21世纪的今天，机器人离我们的生活越来越近，越来越多的工作正在被机器人所取代，同时也让很多人感到焦虑，焦虑的是自己的工作如何才能不被机器人所取代呢？我觉得，解决这个问题的最好办法就是自己主动去学习机器人，去掌握一门机器人无法代替得技术。那么从今天开始就跟着我一起来学习工业机器人如何使用吧！(本教程以库卡机器人为说明对象)

下面开始我们的第一章学习内容：

一、KUKA 机器人系统的结构和功能

1.1机器人介绍

问：什么是机器人？

答：机器人Roboter这个概念源于斯拉夫语中的字“robota”，是“重活”的意思

工业机器人这个词的官方定义为： “ 机器人是一种可自由编程并受程序控制的操作机。”

控制系统、操作设备以及连接电缆和软件也同样属于机器人的范畴。

工业机器人

1 控制系统 (控制柜 (V)KR C4)

2 机械手 (机器人机械系统)

3 手持操作和编程器 (库卡 smartPAD)

所有不包括在工业机器人系统内的设备被称为外围设备，它们是：

n 工具 (效应器 /Tool)

n 保护装置

n 皮带输送机

n 传感器

n 等等

1.1、库卡机器人的机械系统：

问：什么是机械手？

答：机械手是机器人机械系统主体。 它由众多活动的、相互连接在一起的关节(轴)组成。 我们也称之为运动链。

机械手

1 机械手 (机器人机械系统)2 运动链的起点： 机器人足部 (ROBROOT)

3 运动链的开放端： 法兰 (FLANGE)

4、A1... A6：机器人轴 1 至 轴6

各根轴的运动通过伺服电机有针对性的调控而实现。这些伺服电机通过减速器

与机械手的各部件相连。

机器人的机械零部件概览

1、底座 2、转盘 3 、平衡配重4、连杆臂5、手臂 6、手

机器人机械系统的部件主要由铸铝和铸钢制成。 在个别情况下也使用碳纤维部件。

各根轴从下 (机器人的足部)到上 (机器人法兰)编号：

库卡机器人自由度

以下是库卡产品系列中机械手的技术数据选摘

n 轴数：4 (SCARA 机器人和平行四边形机器人)至 6 (标准垂直折臂机器人)

n 作用范围： 从 0.35m (KR 5 scara) 直至 3.9 m (KR 120 R3900 ultra K)

n 自重：从 20 kg 直至 4700 kg

n 精确度：0.015 mm 至 0.2 mm 重复精度。

1.3 机器人控制系统 (V)KR C4

问：谁控制机器人的运动？

答：机器人机械系统由伺服电机控制运动，而该电机则由 (V)KR C4 控制系统控制。

控制系统 (V)KR C4

(V)KR C4 控制系统的属性

n 机器人控制系统 (轨迹规划)： 控制六个机器人轴以及最多两个附加的外部轴。

(V)KR C4 轴调节器

n 流程控制系统：符合 IEC61131 标准的集成式 Soft PLC

n 安全控制系统

n 运动控制系统

n 通过总线系统 (例如：ProfiNet、以太网 IP、Interbus)的通讯可能性：

n 可编程控制器 (PLC)

n 其它控制系统

n 传感器和执行器

n 通过网络的通讯可能性：

n 主机

n 其它控制系统

(V)KR C4 的通讯途径

1.4 KUKA smartPAD

问：如何操作库卡机器人？

答：KUKA 机器人的操作通过手持操作器 (即 KUKA smartPAD)进行。

KUKA smartPAD

KUKA smartPAD 的特点：

n 触摸屏 (触摸式操作界面)，用手或配备的触摸笔操作

n 大尺寸竖型显示屏

n KUKA 菜单键

n 八个移动键

n 操作工艺数据包的按键

n 用于程序运行的按键 (停止 / 向前 / 向后)

n 显示键盘的按键

n 更换运行方式的钥匙开关

n 紧急停止按键

n 3D 鼠标

n 可拔出

n USB 接口

1.5 smartPAD 概览

1、用于拔下smartPAD的按钮

2、用于调出连接管理器的钥匙开关。 只有当钥匙插入时，方可转动开关。(可以通过连接管理器切换运行模式)

3、紧急停止键。用于在危险情况下关停机器人，紧急停止键在被按下时将自行闭锁。

4、3D鼠标，用于手动移动机器人。

5、轴操作键，用于手动移动机器人。

6、用于设定程序倍率的按键(即机器人在执行程序时的运动速度)

7、用于设定手动被倍率的按键(即手动操作机器人时机器人的运动速度)

8、主菜单按键，用来在显示屏上将主菜单调出来。

9、工艺键，工艺键主要用于设定工艺程序包中的参数。 当安装的工艺程序包不同时，按键也会有不同作用。

10、启动键，用于手动启动机器人程序。

11、逆向启动键。 用逆向启动键可逆向启动一个程序。 程序将逐步运行。

12、停止键，用于停止正在运行的程序。

13、键盘按键显示键盘。 通过此按键可在需要时在显示屏上调出软键盘，通常情况下不比显示。

1.6 机器人编程

通过机器人编程可保证运动过程和流程将自动完成并始终可反复。 为此，控制

器需要大量的信息：

n 机器人位置 = 工具的空间位置

n 动作类型

n 速度 / 加速

n 等候条件、分支、相关性等信号信息

问：控制器使用哪种语言？

答：编程语言是 KRL - KUKA Robot Language (库卡机器人编程语言)。

程序举例：

问：库卡机器人如何编程？

答：KUKA 机器人可用不同的编程方法编程：

n 以示教 (Teach-in) 法在线编程。

n 离线编程

n 图形辅助的互动编程：模拟机器人过程

n 文字编程：借助于 smartPAD 界面在上级操作 PC 上的显示编程 (也适用于诊断、在线适配调整已运行的程序)

1.7 机器人安全性

机器人必须在足够安全的情况下才可以使用，这就需要机器人系统装备相应的安全设备。

例如：隔离性防护装置 (防护栅、门等等)、紧急停止按键、失知制动装置、轴范围限制置等等。

安全设备

1、防护栅

2、轴 1、2 和 3 的机械终端止挡或者轴范围限制装置

3、防护门及具有关闭功能监控的门触点

4、紧急停止按钮 (外部)

5、紧急停止按钮、确认键、调用连接管理器的钥匙开关

6、内置的 (V)KR C4 安全控制器