1、9/181 发布日期:15.02.2011 版本:KSS 8.2 ENDV1zh1 引言 1引言1.1目标群体本文献针对具有下列知识的用户：具备有关工业机器人的基本知识1.2工业机器人文献工业机器人文献由以下部分组成：机器人机械装置文献机器人控制器文献库卡系统软件操作及编程指南选项及附件指南保存在数据载体上的部件目录每份指南均独立成篇。1.3提示的图示安全这些说明是安全提示，必须必须遵守。提示这些提示可使工作便利或提供进一步信息的说明。1.4商标WindowsWindows 是微软公司的商标。WordPadWordPad 是微软公司的商标。我们推荐客户在库卡学院进行培训，以便能以最佳方式使用我
2、们的产品。有关培训项目信息请访问公司主页 或直接在公司分支机构处获得。该提示表示，如果不采取预防措施，则将将导致死亡或严重的身体伤害。该提示表示，如果不采取预防措施，则可能可能导致死亡或严重的身体伤害。该提示表示，如果不采取预防措施，则可能可能导致轻微的身体伤害。该提示表示，如果不采取预防措施，则可能可能导致财产损失。该提示包含安全相关信息的说明或通用安全措施。该提示不针对个别的危险或个别的预防措施。用来使工作便利或提供进一步说明信息的提示。10/181发布日期:15.02.2011 版本:KSS 8.2 ENDV1zh 库卡系统软件 8.211/181 发布日期:15.02.2011 版本:
3、KSS 8.2 ENDV1zh2 产品说明 2产品说明2.1工业机器人概览工业机器人由下列部件构成：机械手机器人控制器手持式编程器连接线缆软件选项，附件2.2软件组成部分概览概览下列软件组成部分被应用：库卡系统软件 8.2Windows XPe V3.0.02.3库卡系统软件概览(KSS)说明库卡系统软件(KSS)承担着工业机器人运行所需的所有基本功能。轨道设计I/O 管理数据与文件管理等系统中可能还装有其它的工艺数据包，包含与应用程序相关的指令和配置。图 2-1:工业机器人示例1机械手3机器人控制系统2连接线缆4手持式编程器12/181发布日期:15.02.2011 版本:KSS 8.2 E
4、NDV1zh 库卡系统软件 8.2smartHMI库卡系统软件的操作界面称作 KUKA smartHMI(smart 人机对话接口)。特征：用户管理程序编辑器KRL 库卡机器人编程语言用于编程的联机表格信息显示配置窗口等(4.2 操作界面 KUKA smartHMI 页码 37)根据用户的设定，操作界面可能与标准型有所不同。13/181 发布日期:15.02.2011 版本:KSS 8.2 ENDV1zh3 安全 3安全3.1一般3.1.1责任说明本文献中所说明的设备可以是工业机器人，也可以是它其中的一个部件。工业机器人的部件：机械手机器人控制系统手持式编程器连接线缆附加轴（选项）例如：线性滑
5、轨、旋转倾卸台、定位设备软件选项，附件工业机器人符合当前技术水平及现行的安全技术规定。尽管如此，违规使用可能会导致人身伤害、机器人系统及其他设备损伤。只允许在机器完好的状态下按规定且有安全防患意识地使用工业机器人。必须遵守本文献及供货时附带的安装说明使用工业机器人。必须及时排除有安全隐患的故障。库卡机器人有限公司致力于提供可靠的安全信息，但不对此承担责任。即使一切操作都按照安全操作说明进行，也不能确保工业机器人不会造成人身和财产方面的损失。未经库卡机器人有限公司的同意不得更改工业机器人。不属于库卡机器人有限公司的附加部件（工具、软件等等）也可能纳入到工业机器人中。如果由这些部件造成工业机器人损
6、坏，其责任由运营商承担。除安全章节外，本文献中还含有其他安全提示。这些也必须注意。3.1.2按规定使用工业机器人工业机器人只允许用于操作指南或安装指南中“规定用途”一章中提及的用途。其他使用或除此以外的使用都属于违规使用，都是不允许的。生产厂家不承担由此造成的损失。只由运营商自行承担风险。按规定使用还包括始终遵守各单个部件的操作指南和安装指南，尤其应遵守保养规定。违规使用所有不符合规定的使用都属于违规使用，不允许进行。比如其中包括：运输人员和动物用作攀升的辅助工具在允许的运行范围之外使用在有爆炸危险的环境中使用在不使用附加的防护装置的情况下使用在室外使用其他信息请参见工业机器人操作指南或安装指
7、南中“规定用途”一章。14/181发布日期:15.02.2011 版本:KSS 8.2 ENDV1zh 库卡系统软件 8.23.1.3欧盟一致性声明及安装说明此工业机器人是指符合 EC 机械指令的非整机。此工业机器人只有在满足下列前提条件下才允许投入运行：工业机器人已集成到设备中。或 工业机器人与其他机器一起组成一套设备。或 工业机器人装备了欧盟机械指令中规定的设备必备的所有安全功能和防护装置。设备符合欧盟机械指令。对此已通过一致性评价方法进行了确定。一致性声明系统集成商必须为整套设备制作一份符合机械指令的一致性声明。该一致性声明是设备获得 CE 标志的前提。仅允许按照各国的法律、规定及标准来
8、运行工业机器人。机器人控制系统具有符合电磁兼容指令和低压指令的 CE 认证。安装说明工业机器人作为非整机在供货时附带了符合机械指令 2006/42/EG 中附录 II B 规定的安装说明。此安装说明中包含一份根据附录 I 所遵守的基本要求列表以及安装指南。安装说明中指出，非整机在集成到一台或与其他部件一起组装成一台符合欧盟机械指令并具备符合附录 II A 的欧盟一致性声明的机器之前不允许投入运行。安装说明及其附录作为整机的技术文献的一部分由系统集成商保管。3.1.4使用的概念STOP 0、STOP 1 和 STOP 2 是指按照 EN 60204-1:2006 划分的停机定义。概念说明轴范围以
9、度或毫米表示的轴允许运动范围。必须为每根轴定义轴运动范围。停止行程停止行程=反应路程+制动路程停止行程是危险区域的一部分。工作区域机械手允许在工作范围内运动。工作范围由各单个轴范围得出。运营商（用户）工业机器人的运营商可以是对工业机器人的使用负责的企业主、雇主或其委托的专人。危险区域危险区域包括工作范围及停止行程。KCP手持式编程器 KCP（库卡控制面板）具有工业机器人操作和编程所需的各种操作和显示功能。KR C4 的 KCP 的类型叫做库卡 smartPAD。本文献中通常仍使用 KCP 的一般名称。机械手机器人机械装置及所属的电气部件防护区域防护范围处于危险范围之外。安全运行停止安全运行停止
10、是一种停机监控。它不停止机器人动作，而是监控机器人轴是否静止。如果机器人轴在安全运行停止时有动作，则安全运行停止触发安全停止 STOP 0。安全运行停止也可由外部触发。如果安全运行停止被触发，则机器人控制系统会触发一个现场总线的输出端。如果在触发安全运行停止时不是所有的轴都停止，并以此触发了安全停止 STOP 0，则也会触发该输出端。安全停止 STOP 0一种由安全控制系统触发并执行的停止。安全控制系统立即关断制动器的驱动装置和供电电源。提示：提示：该停止在文件中称作安全停止 0。15/181 发布日期:15.02.2011 版本:KSS 8.2 ENDV1zh3 安全 3.2相关人员针对工业
11、机器人定义了下列人员或人员组别：运营商工作人员运营商运营商必须注意遵守劳工法方面的规定。比如其中包括：运营商必须履行其监督义务。运营商必须定期举办培训指导。工作人员在工作之前必须对相关人员就工作的方式和规模以及可能存在的危险进行说明。必须定期进行指导说明。此外，在每次发生意外事故或进行技术更改后必须重新进行一次指导说明。相关人员包括：系统集成商安全停止 STOP 1一种由安全控制系统触发并监控的停止。该制动过程由机器人控制系统与安全无关的部件执行并由安全控制系统监控。一旦机械手静止下来，安全控制系统就关断制动器的驱动器和供电电源。如果安全停止 STOP 1 被触发，则机器人控制系统便触发一个现
12、场总线的输出端。安全停止 STOP 1 也可由外部触发。提示：提示：该停止在文件中称作安全停止 1。安全停止 STOP 2一种由安全控制系统触发并监控的停止。该制动过程由机器人控制系统与安全无关的部件执行并由安全控制系统监控。驱动保持接通状态，制动器打开着。一旦机械手停止下来，安全运行停止即被触发。如果安全停止 STOP 2 被触发，则机器人控制系统便触发一个现场总线的输出端。安全停止 STOP 2 也可由外部触发。提示：提示：该停止在文件中称作安全停止 2。停机类别 0驱动装置立即关断，制动器制动。机械手和附加轴（选项）近轨道制动。提示：提示：此停机类别在文件中被称为 STOP 0。停机类别
13、 1机械手和附加轴（选项）在轨道处制动。1 秒钟后驱动装置关断，制动器制动。提示：提示：此停机类别在文件中被称为 STOP 1。停机类别 2驱动装置不被关断，制动器不制动。机械手及附加轴（选项）通过一个轨道制动斜坡进行制动。提示：提示：此停机类别在文件中被称为 STOP 2。系统集成商（设备集成商）系统集成商是指将工业机器人按照安全规定集成到一套设备并进行投入运行调试的人员。T1手动慢速测试运行方式（250mm/s）附加轴不属于机械手但由机器人控制系统控制的运动轴，例如：库卡线性滑轨、双轴转台、Posiflex概念说明所有在工业机器人上工作的人员，必须阅读并理解含有机器人系统安全章节的文献。1
14、6/181发布日期:15.02.2011 版本:KSS 8.2 ENDV1zh 库卡系统软件 8.2使用者分为：投入运行人员、维修服务人员操作人员清洁人员系统集成商工业机器人必须由系统集成商按照安全规定集成到一套设备中。系统集成商负责以下工作：安置工业机器人连接工业机器人进行风险评估使用必要的安全功能和防护装置开具一致性声明CE 标志的粘贴制作设备的操作指南用户用户须满足以下条件：用户必须接受所从事工作方面的培训。工业机器人上的作业只允许由具有专业资格的人员执行。即受过专业培训、具有该方面知识和经验，且熟知规定的标准，并由此能对准备从事的工作做出正确判断、能够辨别潜在危险的人员。示例工作人员的
15、任务可按下表进行分配。安置、更换、设定、操作、保养和维修工作只允许经特殊培训过的人员按工业机器人各组件的操作指南来进行。工作任务操作人员程序员系统集成商启动或关闭机器人控制系统xxx启动程序xxx选择程序xxx选择运行方式xxx测量（工具，基点）xx校准机械手xx配置xx编程xx投入运行x保养x维修x停止运转x运输x工业机器人电气或机械方面的工作只允许由专业人员进行。17/181 发布日期:15.02.2011 版本:KSS 8.2 ENDV1zh3 安全 3.3工作区域、防护区域及危险区域工作区域必须限定在需要的最小范围内。通过防护装置确保工作区域安全。防护装置（例如防护门）必须位于防护区域
16、中。停机时，机械手和附加轴（选项）被制动并停在危险区内。危险区域包括工作区域及机械手和附加轴（选项）的停止行程。可通过隔离性防护装置对该区域加以保护，以免人员或财产受到损失。3.4停机反应的触发器工业机器人会在操作或在监控和出现故障信息时做出停机反应。下面的表格中列出了停机反应与所设定的运行方式的关系。图 3-1:A1 轴范围示例1工作区域3停止行程2机械手4防护区域触发器T1,T2AUT,AUT EXT松开启动键STOP 2（停机 2）-按下停机键STOP 2（停机 2）驱动装置关断STOP 1（停机 2）输入端无“运行许可”STOP 2（停机 2）关闭机器人控制系统（断电）STOP 0（停
17、机 2）机器人控制系统与安全无关的部件中的内部故障STOP 0 或 STOP 1（取决于故障原因）在运行中切换运行方式安全停止 2打开防护门（操作人员防护装置）-安全停止 1解除确认安全停止 2-按下确认或故障安全停止 1-18/181发布日期:15.02.2011 版本:KSS 8.2 ENDV1zh 库卡系统软件 8.23.5安全功能3.5.1安全功能概览工业机器人具有以下安全功能：运行方式选择操作人员防护装置（=用于闭锁隔离性防护装置的接口）紧急停止装置确认装置外部安全运行停止外部安全停止 1外部安全停止 2T1 速度监控工业机器人的安全功能具备以下能力：符合 EN ISO 13849-
18、1:2008 标准第 3 类第 3 类 和性能级 d性能级 d。这相当于 EN62061 标准的 SIL 2SIL 2 和 HFT 1HFT 1。然而该性能的前提条件如下：紧急停止按键至少每 6 个月操作一次。安全功能涉及以下部件：控制系统 PC 机中的安全控制系统库卡控制面板（库卡 smartPAD）控制柜(CCU)分解器数字转换器(RDC)库卡 Power Pack(KPP)库卡 Servo Pack(KSP)另外还有工业机器人外部部件和其它机器人控制系统的接口。3.5.2安全控制系统安全控制系统是控制系统 PC 的一个内部单元。它把与安全相关的信号以及与安全相关的监控联系起来。安全控制系
19、统的工作：关断驱动器，触发制动监控制动斜坡停机监控（在停机后）T1 速度监控触发紧急停止安全停止 1安全控制系统或安全控制系统外围设备中的故障安全停止 0触发器T1,T2AUT,AUT EXT在安全功能和防护装置功能不完善的情况下，工业机器人可能会导致人员或财产受到损失。在安全功能或防护装置取消激活或被拆下的情况下，不允许运行工业机器人。在规划设备时，也必须规划并设计总设备的安全功能。必须将工业机器人集成到总设备的安全系统中。19/181 发布日期:15.02.2011 版本:KSS 8.2 ENDV1zh3 安全 评估与安全相关的信号触发与安全相关的输出端3.5.3运行方式选择工业机器人可以
20、以下列方式运行：手动慢速运行(T1)手动快速运行(T2)自动运行(AUT)外部自动运行(AUT EXT)3.5.4操作人员防护装置操作人员防护装置信号用于锁闭隔离性防护装置，如防护门。没有此信号，就无法使用自动运行方式。如果在自动运行期间出现信号缺失的情况（例如防护门被打开），则机械手将以安全停止 1 的方式停机。在手动慢速测试运行方式（T1）和手动快速测试运行方式（T2）下，操作人员防护装置不启用。3.5.5紧急停止装置工业机器人的紧急停止装置是位于 KCP（库卡控制面板）上的紧急停止按键。在出现危险情况或紧急情况时必须按下此键。在程序运行期间，请勿更换运行方式。如果在程序运行过程中改变了运
21、行方式，则工业机器人会由安全停止 2 停止。运行方式应用速度T1用于测试运行、编程和示教程序验证：编程速度 最高 250 mm/s手动运行：手动运行速度，最高 250 mm/sT2用于测试运行程序验证：编程速度手动运行：无法进行AUT用于不带上级控制系统的工业机器人编程运行：编程速度手动运行：无法进行AUT EXT用于带有上级控制系统（例如 PLC）的工业机器人编程运行：编程速度手动运行：无法进行在出现信号缺失后，不允许仅仅通过关闭防护装置来重新继续自动运行方式，而是要先进行确认。系统集成商必须对此负责。由此可以避免在危险区域中有人员停留时因疏忽比如防护门意外闭合而继续进行自动运行。确认必须被
22、设置为可事先对危险区域进行实际检查。不具备此种设置的确认（比如它在防护装置关闭时自动确认）是不允许的。如果没有注意这一点，则可能会造成人员死亡、严重身体伤害或巨大的财产损失。20/181发布日期:15.02.2011 版本:KSS 8.2 ENDV1zh 库卡系统软件 8.2按下紧急停止按键时，工业机器人的反应：机械手及附加轴（可选）以安全停止 1 的方式停机。若欲继续运行，则必须旋转紧急停止按键以将其解锁。至少安装有一个外部紧急停止装置。它确保即使在 KCP 已拔出的情况下也有紧急停止装置可供使用。(3.5.7 外部紧急停止装置 页码 20)3.5.6从上一级安全控制系统中退出登录如果机器人
23、控制系统连接了上一级安全控制系统，则机器人控制系统关断时该连接被强制中断。库卡安全控制系统这时发出一个信号，使得上一级控制系统不触发总设备的紧急停止。3.5.7外部紧急停止装置在每个会有机器人动作或其他危险情况发生的工作站上都必须有紧急停止装置可供使用。在此由系统集成商来承担责任。至少安装有一个外部紧急停止装置。它确保即使在 KCP 已拔出的情况下也有紧急停止装置可供使用。外部紧急停止装置通过客户方的接口连接。外部紧急停止装置不包括在工业机器人的供货范围中。3.5.8确认装置工业机器人的确认装置是库卡控制面板上的确认开关。库卡控制面板（KCP）上装有 3 个确认开关。确认开关具有 3 个位置：
24、未按下中间位置完全按下（警报位置）只有当一个确认开关保持在中间位置时，方可在测试运行方式下运行机械手。松开确认开关会触发一个安全停止 2。按下确认开关会触发一个安全停止 1。可以同时将 2 个确认开关临时保持在中间位置。这样，便可以从一个确认开关移至另一个。如果 2 个确认开关都较长时间处于中间位置，则在几秒钟后触发一个安全停止。与机械手相连的工具或其他装置如可能引发危险，则必须将其连入设备侧的紧急停止回路中。如果没有遵照执行这一规定，则可能会造成死亡、严重身体伤害或巨大的财产损失。系统集成商在其风险评估中必须考虑，机器人控制系统关闭时未触发紧急停止的情况是否危险以及如何应对危险。如果没有考虑
25、到这一点，则可能会造成人员死亡、严重身体伤害或巨大的财产损失。当机器人控制系统关闭时，KCP 上的紧急停止按键不起作用。运营商应负责将 KCP 遮盖住或将其从设备中取出。目的是为了防止混淆有效的和无效的紧急停止装置。如果没有注意该措施，则可能会造成人员死亡、严重身体伤害或巨大的财产损失。21/181 发布日期:15.02.2011 版本:KSS 8.2 ENDV1zh3 安全 在出现确认开关功能故障时（夹紧）工业机器人可通过下列方法关停：按下确认开关按下紧急停止装置松开启动键3.5.9外部确认装置在工业机器人的危险区域内有多个人员停留的情况下，外部确认开关的使用非常必要。它通过机器人控制系统上
26、的客户接口来连接。外部确认装置不在工业机器人的供货范围内。3.5.10外部安全运行停止安全停止可通过客户接口上的输入端触发。该状态在外部信号为 FALSE 时一直保持。当外部信号为 TRUE 时，机械手可以重新被操作。此处无需确认。3.5.11外部安全停止 1 和外部安全停止 2安全停止 1 和安全停止 2 可通过客户接口上的输入端被触发。该状态在外部信号为 FALSE 时一直保持。当外部信号为 TRUE 时，机械手可以重新被操作。此处无需确认。3.5.12T1 的速度监控在运行方式 T1 下 TCP 上的速度受监控。如果速度因故障而超过了 250 mm/s，则安全停止 0 被触发。3.6附加
27、防护装备3.6.1点动运行在手动慢速运行方式（T1）和手动快速运行方式（T2）下机器人控制系统只能点动完成一个程序。这意味着：要完成一个程序，必须按住一个确认开关和启动按键。松开确认开关会触发一个安全停止 2。按下确认开关会触发一个安全停止 1。松开启动键会触发一个停机 2。3.6.2软件极限开关通过可设定的软件限位开关，可限制所有机械手和定位轴的轴范围。该软件限位开关仅用作机器防护装置，并设定为可防止机械手/定位设备行驶到机械末端挡板。软件限位开关在工业机器人投入运行时被设定。不允许用胶带或其他辅助材料固定确认开关或以其他方式影响其功能。否则会造成死亡、严重身体伤害或巨大的财产损失。更多信息
28、可在操作及编程指南中找到。22/181发布日期:15.02.2011 版本:KSS 8.2 ENDV1zh 库卡系统软件 8.23.6.3机械终端卡位基本轴 A 1 至 A 3 以及机械手的手轴 A5 的轴范围均由带缓冲器的机械终端卡位进行限制。附加轴上可安装另外的机械终端卡位。3.6.4机械式轴范围限制装置（选项）某些机械手可在轴 A1 至 A3 内装备机械式轴范围限制装置。该可调式轴范围限制装置可将工作范围限制在所要求的最小值。由此提高人员及设备的安全保障。对于没有装备机械式轴范围限制装置的机械手来说，必须使其工作区域在没有装备机械式轴范围限制装置的情况下也不会出现人员损伤和财产损失的情况
29、。如果不能保证这一点，则必须通过设备侧光栅、光幕或障碍物对工作区域进行隔离。在上料和传送区域不允许存在可能会造成割伤或挤伤的地方。3.6.5轴范围监控装置（选项）对某些机械手来说，可在基本轴 A1 至 A3 内装配双信道轴运动范围监控装置。定位轴可以另外配备其他的轴运动范围监控装置。通过轴运动范围监控装置可为轴设定安全区域并进行监控。由此提高人员及设备的安全保障。3.6.6自由旋转装置（选项）说明发生事故或故障后，可借助自由旋转装置手动移动机械手。自由旋转装置可用于基轴驱动电机，也可根据不同机器人类型用于手动轴驱动电机。该装置只允许用于意外或紧急情况，例如用于解救受困人员。操作步骤1.关断机器
30、人控制系统，并做好保护（例如用挂锁锁住），防止未经许可的意外重启。2.拆下电机处的防护盖。3.将自由旋转装置置于相应的电机上，并将轴向所希望的方向运动。方向用电机上的箭头标明。须克服电机机械制动器的阻力，且必要时还须克服额外的轴负载。如机械手或一个附加轴在行驶中撞到障碍物、机械终端止挡位置或轴范围限制处的缓冲器，则会导致工业机器人损坏。将工业机器人重新投入运行之前，须先联系库卡机器人有限公司(10 库卡服务 页码 169)。在继续运行工业机器人之前，所涉及到的缓冲器必须立即用新的替换。如机械手（附加轴）以超过 250 mm/s 的速度撞到缓冲器，则必须更换机械手（附加轴）或由库卡机器人有限公司
31、执行重新投入运行的操作。并非所有类型的机器人都具备此选项。有关特定类型的机器人的信息请询问库卡机器人有限公司。并非所有类型的机器人都具备此选项。有关特定类型的机器人的信息请询问库卡机器人有限公司。运行期间，电机将达到的温度可能导致皮肤烫伤。避免与其接触。请务必采取适宜的安全防护措施，例如佩戴防护手套。23/181 发布日期:15.02.2011 版本:KSS 8.2 ENDV1zh3 安全 3.6.7工业机器人上的标识所有铭牌、说明、图标和标记都是与工业机器人的安全有关的。不允许对其进行更改或将其去除。工业机器人上的标识包括：功率铭牌警告性说明安全图标名称标牌导线标记型号铭牌3.6.8外部防护
32、装置必须使用防护装置以防止人员进入工业机器人的危险区域。该工作由系统集成商负责。隔离性防护装置必须符合下列要求：符合 EN 953 的要求。能够阻止人员进入危险区域并不能被轻易越过。已牢固固定并且能够承受可预见的运行和环境作用力。本身不存在危险且不会引发危险。遵守规定的至危险区域的最小距离。防护门（保养门）必须符合下列要求：其数量限定为所需的最小数量。闭锁装置（例如防护门开关）通过防护门开关装置或安全 PLC 与机器人控制系统的操作人员防护装置输入端相连。开关装置、开关和开关方式符合 EN ISO 13849-1 中第 3 类的规定以及性能级 d 的要求。视危险情况：防护门额外加装了一个闭锁装
33、置，使防护门只在机械手安全停止后才可打开。防护门的确认键装在用防护装置隔离的区域之外。其他防护装置其他防护装置必须按照相应标准及规定内置于设备中。3.7运行方式和防护功能概览下列表格显示在何种运行方式下应激活防护功能。在使用自由旋转装置移动轴时，可能会损坏电机制动器。可能会导致人员伤害及设备损伤。在使用自由旋转装置后必须更换相应的电机。详细信息请见工业机器人部件的操作指南或安装指南中的技术数据。更多信息请见相关的标准及规定。EN953 也同样适用。24/181发布日期:15.02.2011 版本:KSS 8.2 ENDV1zh 库卡系统软件 8.23.8安全措施3.8.1通用安全措施只允许在机器装备技术情况完好的状态下按规定且有安全意识地使用工业机器人。不正确的使用会导致人员伤害及财产损失。即使在机器人控制系统已关断且已进行安全防护的情况下，仍应考虑到工业机器人可能进行的运动。错误的安装（
