工业机器人现场编程与调试

学 院：电气工程学院

教培室：工业机器人技术

主讲人：徐洪亮

电气基础

项目一：KUKA机器人概述

教学内容

检 验 评 估

知识小结

项目内容

课程导入

总 结 提 高

三、项目内容

KUKA机器人系统

KUAK机器人公司

用户手册

学习材料

项目内容

KUKA机器人应用

KUKA机器人安全

操作

（一）KUKA机器人公司

（一）KUKA 机器人公司

视频1

视频2

课程导入

1985

1996

1998

1999

第一台连接臂式机器人问世

第一个使用WINDOWS平台的 PC实时机器人控制系统

第一个拥有工作半径到达7米的机器人

第一个拥有负载能力达到350KG的机器人

第一个开发出网络远程诊断

（一）KUKA 机器人公司

KUKA发展介绍：

2000

2001

2002

Icon Editor, SoftPLC, 新2000系列机器人

(标准型, 支架安装型以及码垛机器人)

产品拓展:

紧密型机器人 KR 3 以及高负载机器人 KR 500

KR C2 控制柜

为各类工业做整线方案 (塑料, 金属加工, etc.)

开拓新的市场 (e.g. 娱乐)

@

2003 Windows XP

协同机器人工作

（一）KUKA 机器人公司

KUKA发展介绍：

1981 1985 1990 1996 2000

60,000

台机器人

采用以往控制柜 采用PC技术的控制柜

12,000

台机器人

2001*

其中 48,000

带PC技术

Units shipped abroad: 50%

Percentage with PC controller: 100%

*

2004

（一）KUKA 机器人公司

开发潜在市场

不同于封装式系统, KUKA的PC技术控制柜拥有非常自由的可开发性。

KUKA非封装控制系统：

为所有任务所准备

Low payloads

KR 3

KR 6

KR 6 arc

KR 16

KR 16 L6

KR 30 L16

KR 30 HA

KR 30-3

KR 60 HA

KR 60-3

KR 100 comp

KR 140 comp

KR 200 comp

KR 150-2 (Series 2000)

KR 180-2 (Series 2000)

KR 210-2 (Series 2000)

KR 240-2 (Series 2000)

KR 360

KR 500

Palletizing versions:

KR 360 450 PA

KR 500 570 PA

KR 6 K, KR 6 KS

KR 16 K, KR 16 KS

KR 30-3 KS, KR 60-3 KS

KR 150 K (Series 2000)

KR 180 K (Series 2000)

KR 210 K (Series 2000)

KR 100 P (Series 2000)

KR 150-2 W (Series 2000)

KR 180 PA

KR 360 L150 P

Medium payloads

High payloads

Heavy payloads

Special models

对于客户的各种要求有着最佳的解决方案。

（一）KUKA 机器人公司

KUKA机器人分类：

视频1

视频2

课程导入

（二）KUKA 机器人应用

视频3

视频4

汽车工业 汽车零部件行业

Printing & paper 木材家具行业

（二）KUKA 机器人应用

金属产品行业 化工,橡胶&塑料行业

食品行业 娱乐行业

（二）KUKA 机器人应用

点焊 搬运

打磨 检测

（二）KUKA 机器人应用

装配 缝合

码垛 加工

（二）KUKA 机器人应用

（三）机器人系统组成

库卡控制面板

(KCP) KR C2

机器人控制柜

机器人本体

(e.g. KR 180)

（三）KUKA 机器人系统组成

KUKA机器人组成设备：

底 座

旋转台

连接臂

手 腕

模块化设计便于机器人组装及模块更换.

手 臂

平衡缸

（三）KUKA 机器人系统组成

KUKA机器人本体组成：

1轴, 2轴与3轴是主轴

4轴, 5轴与6轴是腕部轴

2 轴

1 轴

3 轴

6 轴

5 轴

4 轴

（三）KUKA 机器人系统组成

KUKA机器人六轴

俯视图:

工作空间

1轴工作范围:

>360°

（三）KUKA 机器人系统组成

KUKA机器人的1轴工作范围（俯视图）

标准

延长臂, 200 mm

延长臂, 400 mm

工作区域

（三）KUKA 机器人系统组成

KUKA机器人工作区域

（三）KUKA 机器人系统组成

KUKA机器人控制柜

• 大屏彩色显示

• 软键显示

• 按键控制显示

6D 鼠标

数字键, 字母键, 方向键和确认键

• 模式选择

• 伺服开关

• 急停

（三）KUKA 机器人系统组成

KUKA机器人示教器（KCP）

内存

Windows XP**embedded

VxWorks

操作系统 核心系统

硬盘

机器人程序

控制程序

系统之间相互通讯

HMI*

R1 / STEU

* 人机界面 **with Software 4.x WIN95

（三）KUKA 机器人系统组成

KUKA机器人软件概念

1 机器人 5 马达电缆 X20 9 数据电缆X19

2 控制柜 6 数据电缆 X21 10 KCP示教器 3 马达电缆 X30 7 接地电缆 16 mm²

4 数据电缆 X31 8 电源 ~400 V

6

5 2

1

3

4 7 8

KCP

9

10

（三）KUKA 机器人系统组成

KUKA机器人系统

设置安设施和设定安全规则的原因

人身和肢体伤害 机器人系统和其它设施

的损害 降低机器人的工作效率或缩短其使用寿命

（四）KUKA 机器人安全操作

KUKA机器人系统设置安全设施与安全规程原因

①防护栅 ②轴1、2和3的机械终端止挡或者轴范围限制装置

③防护门及具有关闭功能监控的门触点 ④紧急停止按钮（外部）⑤紧急停

止按钮、确认键、调用连接管理器的钥匙开关 ⑥内置的KR C4 安全控制器

（四）KUKA 机器人安全操作

KUKA机器人安全设施

符号 含义

如果不严格的依照操作说明或不严格的按照规定的操作顺序进行操作将造成人身伤害，甚至是致命的意外事故。

如果不严格的依照操作说明或不严格的按照规定的操作顺序进行操作将导致机器人或控制系统的损坏。

此符号强调使用者对一些细节部分给予充分的重视。认真依照提示进行操作将使操作更简化和容易。

（四）KUKA 机器人安全操作

KUKA机器人系统安全标识

所有在机器人危险工作区域互动的人员都必须穿着防护服装。

特别是安全帽，安全工作鞋，紧身的工作服。

集成在系统内的安全设备的设计原则是：一旦不可预见的情况

出现，机器人系统立即切断电源！！！

（四）KUKA 机器人安全操作

KUKA机器人系统安全规程

将各个系统的点检项目确认好, 检查机器人控制系统工作是否

正常，控制电缆是否损坏；确认机器人控制箱正常，通风良好

；确认允许按钮、急停按钮工作正常；确认机器人本体状态正

常，无损坏、漏油。检查正常后，方可启动设备。

（四）KUKA 机器人安全操作

KUKA机器人启动前的安全检查

手动运行时的最高速度不允许超过自动运行时最高速度的30%

。在手动操作时一旦发现安全装置失灵，必须立即恢复安全装

置，不允许在安全装置失灵的情况下，继续操作机器人设备。

（四）KUKA 机器人安全操作

KUKA机器人手动操作安全

含有机器人的自动线设备运行时，如必须进入安全围栏内工作

，应首先按安全门的上的设备停止按钮，待设备中途停止后进

入。当机器人运行时出现故障，需手动操作时，必须由熟悉机

器人操作的电钳工进行单步手动操作。

（四）KUKA 机器人安全操作

KUKA机器人自动操作安全

对于EGB规定（EGB：Elektrostatisch Gefährdete

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。

（四）KUKA 机器人安全操作

KUKA机器人防静电保护

注意：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 进行更换元件，调试，维修和保养前必须严格遵守操作指

南中的规定。切断机器人系统的电源！并且用挂锁将开关

锁住，从而预防无关人员意外的接通系统的电源而造成的

伤害。

② KPS电源内，KSD饲服内及其中间回路中的电缆，在切断电

源后，5分钟内还会存在高达60--600V 的电压，勿触碰！

③ 机器长时间运行，电机温度过高，将造成皮肤烫伤。所以

在触摸电机前，要进行必要的温度测量。

目的：防止维修人员及其他人员受到意外伤害！

（四）KUKA 机器人安全操作

KUKA机器人检修保养人员保护

KUKA机器人概述——任务练习

任务

1.记录KUKA机器人主要组成设备

分小组：5人/组

2.记录KUKA机器人本体组成元件

3.记录KUKA机器人控制柜组成元件

KUKA机器人概述——总结提高

1

KUKA机器人系

统组成

2

KUKA机器人本

体、控制柜、

示教器组成部

件

3

KUKA机器人

安全规程

教师归纳 总结提高

本节课结束

谢谢!

KUKA机器人概述