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KUKA KR C5 micro与KUKA系统软件（KSS/VSS）组装说明
时间: 2026-09-20浏览次数：
KUKA KR C5 micro与KUKA系统软件（KSS/VSS）组装说明
KUKA KR C5 micro与KUKA系统软件（KSS/VSS）组装说明
KR C5 micro（运行 KSS/VSS 库卡标准系统软件，区别于 iiQKA.OS 版本），适配smartPAD‑2 示教器；控制器本体防护等级 IP20，必须装入防护机柜才可工业现场使用；最大支持6 个伺服轴，可搭配L3EA 外部轴驱动盒最多扩展 2 个外部伺服轴。面向具备电气、Windows 系统专业背景工程人员，建议完成 KUKA College 培训。
产品描述
整机组成：机械手本体 + KR C5 micro 控制器 + smartPAD‑2 + 线缆 + KSS/VSS 软件 + 选件。
硬件构成
Control Unit 控制盒
mini‑CSP 面板：模式 LED、运行 LED、故障 LED、软电源按键；
SYBperf 性能系统主板、microSD 卡（存储控制器配置）、SSD 硬盘；
IFBstd 标准 IO 板（独立版）/IFB‑TCA‑OUT 转接板（机柜 4CAB 版）。
Drive Unit 驱动盒（KSP‑300 / KSP‑300‑4）
FCU‑300 电源单元、SCU‑6‑1S 安全控制单元；
风扇、滤波、制动电阻；生成中间直流母线，控制电机与抱闸，严禁私自拆开功率单元壳体，存在致命高压。
接口总览
以太网组 XF1‑XF8
XF1 KSI 服务口（WorkVisual 调试，禁止接入企业局域网）；
XF2 KLI‑IT（IT 网络，备份、OPC‑UA）；
XF3/XF4 Daisy‑chain 多控制器级联（RoboTeam）；
XF5‑XF6 KLI‑OT（OT 现场总线 PROFINET/EtherNet‑IP）；
XF7 KONI 选件网口；XF8 KEI EtherCAT（支持 FSoE 以太网安全）。
安全接口
XG11.1：2 路安全输入，1 路安全输出；用于外部急停、安全门；双通道 TA‑A/TA‑B 动态脉冲检测；
XG58：2 路安全输入；用于外部三位置使能开关、附加本地急停；
若启用以太网安全（PROFIsafe / CIP‑Safety / FSoE），XG11.1、XG58 离散安全输入不再被控制器评估，二选一使用。
其它关键接口
XG19：smartPAD‑2 示教器；
XF21：RDC 旋变数字转换器（机械手位置、温度采集）；
XG33：快速测量输入 + “Drives ready 驱动就绪” 指示灯输出；
XG12：16 入 / 16 出非安全 IO，可按 8 通道一组跳线切换高边 / 低边；
XD1：单相 AC 主电源输入；
XD2：24 V UPS 接口（断电受控关机；支持多控制器 daisy‑chain 级联供电，无 UPS 运行会丢失位置 / 配置数据）；
XD20.1 / XD20.2：两组电机连接器，分别驱动 A1‑A3、A4‑A6 轴电机与抱闸，连接器编码防错插。
冷却与安装形态
双风扇风冷；底部进风，后部出风；风道严禁堵塞；
支持多种安装：水平摆放、侧壁竖放、最多堆叠 3 台控制器、壁挂、19 英寸机架安装；
误用清单：禁止当踏台、户外、防爆、放射性、地下采矿，误用丧失全部质保。
安全章节
控制器属于部分完成机械，不可直接投产；系统集成商完成风险评估并出具 EC 符合性声明；安全等级 EN ISO 13849‑1 Cat.3 / PL d，PFH＜1×10⁻⁷，20 年设计寿命；急停、使能开关必须每 12 个月功能测试。
1）停止类别（EN60204‑1）
STOP0：立即切断驱动、抱闸供电；
STOP1：受控减速停机，停机后切断驱动；
STOP2：驱动保持通电，执行静止监控。
2）人员定义
区分用户、系统集成商、操作 / 调试 / 维护 / 保洁人员；仅经专项培训人员允许硬件安装调试。
3）区域定义
工作空间：机器人运动范围；危险区 = 工作空间 + 机械手 + 外部轴停止距离；
停止距离测试条件：机器人带实际工具与负载，运行约 1h 达到工作温度，多次测试 STOP0/STOP1，取最坏值。
4）运行模式
KSS 软件模式
模式 用途 速度限制
T1 手动减速示教调试 TCP 最大 250 mm/s，超速触发 STOP0，必须按住使能中位
T2 手动高速测试 ＞250 mm/s，禁止示教编程
AUT 单机自动模式 程序设定速度
AUT‑EXT 上位 PLC 外部自动模式 程序设定速度
VSS 大众版软件模式
T1、T2、EXT 外部自动；T1 可用 E2/E22 旁路安全门；T2 用 E2/E22+E7 旁路安全门。
5）核心安全功能
急停 EMERGENCY STOP
本地急停：smartPAD‑2 上急停；拔掉示教器该急停失效；系统必须额外配置外部急停；按下执行 STOP1。
三位置使能装置：smartPAD‑2 拥有 4 个三位置使能；松开→STOP2；完全按死恐慌位→STOP1；支持 XG58 外接外部使能。
操作员安全（安全门）：AUT/AUT‑EXT 模式生效；安全门打开触发 STOP1；禁止关门自动复位，必须外部确认按钮。
T1 模式速度监控：旋转轴默认 30°/s，笛卡尔 TCP 默认 250 mm/s，超速直接触发 STOP0。
附加保护：软件限位、机械硬限位；无驱动能量手动释放抱闸（仅限人员救援，会损伤电机抱闸）。
Startup 启动模式：T1 模式下可旁路外部安全防护，用于围栏尚未安装调试；必须物理隔离危险区，尽量少使用。
SPOC 单点控制安全：Submit、PLC、OPC‑UA、远程工具访问机器人；T1/T2 模式下需要$USER_SAF=TRUE、$SPOC_MOTION_ENABLE=TRUE，后台禁止改写速度倍率等运动相关变量。
6）作业安全要点
断电之后中间回路最高 800 VDC，维修必须断电拔掉电源线，至少等待 5 分钟放电；严格执行电气安全 5 步法；全程 ESD 防静电。
新程序 / 修改后程序必须优先 T1 模式测试；仿真下载实体机，必须 T1 验证。
维护维修必须断电上锁挂牌；带电操作仅限 T1 模式，急停必须保持可用。
IT 安全：控制器纳入企业信息安全管理；KSI 服务口禁止接入企业局域网。
7）引用标准
机械指令 2006/42/EU，EMC 指令 2014/30/EU，EN ISO 13849‑1/2，ISO 10218‑1，EN 60204‑1 等。
技术数据
基础电气
最大伺服轴：本体 6 轴；搭配附加驱动盒最多 + 2 外部轴；
重量约 9.8 kg；IP20（模块本体，必须装入机柜实现现场防护）；噪音＜54 dB (A)；
供电：单相 AC 200‑240 V ±10%，50‑60Hz；也支持两相接地星形电网取两相；视在功率 1.30 kVA；漏电流≤10 mA；设备侧保险丝 2×10 A 慢熔 C 型。
环境：运行‑5~+45 ℃；存储‑20~+60 ℃，无凝露；
海拔：≤2000 m 不降功率；2000‑3000 m 每 1000 m 降容 5%；
振动冲击：运行持续 3 g，冲击 10 g（11ms 半正弦）。
安全 IO 电气参数
安全输出：≤30 V；电流 10‑500 mA；线缆最长 50 m；20 年寿命最大 950 万次切换，到期更换模块；
安全输入：5‑11 V 为未定义过渡区；≤5 V 断开，≥11 V 导通；双通道 TA‑A/TA‑B 600µs 交替脉冲故障检测。
机械与安装间隙
本体尺寸：300 × 410 × 137 mm；带应力释放板深度 513 mm；
独立摆放：进风口最小 100 mm，出风口最小 100 mm；
装入防护机柜（≥IP54）：控制器前面（进风）距离机柜内壁≥150 mm；后部出风≥100 mm；
堆叠最多 3 台；堆叠时下方控制器必须固定地面；
REACH 法规 SVHC 高关注物质信息查阅 KUKA Xpert；铭牌警示标签严禁撕除。
系统规划
EMC 电磁兼容：EN55011 A 类 1 组工业设备；所有外部通讯线缆使用屏蔽线缆，屏蔽层大面积接地。
安装条件
可独立摆放、壁挂、堆叠、19 英寸机架；壁挂安装底部为进风口，必须滴水防护；
导电粉尘、凝露环境，控制器必须装入至少 IP54 防护机柜。
PE 等电位接地
机械手↔控制器：4 mm² 铜线；
控制器连接厂区总 PE 排，推荐 4 mm² 铜线；控制器前后壳体均有 PE 端子。
线缆敷设
固定布线弯曲半径≥3‑5 倍线缆外径；拖链内≥7‑10 倍；
电机动力线缆与信号数据线分开走线；
整套机械手线缆最大长度25 m；更换 XF21 RDC/TPC 数据线缆，全部轴必须重新标定 mastering。
供电：必须 TN 接地中性电网；建议 B 型选择性 30 mA 漏电保护器。
接口详细说明
XG58：外部三位置使能 + 附加本地急停；跳线出厂短接；外部使能开关必须使用库卡指定型号 0000‑358‑565；
XG11.1：双通道安全输入（外部急停、安全门）+ 一路安全输出；动态脉冲 TA‑A / TA‑B；
XD2 UPS：24 V 输入；支持最多 3 台控制器共用一套 24 V UPS 电源；区分UPS_SYNC/PSU_GND跳线模式（中央 24V 供电 / 电池供电）；
XG12 普通 IO：按 8 通道一组跳线切换高边 / 低边模式；
XF8 KEI EtherCAT：支持 FSoE 安全协议；启用以太网安全后 XG11.1/XG58 离散安全输入不再评估。
安全性能：PFH＜1e‑7；满足 Cat.3 PL d，前提条件是每年执行安全功能全套测试。
运输
全部线缆拔掉，盖板关闭；水平放置手推车转运；做好防跌落，避免冲击振动；
禁止野蛮摔落。
开机与重新投运
完整开机流程
目视检查运输损伤；确认内部无冷凝；
控制器固定就位，严格遵守通风间隙；
连接机械手‑控制器 PE 等电位，控制器接总 PE 保护地；
敷设电机线缆、XF21 机械手 RDC 数据线缆；线缆做应力释放，消除拉扯；
插接 smartPAD‑2 到 XG19；
断电状态接线 XG11.1（外部急停、安全门）、XG58（外部使能）；安全接口禁止热插拔；
XD1 接单相主电源；XD2 接入 24V UPS 电源；
硬件改动（更换板卡、硬盘），必须 WorkVisual 重新生成并下载项目配置；同型号硬件直接互换；
按需启用 Startup 启动模式；确认危险区无人，全部安全防护就位；合上设备电源开关；
启动顺序：恢复 U 盘 → 外置硬盘 → 内置 SSD；识别外置硬盘会禁用内置 SSD；
软件调试：机器数据校验、无负载标定、带负载标定、TCP 工具标定、负载录入、软件限位设置、AUT‑EXT 外部自动接口配置。
运行
软电源按键：短按正常关机；长按≥5 秒强制硬断电（尽量避免，有损坏系统风险）；
整机断电：设备开关断开，并且拔掉 XD1 电源线。
维护
断电拔掉电源线，强制等待至少 5 分钟中间回路放电；全程 ESD 防静电；禁止压缩空气、喷水清洗。
维护周期
每 12 个月
全部急停、全部使能开关完整功能测试（使能开关测试：T1 模式运行，将使能完全按死保持 3 s，机器人必须立即停止）；
Drives‑ready 指示灯功能测试；
视脏污程度：清理进风、出风格栅；
10 年：更换主板 CR2032 纽扣电池，更换后 BIOS 重设日期时间。
维修
仅手册描述项目允许现场维修；其余维修必须库卡培训人员；必须使用 KUKA 原装备件。 可现场更换部件，统一前置安全条件：断电、拔电源线、等待 5 分钟放电、ESD 防护：
应力释放板；
19 英寸机架安装框架；
SSD 硬盘；
系统主板纽扣电池 CR2032；
后部输入保险丝 F1/F2（10 A 慢熔）；
SYBperf 系统主板（独立版 / 4CAB 机柜版）；
IFBstd 标准 IO 接口板；
IFB‑TCA‑OUT 接口板；
KSP‑STA 外部轴接口卡。
更换主板 / 接口板前，需要先取出 microSD 卡、SSD 硬盘；拆装注意排线，防止掰断。
故障排查
KSP 功率单元报警消息；mini‑CSP 面板 LED 故障代码；系统主板硬件故障 LED；
KR C5 恢复镜像：制作恢复 U 盘、导入恢复镜像、退出恢复环境完整操作步骤。
停用、存储、报废处置
退役停机：断电，拔掉全部线缆，拆除所有外部接线；
存储：室内干燥防尘，电池单独存放；封堵接口，防尘罩 + 干燥剂；避免凝露；
报废：电路板作为电子危废；纽扣电池单独回收，禁止生活垃圾丢弃。
