《库卡KUKA机器人进阶培训》PPT课件教案

课程目录目录CONTENTS前言、产品说明KRC4计算机组件KRC4的总线系统KRC4组件、诊断、保养12341.1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。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。EGB说明1.2EGB规定图1-1：EGB图标对于EGB规定（EGB：ElektrostatischGefährdeteBauelemente，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。（ElectrostaticDischarge）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。1.4工业机器人的基础连接机械手机器人控制柜（KRC4）示教器（smartPAD）控制电缆马达电缆数据电缆2.1产品简介概览下列内容将在此学习单元里传授：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2.2缩写为使您更加简便开展与KRC4控制系统相关的工作，这里罗列了部分最主要的缩写术语说明CCUCabinetControlUnit（柜内控制单元）CSPControllerSystemPanel（控制系统操作面板）EDSElectronicDateStorage（电子数据存储卡）EMDElectronicMasteringDevice（用于机器人零点校准的电子控制装置）EMCElektromagneticCompatibility（电磁兼容性）KCBKUKAControllerBus（库卡控制总线）KCPKUKAControlPanel（可编程式手持操作器，现在叫smartPAD）KLIKUKALineInterface（库卡线路接口）KOIKUKAOperatorPanelInterface（库卡操作面板接口）KPCKUKAControlPC（库卡控制系统电脑）KPPKUKAPowerPack（库卡配电箱）KRLKUKARobotLanguage（库卡机器人编程语言）KSPKUKAServoPack（库卡伺服包）术语说明KSBKUKASystemBus（库卡系统总线）KSIKUKAServiceInterface（库卡服务接口）OPIOperatorPanelInterface（操作面板接口，即smartPAD的接口）PMBPowerManagementBoard（电源管理板卡）RCDResidualCurrentDevice（剩余电流保护断路器（FI）)RDCResolverDigitalConverter（分解器数字转换器）SATASerialAdvancedTechnologyAttachment（中央处理器与硬盘之间的数据总线）SIBSafetyInterfaceBoard（用于连接安全信号的接口板）SIONSafetyInputOutputNode（安全输入/输出节点）USBUniversalSerialBus（用于连接电脑与附加设备的总线系统）UPSUninterruptedPowerSupply（不间断电源）KSSKUKASystemSoftware(库卡系统软件)例如:KSS8.3.38KEBKUKAExtensionBus(库卡扩展总线)基本数据2.3KRC4的技术数据控制柜型号(V)KRC4型标准颜色RAL7016煤黑色/库卡橙色可选颜色RAL7035浅灰色轴数最多8个，扩展控制柜及RDC能达12个置放：最小间距带和不带冷却装置时的排列布局侧面：50毫米间距背面：100毫米间距上侧：300毫米防护等级IP54外形尺寸-高x长x宽950x790x520毫米重量150kg均承重匀分配时的1500N电源连接额定连接电压符合DIN/IEC38AC3x400V或AC3x480V只允许使用配设接地星形汇接点的电源向机器人控制系统供电。额定电压允许公差400V-10%/+10%电源频率49….61Hz额定输入端功率13.5KVA，详参见型号铭牌电网侧保险丝最小3x25A（慢熔），最大3x32A（慢熔），详参见铭牌RDC保护开关触发电流差每套机器人系统300mA，全电流敏感型电位均衡对电位均衡导线及所有地线保护而言，其共同星形汇接点即是各功率件的基准板。控制部分电源电压DC27.1V±0.1V控制系统电脑中央处理器双核信息请参见出厂说明DIMM存储器模块最小1GB硬盘SSD30GB（固态硬盘）KRC4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CCUSIB/SIB扩展型保险元件蓄电池接线板滚轮附件组（选项）库卡smartPADKRC4控制系统后视图镇流电阻热交换器外部风扇低压电源盒应用程序概览2.5总线系统概览利用KRC4控制系统可借助于WorkVisual按照相应的要求配置其应用程序。RC(RobotControl,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(eXtendedMotion):适用于库卡运动控制资料库的集成运行时间管理系统；ProcessControl: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KRC4内总线系统概览KRC4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。缩写总线系统功能KCBKUKAcontrollerBus(库卡控制总线）用于耦联驱动回路上的各个用户（RDC,KPP,KSP）KSBKUKASystemBus(库卡系统总线)用于耦联smartPAD和RoboteamKEBKUKAExtensionBus(库卡扩展总线)用于耦联以太网的输入/输出端；可替代以前的MFC-CAN总线KLIKUKALineInterface(库卡线路接口)用于耦联可编程控制器、外围设备、数据存档、诊断机制和RDPKRC4总线结构图: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X19smatrtPAD-接口X21RDC-接口网络（选项）选项SL1机械手接地导线SL2主电源接地导线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。2.7接线要求线槽分隔插件焊接线路电机线路数据线路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16mm²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1、KRC4系统术语中英文描述?第二节练习:KPCKSPKPPKCBKSBRDCKCPKUKAControlPC（库卡控制系统电脑）KUKAServo-Pack（库卡伺服包，驱动调节器）KUKAPowerPack（库卡配电箱）KUKAControllerBus（库卡控制总线）KUKASystemBus（库卡系统总线）ResolverDigitalConverter（分解器数字转换器）KUKAControlPanel（可编程式手持操作器，现在叫smartPAD）课程目录目录CONTENTS前言、产品说明KRC4计算机组件KRC4的总线系统KRC4组件、诊断、保养12343.1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3KRC4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、WinCE、Safe核2：DSE(RC)、SafeSafeOS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-SolidStateDisc）可选订。电源件系统内存风扇图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-RobotControl,机器人控制）。PLC（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-KD3076-K主板D2608-K接口插头X961电源DC24VPC风扇的X962插头LAN双网卡DualNIC：库卡控制总线(KCB)LAN双网卡DualNIC：KUKALineInterface（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)USB2.0端口主板D2608-K插槽分配插槽类型插卡1PCI现场总线2PCI现场总线3PCIeLAN双网卡DualNIC4PCIe未使用5PCIe未使用6PCI现场总线7PCIe未使用插头X961电源DC24VPC风扇的X962插头现场总线卡插座1至7LAN双网卡DualNIC：库卡控制总线(KCB)LAN双网卡DualNIC：库卡系统总线(KSB)USB2.0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。USB2.0端口主板内建LAN网卡（已预留）主板内建LAN网卡：KUKALineInterface（库卡线路接口）主板D3076-K接口主板D3076-K插槽分配插槽类型插卡1PCI现场总线2PCI现场总线3PCI现场总线4PCI现场总线5PCIe未使用6PCIe未使用7PCIeLAN双网卡DualNIC1.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①4.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: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KRC4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（SolidStateDisc，固态盘）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。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：WindowsCE库卡系统软件工艺数据包（选项）SSD1.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①。3.拔出电源插头②。4.松开滚花螺钉③5.通过拉引松开存储盘操作步骤:6.用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.实施功能测试课程目录目录CONTENTS前言、产品说明KRC4计算机组件KRC4的总线系统KRC4组件、诊断、保养12344.1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)4KRC4的总线系统KSPA1-3KSPA4-6KPP+（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smartPADCCU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smartPAD8个适用于客户应用程序的测量输入端（节拍：125μsec）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：KUKAPowerPack/KUKAServoPacks分解器数字转换器通过库卡系统总线(KSB)，下列组件可与控制系统电脑相连接：库卡smartPAD（OperatorPanelInterface）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KPPKSP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CCU图例CCU接口序号插头说明1X14外部风扇接口2X308安全回路的外部供电3X1700线路板插赛连接4X306SmartPAD电源5X302SIB电源6X3KPP1供电电源7X29EDS储存卡接口8X30镇流电阻温度监控器9X309主接触器1（HSn,HSRn）10X312主接触器2（HSn,HSRn）11X310选项（安全输入端2/3，安全输出端2/3）12X48SIB安全接口（橙色）13X31KPC控制系统总线（蓝色）14X32KPP控制系统总线（白色）15X311安全输入端，外部确认装置；箱柜上的急停按钮16X28调整定位17X43库卡服务接口（KSI）(绿色）18X42库卡smartPAD操作面板接口（黄色）19X41库卡系统总线KPC（红色）20X44EtherCAT接口（库卡扩展总线）（红色）序号插头说明21X47预留（黄色）22X46库卡系统总线RoboTeam（绿色）23X45库卡系统总线RoboTeam（橙色）24X34控制总线RDC（蓝色）25X33选项控制总线（白色）26X25快速测量输入端7﹍827X23快速测量输入端1﹍628X11主开关的型号触点29X26变压器的热效自动开关30X27冷却器的信号触点31X5KPP2供电电源32X22箱柜照明33X4KPC供电电源34X307CSP电源35X12USB36X15箱柜内部风扇（选项）37X1由低压电源盒供电38X30124V非缓冲式预留39X624V非缓冲选项40X305蓄电池41X21RDC电源CCU保险丝的排布序号名称说明保险丝1F17.1CCU接触器输出端1﹍45A2F17.2CCU输入端2A3F17.4CCU安全输入端2A4F17.3CCU逻辑电路2A5F306SmartPAD电源2A6F302SIB电源5A7F3.2KPP1非缓冲式逻辑电路7.5A8F3.1KPP1非缓冲式制动15A9F5.2KPP2非缓冲式逻辑电路7.5A10F5.1KPP2非缓冲式制动15A11F22配电箱照明（备选）2A12F4.1KPC缓冲式10A13F4.2KPC缓冲式风扇2A14F307CSP电源2A15F21RDC电源2A16F305蓄电池供电15A17F624V非缓冲式（选项）7.5A18F301非缓冲式选项7A19F15内部风扇（选项）2A20F14外部风扇7.5A21F308缓冲式外部电源的内部供电7.5ACCULED指示灯显示序号名称标色说明措施1保险丝状态指示灯(LED)LED用于显示保险丝的状态红色开=保险丝损坏更换已损坏的保险丝关=保险丝正常-2PWRS/3.3V绿色开=电源存在-关=电源不存在检查F17.3号保险丝如果LEDPER/3.3V亮起，则更换CCU板卡3STAS2安全节点B橙色关=电源不存在检查F17.3号保险丝如果LEDPER/3.3V亮起，则更换CCU板卡以1Hz闪烁=状态正常-以10Hz闪烁=启动阶段-闪烁=错误代码（内部）检查X309、X310和X312的接线：将X309、X310、X312的接线拔掉，然后将控制系统关机并重新开机以进行测试；如果故障仍然存在，则更换板卡。4STAS1安全节点A橙色关=电源不存在检查F17.3号保险丝如果LEDPER/3.3V亮起，则更换CCU板卡以1Hz闪烁=状态正常-以10Hz闪烁=启动阶段-闪烁=错误代码（内部）检查X309、X310和X312的接线：将X309、X310、X312的接线拔掉，然后将控制系统关机并重新开机以进行测试；如果故障仍然存在，则更换板卡。序号名称标色说明措施5FSoEEtherCat连接的安全协议绿色关=未激活-开=功能就绪-闪烁=错误代码（内部）-627V主电源件的非缓冲电压绿色关=电源不存在检查X1的供电（额定电压27.1V）开=电源存在7PS1PowerSupply1电压(短时缓冲）绿色关=电源不存在检查X1的供电（额定电压27.1V）关断驱动总线（BusPowerOff状态）开=电源存在-8PS2PowerSupply2电压（中时缓冲）绿色关=电源不存在检查X1的供电控制系统处于休眠状态开=电源存在-9PS3PowerSupply3电压（长时缓冲）绿色关=电源不存在检查X1供电开=电源存在-10L/AKSB(SIB)绿色开=物理连接网线已插入关=无物理连接网线未插入闪烁=线路上正进行数据交换-L/AKCB(KPC)绿色L/AKCB(KPP)绿色11L/A绿色L/A绿色L/A绿色12L/A绿色L/A绿色L/A绿色序号名称标色说明措施13PWR/3.3VCIB的电压绿色关=电源不存在检查F17.3号保险丝电桥插头X308已存在检查F308号保险丝通过X308接受外电源时：检查外电源的电压（额定电压24V）开=电源存在-14L/A绿色开=有物理连接关=无物理连接。网线无法插好。闪烁=线路上正进行数据交换-L/A绿色L/A绿色15STA1(CIB)μC-IO节点橙色关=电源不存在以1Hz闪烁=正常状态检查F17.3号保险丝如果LEDPWR/3.3V亮起，则更换CCU板卡以10Hz闪烁=启动阶段-闪烁=错误代码（内部）更换CCU板卡16STA1(PAM)μC-USB橙色关=电源不存在检查X1的供电如果LEDPWR/5V亮起，则更换CCU板卡以1Hz闪烁=正常状态-以10Hz闪烁=启动阶段-闪烁=错误代码（内部）更换CCU板卡17PWR/5VPMB的供电绿色关=电源不存在检查X1的供电（额定电压27.1V）以1Hz闪烁=正常状态-以10Hz闪烁=启动阶段-闪烁=错误代码（内部）更换CCU板卡序号名称标色说明措施18STA2FPGA节点橙色关=电源不存在检查X1的供电如果LEDPWR/3.3V亮起，则更换CCU板卡以1Hz闪烁=正常状态-以10Hz闪烁=启动阶段-闪烁=错误代码（内部）更换CCU板卡19RUNSIONEtherCAT安全节点绿色开=可使用（正常状态）-关=初始化（开机后）-以2.5Hz闪烁=试运转（启动时的中间状态）-单一信号=完全运转-以10Hz闪烁=启动（用于固件更新）-20RUNCIBEtherCATATμC-IO节点绿色开=可使用（正常状态）-关=初始化（开机后）-以2.5Hz闪烁=试运转（启动时的中间状态）-单一信号=完全运转-以10Hz闪烁=启动（用于固件更新）-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。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.实施功能测试连接板插接片固定螺丝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：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（FailSafeOverEtherCat）下列设备属于KCB：KPP-库卡配电箱KSPA1-3-库卡伺服包KSPA4-6-库卡伺服包RDC-分解器数字转换器EMD-电子控制装置（可耦联式用户）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（KPP600-20）KPP带单轴伺服系统（KPP600-20-1x40）输出端峰值电流1x40AKPP带单轴伺服系统（KPP600-20-1x64）输出端峰值电流1x64AKPP带双轴伺服系统（KPP600-20-2x40）输出端峰值电流2x40AKPP带三轴伺服系统（KPP600-20-3x20）输出端峰值电流3x20AKPP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400V时的设备功率：14kW额定电流：25ADC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带双轴伺服系统的KPP连接接口序号插头说明1X30制动供电OUT2X20驱动总线OUT3X10控制电子系统供电OUT4X7镇流电阻5X6直流中间回路OUT6X11控制电子系统供电IN7X21驱动总线IN8X34制动供电IN9X3轴8电机接口310X33轴8制动接口311X32轴7制动接口212X2轴7电机接口213-未使用14X4AC和PE电源接口KPP的LED显示由以下LED组构成：供电KPP设备状态轴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组供电LED组KPP设备状态LED组轴调节器LED组红色LED绿色LED含义关闭关闭控制电子系统断电亮起关闭供电故障关闭闪烁中间回路电压在允许范围外关闭亮起中间回路电压在允许范围内红色LED绿色LED含义关闭关闭控制电子系统断电亮起关闭KPP故障关闭闪烁与控制系统无通讯关闭亮起与控制系统有通讯红色LED绿色LED含义关闭关闭控制电子系统断电轴不存在亮起关闭轴有故障关闭闪烁没有开通调节器关闭亮起调节器开通驱动总线状态LED组其他错误红色LED绿色LED含义关闭关闭控制电子系统断电亮起关闭供电装置故障关闭闪烁供电装置未开通关闭亮起供电装置已开通错误/故障含义1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长亮而且轴调节器的绿色LED以2至16Hz闪烁，随后长时间停歇。2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。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（KSP600-3x20）输出端峰值电流3x20A适用于额定电耗为5-20A的电机3轴KSP（KSP600-3x40）输出端峰值电流3x40A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11kW至14kW集成式安全功能，例如：单轴安全制动，功率安全关断SBC（SafeBrakeControl）和作为以前单制动模块（SBM）选项的STO（SafeTorqueOff）3轴KSP（KSP600-3x64）输出端峰值电流3x64A适用于额定电耗为16-64A的电机每次重启KRC4时只允许更换一个KSP。随后必须点击【重新读入数据】键执行冷启动。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。接口KSP3轴伺服系统接口序号插头说明1X30制动供电OUT2X20驱动总线OUT3X10控制电子系统供电OUT4X5直流中间回路OUT5X6直流中间回路IN6X11控制电子系统供电IN7X21驱动总线IN8X34制动供电IN9X3制动器接口310X33电机接口311X32制动器接口212X2电机接口213X31制动器接口114X1电机接口1KSP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设备状态LED组轴调节器LED组LED亮起红色LED亮起绿色含义关闭关闭控制电子系统无供电亮起关闭KSP故障关闭闪烁与控制系统无通讯关闭亮起与控制系统有通讯LED亮起红色LED亮起绿色含义关闭关闭控制电子系统无供电/轴不存在亮起关闭轴有故障关闭闪烁没有开通调节器关闭亮起调节器开通驱动总线状态LED组LED亮起红色LED亮起绿色含义关闭关闭控制电子系统无供电亮起关闭供电装置故障关闭闪烁供电装置未开通关闭亮起供电装置已开通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长亮而且轴调节器的绿色LED以2至16Hz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。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…780V):KPPKSP中间回路连接电缆此电压可能导致生命危险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10kg。在KPP的拆装工作中存在挤伤危险！请戴防护手套。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4Nm）按照插头和线缆说明将所有接口插入。将插头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。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=ElectronicMasteringDevice，即电子控制装置）将数据保存于存储卡（EDS=ElectronicDataStorage，电子数据存储器）RDC的工作任务利用两个FPGA=（FieldProgrammableGateArray，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。接口序号插头说明1﹍8X1﹍X81至8号轴的分解器接口9X13RDC储存卡的EDS接口10X20EMD11X19KCBOUT12X18KCBIN13X17EMD供电电源14X15供电电源IN15X16电源OUT(下一个KCB用户）RDC的LED指示灯显示序号名称标色说明1微控制器的电机温度黄色关闭=故障以1Hz闪烁=状态正常闪烁=错误代码（内部）2RUN(运行）EthetCAT总线绿色关=初始化接通=状态正常以2.5Hz闪烁=试运转单一信号=安全运转闪烁=错误代码（内部）以10Hz闪烁=启动3KCB输入端(X18)绿色关=无物理连接。网线无法插好。打开=网线已插入闪烁=线路上数据交换4KCB输出端（X19）绿色关=无物理连接。网线无法插好。打开=网线已插入闪烁=线路上数据交换5连接EMD的KCB输出端（X20）绿色关=无物理连接。网线无法插好。打开=网线已插入闪烁=线路上数据交换RDC的LED指示灯显示序号名称标色说明6VMT微型控制器黄色关闭=故障以1Hz闪烁=状态正常闪烁=错误代码（内部）7RDC电源绿色关=无电压开=有供电电压8EtherCAT连接的安全协议绿色关=未激活开=功能就绪闪烁=错误代码（内部）9FPGAB集成电路黄色关闭=故障以1Hz闪烁=状态正常闪烁=错误代码（内部）10FPGAA集成电路黄色关闭=故障以1Hz闪烁=状态正常闪烁=错误代码（内部）11配置微型控制器黄色关闭=故障以1Hz闪烁=状态正常闪烁=错误代码（内部）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：2.0Nm固紧EDS：塑料螺母M2.5拧紧扭矩：0.1Ncm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。KRC4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）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！”。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。固紧RDC板卡：M6x10拧紧扭矩：2.0Nm固紧EDS：塑料螺母M2.5拧紧扭矩：0.1NcmRDC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EDS5.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.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。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:EMD（ElectronicMasteringDevice，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-LinearVariableDifferentialTransformer）的工作原理。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MEMDSMED线缆分解器用于分析处理轴的当前位置，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。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T时间分解器感应度-0度分解器感应度-30度分解器感应度-90度分解器感应度-135度分解器感应度-180度电旋转一圈等于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。分解器以增量的形式提供位置数据（16Bit）。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里，可保存每条轴的绝对位置值（64Bit）。从该时间点开始，只能继续利用电机角度值来计算。在C:\KRC\Roboter\RDC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.cal[AbsolutMotorValues]Axis1=13.419371Axis2=30.363468Axis3=72.418621Axis4=51.248648Axis5=112.811041Axis6=93.7960831[MotorDifferenceforTool1][MotorDifferenceforTool2][MotorDifferenceforTool3][MotorDifferenceforTool4][MotorDifferenceforTool5]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。分解器测试步骤针脚配置1（褐色）KTY（热敏电阻）2KTY（热敏电阻）3转子4转子5定子线圈16定子线圈17定子线圈28定子线圈2针脚-针脚电阻（欧姆）1-225℃时588Ω100℃时1000Ω3-45-100Ω5-630-200Ω7-830-200Ω分解器不可以单独更换，而是其与电机组成一个整体。与KRC4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。电机插头电阻检测针脚–针脚电阻（欧姆）备注1–20.17–14Ω线圈U-V1–60.17–14Ω线圈U-W2–60.17–14Ω线圈V-W4–524–80Ω制动器+制动器-3接地数据插头里的针脚布局与RDC数据插头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。数据接触器的针脚布局针脚–针脚电阻（欧姆）备注1–230–200Ω定子线圈（正弦）11–1230–200Ω定子线圈（余弦）10–75–100Ω转子线圈8–925℃时588Ω100℃时1000ΩKTY测温传感器更换电机时，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。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KSB主要数据：基于EtherCat的总线循环时间1毫秒FSOE（FailSafeOverEtherCat）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、X134.5库卡系统总线（KSB）说明KSB总线结构图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WindowsCE操作系统。控制系统与显示器通过RDP（RDP=RemoteDesktopProtocol，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的功能序号说明1准备拔除SmartPAD2用于调出连接管理器的钥匙开关。只有当钥匙插入时，方可转动开关。利用【连接管理器】可以预选机器人和工作模式3紧急停止键。用于在危险情况下关停机器人。紧急停止键在被按下时将自行闭锁。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财产损失。电源电源DC20…27.1V尺寸（BxHxT）大约33x26x8厘米显示屏触摸式彩色显示器600x800显示屏尺寸8.4英寸接口USB重量1.1KG线长1米、10米延长线5米、10米、25米在使用smartPAD延长线时，只允许使用两条延长线。线缆全长不得超过50m。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。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（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4.6控制扩展总线（KEB）说明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：USB1USB2KLI（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的说明序号部件标色含义1LED1绿色运行模式LED2LED2白色睡眠模式LED3LED3白色自动模式LED4RJ45-KLI5USB1--6USB2--7LED6红色故障LED38LED5红色故障LED29LED4红色故障LED1CSP测试自动运行睡眠模式显示说明如果所有LED在接通后亮起3s，则CSP正常显示说明LED1=亮LED3=亮控制系统处于自动运行方式LED1=亮控制系统不处于自动运行方式显示说明LED2缓慢闪烁控制器处于SleepMode（睡眠模式）运行方式LED1缓慢闪烁控制器从SleepMode（睡眠模式）中恢复显示说明LED1=亮LED4缓慢闪烁LED5缓慢闪烁LED6缓慢闪烁ProfiNetPing被执行ProfiNETPing故障状态显示说明补救措施LED1缓慢闪烁LED4=亮BIOS故障更换PC机LED1缓慢闪烁LED5=亮Windows或PMS启动时超时更换硬盘重新导入映象LED1缓慢闪烁LED6=亮等待RTS“运行”时超时重新导入映象进行设置LED1缓慢闪烁等待HMI就绪时超时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RDP（RDP=RemoteDesktopProtocol，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-LinearVariableDifferentialTransformer）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课程目录目录CONTENTS前言、产品说明KRC4计算机组件KRC4的总线系统KRC4组件、保养1234下列内容将在此学习单元里传授：KPS27V电源滤波器蓄电池制动滤波器镇流电阻5KRC4组件5.1控制系统组件概览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KSPKPP蓄电池控制柜风扇RDCsmartPADCCUSIB电源件连接3x400VAC市电，然后提供40A的27VDC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。低压电源盒的原理性接线图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电源滤波器（去干扰过滤器）的作用在于：使50Hz/60Hz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。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5.松开线芯紧固装置（1），然后将馈电线拉出。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。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】。诊断蓄电池单元说明状态数据类型：ENUM#CHARGE_OK：蓄电池测试结果是好的。#CHARGE_OK_LOW：蓄电池测试结果是好的，不过蓄电池经过许可最长时间的充电之后却没有充满电。#CHARGE_UNKNOWN：蓄电池正充电，不过充电电流尚未足够下降。蓄电池测试尚未进行。#CHARGE_TEST_NOK：蓄电