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华恒焊接 KUKA机器人基础编程培训教材 12 2005 1 Base Tool de ppt 1 2020 2 28 可编辑 2 华恒焊接 一目录KUKA机器人的历史概述 1KUKA机器人的安全系统 4KUKA控制屏KCP与控制元件的介绍 8KUKA机器人的坐标系 42KUKA机器人标定零点 47KUKA机器人校正TCP 62KUKA机器人运动指令编程 99KUKA机器人焊接指令编程 电弧跟踪 多层多道 接触传感 128KUKA控制柜硬件介绍 157 2020 2 28 可编辑 3 1 一KUKA的历史 KUKA Keller 1 KUKA 1898手工作坊 1927 做垃圾车 1939 Weldingguns电焊枪 1948 铆钉枪 1970 机关炮塔 Kuka为军工企业 做坦克炮塔 战后做汽车焊装线 冲压线 70年代从焊接公司中分出了kuka机器人子公司 2 KUKA在欧洲 德国份额第一 在世界中属于前三 在汽车行业居于领先 3 标准的机器人是6轴的 第一轴A1为底盘 腰 活动范围 185 A2为连接臂 躯干 A3为手臂 A4 A5 A6为腕部 手指就是各种各样的工具4 1998年KUKA机器人使用Windows为操作系统 有友好的HMI和利用文件操作 工作范围7米 KUKA机器人上半部分都为铝合金材质 5 1999KUKA机器人增加了以太网卡 6 2000年 时代 SoftPLC程序功能 7 2001年 推出KR3和KR500 推出KRC2Controller 8 2002年 开发了个行业的应用 9 2003年推出WinXP和CooperatingRobots 协作机器人 华恒焊接 2020 2 28 可编辑 4 华恒焊接 KUKA机器人重复精度为0 064mm 可以代替人在危险的环境工作 1 机器人组成 机器人本体 KUKArobot 二代控制柜 KRC2 KUKARobotController2 控制面板 KCP KUKAControlPanel KRC3控制KR3机器人 2 KCP上白色按键为功能键 右上角为模式选择开关 两种手动 两种自动模式 伺服上电和急停等 6D鼠标 可做6个轴的控制 3 6轴机器人 严格的说齿轮箱才是轴 Baseframe 基座 上有旋转轴 Linkarm 连接臂 手臂 Arm 腕轴 Wrist 4 机器人也有工作盲区 扩大工作区域可以用加长臂ArmExtension 200mm 400mm 工作区域指6轴法兰盘中心点所到区域 5 KRC2可以控制KR5toKR500 最大可控制8轴 增加机器人的轴可以通过直线导轨 LinearUnits KL250 KL1500 或转台DKP200 单轴 和DKP400 两轴 如果要增加三轴以上须再增加单独的扩展控制柜 最多可以增加6个轴 共12个轴 理论上可以16个轴 12轴的控制柜不能控制两个机器人 增加的六轴不能全自由控制 2 2020 2 28 可编辑 5 华恒焊接 6 KRC2中的PC 仍有Floppydiskdriver CD ROMdriver 通过软盘备份 存储的默认路径指向软驱 主板中BIOS禁用U盘 易中毒 7 1轴机身上由铭牌 控制柜内也有铭牌 8 编程级别分为三级 User级别 利用现成的东西 Expert高级编程 可进行高级编程 函数 中断 循环等 Administrator 可进行配置软件包等 9 KCP上右上角 E stop Driveson Driversoff Modeselectorswitch 背后有白色按纽手动上断电 Modeselectorswitch有T1 Test1 T2 Test2 Automatic AutomaticExternal 10 手动最快速度可达250mm s 在T2模式下可以达到程序全速 T1可用于对程序的初步低速测试 T2可用于对程序全速测试 可以检测超载或特殊点的加速度 3 2020 2 28 可编辑 6 华恒焊接 一安全标记这个标记的意义是 如果不严格遵守或遵守操作说明 工作指示规定的操作和诸如此类的规定 可能会导致人员伤亡事故 这个标记的意义是 如果不严格遵守或遵守操作说明 工作指示规定的操作和诸如此类的规定可能会导致机器人系统的损坏这个标记的意义是 应该注意某个特别的提示 一般来说遵循这个提示将使进行工作容易完成 二安全基本规章操作不当或者不按照规定使用机器人系统可能会导致 对人体和生命造成威胁 对机器人系统和用户的其它财物造成威胁以及对机器人系统和操作者的工作效率造成威胁 KUKA机器人安全系统 4 2020 2 28 可编辑 7 华恒焊接 三对用户和操作者的特别安全措施在进行更换工作 设置工作 维修工作 和调整工作时必须按照本操作指导说明的规定将机器人系统关断 即将机器人控制柜上的总开关置于 关断 AUS 并挂上挂锁 防止未经许可的重新开机在控制柜开关被关断后 大于50伏 600伏 的电压被送入KPS KSD和中间回路连接电缆 时间超过5分钟 机器人系统电气部分的工作只允许由电气专业技术人员或者在电气专业技术人员的指导和监督下由辅助人员按照通常适用的电气技术规范进行 如果有效的安全装置与机器人系统直接或间接相关 并且要在这个机器人系统上进行更换 设置 保养和调整工作时 原则上不允许将这些安全装置拆除或者停在它的工作 否则将对人体和生命构成威胁 如发生压伤 眼损伤 骨折 严重的内伤和外伤等安全事故 如果必须在机器人的危险区域内工作的话 则最多允许机器人以手动运行速度动作 使工作人员有足够的时间离开会发生危险的范围或者将机器人停止 不允许在机器人系统中进行任何自行改造和改动工作 未经本公司销售代表的同意 不得在控制柜内部上面安装特殊装置 否则后果自付 5 2020 2 28 可编辑 8 华恒焊接 四安全功能包括工作空间限制 紧急开关 使能开关 防护装置互锁 工作空间限制机器人的设计允许在三个主要轴上安装用于工作空间限制的机械停止附件 除此之外 使能软限位可以限制所有轴的运动范围 紧急停止急停按钮安装在KUKA的控制面板上 在程序进行和操作当中同样可以使用 当在测试模式下扳动紧急停止键时 紧急停止功能会立即断开驱动器 动力制动器并保持制动 在自动模式下 紧急停止功能将通过驱动器的电源达到迅速停止的目的 一旦机器人处于停止状态 驱动器便会断开连接 使能开关库卡控制面板设有三处使能开关 在操作模式TEST1和TEST2下 任一开关都可以使用 中间开关允许机器人运动 其他开关能使危险运动安全停止并分离驱动 安全互锁装置 操作者保险装置 机器人控制器能使用两个安全通道输入 安全互锁接通 在自动摸式下 由电源驱动保持开启被接通的防护装置受约停止 一旦机器人停止 电源是分离的 直到防护装置关闭自动运行是阻止的 在试运行中这个输入不起作用 在外部安全空间许可的停止 防护装置必须是有计划的停止 6 2020 2 28 可编辑 9 华恒焊接 五ESD指导概述在操作所有安装在KRC内的组件时 必须遵守静电保护准则 ESD 静电敏感装置 这些组件都装配有高级的摸块并且对静电放电很敏感 通过摩擦 摩擦静电 和静电感应产生的静电 通过感应产生高达几千伏的静电电压 这种情况并不少见 最常见的产生静电的方式是摩擦 合成纤维辅之于干燥的空气尤其会助长这种静电效应 两种介电常数不同的材料相互摩擦也会产生静电 在上述过程中 材料将被充上电荷 即一种材料将电子放给了另一种材料 其表现形式是出现一种极性单一的带电粒子堆积现象 这种现象在人体上同样也可以发生 一个人在干燥环境中穿了一双绝缘性能良好的鞋在人工合成材料制的地毯行走 便是一个这方面的例子 由此他可以带上高达15kv的静电 这一电压的极小部分 人察觉不到 已经足以摧毁静电保护器件 ESD 从下表中给出的数据可以看出 与通过静电而产生的电压相比 现代半导体元件的耐压性能简直是微乎其微 此外 ESD不仅会导致部件的完全损坏 有时它还可能部分地损坏集成电路 IC 或者元件 其结果是导致使用寿命下降 或者在目前还正常的部件上引起间发性故障 7 2020 2 28 可编辑 10 华恒焊接 KUKA控制屏 简称 KCP 是人机交流的接口 它用于简化机器人 KRC 控制部分的操作 所有用于机器人系统编程和操作的部分 除了总开关以外 皆直接布置在KCP上 KCP的外形按照人机工程学原理设计 轻盈灵巧 不仅可以用作台式 而且也可以手提式 KCP的握把凸缘和背面的许可开关使操作者应用自如 不受左撇子或右撇子的限制 VGA彩色图象液晶显示屏直观地再现了操作及编程动作 如果您已经使用过 Windows 操作系统 您将会在操作界面上发现许多熟悉的部分 以下将向您简要介绍操作元件和KCP的图象化操作界面 KUKA控制屏KCP与控制元件的介绍 概述 8 2020 2 28 可编辑 11 华恒焊接 紧急停止按钮紧急停止按钮是最重要的安全装置 出现危险时按这个红色的敲击式开关 机器人的驱动装置会立即被关断 在驱动装置能够重新被接通之前 必须将按钮解锁 为此请按顺时针方向旋转开关上部 直至听到弹开声为止 这之后必须确认在提示窗中相应的紧急关断提示 并请按 确认 软件 当按下紧急停止按钮时 刹车导向路径被激活 注意 在释放紧急停止按钮之前 必须纠正引起触发停止和导致结果发生的原因 9 2020 2 28 可编辑 12 华恒焊接 测试1机器人仅在许可按键中的一个 在KCP背面 被按下时移动 移动减速进行 测试2机器人仅在许可按键中的一个 在KCP背面 被按下时移动 移动以编程设定的速度进行 自动机器人自动运行选定的程序 并受KCP的控制 移动以编程设定的速度进行 外部自动外部机器人自动运行选定的程序 并受一台中央计算机或PLC控制 移动以编程设定的速度进行 运行方式选择利用这个钥匙开关可以在下列运行方式之间转换 假如在程序运行时转换操作方式 动力制动器就会被激活 10 2020 2 28 可编辑 13 华恒焊接 驱动装置开操作这个按键 机器人的驱动装置被接通 它们只能在正常的运行条件下 例如未按紧急停止按钮 防护门关闭等情况下 被接通 在 手动 运行方式时 该按键不起作用 驱动装置关操作这个按键 机器人的驱动装置被关断 同时电机制动器稍延时地闭合 并使各轴保持它们的位置 在 手动 运行方式时 该按键不起作用 11 2020 2 28 可编辑 14 华恒焊接 退出键 ESC 用退出键 ESC 可以随时退出某个功能的编制过程 包括 打开的窗体和Windows状态 无意被打开的菜单也能按此键重新关闭 窗口选择键使用该键可以在工作程序窗 状态窗及信号窗之间进行转换 如果它们被打开的话 选定被激活的窗口的背景带一定的颜色而突出 程序停止键操作该键可以中断在自动运行状态下运行的工作程序 未来重新进许暂停的程序 请按 程序启动向前 键 程序向前键操作该键可以启动选定的工作程序 只有在驱动装置接通以及不存在紧急关断情况时才能启动 在点动运行方式 T1或T2 时 继续减速被触发的情况下 释放 程序向前 键 12 2020 2 28 可编辑 15 华恒焊接 程序启动向后按此键时 选顶程序的移动指令将逐步地朝程序开头的方向运行 机器人将逆着原来程序编程设定的轨迹移动 这种方法将在后续定义圆弧移动的辅助点时用到 回车键该操作元件相当于您已经熟知的PC机键盘上的 输入 键或 回车键 使用该键可以结束指令 确认表格的输入参数等 光标键光标键用于 改变编辑光标的位置以及 InLine表格和参数表的各区内进行转换 为此 操作相应的光标键 这个功能包括 重复功能和重复率同个人计算机键盘相似 13 2020 2 28 可编辑 16 华恒焊接 手轮这个操作元件用于手动操作机器人所有6轴的移动 自由度 偏转的幅度将同时影响到机器人的移动速度 作为另一种选择也可以使用显示屏右边的 状态键 参阅 手动运行机器人 一章 菜单键使用该键可以打开菜单条中的一个菜单 显示屏上方 在打开的菜单中您可以进行如下选择 使用光标键 这时选定的菜单项用颜色标出 然后操作回车键确认 或者 通过在数字区键入左恻给出的数字欲关闭某个无意之中打开的菜单 请按 ESC 键 状态键状态键 显示屏左边及右边 用于选择运行选项 接通各种功能及对各种值进行调整 各种功能通过相应的符号在状态键条中以图解形式给出 14 2020 2 28 可编辑 17 华恒焊接 HOME跳转至编辑光标所在行的开头 UNDO撤消最后的输入 END跳转至编辑标所在行的末尾 INS在插入及覆盖模式之间转换在状态行中 设定好的模式显示如下 DEL编辑光标右面的字符被删除 箭头返回键 编辑光标左面的字符被删除 CTRL用于程序专用指令控制键 等场合 PGDN向文件末尾方向翻一屏幕页 LDEL删除编辑光标所在行 PGUP向文件起始方向翻一屏幕页 TAB制表键跳转 软键通过这些操作元件可以选择在软键条 显示屏下方 中显示各种功能 可供选择的功能将动态地发生相应的变化 即软键条的占用情况将发生变化 数字键区通过数字区键入数字 在第二层面上数字区具有光标制功能这些平面之间的转换通过短促地按键盘上的 NUM 实现 15 2020 2 28 可编辑 18 华恒焊接 键盘通过 SHIFT 键进行大 小写的转换 锁定键无效 锁定键激活 操作一次字型变换键 后面一个字符将变成大写 若欲大写若干个字符 则必须在输入过程中按住上行键Shift 若想继续大写字符 CapsLock 可使用 SYM Shift 快捷键 若想达到控制的目的 Caps 状态行将从灰色变为突出 在第二个层面上有标点符号特殊符号可供使用 操作 SYM 键即可转换到这个层面上 操作一次 SYM 键 相应的标点符号或特殊符号即作为下一个字符写出 欲持续实现其功能时 必须在输入时按住这个键 使用某些应用程序 例如附加工作程序 时 存在通过各种键组合控制各种功能的可能性 例如ALT TAB CTRL ESC 等 KCP上的 ALT 键字如左图示的位置 CTRL 键在 键盘的 数字区内 为了能够使用 CTRL 键 必须把 键盘的 数字区转换到光标控制功能 16 2020 2 28 可编辑 19 华恒焊接 图形用户界面 GUI 设置亮度和对比度为了使图形用户界面更清楚明亮 亮度和对比度的液晶显示都可以调整 在变换亮度和对比度时 首先要必须关闭点动功能 点动模式 状态键安装在显示屏的左上方 亮度和对比度设置在显示屏的右手侧 按相应的 状态键 它们的各自值可以从0到15之间进行变换 许可按键 空间鼠标 程序启动向前键 许可按键 许可按键 铭牌 接口 17 2020 2 28 可编辑 20 华恒焊接 功能键 菜单条在菜单条中 机器人控制部分的功能被分组汇总 这些组别 菜单项 必须通过菜单键 在显示屏的上部 打开去访问下一个功能层面 状态键条这些状态键条显示位于显示屏左右两侧的状态键的可变功能 其外观及状态键所属的功能在程序运行过程中不断变化 功能键的介绍 18 2020 2 28 可编辑 21 华恒焊接 程序窗在程序窗中展示所选定的工作程序的内容 如果没有选定工作程序 程序窗中则显示一份可供使用的工作程序清单 在行号码和指令文字之间有一个黄色箭头指向右边 即 句子指针 句子指针位于正在执行的程序行上 另一个标记是 编辑光标 它是一个垂直的红色线形标记编辑光标位于正在编辑行的开头 状态窗状态窗在需要时显现出来 以便显示 例如输出量的分配 或数据的输入 例如刀具校准期间 使用光标键和 你可以从一个输入窗口跳转到另一个输入使用光标键窗口 句子指针 程序指针 编辑光标 输入 输出窗口 19 2020 2 28 可编辑 22 华恒焊接 提示窗口在机器人运行过程中 控制部分通过提示窗口同操作者交流对话 通知 状态 确认 等待以及对话信息都被显示在提示窗口里 每一个信息都赋予了特殊的标记 联机表格工作程序功能的一部分要求输入数值 这些数值将在输入窗 InLine表格 中输入 或者从InLine表子菜单中选出 通过这种方法将确保编程指令始终具有正确的输入格式 使用光标键和你可以从一个输入窗跳转到另一个输入窗 20 2020 2 28 可编辑 23 华恒焊接 状态行 状态条 在状态行中集中显示有关重要的运行状态的信息这些信息包括PLC或一个工作程序的状态说明 21 2020 2 28 可编辑 24 华恒焊接 这条信息显示后 说明一个程序已被选择 状态提示指示系统状态 它们也提示标记和中断某些应用程序 当一些状态没有长时间使用 状态提示会自动被删除 假如这条信息被显示 说明紧急停止按钮被按压或防护门被打开确认性提示经常显示下列一个状态信息 例如紧急停止 和必须被明确证实指示中断运行程序 确认提示机器人停止操作直到排除错误的起因和提示被确认 假如等待提示信息被显示 说明一个程序正在运行和等待条件正在执行 机器人被停止直到满足条件或程序重新设置 在这个例子中 系统正在等待输入1信号 操作者必须打开相应的对话提示 将起因存储到对应的变量中 程序被停止直到提示被确认并随后被恢复 它要求使用者使用软键 是 或 否 予以确认 确认之后提示将被删除 提示这些标记在提示窗被显示 具有如下意思 通知提示包括信息和指示操作者的操作 比如程序错误和操作者错误 它们完全是为了提示的目的和不中断程序的运行 22 2020 2 28 可编辑 25 华恒焊接 23 2020 2 28 可编辑 26 华恒焊接 界面窗口的锁定在界面窗口可以使用不同的键盘快捷键 这样在状态行的 NUM 显示是无效的 所以你可以使用数字区键盘的控制功能 Alt Tab组合功能这个组合可以另外激活程序 包括的程序有 KRC 和 Kuka Cross3 按下 ALT 键 并在 数字区重复按压 TAB 键 直到选择到指示的程序 然后释放这两个键 光标控制功能激活 24 2020 2 28 可编辑 27 华恒焊接 Alt Escape组合功能使用这个组合功能可以返回到你以前激活过的应用程序 按下 ALT 键 并重复地按压 ESC 键 返回后 释放两个键 CTRL Escape组合功能使用 CTRL ESC 组合键 可以打开窗口的起始菜单 并使用光标键调用不同的应用程序 25 2020 2 28 可编辑 28 华恒焊接 鼠标效法的使用键 使用这个功能的快捷键可以移动鼠标的光标并可以效法鼠标的左 右按键 这个功能选项也可以通过默认键使它无效 通过按压 SYM 和 Enter 键可以激活鼠标运行 这个功能也可以通过同样的方法取消 标准鼠标运行方式 鼠标效法激活 使用箭头键可以在你指向的方向移动鼠标光标 假如按下一个键 鼠标光标就会在你所指向的方向快速移动 回车键代替鼠标左键 空格键代替鼠标右键 26 2020 2 28 可编辑 29 华恒焊接 微动模式选择 下列模式用于微动设备 关闭微动往往只用于执行程序或在自动模式下用手轮移动设备根据自由度设置 同时可进行3轴或6轴运动用微动键移动设备用于每一个轴的单独移动重复按下 JOGMODE微动模式 状态键直到所要求的图标出现为止来进行选择 27 2020 2 28 可编辑 30 华恒焊接 选择运动系统微动键可以用来移动标准机械轴线和外部轴线包括设置的外部运动系统 重复按下下图所示的状态键来选择所需求的轴线和运动系统 首先确保激活微动键或手轮微动 否则不可能移动外部轴线 设备只能移动6个设备轴线A1 A6 Joint坐标系 或X Y Z A B C 参考坐标系 外部轴线这里只能移动外部轴 E1 E6 设备和外部轴可以移动设备主轴 A1 A3或X Y Z 和外部轴线的前3个轴 E1 E3 这里可移动主轴 A1 A3或X Y Z 和外部轴 E4 E6 如果用手轮移动设备转轴 A1 A6或X Y Z A B C 可以用状态键移动外部转轴 E1 E6 要保持开关合上状态下进行 28 2020 2 28 可编辑 31 华恒焊接 有些时候 例如在Teach In定义过程中抵近目标点 必须降低机器人的移动速度 从而可以获得精确的结果并且避免工件和刀具之间发生碰撞 Jog倍率 Jog速度 Jog倍率 功能仅在 手动运行方式下可供使用 状态键移动方式 显示屏左上侧 必须显示符号 手轮 或 运行按键 这时 你便可以用位于 状态键 显示屏右下侧 改变Jog倍率的数值 当前设定的值不仅以符号形式显示 而且也显示在状态行中 在使用手轮时可以通过较小的偏转进一步减慢速度 偏转同速度成正比 29 2020 2 28 可编辑 32 华恒焊接 使用手轮移动机器人 概述 如果用 运行方式 状态键选择了手轮作为机器人的操作元件 则可以同时使机器人3轴或6轴联动 手轮此时有一个坐标系它在所有的参照坐标系统中保持不变 如果你沿着正X轴的方向把手轮朝自己拉 那么参照坐标系统中的机器人转轴也将同样沿正X轴方向移动 这同样适用于Y轴或Z轴 如果你绕X轴旋转手轮 将使刀具中心点同样绕所设定的参照坐标系统的X轴旋转 这同样适用于Y轴或Z轴 对于在笛卡儿坐标系中移动机器人 也可以使用 鼠标定位 功能 某些应用场合 机器人没有必要同时沿着6根轴移动 例如精确定位或者刀具校准 因此 有 自由度 和 主导轴 这两个辅助手段可用与减少转轴 为了进行手动运行 必须首先按住许按可键 在KCP背面 中的一个 然后操作手轮 如果许可按键或手轮在运行中被送开 机器人就立即停止动作 30 2020 2 28 可编辑 33 华恒焊接 鼠标位置 当使用空间鼠标使机器人慢进时 为了确保操作者的直觉操作感 操作者可以通过控制器获得他的位置 这个功能可以通过按压菜单的 配置 键并执行 慢进 选项下的 鼠标定位 鼠标定位的默认值设置为0度 机器人将在正X轴方向朝操作者移动 为了确保它 操作者将站在机器人的前方 使空间鼠标的偏转与运动方向相对应 31 2020 2 28 可编辑 34 华恒焊接 假如操作者现在使机器人在左边移动并希望机器人再朝自己移动 如果他长时间的不想动作 鼠标定位只简单地设置为90度 这将引起在机器人控制器中的笛卡儿坐标系旋转90度 同样在这之前 手轮也将使机器人再一次朝操作者移动 你可以通过按压相应的软键来改变6D鼠标的位置 每按压 软键一次 笛卡儿坐标系就顺时针旋转45度 按压 软键 坐标系就逆时针旋转 此 关闭 软键认可当前鼠标的位置并关闭状态窗 按压软键 两次 鼠标定位就顺时针移动90度 在这种情况下 操作者正站在机器人的左边 32 2020 2 28 可编辑 35 华恒焊接 手轮的自由度 有三个可供使用的选项 移动基轴 移动手轴 不受限制的功能 空间鼠标的自由度 鼠标配置 通过使用 自由度 功能 手轮可以限制同时移动的轴数 通过按压菜单键上的 配置 并执行 慢进 选项下的 鼠标配置 来获得此功能 在打开的状态窗里可以设置自由度 33 2020 2 28 可编辑 36 华恒焊接 这时手轮的功能限于移动基轴A1 A2和A3 只有拉拔或者掀按手轮 如下图所示 机器人才移动 至于机器人在此过程中如何移动 则与设定的参照坐标系相关 旋转手轮对机器人不起作用 因此 在手轮上做围绕它的坐标轴的旋转动作对机器人不发生影响 如果选择了一个笛卡尔 直角 坐标系 则只能平移地沿X Y和Z坐标轴运行机器人 这时大多是多个轴同步动作 如果相反地选择了与轴相关的坐标系统 则只能直接运行机器人转轴A1 A2及A3 与轴相关的参照坐标系统 34 2020 2 28 可编辑 37 华恒焊接 手轴的移动 这时功能限于移动手轴 只有旋转手轮才能引发相应的机器人动作 只有拉拔手轮 如下图所示 机器人才移动 这里移动的方式也和所设定的机器人的参照坐标系有关 拉和掀按手轮对机器人不起作用 在笛卡尔坐标系中只能旋转地围绕X Y和Z坐标轴运行机器人 这里多个轴同样可以同时动作 如果相反地选择了与轴相关的坐标系统 则只能直接运行机器人转轴A4 A5及A6 与轴相关的参照坐标系 35 2020 2 28 可编辑 38 华恒焊接 在这个设置状态上可以同时运行机器人的全部6根轴 在设定为直角坐标系时 沿着它的X Y或Z轴掀按或拉手轮可以使机器人沿着所设定的参照坐标系的X Y或Z轴相应地移动 围绕它的X Y或Z轴旋转手轮可以使刀具中心点同样地围绕X Y或Z轴作相应的旋转 假如你设定了与轴相关的坐标系时 可以有目的地运行机器人转轴A1至A6 沿着手轮的X Y及Z坐标轴掀按或拉 平移地移动 手轮可以引发机器人转轴A1 A2及A3的动作 相反地 如果围绕X Y及Z坐标轴旋转手轮 则可以使手轴 机器人转轴A4 A5及A6 动作 与轴相关的参照坐标系统 使用这里所提到的设置状态虽然可以把自由度的数量从6降到3 但是没有可能只用手轮移动一根轴 为了在需要时 确实能够只用一根轴进行作业 可以规定一根所谓的 主导轴 基轴的移动 36 2020 2 28 可编辑 39 华恒焊接 手轮的主导轴 鼠标配置 对于有些应用场合 要求手轮的功能局限于一根机器人转轴 即所谓的 主导 轴当这个功能被接通 只有手轮的坐标轴发生最大的偏转 这个功能可以通过按压菜单键上的 配置 并执行 慢进 选下的 鼠标配置 37 2020 2 28 可编辑 40 华恒焊接 主导轴被激活 主导轴未被激活 根据自由度设置的不同 可以运行3个轴或运行6个轴 这就是所谓的叠加运动 同时手动运行3或6个轴首先是熟练的左撇子使用者 对于机器人的动作来说 瞬时具有最大偏转的空间鼠标器的坐标轴起决定性作用 38 2020 2 28 可编辑 41 华恒焊接 使用慢进运行按键移动机器人 假如使用 慢进方式 状态键选择了慢进运行键作为输入媒体 则可以通过操作 状态键在设置好的参照坐标系中运行机器人 与轴相关的坐标系统 在选择与轴相关的坐标系时 一旦你按了KCP的后面许可按键中的一个 右手侧的状态键条中将显示基轴和手轴A1至A6 在与轴相关的坐标系里 慢进运行键赋予指定的轴描述如下 当按压 状态键 机器人坐标轴 A1到A6 将指向正的方向移动 当按压 状态键 机器人坐标轴 A1到A6 将指向相反 负 的方向移动 39 2020 2 28 可编辑 42 华恒焊接 刀具 基坐标 全局坐标系统 在 刀具 基坐标 或 全局 坐标系中显示基轴X Y和Z 以及手轴A B和C 运行时一般是多个轴同步动作 在全局坐标系中 运行按键配有下图所示的转轴名称 这里的箭头也指向正的转轴方向 40 2020 2 28 可编辑 43 华恒焊接 增量慢进运行方式 如果使用增量慢进运行方式 那么一个运行指令就会一步一步地执行 对一个误差 操作者可以定义一个距离或定位来移动机器人 然后机器人一步一步地返回预先的位置 设置标准增量如下 增量慢进运行开关关闭 增量设置为线性100mm X Y Z 或定位为10刻度 A B C 增量设置为线性10mm X Y Z 或定位为3刻度 A B C 增量设置为线性1mm X Y Z 或定位为1刻度 A B C 增量设置为线性0 1mm X Y Z 或定位为0 005刻度 A B C 锁定增量 在右手侧显示屏上按压相应的状态键 当按压 键 值向下一个 按压 键 值向上一个 机器人慢进 你必须先按下许可按键然后按压指定轴的慢进键 获得一次设置的增量 状态键就必须被释放和再次按压 机器人到达预先设置的位置或刻度之后停止 在这期间机器人要保持移动 就必须长时间按压慢进运行键 在中断的情况下 例如紧急停止 改变操作方式 释放慢进键或许可按键 机器人停止 这已经开始停止增量运行 41 2020 2 28 可编辑 44 华恒焊接 KUKA机器人的坐标系可分为四种 JOINT坐标系统 每个设备轴线在正负方向上可以单独移动 WORLD坐标系统 固定的 直角坐标系统其原点位于设备的底座 BASE坐标系统 直角坐标系统其原点位于所加工的工件上 TOOL坐标系统 直角坐标系统 其原点位于工具上 KUKA机器人微动模式的选择可分为两种 参考坐标系只能在微动模式下改变 在左上角显示的 Jogmode 微动模式 状态键必须显示 Spacemouse手轮 或者 Jogkeys微动键 选择所需求的坐标系 重复按下下图所指示KCP上的状态键直到出现所要求的坐标系符号为止 KUKA机器人坐标系 42 2020 2 28 可编辑 45 华恒焊接 JOINT坐标系统在JOINT坐标中 每一机械轴线可以单独在轴线的正负方向移动 可以使用微动键或手轮 手轮允下列微动键 手轮的运动能使每个轴线单独移动 Jogkeys微动键 SpaceMouse手轮 43 2020 2 28 可编辑 46 华恒焊接 WORLD坐标系WORLD参考坐标轴系统是绝对坐标 固定不变 直角坐标 笛卡儿坐标系 其原点一般于工件内部 当设备移动时参考坐标系的原点保持在同一位置 既不随设备移动而移动 在交货时 WORLD坐标系原点位于设备的底座上 Jogkeys微动键 SpaceMouse手轮 44 2020 2 28 可编辑 47 华恒焊接 BASE坐标系BASE坐标系是直角坐标 笛卡儿坐标系 其原点位于外部工具 例如 可能是焊枪 如果你已经选择了此系统作为参考坐标系 设备运行与工件轴线平行 BASE坐标系只有在下面情况下移动 工件固定在与算术关联的外部运动系统上交货时 BASE坐标系原点位于设备的底座上 JogKeys微动键SpaceMouse手轮 45 2020 2 28 可编辑 48 华恒焊接 TOOL坐标系TOOL坐标系是直角坐标 笛卡儿坐标系 其原点位于工具上 坐标系一般X轴定向与工具工作方向一致 TOOL坐标系不断地跟随工具的运动 交货时 TOOL的坐标系的原点位于设备凸缘的中心 Jogkeys微动键SpaceMouse手轮 46 2020 2 28 可编辑 49 华恒焊接 机器人校正概述当校正机器人时 把各轴移动到一个定义好的机械位置 即机械零点位置 这个机械零点要求轴移动到一个检测刻槽或划线标记定义的位置 如果机器人在机械零点位置 将存储各轴的绝对检测值 一般0增量对0角度 使用千分表盘或电子检测探头 按顺序移动机器人正确地到达机械零点位置 机器人校正姿态Setup工作 标定零点 默认机器人的姿态是A1 0 A2 90 A3 90 A4 A5 A6 0 没有标定的机器人只有轴坐标系可动 其他的坐标系不可动 各轴不能无限制的动 A1轴为 185 A4A5A6没有机械限位 只有软件限位没有标定坐标系是无法用软件限位的 标定工具可以用Electronicmeasuringtool EMT 或千分尺 KUKA机器人标定零点 47 2020 2 28 可编辑 50 华恒焊接 一 用 电子检测探头 校正二 功能的简要描述 使用电子检测探头校正有不同的作用 两个重要的作用 标准 和 带负荷校正 它们的不同点是使用 带负荷校正 时 如果机器人上没有工具 机器人也可以校正 但事实上机器人上可能带着工具 在工具的 计算 上应该有工具重量 机器人使用的 标准 校正是指总是用相同的工具校正或总是在不带工具时校正 标准 校正设置 机器人机械零点的校正时带或不带负荷 校正检查检查校正此位置是不是正确的 如果你没有把握此位置是正确的或需要改正到正确的位置 从 设置校正 选择不同的方法 当使用 设置校正 时 机器人必须注意选择合适的相同的负载 48 2020 2 28 可编辑 51 华恒焊接 1 仅在首次校正仍然有效时可用 即驱动装置没有进行过改动 例如 更换电机 更换部件或冲撞之后 为了精确校正 在电子测量校正功能期间 手腕轴 3 6轴 的机械零点如果可能应该保持 机器人校正取消校正 49 2020 2 28 可编辑 52 华恒焊接 5轴的标尺2轴的检测头 注意机器人必须一直工作在相同的温度条件下 避免出现热膨胀引起的误差 这种校正方法必须注意 使机器人恒定在操作温度下 即始终在冷机或始终在热机状态下校正 依靠机器人各轴上的标尺 或安装千分表或电子检测探头的检测头 具体情况依机器人型号来定 50 2020 2 28 可编辑 53 华恒焊接 为了机器人的轴正好位于机械零点位置 首先必须先找到其预校正位置 然后将检测头的保护帽拿开 装上千分表或电子检测探头 电子检测探头插入机器人接线盒 接头X32 从而连接到机器人控制装置 51 2020 2 28 可编辑 54 华恒焊接 启动当通过零点刻槽谷底时 检测探针到达最低点 机械零点位置便到达 电子检测探头发送一个电信号到控制装置 如果使用千分表 零点位置能通过陡峭的反转指示验证 预校正位置可以使机器人各轴较容易移动到零点位置 预校正位置可以通过划线标记或刻槽标记识别 机器人在校正前必须到达这个位置 轴的移动方向轴的移动方向划线标记口标记划线标记凹口标记预校正位置机械零点位置 52 2020 2 28 可编辑 55 华恒焊接 电子测量校正的准备工作当用电子检测探头校正时 待校正的轴在程序控制下以给定的速率从 向 转动 当电子检测探头发现检测刻槽的底部时 控制器自动停止机器人的移动并且保存此点的数值 如果校正运行时越过给定的路段 校正程序失败并且显示一个错误信息 发生这种情况的大多数原因是轴的预校正位置偏差太大 待校正的轴调至预校正位置当使用电子检测探头校正时 轴总是从 向 移动到机械零点位置 如果某轴从 向 转动 首先必须转过预校正位置用的标记 以便再次返回这个标记位置 这样做的结果是消除传动齿轮的反向间隙 3轴预校正位置 53 2020 2 28 可编辑 56 华恒焊接 当使用电子检测探头校正时 轴总是从 向 移动到机械零点位置 如果某轴从 往 转动 首先必须转过预校正位置用的标记 以便再次返回这个标记位置 这样做的结果是消除传动齿轮的反向间隙 拿开检测头上的保护帽 装上校正工具 使用 电子检测探头 配套的电线连接检测探头和机器人控制器 54 2020 2 28 可编辑 57 华恒焊接 机器人转盘上的接线盒 X32接头 使用 电子检测探头 校正连接处 如果你想从电子检测探头或X32拿开插头 必须释放插头的卡锁否则插头可能拔脱或者损坏电子检测探头 如果你想从电子检测探头或X32拿开插头 必须释放插头的卡锁 否则插头可者损坏电子检测探头 压下 开机运行 键 选择子菜单 校正 电子检测探头 及其功能将出现 55 2020 2 28 可编辑 58 华恒焊接 取消校正一个轴 使用这个功能 单个轴能取消校正 按下 开机运行 键 一个菜单打开 从打开的菜单选择 取消校正 选项 然后一个窗口打开 校正的轴显示出来 如果所有的轴已经选择取消校正 信息 没有轴取消校正 出现在窗口 按下软键 取消校正 突出颜色的轴的校正数据被删除 机器人直线轴机械连接的说明上 当4轴取消校正时 5轴和6轴的数据也将删除 同样的 5轴取消校正时 6轴的数据也将删除 取消校正期间 机器人的轴不移动 56 2020 2 28 可编辑 59 华恒焊接 标准校正设置选择菜单 标准 下的子菜单 校正设置 在 标准 菜单下 能选择带 不带负载校正 如果机器人一直带相同负载或一直不带负载 推荐使用这个功能 这个功能仅在测试 T1 运行方式下有效 如果在选则这项功能时 选择另一种运行方式 将产生相应的错误信息 如下窗口打开 将被校正的轴列出 需要校正的轴按顺序显示 下一个预校正的轴被彩色背景显示 如果所有的轴校正完 窗口上出现 没有轴需要校正 57 2020 2 28 可编辑 60 华恒焊接 如果试图校正比当前轴数字代号高的轴 校正操作将失败 校正操作必须从数字代号低的轴开始执行 轴校正完后列表中将不再列出 如果想重新校正 必须首先取消校正 按下软键 校正 选中待校正的轴 正文 要求启动键 出现在信息窗口 按下KCP背后的使能开关时 显示器的左边 也保持按下 程序 启动向前键 控制下前面选择的机器人的轴从 向 移动 当电子检测探头发现到达检测刻槽的底部时 校准程序将停止 校正完的值被保存 校正完的轴离开窗口 打开一个窗口 预校正的轴列出 检查校正 这个功能用于旧机器人校正值的检查 机器人校正在同样的路径 设置校正 下 这个功能仅仅在测试 T1 运行方式时有效如果选择这个功能时 设置不同的运行方式 将产生相应的错误信息 选择菜单 标准 下的子菜单 检查校正 打开一个窗口 预校正的轴列出 58 2020 2 28 可编辑 61 华恒焊接 如果假如2轴还没有校正 或者不需要校正 系统不可能去校正2轴以后的轴 2轴必须用 设置校正 或 检查校正 校正后 才能按顺序校正以后的轴 如3号轴 需要检查校正的轴按软键 检查 选择 需要启动键 信息出现在信息窗口 按下KCP背后的使能开关时 然后按 需要启动键 显示屏的左边 两键同时保持按下 机器人的轴在程序控制下从 向 移动 当电子检测探头发现到达检测刻槽的底部时 校准程序将停止计算出的值和插图窗口状态打开如下 和旧校正不同的是 显示的是增量和度数 按下软键 保存 保存校正值 以便能选择下一轴 你必须明白 当同意新校正值时 依靠增量的差别 执行编程操作期间可能遇到困难 这种情况下 必须学习所有的程序 接受后来所有与机械有联系的轴 直线轴通常与机械连接 的新的校正值和校正好的补偿值 既然这样 当校正完成后 如果背离太大 绝对需要检查这些轴的校正值 每个轴校正完后 记得旋紧检测头上的保护帽 不要漏开以免异物进入 损坏灵敏的测量装置 花费昂贵的维修费用 59 2020 2 28 可编辑 62 华恒焊接 更换 电机和编码器同时更换时 使用 更换 电机或编码器更换后 必须执行此功能 这个功能也许仅仅服务部门执行 或在库卡机器人公司培训过的人员执行 选择命令 更换 相应的对话窗口打开 所有需要更换的轴显示在窗口 然后移动需要的轴到垂直位置 按下 启动键 必须移动到垂直位置 因为轴制动将暂时释放 不利的位置也许在校正过程中导致电机无端动作 按下软键 校正 询问轴制动暂时释放 同时轴制动再次执行 60 2020 2 28 可编辑 63 华恒焊接 机器人在下列情况下必须校正校正机器人 使用删除校正的方法 修理后 驱动电机或RDC跟换后 开机自动删除 当机器人非正常控制移动后 拆装后 开机自动删除 超过手动速度 20cm s 与机械挡块相撞引起的停止 操作手动进行 工具或机器人和工件之间发生冲撞后 操作手动进行 如果关机时发现保存的检测偏移量数据和显示的当前位置数据有误差 为了安全 所有的数据全部删去 机器人取消校正 如果有意想删除个别轴存储的校正数据 删除校正的方法操作者手动进行 注意一个轴也许仅从 到 就可以移动到机械零点位置 如果一个轴必须从 到 转动 它首先必须转过预校正位置的标记处 然后再返回这个标记 这是很重要的 消除齿轮传动的反向间隙 只有在不在急停情况下 并且接有相应的传动装置时 才可以校正轴 必要时改接外围设备的急停电路 61 2020 2 28 可编辑 64 华恒焊接 校正工具的位置可分为两种 XYZ 4点 XYZ 参考法 XYZ 4点用 4 点 方法 工具将按照它的工具中心点从4个不同方向移动到参考点 因此叫 4 点 方法XYZ 参考点这种方法是 用已校准过的工具 移动待测工具中心点到参考点比照关系的方法 得出工具尺寸 校准工具的取向可分为三种 ABC 2点 ABC 全局坐标 数字输入 ABC 2点如果在定位和导向时需要三根工具轴的准确取向时 使用这个方法 它要求画出的点在XY平面的正面 并且在工具X轴的负方向 ABC 5点使用这种方法 必须将工具沿工作方向平行于全局坐标系的Z轴放置 机器人控制部分控制Y轴和Z轴的取向 在这个过程中 这些轴的取向不易预知 但是每次检测时都是同样精确 数字输入法如果知道工具的尺寸和角度位置 通过菜单 数字输入 输入 KUKA机器人校正工具的方法 62 2020 2 28 可编辑 65 华恒焊接 初步介绍 每个轴可旋转角度的度数不变的 机器人每个轴的装配称为 分解 加上了解机器人各轴之间的距离 操作部分能计算法兰中心位置和空间取向 用从全局坐标系 点线 原点的距离 定义工作头中心点的位置 这个距离的说明由3个轴X Y和Z组成 虚线 基本设置中 机器人坐标系和全局坐标系的原点重叠 63 2020 2 28 可编辑 66 华恒焊接 机器人工件坐标系的定位 原点在工件中心 用全局坐标系变化的补偿值定义 绕z轴旋转A角度 绕Y轴旋转 B角度 绕X轴旋转 C角度 用坐标X Y Z 来说明表现一个点的空间信息 旋转角度A B C 称为框架结构 基本设置中 机器人坐标的全局坐标系相互重叠 64 2020 2 28 可编辑 67 华恒焊接 启动 机器人工件头上工具或工件参考点位置是计算出来的 机器人操作者必须知道 在工作头坐标系里它们的位置和方向有联系 使用外部测量装置决定这些数据 任何时候控制机器人 所有已经记录的数据能调入 可是冲撞后 这些数据不是长期有效的 必须重新决定 为了这个目的 机器人法兰上的工具或工件从不同的方向移动到某个参考点 这个参考点可以位于机器人工作空间内的任意的一个位置 另外获得工具数据的方法 是借助标准系统中测量刀具的方法和机器人的计算功能 65 2020 2 28 可编辑 68 华恒焊接 工具检测 概述 工具 子菜单包括下列子程序 1 每个这种检测程序 都配有通过对话来对相应的程序进行引导的表格 2 定位的方法 使用这些方法确定工具原点相对机器人法兰坐标系原点的位置 3 这些方法包括校准程序 XYZ 4和 XYZ 参考 4 定向的方法 使用这些方法 可以确定全局坐标系相对机器人法兰坐标系的转动关系 ABC依照Z Y X角度 这些方法包括校准程序 ABC 2点 和 XYZ 全局 66 2020 2 28 可编辑 69 华恒焊接 XYZ 4点 用 4 点 方法 工具将按照它的工具中心点从4个不同方向移动到参考点 因此叫 4 点 方法 然后在不同的法兰位置和角度 计算出来工具中心点位置 执行 机器人法兰上安装待测工具 找出一个合适的参考点 它可以是固定在工作空间的参考的顶尖或者是某工件或者装置的某简单明了的角 使用菜单键 开机运行 在显示屏的上部 打开菜单 调节 校正 和 工具 在这儿选择子菜单 XYZ 4点 67 2020 2 28 可编辑 70 华恒焊接 使用状态键 在显示屏底部的右边 用 键选择想要的工具号 32个不同工具的全部标准数据存储在此 在窗口的底部显示工具当前的尺寸或角度 你能用箭头键从工具名输入条进入 为工具输入名字 按下软键 工具准备好 在显示屏底部 按顺序校准选择的工具 自动打开下一个窗口 现在提示你使工具从不同的方向对准某个参考点 为此 任意轴移动键或鼠标都可以使用 现在按顺序执行下列布骤 设置需要的工具取向 移动工具中心点到参考点 当工具中心点位于正确的参考点时 按下软键 点正确 保存她的位置 如果选择的点太接近 将产生错误信息 你现在可以按下软键 重复 到最后的校准重做或按软键 重复全部 到重复全部校准 控制部分接受移动经过的点后 将提示从另外一个方向驶近到参考的工具中心位置 重复这些步骤直到从四个方向移动找到此参考点并且给定此参考点坐标参数 68 2020 2 28 可编辑 71 华恒焊接 临近参考物体时 逐步降低移动速度以避免碰撞 为了这个目的 你可以使用 步进 键下的 键来增加或减少移动速度 减少斜也能减少速度 在标准程序结束时 将提示你按下软键 保存 在显示屏的底部 按下这个软键保存