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KUKA KR C4 smallsize‑2家族最小型控制柜
时间: 2026-09-17浏览次数：
KUKA KR C4 smallsize‑2家族最小型控制柜
KUKA KR C4 smallsize‑2家族最小型控制柜
KR C4 smallsize‑2 是库卡 KR C4 家族最小型控制柜，属于小机器人专用控制器（CCU_SR 小型机器人控制单元），最大支持 8 轴，适配轻量小型机械手，也支持 CK 客户自定义运动学；可堆叠安装，体积紧凑。面向具备电气、机器人、Windows 专业背景工程师，建议参加 KUKA 官方培训。
用途
目标群体：系统集成商、调试维护人员；
规定用途：驱动库卡小型机械手、线性单元、变位机、符合 ISO10218‑1 的 CK 自定义机构；
禁止场景：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：小型机械手 + KR C4 smallsize‑2 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 D3236‑K、D3445‑K 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。
驱动单元 Drive Configuration（DC），由 KPP_SR400（电源包）+ KSP_SR（伺服包） 组成；生成直流中间回路电压、电机与制动器控制、制动模式电压监控。
CCU_SR 小型机器人机柜控制单元（CIB_SR+PMB_SR）：整机电源分配、内部总线通讯、9 路安全输入、4 路浮置安全输出、风扇 / 温度监控、主接触器控制、Mastering 原点测试；6 路高速测量输入；断电依靠后备电池保存位置并受控关机，负载测试电池健康状态。
RDC 旋变数字转换器：采集电机旋变位置、电机温度；EDS 存储器存储原点配置；RDC 各通道线缆长度差不得大于 10 m。
CSP 控制器系统面板：状态 LED、USB、KLI 上位通讯口、KSI 服务网口。
低压电源单元、后备电池组、电源滤波器；可选瞬态抑制器（浪涌保护模块）。
三大总线
KCB 控制器总线：驱动单元、RDC、CIB_SR、EMD 电子标定单元；
KSB 安全总线：CIB_SR‑SION、smartPAD‑SION、可选 Extended‑SIB；
KEB 扩展总线：EtherCAT、IO 模块、各类现场总线选件。
接口关键约束：离散安全接口 X11 与以太网安全接口 X66（PROFIsafe/CIP‑Safety）二选一，不可同时启用。
冷却架构：双回路冷却；内部控制电子器件由 PC 风扇通过换热器冷却；外部风机直接对制动电阻、低压电源、驱动单元散热器散热；通风口禁止加装滤棉，会过热缩短器件寿命。
可选配件：smartPAD 支架；滚轮套件，仅机柜组内部短距离推移，禁止长距离拖拽、车辆牵引，倾倒风险；机柜右侧 TS35DIN 导轨，用于客户加装第三方元器件。
机械特点：支持堆叠，最多堆叠 2 台 smallsize‑2 控制器；也可以和 smallsize 驱动箱组合。
技术数据
机械参数：整机外形尺寸、地装 M8 安装孔、技术机柜开孔；柜门开启角度；安装最小间隙；
环境条件：工作温度 + 5~+45℃；存储‑25~+70℃；海拔＞1000 m 每升高 1000 m 功率降额 5%；抗振动冲击；整机重量、噪音＜66dB (A)；
电气参数：供电规格；外部 PELV‑24V 电源；smartPAD 线缆最多两段延长，总长≤50 m；
SIB 安全板电气参数：输入输出阈值、动态测试输出负载、线缆最大长度；安全性能 EN ISO13849‑1 Cat.3 / PL d，PFH 失效率数据；
铭牌警示标签：中间回路残余最高 780 VDC，断电后需要等待放电；铭牌严禁涂抹移除；
REACH SVHC 物质说明。
安全
EC 机械指令；机器人属于 “部分完成机械”；系统集成商负责整机风险评估；私自修改软硬件丧失质保。
人员分类：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；
STOP1‑DRS 路径定向制动；
STOP2：驱动保持上电，停机后静止监控 Safe‑Operational‑Stop。
四种运行模式
模式 说明
T1 手动降速，笛卡尔最大 250 mm/s，示教编程
T2 手动高速，＞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
运行中切换模式触发 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完整功能测试。
必须配置外部急停，防止示教器拔掉之后失去急停保护；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：点动 Jog、软件限位、机械硬限位；无驱动能量手动搬动机械手仅限救援，会损伤电机刹车，事后刹车功能测试。
Start‑up 启动模式：外部安全防护未就绪可 T1 点动；屏蔽外部安全保护，仅限调试排障，危险区严禁人员；KSS 版本不同行为存在差异；以太网安全接口存在上位连接时启动模式被禁止。
SPOC 单点控制原则：Submit 解释器、PLC、OPC、远程工具、WorkVisual 在线配置，必须安全约束，禁止后台改写变量造成意外运动。
各类工况安全要点
IT 安全：建议部署信息安全管理；
调试：修改默认密码；机器数据修改后，提供 TCP、码垛机器人、解耦耦合轴实操校验测试流程；
手动模式：新 / 修改程序优先 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；中间回路高压，断电至少等待 5 分钟放电；严格 ESD 防静电；部分元器件断电后依旧带电；
液压 / 气动平衡缸属于压力设备，遵循压力设备指令；
报废存储遵循当地法规。
引用全套欧盟 / 国际标准清单。
规划设计（集成前期）
EMC 电磁兼容：外部线缆屏蔽，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：落地、并排、堆叠；遵守最小维护间隙。
PE 等电位强制要求：机械手与控制柜之间 4 mm² 等电位电缆；控制柜本体至配电柜 PE 排 4 mm²；搭配外置驱动箱时驱动箱需 16 mm² 接地。
电机接口 X20：Han‑Yellock 大连接器，引脚定义，适配小型机器人本体轴。
X11 离散安全接口
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；
提供完整原理图：外部急停、安全门接线、浮地触点安全输入输出；
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；动态测试时序图。
X66 以太网安全接口（PROFIsafe / CIP‑Safety），SafeOperation 选件；输入输出字节位定义；保留位建议写 1，规避意外停机。
CIB_SR 板 EtherCAT 接口 X44/X65。
US2 负载电压接触器功能校验场景与操作步骤。
硬件变更规则：更换硬盘、板卡、增删轴外设，必须 WorkVisual 软件重新配置系统。
运输
三种转运方式：吊环起重、托盘搬运、可选滚轮；
滚轮套件仅机柜组内部短推移，严禁车辆拖拽转运，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；吊环 4×M8 吊耳，吊具角度规范，禁止错误斜吊。
开机与重新调试
完整上电流程：
目视检查机械手、控制柜，确认柜内无凝露；
就位安装控制柜，遵守维护间隙；
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（固定敷设 3‑5× 线径；拖链 7‑10× 线径）；更换 RDC 数据电缆必须重新 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；
断电状态插接配置 X11 或 X66 安全接口；
硬件改动后，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。
拔掉示教器本机急停失效；重新插上等待约 30 s，必须重新测试急停与三档使能开关；拔下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
每年：CCU_SR 继电器输出功能完整检查；全部急停、使能开关功能测试；清洁风扇格栅；
每 2 年：散热器、驱动散热鳍片清洁；整机外壳清洁；
三班运行 5 年：主板纽扣电池更换；PC 风扇、外部风扇更换；
电池监控报警，成对更换电池组。
维护工作：CCU_SR 继电器输出测试（本地急停、操作员安全确认、外围使能输出）；整机清洁；维护结束检查熔断器、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，禁止重复使用。 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、更换后功能测试。 可更换部件清单：
外部风扇；
整套驱动单元（KPP_SR+KSP_SR）；
更换驱动单元等待中间回路 5 分钟放电，散热片高温防烫伤；
KPC 整套、PC 风扇、主板纽扣电池、SSD 固态硬盘；更换 SSD 后，必须 WorkVisual 重新配置系统或者恢复镜像；
CCU_SR 小型机器人控制单元；拆装注意连接器解锁机构，暴力拔插损坏接头；
电池组，必须成对更换，严格注意极性，防止短路；电池无内置保险丝，短路会产生极大短路电流；
低压电源单元；电源滤波器；制动电阻；
KSS 系统软件安装。
故障排查
CCU_SR 板全套 LED 指示灯：电源、总线、安全节点、熔断器 LED；不同颜色闪烁频率对应故障现象、处理对策；
CCU_SR 熔断器编号、额定电流、用途；
CSP 系统面板 LED；主板网口 Link‑Activity 指示灯；
板卡故障处理：检查接线，断开外设重启测试；故障依旧更换 CCU_SR 模块。
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，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；
报废拆解：按材质分类；废旧电池危废退回供应商回收，禁止生活垃圾丢弃。
