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KUKA KR C4 midsize / KR C4 midsize CK 装配手册
时间: 2026-09-20浏览次数：
KUKA KR C4 midsize / KR C4 midsize CK 装配手册
KUKA KR C4 midsize / KR C4 midsize CK 装配手册
库卡 KR C4 midsize 中型机器人控制柜的英文原版装配指导文档，完整覆盖产品介绍、技术参数、安全规范、规划设计、运输、开机调试全部内容，面向具备电气、机器人控制柜、Windows 系统专业知识的工程人员，文档版权归 KUKA Deutschland GmbH，未经许可不得复制外传。
产品描述
整套工业机器人由机械手本体、控制柜、smartPAD 示教器、连接电缆、软件、选件附件构成。
控制柜核心硬件
KPP(KUKA Power Pack)：驱动电源，将交流电整流成直流母线电压，给伺服模块供电，内置制动斩波器，提供 4 种硬件规格，带状态 LED。
KSP(KUKA Servo Pack)：轴伺服驱动器，3 种规格，负责伺服电机磁场定向扭矩控制。
KPC 控制 PC：运行 HMI 界面、程序编辑、路径规划、驱动控制、安全监控、外部通讯；支持 D2608‑K/D3076‑K/D3236‑K/D3445‑K 多种主板。
CCU 机柜控制单元：整机中央配电与通讯枢纽，由 CIB 机柜接口板 + PMB 电源管理板组成；管理电池后备供电、风扇、温度采集、安全 IO、主接触器。断电时依靠电池保存位置数据后安全关机。
SIB 安全接口板：分标准 SIB、扩展 SIB；标准板 5 路安全输入 / 3 路安全输出；扩展板 8 入 8 出，用于 SafeRobot 安全选件轴范围监控。
RDC 旋变数字转换器：安装在机械手底座，采集最多 8 个电机旋变位置、电机温度；板载 EDS 非易失存储器存储位置、机器人配置数据。
CSP 系统面板：状态 LED 指示灯，配备 USB、KLI、KSI 服务接口。
电池组：断电后实现控制柜受控关机；存储时必须按温度周期补电。
其他部件：低压电源、电网滤波器；可选 smartPAD 支架、脚轮组件。
三套内部总线
KCB 库卡控制器总线：连接 KPP、KSP、RDC、CIB、EMD。
KSB 库卡系统总线：连接 CIB、SION、示教器、SIB 安全板。
KEB 库卡扩展总线：外接 PROFIBUS、DeviceNet、EtherCAT、数字 / 模拟 IO 扩展模块。
接口面板
下部连接面板：X1 哈特宁主电源、X11 离散安全接口、X66 以太网安全接口（PROFIsafe / CIP Safety，X11 与 X66 二选一，不能同时使用）、X19 示教器口、X21 RDC 数据口、电机连接器、PE 保护接地端子。
上部插槽面板：用于安装客户选件板卡。
冷却结构
控制柜分为两套冷却回路：内部电子件由热交换器冷却；制动电阻、KPP/KSP 散热片直接使用环境空气冷却；禁止通风口加装滤棉，会升温缩短器件寿命。
技术数据
柜体基础参数
颜色：柜体 RAL7016，柜门库卡橙色；最大 9 轴；重量 160 kg；防护等级 IP54；噪声 67 dB (A)。
供电：三相 3×380/400/440/480 VAC，允许 ±10%；频率 49‑61 Hz；必须使用带中性接地电网，无接地中性必须配变压器。
环境温度：带冷却单元运行 + 5~+50 ℃；不带冷却 + 5~+45 ℃；带电池存储‑25~+40 ℃；去掉电池存储‑25~+70 ℃。
海拔：≤1000 m 不降功率；1000‑4000 m 每升高 1000 m 功率降 5%。
电池存储充电周期：≤20 ℃每 9 个月充电；20‑30 ℃每 6 个月；30‑40 ℃每 3 个月，防止电池过放损坏。
尺寸与安装间隙（单位 mm）
柜体外形：宽 792，深 558，高 1262.5。
最小间隙：上方 300，侧面 50，后方 100；必须保证维护操作可达。
柜门开启角度：独立柜体约 180°；并排安装约 155°。
SIB 安全接口板电气、线缆规格；外部 24 V PELV 安全电源参数；脚轮、smartPAD 支架、地脚安装开孔图纸参数。
REACH 法规：CR2032 纽扣电池含有 SVHC 高关注物质 1,2‑二甲氧基乙烷。
安全章节
责任与机械指令
机器人属于部分完成机械，不能直接投用；必须集成到整套设备，由系统集成商出具 EC 符合性声明；控制柜拥有 EMC、低电压 CE 标识。
禁止未经库卡许可修改机器人硬件软件；第三方加装配件造成损坏由用户承担。
人员定义
区分用户、系统集成商、操作 / 维护 / 保洁人员；只有受过专项培训人员才允许安装、调试、维修机器人。
区域定义
工作空间：机器人运动范围；危险区 = 工作空间 + 各轴停止距离；安全区在危险区外部。
停止类别 STOP0（立刻切断驱动与抱闸）、STOP1（刹车停止后切断驱动）、STOP2（驱动保持激活，监控静止），依据 EN 60204‑1。
运行模式
T1：手动减速模式，最大 TCP 速度 250 mm/s；速度监控，超速触发 STOP0；需要确认使能开关。
T2：手动高速模式，允许大于 250 mm/s。
AUT自动模式；AUT EXT外部自动模式。
核心安全功能
急停 EMERGENCY STOP：示教器自带急停，系统必须额外配置外部急停；按下执行 STOP1。
使能装置：smartPAD 三位置使能开关；松开 = STOP2；完全按死恐慌位置 = STOP1。可外接外部使能。
操作员安全（安全门）：仅自动模式生效；安全门打开触发 STOP1；重新运行必须外部确认按钮，禁止自动确认。
外部安全信号：外部安全运行停止 Safe operational stop、外部安全停止 1/2。
附加保护：软件限位开关、机械硬限位；无驱动能量下的手动解脱抱闸（仅限救援应急，会损伤电机抱闸）。
安全功能满足 EN ISO 13849‑1 Cat.3 PL d；要求急停装置至少每 12 个月按压测试一次。
各类作业安全措施
通用：禁止站在机器人臂下方；断电后机械手仍可能下坠，必须机械固定；安全功能严禁拆除屏蔽。
运输：遵守规定运输姿态，避免冲击振动。
启动调试：上电前做整机目视、安全功能测试；机器数据修改后必须做实际校验测试；提供启动模式（Startup Mode），可以在外部安全围栏未装好时 T1 模式移动机器人，该模式会屏蔽外部安全防护，必须限制人员进入危险区。
手动示教：T1 优先用于新程序测试；T2 模式不允许示教编程。
仿真：仿真程序下载到实体机器人，必须先 T1 测试。
自动模式：所有安全防护完整，危险区无人。
维护维修：断电上锁挂牌；直流母线断电后最高 780 VDC 残余电压，需要等待 180 秒放电；维修遵循 ESD 防静电；平衡缸属于压力设备。
退役、存储、处置：遵循当地法规。
单点控制 SPOC 安全：Submit 解释器、PLC、OPC、远程工具访问机器人的安全限制，防止后台改写运动相关变量。
引用标准
机械指令 2006/42/EU，EMC 指令 2014/30/EU，压力设备指令，ISO 10218‑1，ISO 13849 系列，ISO 13850，EN 60204‑1 等。
系统规划
EMC 电磁兼容
控制柜属于 A 类工业设备；外部进线全部使用屏蔽电缆，屏蔽层大面积压接 PE 排。
安装条件
重申柜体尺寸、最小维护间隙、柜门摆动范围。
接线条件
供电要求、漏电流最大 300 mA，漏电保护器选型要点；线缆规格；smartPAD 延长最多两段，总长度≤50 m；RDC 各个通道电缆长度差≤10 m；PE 等电位连接：机械手‑控制柜之间必须 16 mm² 线缆；控制柜到总 PE 排也需要 16 mm² 线缆。
接口详解
X1 哈特宁主电源连接器；
电机连接器：X20、X81、X7.x 系列，支持最多 9 轴本体 + 外部轴；详细给出各个插头针脚分配、不同轴配置组合接线表。
X11 离散安全接口 Han108DD 插头：双通道急停、安全门、外部使能开关、安全停止输入输出；提供接线原理图；安全输入采用动态脉冲测试 TA‑A / TA‑B，实现 Cat.3 PL d。
X66 以太网安全接口（PROFIsafe / CIP Safety）：定义输入输出字节每一位信号含义，支持 SafeOperation 安全选件，轴监控、空间监控、工具选择。
CIB 板 X44 EtherCAT 接口，可选 X65 引出到柜外。
重要：X11 离散安全接口和 X66 以太网安全接口二选一，不能同时启用。
系统配置修改条件
硬盘更换、硬件型号变更、增加 / 移除总线设备，必须使用 WorkVisual 软件重新生成下载项目；同型号硬件直接互换不需要。
PFH 失效率
KR C4 midsize 整套安全功能 PFH＜1×10⁻⁷，满足 PL d 等级，基于 20 年使用寿命。
运输
三种运输方式：吊具吊运、叉车、托盘车、选配脚轮。
前置条件：控制柜断电，拔掉所有线缆，柜门关闭，安装防倾倒支架，保持直立。
吊运：使用 M10 吊环螺钉；吊绳夹角≥60°，禁止错误斜拉。
叉车：标准底座、叉槽版本、带变压器、带脚轮版本不同叉取位置。
脚轮仅用于机柜组内部短距离推移，禁止长距离拖拽运输，存在倾倒风险。
开机与重新投运
完整启动流程，分为机械手本体检查、硬件安装接线、软件调试三大部分。
控制柜就位，满足间隙；检查运输损伤；确认柜内无冷凝水汽。
敷设连接电缆：电机电缆、数据电缆 X21；分开动力线缆与数据线缆，注意弯曲半径；更换数据电缆后必须重新标定机械手。
安装 smartPAD 支架，插接 X19 示教器；示教器拔掉之后，示教器急停失效，外部急停必不可少。
接 16 mm² 等电位 PE 保护接地，按 EN 60204‑1 做故障回路阻抗测试。
X1 接主电源；恢复电池放电保护插头 X305（出厂断开，防止运输存储电池耗尽）。
配置连接安全接口 X11；注意 X11 必须断电插拔。
硬件变更则用 WorkVisual 更新系统配置。
需要时启用 Startup 启动模式；合上总开关上电。
软件步骤：检查机器数据、无负载标定机械手、安装工具带负载标定、设置软件限位、TCP 工具标定、填写负载数据、标定基座；配置 PLC 外部自动接口。
