KUKA ii感你所感：LBR iiwa開啟靈敏型機器人新紀元

轉載自中國工控網

 100 多年以來，庫卡始終專注於研究工業生產過程的自動化高階解決方案。庫卡代表著德國製造的品質，其機器人及系統分公司在全球機械與系統工程領域的龍頭企業之一。庫卡的產品範圍覆蓋所有傳統工業機器人，所有產品均自主生產。通過 LBR iiwa 這一首款量產且適於工業應用的靈敏機器人，庫卡已將工業自動化的範圍延伸至前所未有的程度，為眾多工業分支效率及生產率的空前提高奠定了基礎。

靈敏至極：LBR iiwa 成就了創新自動化解決方案的奧祕

 首臺工業機器人應用至今已有 40 年，庫卡將憑藉 LBR iiwa 在工業機器人歷史上開啟一個全新的時代。“ LBR”代表“輕型機器人” ，“ iiwa”則代表“智慧型工業助手”。作為第一種適用於人機協作的量產靈敏機器人，LBR iiwa 為自動化領域開啟了新的篇章。LBR iiwa 在所有 7 個軸上都配置了扭矩感測器，並採用安全技術；有效載荷為 14 公斤的LBR iiwa其載重自重比達到 0.47。

LBR iiwa 是絕對安全且觸感靈敏的操作助手：

1、可根據實際狀況進行感知、檢測和響應，並智慧化連線。利用其內部整合的扭矩感測器，LBR iiwa可以完成受力控制的連線操作及過程監測中所需高精度自動化裝配任務。控制器為此進行了優化，簡化在複雜應用情況下的快速啟動，從而使機器人成為人工操作的第三隻手。

2、機器人革命觸感靈敏。LBR iiwa在所有7個軸上都整合了敏感的扭矩感測器，從而使得輕型機器人具有觸感探測能力和可程式設計的隨動性。它掌控著受力控制的連線操作及連續路徑操作，在這些應用中必須靈敏確定物體的位置。它還能處理易碎及敏感物體，而不會使其破損。得益於 LBR iiwa 所具有的高靈敏性，在很多應用中，可以使用簡單、低成本的工具。

3、使創新型自動化解決方案的實現成為可能。在現代製造環境下，產品與型號日趨多樣，對靈活性和適應性提出了極高的要求。而且，隨著勞動力老齡化現象的出現，需要為自動化行業的發展尋找新的解決辦法。LBR iiwa 正是這樣的解決方案。它為創新、滿足未來需求的生產過程奠定了基礎，且更符合人體工程學 ，更高效 ，更靈活 ，成本效益更高。

4、保護材料和裝置。可對LBR iiwa的所有關節和直角座標軸進行單獨程式設計，來設定它的隨動性。使其能夠安全搬運靈敏部

件並準確施加力對其進行組裝，從而避免產生次品或碰撞損失。

5、採用輕型結構、靈敏且響應速度快。由於採用了先進的輕型設計，LBR iiwa 需要驅動的質量很輕。結合高效能伺服控制，使其能在力控制模式下快速跟隨工件輪廓表面。

安全至臻：LBR iiwa 實現了人機安全協作的方式

    LBR iiwa 的 7 個軸上均裝有整體式的力矩感測器，採用了安全技術。這在全球範圍內是絕無僅有的。它能夠對輕微的外力做出反應，並具有安全碰撞保護功能。當發生意外接觸時，LBR iiwa 會立即把運動速度降下來，從而把動能限制在可避免傷害的範圍內。

LBR iiwa 竭力實現最大產能：

1、無需防護欄降低相關成。人類與機器人安全協作時，無需採取大量安全預防措施，LBR iiwa 已在其 HRC 包中整合了所有必要措施，免去了安全裝置、電路及防護欄通常所需的附加成本以及相關空間要求。同時，LBR iiwa 開創了之前因安全要求無法滿足而不能實現的全新自動化解決方案。人類與機器人可共用一個工作區，且兩者之間的任務能夠得到最佳分配。例如，採用LBR iiwa，節省了昂貴的進給系統及生產區費用。

2、攜手實現更高生產率。LBR iiwa 可以以演示這種最直觀的程式設計方式來示教：操作員用手將機器人引導至正確位置，移動路徑上各點的座標能同時存入機器人程式。示教過程快速而又簡單，且無需具備程式設計知識。這個功能尤其適用於成本效益高的自動化作業，即便是小批量或多樣化的生產中。LBR iiwa 具有多種安全功能，例如安全碰撞檢測功能 ，力檢測功能 ，安全慢速功能，安全工作空間監控功能。這些安全功能的效能 等級為PLd ，裝置整合商可以採用這些功能來實現典型的人機協同柔順機器人應用。

3、由於採用了安全扭矩感測器，操作員可通過動作進行直觀控制。員能夠通過簡單的動作（例如觸控機器人）來影響和控制機器人的工作次序。不僅直觀，而且無需附加其它控制設。

4、新安全外形。LBR iiwa 採用全鋁外殼，大幅減輕了重量並提高了安全性。得益於無邊緣流線型設計，LBR iiwa 還消除了所有擠壓和剪下危險，從而降低了人機協作時的風險。

靈活至極：LBR iiwa 具有廣闊的潛在應用範圍

LBR iiwa 使機器人具有了更高的運動性：

   1、可通過多種路徑到達目標點。LBR iiwa 的運動系統根據人體手臂設計而成。因此，末端工具的位置可以有多種軸 位 置 組合方式 。LBR iiwa可輕易覆蓋圓形輪廓表面，從而可以用最節省空間的方式對作業順序進行程式設計。尤其是在空間狹小、難以安裝的生產系統中，LBR iiwa 能發揮高度靈活的操作助手作用。

   2、一臺機器人三種控制器模式。在“位置控制器”模式下，LBR iiwa將按照要求以設定速度移至所需位置。在“重力補償”模式下，LBR iiwa 可發揮有效操作助手的作用。它能精確地補償載荷重量，因此僅需施加極小的外力便能使它進行移動。在“隨動控制器”模式下，可以分別對 LBR iiwa 所有軸進行平移和旋轉配置，從而優化機器人的特徵，使其適於特定任務。同時還能產生特定的力量施加在某個動作上。

   3、7 軸可最大程度地提高多功能性。LBR iiwa 輕 型 靈敏 機 器人的低重量、緊湊的外形以及高效負載確保其適合移動操作。可以將它安裝在移動滑臺上執行各種工作，它能不斷變換工作地點； 根據工作的具體需求； 單獨工作或者與人協同工作。達到其工作位置後，它能利用其所整合的靈敏性進行自動而精準地自我校準。

   4、LBR iiwa 還簡化了外圍裝置。環境變化，效能不變機器人越是靈敏，就越能簡單使用、更是成本效益高的工具，同時降低相關維護要求。無需對工具的機械順從性做出要求，僅需通過 LBR iiwa 自身便可實現。這樣通過更改控制器內的引數便可快速靈活地實施工藝調整，從而提高自動化作業的成本效益，尤其體現在小批量生產中。

   5、模組化、開放且易於程式設計。對機器人順序進行程式設計和整合外部感測器時，LBR iiwa 始終採用 Java 技術帶來的強大優勢包括：全球分佈，藉助外部函式庫而實現的高識別水平及快速擴充套件性，而且其中有些為免費開源軟體。 利用 LBR iiwa，使用者在規劃和實施自動化流程時可以獲得更大的靈活性。

   6、環境變化，效能不變。工件未準備放入料倉，套筒未與軸精確對齊。即便在這種情況下，藉助內建的感測器，LBR iiwa 依然能抓起工件並準確進行組裝，而無需使用昂貴的外圍裝置。在組裝過程中，與位置受控型機器人不同，其可以施加力量，以便如同感應一般進行工件安裝。利用內建的感測器，可通過力量和位置來監測安裝是否正確。

精準至微：LBR iiwa 處理高要求任務的方式

LBR iiwa 能夠精確瞭解過程動態:

   1、LBR iiwa 的內在品質保證了其具有極高的精度。要實現精確校準，傳統機器人

需要外部輔助，而 LBR iiwa 自身就能輕鬆搞定。利用所整合的校正感測器，它能自動實現自我校正。這樣，不僅無需使用電子校正裝置，而且節約了時間。

   2、偏差範圍極小路徑度高。LBR iiwa 所 有齒輪箱都設 計 為高精度，並且製造公差極小。所以它的重複精度高達 ±0.1 毫米。在進行路徑控制時，由於機器人考慮了力矩訊號，所以 LBR iiwa實現了特有的平穩執行。依靠高精度，LBR iiwa可以完成世界上其它工業機器人所不能完成的高要求組裝任務。

  3、過程可詳細追蹤。當 LBR iiwa 完成自動化任務時，它能持續同時記錄過程引數和力量。因此，無需耗費時間和成本高昂的外部質量控制，便可對其精確作業實時進行追蹤。反之，也能顯著簡化自動化過程，並提高其靈活性。

  4、即便在不同工件的情況下也能實現精確軌跡。得益於其柔順性，LBR iiwa 能對不規則表面進行追蹤並加工，無需對路徑 進行精確程式設計或對工件精確定位。機器人能靈敏並自主追蹤工件輪廓表面，不會穿透表面或脫離表面。LBR iiwa 能對不規則的工件表面進行軌跡自動補償。而且，相較於傳統工業機器人，由於它能以更快的速度移動至接觸點，所以工作節拍更快。

  5、整合媒介，完美法蘭。對於複雜裝配任務及安裝空間狹小的場合，LBR iiwa 是首選助手。為了避免分裂輪廓，從基底至創新型法蘭，所有媒介都通過機器人手臂以完全內部方式進行佈設。僅在工具或已安裝感測器附近鋪設電力及壓縮空氣線路，現場匯流排鋪設於機器人外部。媒介法蘭具有電動及氣動兩種形式可供選擇。

LBR iiwa機器人革命性的新技術

  1、掌控未來：KUKA Sunrise。創新型 LBR iiwa 機器人採用了專屬開發的KUKA Sunrise 控制技術、 KUKA Sunrise Cabinet 控制硬體及 KUKA Sunrise . OS 控制軟體。KUKA Sunrise Cabinet 集全系統的安全控制、機器人控制、邏輯控制和過程控制於一身。憑藉優化的介面、可擴充套件性、效能和開放性，它能夠毫無侷限地實現完全自動化。在未來，它還可以通過一臺控制器操控多個輕 型機器人。

  2、規劃成功：KUKA Sunrise.Workbench。新型 KUKA Sunrise. Workbench 程式設計、啟動和除錯工程套件。與以往相比，它能讓操作員更直觀、更輕鬆地操控 LBR iiwa。 程式編輯器能夠通過內建的手冊、自動完成功能以及高亮顯示程式程式碼中的語法和錯誤等功能提供大力支援。

  3、採用全新使用者介面的KUKA smart PAD。利用經實踐檢驗的 KUKA smartPAD以及其重新設計的使用者介面，該裝置能以與 LBR iiwa 同等智慧的方式進行操作。螢幕上有清晰的圖示顯示，可直觀實現所需功能，同時彩色LED狀態指示能快速反饋機器人系統的現狀。通過簡單的點選便能獲取詳細資訊和問題的解決方案。得益於多種視覺化功能，smartPAD 簡化了作業內容，並同時提高了安全性和生產率。