第5章-kuka机器人基本维护

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1、第 5 章 KUKA 机器人 基本维护,操作中的安全设备,2,1,3,安全操作措施,KR C4计算机组件,4,KR C4的总线系统,5,网络技术基础,6,基于以太网的重要现场总线系统,7,故障诊断,8,KRL的切换函数,9,WorkVisual开发环境,5.1节 操作中的安全设备,第 5 章 KUKA 机器人 基本维护,机器人系统必须始终装备相应的安全设备，例如隔离性防护装置（防护栅、门等）、紧急停止按键、制动装置、轴范围限制装置等，如下图所示。,操作工业机器人时应采取的安全措施包括： 1）当机器工作结束后，机器人控制系统必须关机，并采取合适措施（例如用挂锁锁住）防止未经许可的重启。 2）操作

2、人员对控制柜内进行操作时，须等待5min，直至中间回路完全放电。 3）当操作或维护人员离开工作现场时，必须切断电源线的电压。 4）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。 5）在设备上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。 6）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。 7）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。 8）必须按操作指南进行清洁养护工作。 9）在拆卸片状零部件时需穿戴劳保手套，以防锐边刮伤。,第 5 章

3、 KUKA 机器人 基本维护,5.2节 安全操作措施,第 5 章 KUKA 机器人 基本维护,5.3节 KR C4计算机组件,5.3.1 控制系统计算机,控制系统计算机组成,控制系统计算机由电源件、主板、DualNic双网卡、RAM存储器和硬盘 构成。如下图所示。,第 5 章 KUKA 机器人 基本维护,控制系统计算机的功能,1）通过中央处理器的第二核（RC，Robot Control，机器人控制）进行调节。 2）PLC（选项）与RC平行接收处理。 3）控制系统计算机可调节与客户的内部和外部网络通信。 控制系统计算机接口及说明如下图和下表所示。,第 5 章 KUKA 机器人 基本维护,计算机插

4、槽分配及说明如下图和下表所示。,第 5 章 KUKA 机器人 基本维护,控制系统计算机的更换步骤,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计算机的电源线及所有连接线。 3）拆下控制系统计算机并向上取出。 4）将通风槽从旧控制系统计算机中拆出，然后装入新控制系统计算机上。 5）装入新的控制系统计算机，然后固定。 6）插好各种插头。 7）实施功能测试。,第 5 章 KUKA 机器人 基本维护,5.3.2 控制系统计算机主板,KR C4控制系统计算机主板用的是为库卡定制的Fujitsu牌工业总线，采 用英特尔双核中央处理器技术，配设2.8 GHz双核和1GB RAM。主

5、板接 口插槽如下图所示，说明如下表所示。,已损坏的主板不单独更换，而是连同控制系统计算机一起更换。,第 5 章 KUKA 机器人 基本维护,5.3.3 双网卡（Dual NIC）,库卡Dual NIC是一种可供两个总线系统（KLI库卡线路接口和KCB库卡控制器总线）使用的双工网卡（如下图）。该网卡是为适应库卡要求而专门开发的。,第 5 章 KUKA 机器人 基本维护,拆出Dual NIC的步骤如下： 1）打开计算机机箱。 2）拔出双网卡的接合件。 3）松开网卡紧固件（如下图 ），然后将网卡从插槽中拔出。,第 5 章 KUKA 机器人 基本维护,更换Dual NIC的步骤如下： 1）固定螺钉。

6、2）将双网卡插入插槽并拧紧。 3）插入网卡的接合件。 4）实施功能测试。,第 5 章 KUKA 机器人 基本维护,5.3.4 KR C4存储盘,KR C4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。如下图所示。,第 5 章 KUKA 机器人 基本维护,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，固态硬盘）具有与标准硬盘相同的规格和接口 。如下图所示。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。,SSD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

7、写。第一分区与C盘对应，第二分区与D盘对应。 SSD里存有Windows XPe、库卡系统软件和工艺数据包（选项）。,第 5 章 KUKA 机器人 基本维护,SSD装卸的操作步骤：,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（一种总线接口，用于主板与存储设备之间的数据传输）插头（下图 ）。 3）拔出电源插头（下图）。 4）松开滚花螺钉（下图 ）。,第 5 章 KUKA 机器人 基本维护,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WorkVisua

8、l进行配置。 11）实施功能测试。,第 5 章 KUKA 机器人 基本维护,5.3.5 计算机电源件,计算机电源件用于主板、硬盘等的电源供应（如下图）。计算机电源件的输入电压为27V，其不能替换成输入电压为230V的常用电源件。,第 5 章 KUKA 机器人 基本维护,计算机电源件的更换方法： 1）将控制系统关机并采取措施防止其被无意重启。 2）打开计算机机箱。 3）拔出主板、硬盘和机壳的连接线。 4）松开摆动架底面里的固定螺钉，然后小心地拉出电源件。 5）装入新的计算机电源件并拧紧。 6）插入电源件的连接线。 7）实施功能测试。,第 5 章 KUKA 机器人 基本维护,5.3.6 RAM存储

9、器,RAM存储器模块用于装载操作系统Windows XPe和VxWorks。设备出厂时已装配两块库卡模块，每块容量大小为512MB。如需升级装备，只允许采用库卡提供的RAM存储器。如下图所示。,第 5 章 KUKA 机器人 基本维护,更换RAM存储器的操作步骤： 1）在更换RAM存储器之前，必须先将计算机电源件拆出。 2）将侧面搭攀（如下图）解开，然后将RAM存储器往上推。 3）取出存储器模块。,4）换上新的存储器模块。 5）将RAM模块小心地推入插座（如上图 ）内，其中需注意编码缺口（如上图 ）的具体位置。 6）检查侧面搭攀（如上图 ）是否已锁紧。 7）重启控制系统，启动后单击“主菜单”“帮

10、助”“信息”，检查RAM的安装情况。,第 5 章 KUKA 机器人 基本维护,5.3.7 计算机风扇,计算机风扇用于计算机组件及整个机箱内部范围的冷却。计算机风扇是控制柜内部的唯一风扇。如下图所示。 为确保空气循环，必须关闭控制柜门。如果控制柜门打开，空气循环将由于空气槽而中断进而导致箱内温度骤升。,第 5 章 KUKA 机器人 基本维护,计算机风扇更换的操作步骤： 1）通过总开关使控制系统关机。 2）将控制系统PC拆出。 3）将PC盖打开。 4）松开并拔出风扇插头（如下图）。,第 5 章 KUKA 机器人 基本维护,5）将风扇朝装配栓塞（如下图）的里侧拉出。 6）将开口铆钉（如下图）拔出，再

11、将网栅（如下图 ）取出。 7）将网栅（如下图）装入新风扇上，然后用开口铆钉紧固。 8）将装配栓塞（如下图 ）装入风扇。 9）将风扇装入计算机机壳，并将装配栓塞（如下图 ）穿过计算机机壳。 10）实施功能测试。,第 5 章 KUKA 机器人 基本维护,5.4节 KR C4的总线系统,5.4.1 内部库卡总线系统,第 5 章 KUKA 机器人 基本维护,5.4.2 控制柜（CCU）,控制柜（CCU）包含两块电路板（CIB控制柜接口板和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信接口。如下图所示。所有数据通过内部通信传输给控制系统，并在那里继续处理。当电源断电时，控制系统部件接收蓄电

12、池供电，直至位置数据备份完成，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。,第 5 章 KUKA 机器人 基本维护,控制柜的组成,1）机器人控制系统部件的通信接口。 2）安全输出端和输入端。 控制主接触器1和2。 校准定位。 插入库卡smartPAD。 3）8个适用于客户应用程序的测量输入端（节拍125s）。 4）监控机器人控制系统中的风扇。 外部风扇。 控制系统计算机的风扇。,第 5 章 KUKA 机器人 基本维护,5）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。 6）通过库卡控制器总线与控制系统计算机相连接的

13、部件。 KUKA Power Pack / KUKA Servo Packs。 分解器数字转换器。 7）通过库卡系统总线与控制系统计算机相连接的组件。 库卡smartPAD。 安全接口板。 8）诊断LED。 9）电子数据存储器的接口。,第 5 章 KUKA 机器人 基本维护,控制柜的电源,（1）缓冲式供电（供电状态变化过程有缓冲） 有KPP、KSP、库卡smartPAD、控制系统多核计算机、控制系统操作面板（CSP）和分解器数字转换器（RDC）。 （2）非缓冲式供电（供电状态变化过程无缓冲） 有电动机制动装置、外部风扇、客户接口和快速测量输入端。,第 5 章 KUKA 机器人 基本维护,控制柜

14、的熔丝和LED指示灯,控制柜的保险装置的排布如下图所示，说明见书P164表5-4。,第 5 章 KUKA 机器人 基本维护,CCU的LED指示灯如下图所示，说明见书P165表5-5。,第 5 章 KUKA 机器人 基本维护,控制柜的更换步骤,1）关闭控制系统并采取安全措施，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。如下图所示。,第 5 章 KUKA 机器人 基本维护,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。如下图所示。,5）按照插头和线缆说明将所有接口插入。将

15、数据线插头锁紧。 6）实施功能测试。,第 5 章 KUKA 机器人 基本维护,5.4.3 库卡控制器总线（KCB）,属于KCB的设备有KPP（配电箱）、KSP A1-3（伺服包）、KSP A4-6（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）。,第 5 章 KUKA 机器人 基本维护,库卡KPP,库卡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。 KPP有4种规格相同的设备变形：KPP不带轴伺服系统（KPP 600-20）；KPP带单轴伺服系统（KPP 600-20-140），输出端峰值电流140A；

16、KPP带单轴伺服系统（KPP 600-20-164），输出端峰值电流164A；KPP带双轴伺服系统（KPP 600-20-140），输出端峰值电流240A。 KPP上设有显示工作状态的LED指示灯。,第 5 章 KUKA 机器人 基本维护,（1）KPP的特点： 1）KPP复合运行中的中央交流电源接口：馈电压为400V时设备功率为14kW，额定电流为DC25A。 2）接通和关断电源电压。 3）用直流中间回路为多个轴伺服系统供电。 4）带外部镇流电阻接口的集成制动斩波器。 5）镇流电阻的过载监控。 6）通过短路制动使同步伺服电动机停止运转。,第 5 章 KUKA 机器人 基本维护,（2）KPP接口 带双轴伺服系统的KPP连接及说明如右图和下表所示。,第 5 章 KUKA 机器人 基本维护,（3）LED指示灯诊断 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。如下图所示。,第 5 章 KUKA 机器人 基本维护,1）供电LED组。其含义见下表。,