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KUKA KR C4 midsize; KR C4 midsize CK中型控制柜
时间: 2026-09-17浏览次数：
KUKA KR C4 midsize; KR C4 midsize CK中型控制柜
KUKA KR C4 midsize; KR C4 midsize CK中型控制柜
KR C4 midsize 属于库卡 KR C4 系列中型控制柜，支持 CK（Customer‑built Kinematics 客户自定义运动学），最大支持 8 轴，面向中等负载机器人、变位机、少量外部轴应用。目标读者为具备电气、机器人、Windows 专业知识的工程师，建议参加 KUKA 官方培训。
用途
目标群体：系统集成商、调试维护工程师；
规定用途：驱动库卡机械手、线性单元、变位机、符合 ISO10218‑1 的 CK 客户自定义机构；
禁止使用场景：踩踏柜体、超规格运行、防爆环境、地下采矿。
产品描述
整套系统：机械手 + KR C4 midsize 控制柜 + smartPAD 示教器 + 线缆 + KSS 软件 + 选件。
核心硬件单元
KPC 控制 PC：支持 D2608‑K / D3076‑K / D3236‑K / D3445‑K 四款主板；负责人机界面、程序编辑、路径规划、驱动控制、通讯、安全监控。
KPP 库卡电源包：把交流整流生成直流中间回路电压，给伺服单元供电，集成制动斩波器，提供多款电流规格，面板 LED 状态指示。
KSP 库卡伺服包：伺服驱动器，多种峰值电流规格，执行电机磁场定向转矩控制。
CCU 机柜控制单元（CIB+PMB）：整机电源分配、内部总线通讯、安全 IO、风扇 / 温度监控、主接触器控制、Mastering 原点测试；断电依靠后备电池保存位置并受控关机；自带负载测试电池健康状态。
SIB 安全接口板（标准 SIB + Extended‑SIB 扩展板）：标准 SIB 提供 5 路安全输入、3 路安全输出；Extended‑SIB 扩展为 8 入 8 出，用于 SafeRangeMonitoring 等安全选件，必须搭配标准 SIB。
RDC 旋变数字转换器：采集最多 8 轴电机旋变位置与电机温度；EDS 存储器存储原点配置；支持 RDC‑cool 宽温版本；多通道 RDC 盒线缆长度差不得超过 10 m。
CSP 控制器系统面板：运行、休眠、自动、故障 LED；USB、KLI（上位通讯）、KSI（服务网口）。
低压电源单元、后备电池组、电源滤波器。
三大总线体系
KCB 控制器总线：KPP、KSP、RDC、CIB；
KSB 安全总线：SIB、SION 安全 IO 节点、smartPAD；
KEB 扩展总线：EtherCAT、各类 IO 与现场总线选件。
接口关键约束：离散安全接口 X11 和以太网安全接口 X66（PROFIsafe / CIP‑Safety）二选一，不可同时启用。
冷却架构：双回路冷却；换热器冷却控制电子器件；外部风机直接给 KPP/KSP、制动电阻散热；禁止在通风口加装滤棉，会过热缩短器件寿命。
可选配件：smartPAD 支架；滚轮套件，仅机柜内部短距离推移，禁止长距离拖拽；机柜预留 TS35 导轨，用于客户加装第三方元器件。
技术数据
机械参数：整机外形尺寸、地装开孔、技术机柜适配开孔；柜门开启角度（独立机柜最大 180°，并排机柜约 155°）；机柜最小维护间隙（顶部≥300 mm，侧面≥50 mm，后侧≥100 mm）。
电气参数：供电规格、熔断器、外部 PELV‑24V 电源规范（额定 27V，持续电流＞8A）；smartPAD 线缆最多两段延长，总长度≤50 m。
环境条件：工作温度、存储温度、海拔降额、抗振动冲击；
SIB 安全板电气参数：输入输出阈值、测试输出最大容性 / 阻性负载、线缆最大长度；
铭牌与警示标签：高温警示、残余高压警示（中间回路最高 780 VDC，断电需等待 180s 放电），铭牌严禁涂抹移除；
REACH SVHC 物质说明；安全性能满足 EN ISO 13849‑1 Cat.3 / PL d，附带 PFH 失效率数据。
安全
EC 机械指令说明；机器人属于 “部分完成机械”，系统集成商负责整机风险评估，私自修改软硬件会丧失质保。
人员资质区分：系统集成商、维护人员、操作员，全部人员必须阅读安全章节。
危险区定义：机器人工作空间 + 制动停止距离；停止距离测试必须带实际工具负载，设备热态运行约 1h 后测试，取最坏工况结果。
停止类别
STOP0：立刻切断驱动与制动器电源；
STOP1：控制器受控减速停机，停机后切断驱动；
STOP2：驱动保持上电，停机后执行静止监控 Safe‑Operational‑Stop。
四种运行模式
模式 说明
T1 手动降速模式，笛卡尔最大 250 mm/s，用于示教编程
T2 手动高速，允许＞250 mm/s，禁止示教编程
AUT 控制柜本地自动模式
AUT‑EXT 上位 PLC 外部控制自动模式
运行过程切换模式会触发 STOP2。
安全器件
急停 EMERGENCY STOP；三档使能开关（中间位允许运动；完全按下→STOP1；松开→STOP2）；使能开关每年至少一次功能测试。
必须配置外部急停，防止示教器拔掉之后系统失去急停保护；外部安全门、外部使能输入。
T1 模式速度监控：轴速度 + 笛卡尔法兰速度监控。
多重保护手段：点动 Jog 模式、软件限位、机械硬限位、可选机械轴限位；无驱动能量手动搬动机械手仅限人员救援，会损伤电机刹车，事后必须刹车功能测试。
Start‑up 启动模式：可外部安全防护未就绪时 T1 点动；会屏蔽外部安全保护，仅限调试排障，危险区严禁留人；KSS8.2 及更早、8.3 以上版本启动模式逻辑行为存在差异。
SPOC 单点控制原则：Submit 解释器、PLC、OPC、远程工具、WorkVisual 在线配置，必须做安全限制，防止后台改写变量造成意外运动。
各工况安全要点
IT 安全：建议部署信息安全管理；
调试：修改默认密码；机器数据变更后必须实操校验；提供 TCP 标定、轴耦合机构、码垛机器人的实操校验测试步骤；
手动模式：新 / 修改程序必须优先 T1 低速测试；多人进入防护区，每人独立使能装置；
维修维护：整机断电上锁；中间回路存在高压，断电后至少等待 5 分钟放电；严格执行 ESD 防静电；
报废存储遵循当地法规。
引用全套欧盟 / 国际标准清单（机械指令 2006/42/EC、EN ISO13849‑1、EN60204‑1 等）。
规划设计（集成前期）
EMC 电磁兼容：外部线缆使用屏蔽线，屏蔽层大面积压接 PE 排；控制柜属于 A 类工业设备。
安装条件：独立落地或机柜组并排；满足最小维护间隙；柜门可完全打开；
PE 等电位强制要求：机械手与控制柜之间 16 mm² 等电位电缆；控制柜本体到配电柜 PE 排同样使用 16 mm² 线缆。
电机连接器（本章重点）支持 X20 本体电机连接器，X7 系列单外部轴连接器，X81/X82 多轴组合连接器；支持 3‑8 轴配置；包含大量引脚分配、伺服模块映射组合表，适配标准机器人、重载、码垛机型。
X11 离散安全接口（50 芯 D‑Sub）
双通道动态脉冲测试 TA‑A / TA‑B；
外部急停、安全门、外部使能开关；
附带原理图：外部急停接线、安全门接线、浮地触点安全输入输出接线；
安全门必须配置围栏外确认按钮，禁止关门自动复位自动运行。
X66 以太网安全接口：PROFIsafe / CIP‑Safety，SafeOperation 选件；完整输入输出字节位定义，保留位建议强制写 1，避免意外停机。
CIB 板 EtherCAT 接口 X44/X65；
设备更换规则：更换硬盘、板卡、增删轴 / 外设，必须使用 WorkVisual 软件重新配置系统。
运输
四种转运方式：吊环起重、叉车、托盘搬运、可选滚轮；
滚轮套件仅用于机柜组内部短距离推移，严禁车辆拖拽转运，存在倾倒风险；
运输前置条件：断电，全部线缆拆除，柜门关闭，直立放置，安装防倾倒支架；
起重注意吊具夹角；叉车 / 托盘搬运底座叉槽使用规范，禁止野蛮操作。
开机与重新调试
完整上电流程：
目视检查机械手、控制柜，确认无凝露；
就位安装控制柜；
敷设电机电缆、X21 RDC 数据电缆，电机线缆和数据电缆分开布线，遵守线缆弯曲半径；更换 RDC 数据电缆后，必须重新做 Mastering 原点标定；
安装 smartPAD 支架，插接示教器；
连接 PE 等电位；
Harting X1 接入主电源；
恢复电池放电保护插头 X305；
断电状态插接配置 X11 或 X66 安全接口；
修改硬件配置后，WorkVisual 完成系统工程配置；按需启用 Start‑up 启动模式；
清空危险区人员物体，释放急停，合闸上电。
设备操作
讲解 smartPAD 示教器：正面按键（模式旋钮、急停、空间鼠标、点动、启停、override、菜单）；背面三档使能开关、USB 接口。
示教器拔掉之后本机急停失效；重新插上等待约 30 s，必须重新测试急停与三档使能开关；拔掉的示教器要移出作业区，防止混用。
维护
维护安全前提：断电上锁，断开进线电源；等待中间回路 5 分钟放电；ESD 防静电；禁止压缩空气直吹机柜。
维护周期
每 6 个月：SIB / Extended‑SIB 继电器输出功能检查；
每年：全部急停、使能开关完整功能测试；根据脏污情况清洁风扇散热器；
三班运行 5 年：PC 风扇、外部风扇、内部风扇更换；
压力泄压过滤塞变色立即更换；电池监控报警则成对更换电池组。
维护工作内容：SIB 继电器输出测试（本地急停、操作员安全确认、外围使能输出、报警空间输出、SafeOperation 状态输出）；整机清洁；完成维护后检查熔断器、插头、接地、线缆磨损。
维修更换
维修只能使用库卡原厂备件；高强度 10.9 螺钉拆卸后必须换新，不可重复使用。 每个部件包含安全前置条件、工具清单、分步拆装、连接器定义、拧紧扭矩、更换后功能测试。 可更换部件清单：
外部风扇、内部风扇模块；
KPC 整套、PC 风扇、主板纽扣电池、硬盘 SSD/SATA、双网口网卡；
KPP 电源包、KSP 伺服包；⚠️更换 KPP/KSP 必须等待中间回路 5 分钟放电，外壳散热片高温防烫伤；
CCU 机柜控制单元；
SIB 标准安全板、Extended‑SIB 扩展安全板；
RDC 旋变数字转换器；
电池组（分冷却风道后方、柜门内两种安装位置，必须成对更换，严格注意极性，防止短路；电池存放需要定期补电）；
低压电源单元；压力泄压过滤塞；电源滤波器；
KSS 系统软件安装；
硬盘、板卡硬件替换后，必须通过 WorkVisual 重新配置系统。
故障排查
CCU 板 LED 指示灯全集：电源、总线、安全节点、熔断器 LED，不同闪烁颜色 / 频率对应故障现象和处理对策；CCU 全部熔断器编号、额定电流、用途，熔断红色 LED 提示。
RDC、CSP 系统面板 LED 状态解读。
四款主板（D2608‑K/D3076‑K/D3236‑K/D3445‑K）网口 Link/Activity LED。
SIB / Extended‑SIB 安全板 LED、半导体自恢复保险复位方法。
KPP、KSP 伺服模块 LED 状态；完整 260xx 系列错误代码与警告消息表：过载、接地故障、过流、中间回路过压欠压、逻辑电源故障、超温、电机缺相、通讯故障、制动电阻故障，每条给出故障原因和处置方案。
停机、存储、报废处置
停机退运：断开全部外设电机电缆、接地线，做转运准备；
长期存储：室内干燥防尘、无凝露；拆下电池，密封接口外壳防护；电池定期补电：≤20℃每 9 个月；20‑30℃每 6 个月；30‑40℃每 3 个月；
报废拆解：按材质分类；废旧电池属于危废，退回供应商回收，禁止生活垃圾丢弃。
