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KUKA LBR iiwa CR（洁净室版机器人）操作说明
时间: 2026-09-10浏览次数：
KUKA LBR iiwa CR（洁净室版机器人）操作说明LBR iiwa CR 洁净室轻量化 7 轴协作机器人的操作、安装、技术参数、安全、维护维修手册，覆盖
KUKA LBR iiwa CR（洁净室版机器人）操作说明
LBR iiwa CR 洁净室轻量化 7 轴协作机器人的操作、安装、技术参数、安全、维护维修手册，覆盖 LBR iiwa 7 R800 CR 与 LBR iiwa 14 R820 CR 两款机型
用途
2.1 目标读者
需要具备机械、电气高级专业知识，熟悉机器人控制器系统；库卡推荐用户参加 KUKA 学院培训。
2.2 规定用途
仅用于洁净室环境（仅颗粒物监控），实现工具 / 夹具搬运、工件加工与转运，必须在规定环境条件下使用。
❌禁止的误用场景
搬运人、动物；当作攀爬工具；
超出允许运行参数、防爆环境、户外、地下使用；
医疗、食品工艺场景；倚靠机械臂；
无颗粒物抽取排风条件运行；
私自钻孔、修改机器人结构，会丧失质保与追责权利。
3 产品描述（第 3 章）
整套机器人系统组成：机械手本体、KUKA Sunrise Cabinet 控制柜、smartPAD 示教器、连接电缆、软件、选件及附件。
LBR iiwa CR 本体特性：
7 轴冗余自由度关节臂轻量化机器人；全部驱动、动力线缆内置；
每个轴集成多类传感器：位置传感器、扭矩传感器、温度传感器。温度超限会自动停机，冷却后可重启；
结构部件：2 轴内置手腕（A6/A7 内置电机）、铝制关节模块、底座框架、LBR CR 底座环（内置洁净室排风风扇）；
LBR CR 控制盒：专门控制底座环风扇，读取风扇转速反馈；
全部电机接头为插接式，线缆全部内置走线。
底座环风扇功能：抽取壳体内颗粒物，必须外接洁净室排风系统把颗粒物排走。
技术数据
包含两款机型完整参数、负载、底座受力、铭牌、REACH 法规、停机距离 / 停机时间。
4.1 LBR iiwa 7 R800 CR
项目 参数
轴数 7 轴全受控
最大臂展 800 mm
本体重量 约 26.1 kg，额定负载 7 kg
重复定位精度 ±0.1 mm（ISO9283）
防护等级 本体 IP54，底座框架 IP20
噪音 <75 dB(A)
安装方式 地面安装，底座尺寸 220×220 mm
风扇参数 24V，约 0.3A，最低转速 2200rpm
负载：额定转动惯量 0.3 kg・m²，不允许附加额外负载；负载重心参考 A7 法兰端面；提供负载曲线图，负载和惯量两项都必须校验。
底座受力：最大水平力 240N、最大倾覆力矩 318Nm，最大 A1 轴扭矩 156Nm，选型基座必须满足最大载荷。
4.2 LBR iiwa 14 R820 CR
7 轴，额定负载 14 kg，底座尺寸 256×256 mm；
CR 底座环会把机器人 Z 向抬高 35 mm，机器人坐标系默认不补偿，做笛卡尔定位时需要手动补偿该偏移；
额定转动惯量 0.3 kg・m²，同样不允许附加额外负载；附带对应负载图。
4.3 REACH 法规（EC 1907/2006 第 33 条）
产品不含质量分数超过 0.1% 的高关注物质 SVHC 候选清单物料。
4.4 停机距离与停机时间（安全关键）
定义
停机距离：触发停机信号到完全停止，轴转过的角度；
停机时间：停机信号触发到完全静止耗时；
仅给出 A1‑A4 大惯量轴数据，复合运动停机距离会更大；测试基于 PTP 点到点运动。
两类停机类别
STOP0（0 类停机）：立即切断驱动，抱闸制动；
STOP1（1 类路径保持停机）：沿原路径减速停止，停机后切断驱动抱闸。
影响因素：负载质量 m、臂伸展度 Extension（0‑100%）、程序速度 POV%。手册附带大量曲线图。
维护提示：制动器磨损和 STOP0 触发次数相关，建议每年实测停机距离；可使用 DataRecorder 记录数据。
安全
5.1 法律框架与责任
机器人即便按照规范使用，依然不能完全消除人身、设备风险；
未经库卡许可禁止修改机器人，否则丧失质保；第三方工具、软件造成损坏，由集成商 / 用户承担责任；
仅允许在完好技术状态、符合规定用途、由知晓风险的人员操作；安全故障必须立刻修复；需要提供 EC 符合性声明 / 组装声明。
5.2 安全功能
安全功能等级：EN ISO13849‑1 Cat.3 PL d；EN 62061 SIL2；所有安全相关部件启动时测试，且至少每 12 个月测试一次。SISTEMA 库可在官网下载。
核心概念
工作空间：机械臂允许运动范围；危险区、安全区；
STOP0、STOP1 路径保持停机；CRR 模式（安全控制器触发停机后可进入复位模式）；
T1 手动减速模式（标称≤250 mm/s，标准配置下该速度不是安全监控速度，如需安全监控需要配置安全选项）；T2 手动高速模式；AUT 自动模式。
内置永久安全功能：急停装置、使能装置； 可配置外部安全功能：外部急停、外部路径保持安全停止、外部使能、安全操作停止；还支持轴 / 笛卡尔工作区监控、速度监控、碰撞检测等。
停机触发源：松开使能按钮、急停按下、安全门打开、超速、碰撞、力矩超限等，不同模式触发对应停机响应。
手动拖拽示教预设最大速度 250 mm/s，可根据风险评估修改。
5.3‑5.5 防护装备、安全措施、适用标准
禁止站在机械臂下方；人机协作 HRC 场景必须配置协作状态指示灯；
smartPAD 示教器如果设置成不可拔插，必须配置外部可随时触及的急停；
修改硬件 / 软件 / 参数之后，所有程序必须先用 T1 模式测试；
刹车测试：启动 / 重新调试必须做刹车测试；无风险评估情况下日常运行要求每日刹车测试；
列出全套适用欧盟机械、EMC、机器人安全标准清单。
项目规划
安装：地面框架定心安装；
7R800：4 颗 M8×65‑8.8 内六角螺钉；14R820 使用 M10×70‑8.8；配备 2 个定位销保证定位精度；
底座中央预留 Φ120 mm 排风孔用于洁净室抽风；排风管道客户自行采购供货。
控制盒安装：尺寸 146 mm ×66 mm，必须安装在机器人工作空间之外。
线缆规划：
电缆最小固定敷设弯曲半径≥45 mm；
线缆型号：机器人‑控制盒 7 米，控制盒‑控制柜 1.5 米；
使用金属线槽布线，满足 EMC；环境温度‑10℃～+70℃；避免绊倒风险。
运输
必须使用原厂运输包装，搬运到指定安装位置。
启动与重新调试
安装调试阶段无法保证洁净室等级，投产前需要按照工艺要求完成清洁。
安装流程：预装定位销→放置底座环→吊装机器人本体→对角顺序拧紧底座螺钉；运行 100 小时后必须复紧底座螺栓；
必须连接排风管道，严禁无排风管道运行（风扇裸露有伤人风险），建议接主动抽风系统；
接线：机器人、控制盒、控制柜之间线缆对接，检查线缆无拉扯、无摩擦；
WorkVisual 软件集成风扇控制器：导入 EtherCAT 设备描述文件（EK1100、EL6695、EM8905 风扇 IO 模块），配置 IO 映射；风扇输出 Out7.Output，转速反馈输入 In1.Input。
编程‑风扇监控
洁净室要求风扇最低转速 2200rpm；转速下降≥25% 就不再满足洁净等级。
需要编写周期后台循环任务持续监控风扇转速脉冲信号；
脉冲换算转速公式：转速=(脉冲数 × 60)/4（风扇每一转输出 4 个脉冲）；
提供 Java 风格示例代码：包含初始化、周期循环、边沿计数，转速低于阈值时输出报警信号给 PLC。
参数：循环周期 10ms，上电等待风扇启动 5 秒。
维护
维护周期
周期 维护工作
首次运行 100h 复紧底座螺栓：7R800（23Nm），14R820（45Nm）
每年 目视检查，听风扇运行噪音
环境 25℃每 3 年 更换风扇（需要库卡授权维护人员 + 技术支持）
机器人清洁：只能使用洁净室专用无尘布；禁止强腐蚀清洗剂、高压清洗机、蒸汽清洗；避免清洗剂渗入零部件；断电 + 按下急停后执行清洁。
维修‑机器人本体更换
包含拆卸旧机器人、安装新机器人完整步骤，安装要点同第 8 章，同样要求 100 小时复紧螺栓，必须连接排风管道。
停用、存储、报废处理
停机拆除：断电，保护接头，吊离本体与底座环；
长期存储：干燥无尘、减少温度波动、避免结露，避光，密封电气接口；
报废拆解：按照材质分类处置（铝、不锈钢、铜、各类塑料、电机、电路板作为电子废料，电机禁止拆解）。
