器数字转换器（RDW）FG310蓄电池浮充第31页，共51页。保险丝-在控制柜中的位置August 2206/2004Seite 32保险丝 F1 to F18保险丝 F19 (Brakes)保险丝 FG3 (Battery)第32页，共51页。KUKA Power Supply KPS 600August 2206/200

14、4Seite 33第33页，共51页。KPS 600 描述The KPS 600 的作用: 主要的电源供应 开始回路的电源供应 刹车控制 (主要6个轴的以及额外2个轴的) 通过Interbus 来控制DSE-IBS 的界面 24 V 电压分配 电池电路并且已经获得下面的信号 :热槽温度控制柜内部温度控制柜风扇温度IC 电压第34页，共51页。KPS 27低电压供应26.8 VKPS-27提供27V电压给 刹车 外围电路 (max. 10 A) 机器人控制器 伺服控制器 电池第35页，共51页。KSD KUKA Servo DriveKSD1-48KSD1-64KSD1-08KSD1-16KSD

15、1-32第36页，共51页。KUKA Servo Drive描述伺服驱动器KSD1-08KSD1-16KSD1-32KSD1-48KSD1-64中间电压0 - 770V额定电流4A8A16A17A20A最大. 输出电流8A16A32A48A64A尺寸WxHxD88 x 240 x 180 mm132 x 240 x 180 mm伺服驱动器功能描述扫描导向电流或者逻辑控制所有驱动器的功能和硬件检测功率等级第37页，共51页。KSD1-08/16/32 连接方式X1: 中间和低电压供应状态和错误提示X11: 自动界面X13: Interbus INX14: Interbus OUTX2: 电机连接

16、第38页，共51页。电子安全回路 (ESC)KCPESC 节点 (主要的)ESC-电路板MFC被动节点KPS600ESC 节点ESC (Electronic Safety Circuit，电子安全回路) ）是一种双信道、支持中央处理器的安全系统。它可对所有连接上的、与安全有关的元件进行持久监控。安全回路发生故障或中断时，驱动装置供电电源将关闭，由此可使机器人系统停止。 ESC上的模块 上连接的所有节点都通过电源或者信号电缆相连接。第39页，共51页。可监控输入端下列输入端可监控安全逻辑电路（ESC） ：局部紧急关断外部紧急关断操作人员防护 装置确认驱动装置关闭驱动装置接通运行方式高级控制输入端

17、第40页，共51页。柜冷却装置柜冷却装置分为两条冷却循环回路。带有控制电子元件的内部区域通过一台热交换器进行冷却。在外部区域内，则通过外部空气直接冷却伺服模块及 KPS的镇流电阻和冷却体。外部冷却循环回路通气管道伺服变频器（KSD）的冷却KPS 的冷却体镇流电阻外部热交换器电源滤波器外部冷却循环回路风扇第41页，共51页。柜冷却装置伺服变频器（KSD）的冷却体内部冷却循环回路风扇通气管道内部热交换器KPS 的冷却体第42页，共51页。接口说明第43页，共51页。常用操作说明-文件备份及导入在Administrator模式下，按住Ctrl+Esc键，进入WINDOWS界面进入路径为C:KRCUT

18、ILKRCCONFIGURATOR的文件夹中，选择文件名为KrcConfigurator.exe的可执行文件，双击该图标，将出现如下界面第44页，共51页。常用操作说明-更换蓄电池 机器人控制系统必须保持关断状态，并做好保护，防止未经许可的意外重启。切断馈电线缆的供电。缓冲器已关闭。准备：进行步骤：拔下蓄电池连接线缆。将弹簧线夹 (1) 向左压。取出两块蓄电池。（两块蓄电池必须一起更换。 ）放入新的蓄电池，用弹簧线夹锁住。注意：蓄电池电极装反会导致蓄电池、KPS600 及低压电源件损第45页，共51页。零点调整在以下情况下必须对机器人进行调整： 在准备运行时(安装) 检修后（如更换电机或分解器数字转换器（RDW）后） 未使用机器人控制系统运行机器人之后（如用自由旋转装置） 更换传动装置后在进行新的调整之前必须删除旧的调整数据！ 当以超过 250 mm/s 的速度到达一个终端止挡之后在进行新的调整之前必须删除旧的调整数据！ 在碰撞后 在进行新的调整之前必须删除旧的调整数据！在调整时，机器人被置于机械零位，并且每个轴的传感器值均被储存下来。通过这种方法使机械零位与电子零位协调一致。第46页，共51页。零点调整第47页，共51页。零点调整E