KUKA基礎(chǔ)培訓之1機器人系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能

1、KUKA基礎(chǔ)培訓之1機器人系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能2課課 程程 內(nèi)內(nèi) 容容機器人系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能2一、機器人技術(shù)入門什么是機器人？定義：“機器人是一種可自由編程并受程序控制的操作機”?？刂葡到y(tǒng)、操作設(shè)備以及連接電纜和軟件也同樣屬于機器人的范疇。 圖 1-1: 工業(yè)機器人1 控制系統(tǒng)（控制柜 KR C4）2 機械手（機器人機械系統(tǒng)）3 手持操作和編程器（庫卡 smartPAD）注：注：所有不包括在工業(yè)機器人系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備被稱為外圍設(shè)備，它們是：工具（效應器/Tool）、 保護裝置、皮帶輸送機、傳感器等等二、庫卡機器人的機械系統(tǒng)機械手是機器人機械系統(tǒng)主體， 它由眾多活動的、相互連接在一起的關(guān)節(jié)（軸）組成， 我

2、們也稱之為運動鏈。機器人本體，通常也稱之為機械手臂或者機械手。（圖2-1） 圖 2-1: 機器人本體（機械手）1 機械手（機器人機械系統(tǒng)）2 運動鏈的起點： 機器人足部 (ROBROOT)3 運動鏈的開放端： 法蘭 (FLANGE)A1.A6 ：機器人軸 1 至 6各根軸的運動通過伺服電機有針對性的調(diào)控而實現(xiàn)。 這些伺服電機通過減速器與機械手的各部件相連。 圖 2-2: 機器人的機械零部件概覽1 底座 4 連桿臂2 轉(zhuǎn)盤 5 手臂3 平衡配重 6 手機器人機械系統(tǒng)的部件主要由鑄鋁和鑄鋼制成。 在個別情況下也使用碳纖維部件。各根軸從下（機器人的足部）到上（機器人法蘭）編號如下： 圖 2-3: 庫

3、卡機器人自由度以下是庫卡產(chǎn)品系列中機械手的技術(shù)數(shù)據(jù)選摘：軸數(shù)： 4至6軸作用范圍： 從 0.35m (KR 5 scara) 直至 3.9 m (KR 120 R3900 ultra K)自重： 從 20 kg 直至 4700 kg 精確度： 0.015 mm 至 0.2 mm 重復精度。三、機器人控制系統(tǒng)KR C4機器人機械系統(tǒng)由伺服電機控制運動，而該電機則由 KR C4 控制系統(tǒng)控制。KR C4 控制系統(tǒng)的屬性：1、機器人控制系統(tǒng)：控制六個機器人軸以及最多兩個附加的外部軸。2、 流程控制系統(tǒng)：符合 IEC61131 標準的集成式 Soft PLC。3、安全控制系統(tǒng) 圖 3-1: 控制柜可控

4、制本體6個軸和2個附加軸。 圖 3-2: 控制柜 KR C44、運動控制系統(tǒng)5、通過總線系統(tǒng)（例如：ProfiNet、以太網(wǎng) IP、Interbus）的通訊可能性：（1）可編程控制器（PLC）（2）其它控制系統(tǒng)（3）傳感器和執(zhí)行器6、通過網(wǎng)絡的通訊可能性：（1）主機（2）其它控制系統(tǒng) 四、庫卡 smartPADKUKA 機器人的操作通過手持操作器（即 KUKA smartPAD）進行。 圖 4-1 smartPADKUKA smartPAD 的特點： 觸摸屏（觸摸式操作界面），用手或配備的觸摸筆操作。 大尺寸豎型顯示屏 KUKA 菜單鍵 八個移動鍵 操作工藝數(shù)據(jù)包的按鍵 用于程序運行的按鍵（停

5、止/ 向前/ 向后） 顯示鍵盤的按鍵 更換運行方式的鑰匙開關(guān) 緊急停止按鍵 3D 鼠標 可拔出 USB 接口1 、用于拔下 smartPAD 的按鈕。2、 用于調(diào)出連接管理器的鑰匙開關(guān)。 只有當鑰匙插入時，方可轉(zhuǎn)動開關(guān)?？梢酝ㄟ^連接管理器切換運行模式。3 、緊急停止鍵。 用于在危險情況下關(guān)停機器人。 緊急停止鍵在被按下時將自行閉鎖。4 、3D 鼠標。 用于手動移動機器人KUKA smartPAD概覽 圖 4-2 smartPAD5、 移動鍵。 用于手動移動機器人。6、 用于設(shè)定程序倍率的按鍵。7、 用于設(shè)定手動倍率的按鍵。8 、主菜單按鍵。 用來在 smartHMI 上將菜單項顯示出來。9 、

6、工藝鍵。 工藝鍵主要用于設(shè)定工藝程序包中的參數(shù)。 其確切 的功能取決于所安裝的工藝程序包。10 、啟動鍵。 通過啟動鍵可啟動一個程序。KUKA smartPAD概覽 圖 4-2 smartPAD11 、逆向啟動鍵。 用逆向啟動鍵可逆向啟動一個程序。 程序?qū)⒅鸩竭\行。12 、停止鍵。 用停止鍵可暫停正運行中的程序。13 、鍵盤按鍵顯示鍵盤。 通常不必特地將鍵盤顯示出來，smartHMI 可識別需要通過鍵盤輸入的情況并自動顯示鍵盤。KUKA smartPAD概覽 圖 4-2 smartPAD五、機器人編程編程語言是 KRL - KUKA Robot Language （庫卡機器人編程語言）程序舉例

7、： PTP P1 Vel=100% PDAT1 PTP P2 CONT Vel=100% PDAT2 WAIT FOR IN 10 Part in Position PTP P3 Vel=100% PDAT35.1、機器人的編程語言、機器人的編程語言 5.2、機器人的編程方法、機器人的編程方法（1）、以示教 (Teach-in) 法在線編程。圖 5-1: 可利用庫卡 smartPAD 進行機器人編程（2）、離線編程 圖形輔助的互動編程： 模擬機器人過程 圖 5-2: 用 KUKA WorkVisual 模擬21（3）、文字編程借助于 smartPAD 界面在上級操作 PC 上的顯示編程（也適用

8、于診斷、在線適配調(diào)整已運行的程序）圖 5-3: 用 KUKA OfficeLite 進行機器人編程六、機器人安全性 機器人系統(tǒng)必須始終裝備相應的安全設(shè)備。 例如：隔離 性防護裝置（防護柵、門等等）、緊急停止按鍵、失知制動裝置、軸范圍限制裝置等等。 圖 6-11、 防護柵2、 軸 1、2 和 3 的機械終端止擋或者軸范圍限制裝置。3 、防護門及具有關(guān)閉功能監(jiān)控的門觸點。4 、緊急停止按鈕（外部）。5 、緊急停止按鈕、確認鍵、調(diào)用連接管理器的鑰匙開關(guān)。6 、內(nèi)置的 KR C4 安全控制器。24急停裝置：急停裝置： 工業(yè)機器人的緊急停止裝置是位于 KCP （庫卡控制面板）上的緊急停止按鈕。 在出現(xiàn)危

9、險情況或緊急情況時必須按下此按鈕。按下緊急停止按鈕時，工業(yè)機器人的反應： 機械手及附加軸（可選）以安全停止 1 的方式停機。 若欲繼續(xù)運行，則必須旋轉(zhuǎn)緊急停止按鈕以將其解鎖，接著對停機信息進行確認。 至少要安裝一個外部緊急停止裝置， 以確保即使在 KCP 已拔出的情況下也有緊急停止裝置可供使用。注：注：與機械手相連的工具或其他裝置如可能引發(fā)危險，則必須將其連入設(shè)備側(cè)的緊急停止回路中。如果沒有遵照執(zhí)行這一規(guī)定， 則可能會造成死亡、嚴重身體傷害或巨大的財產(chǎn)損失。外部緊急停止：外部緊急停止： 在每個可能引發(fā)機器人運動或其他可能帶來危險情況的工位上都必須有緊急停止裝置可供使用。 至少要安裝一個外部緊急

10、停止裝置， 以確保即使在 KCP 已拔出的情況下也有緊急停止裝置可供使用。 外部緊急停止裝置通過客戶方的接口連接。 外部緊急停止裝置不包括在工業(yè)機器人的供貨范圍中。安全運行停止：安全運行停止： 安全停止可通過客戶接口上的輸入端觸發(fā)。 該狀態(tài)在外部信號為 FALSE 時一直保持。 當外部信號為 TRUE 時，機械手可以重新被操作。 此處無需確認。外部安全停止外部安全停止 1 和外部安全停止和外部安全停止 2： 安全停止 1 和安全停止 2 可通過客戶接口上的輸入端觸發(fā)。 該狀態(tài)在外部信號為 FALSE 時一直保持。 當外部信號為 TRUE 時，機械手可以重新被操作。 此處無需確認。操作人員防護裝置：操作人員防護裝置： 操作人員防護裝置信號用于鎖閉隔離性防護裝置，如防護門。沒有此信號，就無法使用自動運行方式。 如果在自動運行期間出現(xiàn)信號缺失的情況（例如防護門被打開），則機械手將以安全停止 1的方式停機。 在手動慢速測試運行方式（T1）和手動快速測試運行方式（T2）下，操作人員防護裝置不啟用。注：注：在出現(xiàn)信號缺失后，不允許僅僅通過關(guān)閉防護裝置來重新繼續(xù)自動運行方式，而是要先進行確認。 系統(tǒng)集成商