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KUKA KR CS Box‑2 四轴 SCARA 机器人紧凑型控制器
时间: 2026-09-20浏览次数：
KUKA KR CS Box‑2 四轴 SCARA 机器人紧凑型控制器
KUKA KR CS Box‑2 四轴 SCARA 机器人紧凑型控制器
KR CS Box‑2 是面向 KR SCARA CS 系列四轴 SCARA 机器人紧凑型控制器，运行 KUKA.ControlStudio 软件，配套 smartPAD touch 示教器；本体防护等级 IP20，不能裸机用于工业现场；支持 4 轴 SCARA 本体，无原生外部轴能力；面向具备电气专业背景工程人员。
产品描述
整机内部三大板卡
Control Board 控制主板负责 HMI 人机界面、程序编辑归档、运动路径规划、伺服驱动控制监控、外部设备通讯。
J6：EtherCAT 主站；J5：与安全板交互；J501 SD 卡系统烧录；
J6001 IO：24 路数字输入，16 路数字输出（外部提供 24V）；
LAN1/LAN2 双网口；J1004 TP 示教器接口（集成网口、供电、急停、三位置使能）；
USB 接口搭配实体触发按键，实现一键整机备份。
Servo Drive 伺服驱动板集成伺服电源板、伺服控制板；带状态 LED 指示灯。
X1‑X5：J1‑J4 编码器接口；
S11/S21/S31/S41：J1‑J4 电机功率输出；
X7/X8：电机抱闸接口；
X9/X10 EtherCAT 输入输出；X11 带 STO 安全 IO 接口。
Power Protection Board 电源保护板交流进线滤波、过流保护；L‑IN/N‑‑IN 交流输入，L‑OUT/N‑OUT 输出，PE 保护接地端子。
外部面板接口
Emergency（急停接口）：外部安全接口，双通道脉冲测试；接外部急停、安全门传感器、外部使能、确认按钮；带多路安全状态输出指示灯信号。
Encoder：机械手编码器反馈插头；
Motor Power：电机功率 + 抱闸供电插头；
TP：smartPAD touch 示教器专用接口；
LAN1、LAN2 以太网；EtherCAT；USB；Memory Trigger 一键备份按键；电源 AC 输入插座。
冷却与安装
整机风冷散热；规定用途仅驱动 KR SCARA CS 系列机械手； ❌禁止：当做踏台、户外、防爆、放射性、地下采矿、超参数运行，误用丧失全部质保。
安全章节
控制器属于部分完成机械，系统集成商完成风险评估并出具 EC 整合声明；安全等级 EN ISO 13849‑1 Cat.3 / PL d。
1）停止类别
Stop0：立刻 STO 切断驱动，短路抱闸 + 电机抱闸同时闭合；
Stop1：路径受控减速停机，停机后切断驱动，抱闸闭合；
Stop2：驱动保持上电，执行静止监控。
2）人员定义
区分用户、系统集成商、操作人员、调试维护、保洁人员；只有培训合格人员才允许硬件安装调试；系统集成商负责风险评估、实施安全防护、出具 EC 声明。
3）工作空间、危险区
危险区 = 机器人工作空间 + 机械手停止距离；停止距离测试需要机器人带实际工具负载，运行约 1 小时热机，多次测试 Stop1 取最坏结果。
控制器原生仅支持安全门传感器；光幕、区域传感器需要用户自行风险评估认证，控制器硬件不原生支持。
4）运行模式
模式 功能说明
T1 手动减速模式 示教调试，必须按住使能中位
T2 手动高速模式 高速测试，禁止示教编程
Auto 自动模式 本机自动运行，安全门监控生效
Remote 远程模式 PLC 通过 IO 控制整机自动运行，安全门监控生效
Servo Free 伺服自由模式 电机断电，可手动拖拽机械手，用于定位
T1/T2 模式：松开使能触发 Stop2；完全按死恐慌位触发 Stop1。
Servo‑Free 模式：J1/J2 软件释放抱闸，J3/J4 通过机械手本体抱闸释放按钮手动释放；仅限救援定位，频繁操作损伤抱闸。
5）关键安全功能
急停 EMERGENCY STOP
smartPAD touch 自带急停；拔掉示教器，该急停失效；必须配置外部急停；触发 Stop1；
外部急停必须双通道常闭触点蘑菇头自锁按钮。
三位置使能装置：示教器集成一路；支持外接外部三位置使能；多人同时在危险区作业必须外接外部使能；多路使能逻辑与关系。
操作员安全‑安全门监控：仅 Auto/Remote 生效；开门触发 Stop1；禁止关门自动复位，必须外部独立确认按钮 ACK‑BUTT，按钮安装在安全围栏外部。
附加保护：软件限位开关、机械硬限位。
6）强制周期性测试
示教器使能开关、外部使能、全部急停设备：每 12 个月至少完整功能测试一次。
测试方法：运动中完全按住恐慌位 3s，机器人必须立即停机，无报错。
7）作业安全要点
断电之后中间回路最高 450VDC，拔掉电源线，必须等待 10 分钟充分放电，再开盖维修；严格 ESD 防静电。
新程序、仿真导出程序，实体机必须 T1 模式测试。
断电后机械手存在自重下坠风险，需要机械固定。
IT 安全：控制器需要纳入企业信息安全管理；修改出厂默认 admin 密码（出厂账号 admin，密码 ADMIN）。
无示教器运行：TP 接口必须安装旁路连接器，模拟急停、使能信号；并且拆下闲置示教器，防止误操作。
8）引用标准
机械指令 2006/42/EC、EMC 指令 2014/30/EU，EN ISO10218‑1、EN ISO13849‑1/2、EN60204‑1 等。
技术数据
基础参数
供电：单相 AC 200‑240V，50‑60Hz；
防护 IP20；整机外形：280 × 310 × 136 mm；
运行温度：0~+40℃；存储‑30~+70℃；湿度 20‑80% 无凝露；
海拔：≤2000m 不降功率；
振动冲击：符合 IEC60068‑2‑64/27 标准。
安装最小间隙
进风、出风侧≥100 mm；两侧≥60 mm；保证散热，否则过热关机。
安装方式：水平摆放；可选支架垂直壁挂安装；禁止堵塞散热通风口。
铭牌标签
高压警示、维修提示：维修必须拔掉电源插头，等待 10 分钟放电；铭牌、警示标签禁止撕除，模糊必须更换。 REACH SVHC 物质信息查阅 KUKA Xpert。
系统规划
1）EMC 电磁兼容
工业 A 类设备；全部外部通讯线缆必须屏蔽，屏蔽层大面积接地。
2）供电选型
必须 TN 接地中性电网；
单台机器人推荐：16A，B 型 30mA 漏电保护器 RCBO；
多台机器人集群给出选型参考（1‑7 台≥100mA；8‑25 台≥300mA；26‑40 台≥500mA）。
3）Emergency 安全接口引脚定义与接线
Emergency 为 D‑Sub 连接器，输出 TA‑A / TA‑B 双通道脉冲做断线检测；
外部急停、双安全门传感器、外部使能全部使用双通道常闭无源触点；不使用的通道必须硬件短接。
ACK 确认按钮：常开自复位，安装围栏外，需要持续按压＞0.5s 确认。
控制器输出三路状态指示灯信号：SAFETY‑OUT1‑A 自动模式指示、SAFETY‑OUT2‑A 急停状态、SAFETY‑OUT3‑A 安全门关闭指示，可外接指示灯。
4）IO 接口
数字输入：24 路，DC24V；公共端可跳线，支持 NPN / PNP 两种传感器；
数字输出：16 路；0‑7 通道 SSR 固态继电器，可配置 NPN/PNP；8‑15 固定 NPN；继电器感性负载必须并联续流二极管。
5）通讯接口
LAN1/LAN2：100M 以太网，连接 PC 运行 KUKA.ControlStudio；Cat5 屏蔽网线；
EtherCAT RJ45，伺服总线，连接伺服驱动。
6）保护等电位 PE
机械手↔控制器之间必须使用4 mm² 铜线做等电位连接；控制器本体连接厂区总 PE 排。
7）线缆敷设
动力电机线缆、编码器数据线分开走线；线缆做好防拉扯应力释放，避免绊倒风险。
运输
运输前置条件：全部线缆拔掉，外壳盖板闭合，保持水平摆放；使用托盘、叉车转运；避免冲击、摔落。
开机与重新投运
完整开机投运流程
目视检查运输损伤；确认内部无冷凝；
控制器就位；水平放置或者支架垂直壁挂，严格遵守散热间隙；
连接机械手‑控制器 PE 等电位保护接地；
连接电机功率线缆、编码器线缆，拧紧螺纹防松；
接 Emergency 安全接口（断电插拔，禁止热插拔）；
TP 接口：接 smartPAD touch 示教器；无示教器则必须接上旁路连接器；
LAN/EtherCAT/IO 按需接线；
AC 单相电源插头接入，锁止卡扣；电源开关可加装挂锁；
确认危险区无人，全部安全设备完好；合上电源开关上电；
登录系统，默认账号 admin / ADMIN，投运前必须修改密码；
软件调试：机械原点标定、负载设置、IO 配置、自动模式参数配置。
全部接口禁止带电插拔，带电插拔会损坏硬件。
运行
设备优先级：急停类设备（外部急停、示教器急停、安全门）优先级最高；其次示教器、PC、确认按钮、外部 PLC。
无示教器运行：TP 接口必须装配旁路接头；故障解除必须依靠外部 ACK 确认按钮复位；拆下的示教器移出工作区域。
维护
维修强制：断开 AC 电源插头，等待10 分钟中间回路放电，ESD 防护；禁止压缩空气喷水清洗。
维护周期
每 3 个月：清理防尘过滤网；
每 12 个月：清理通风孔；全套安全设备（急停、使能）完整功能测试。
清洁：只能使用无尘布 + 中性无溶剂清洁剂；禁止液体进入内部。
维修
维修仅允许库卡授权人员执行；必须使用原装备件；用户不允许自行板级维修。 维修前置条件：断电拔电源线，等待 10 分钟放电，上锁挂牌，ESD 防护。
故障排查
前面板状态指示灯：2 个红色 LED（Emergency Stop、Error）；2 个绿色模式 LED；4 位 7 段数码滚动显示故障代码。
USB 一键备份功能：插入 U 盘，按下 Memory Trigger 触发按键，自动生成 bckp_时间戳备份包，包含 zip 备份、IP 文本、MD5 校验文件；不能直接整机迁移恢复到另一台控制器，仅限本机备份。
大量故障码表格：运动报错、跟随误差、EtherCAT 总线报错、驱动故障、编码器故障、过压欠压、过热、抱闸故障、拓扑变更、IO 报错；每个条目包含：故障提示、产生原因、处理对策；同时包含底层 DriveMasterMA 伺服驱动器故障码（0x 开头十六进制）。
典型高频故障：EtherCAT 拓扑改变，需要执行 IO‑Remapping 重新扫描总线拓扑。
停用、存储、报废处置
退役停机：断电，拔掉全部插头，拆除线缆；
存储：室内干燥防尘；拆除电池单独存放；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；电池禁止生活垃圾丢弃，需要回收；金属、塑料分类处置。
