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核心思路：KUKA.ArcTech 软件包 + 数字总线通讯优先 + 大功率数字化 MAG 电源 + 水冷重载焊枪 + 四层送丝 + 焊缝跟踪，厚板重点解决大电流持续输出、送丝稳定、多层多道参数联动、侧壁未熔合问题。

一、库卡侧必备软件包（KSS8.2/8.5/8.7）

1. KUKA.ArcTech Basic（必装）：基础弧焊指令、起弧 / 收弧、参数集管理、EasyTeach 示教；示教器直接调用多套焊接参数集，多层多道非常方便

2. KUKA.ArcTech Advanced（推荐厚板必选）：支持摆动波形（三角 / 梯形 / 自定义摆动）、自适应焊接、故障策略（引弧失败断弧保护）、电弧跟踪接口；厚板坡口侧壁熔合靠摆动 + 电弧跟踪

3. KUKA.SeamTech Tracking（选配）：激光焊缝跟踪，厚板工件来料公差大、拼板间隙波动，必须上激光跟踪；厚板坡口一旦偏一点就会未熔合

调试工具：WorkVisual，内置主流焊机预配置文件（福尼斯 Fronius、肯比 Kemppi、EWM、奥太、麦格米特、林肯 Lincoln），直接导入配置，不用从零写信号映射

二、焊机选型（厚板碳钢，≥10mm，多层多道 MAG）

1）功率选型厚板连续多层多道，电弧持续时间长，严禁按 50% 暂载率选型

• 10~20mm 厚板：500A 数字化 MAG 焊机（100% 暂载≥400A）

• ＞20mm、大坡口、深熔透：600A/630A 数字化电源

推荐品牌：Fronius TPS500i、Kemppi A7、EWM、奥太 MAG630、麦格米特；必须数字化机器人专用款，带总线接口，普通手工焊机不能直接适配。 气体：80% Ar+20% CO₂混合气体；厚板大电流低飞溅工艺。

2）通讯方式优先级（库卡 + 厚板场景）

1. 总线通讯（首选，EtherCAT/Profinet）焊机和机器人双向数字交互，电流、电压、送丝速度、故障代码、弧压反馈实时闭环；多层多道参数切换无延迟，精度最高。WorkVisual 里直接加载焊机厂商预定义 GSDML 文件，一键配置。 福尼斯、肯比、EWM 原生支持 EtherCAT，KRC4/KRC5 控制柜原生支持 EtherCAT。

2. 模拟量 0~10V（备选，老款焊机）AO 输出设定电流 / 送丝，AI 回读实际电流电压；缺点：漂移大、无故障报文、参数切换精度差，厚板多层多道不推荐长期量产。

3. 硬接点 DI/DO：只做起弧、停弧、故障复位，不能用来精确控制焊接参数。

总线优势：示教器上直接切换焊机参数通道，每一层焊道调用独立参数集，起弧 / 收弧、摆动参数联动，厚板多层多道调试效率提升巨大。

三、送丝系统

厚板焊丝一般 φ1.2 / φ1.6mm，大电流送丝量大，推荐四轮驱动送丝机（4 轮压紧，驱动力强，不容易打滑丢转）

• 送丝机安装：优先机器人本体外置送丝机，不要远距离长软管；管线尽量短，减少弯折

• 送丝软管：厚板碳钢可用钢丝内衬，定期清理铁屑；如果后续还要兼顾铝板，换成 PTFE 特氟龙

• 送丝机信号：总线通讯时送丝速度由焊机闭环控制；库卡 ArcTech 下发参数通道号，焊机内部执行。

四、焊枪选型

厚板持续大电流，必须水冷焊枪，气冷绝对扛不住长时间连续焊接，喷嘴和导电嘴快速烧损。

1. 规格：500A/600A 水冷机器人焊枪（宾采尔、TBi）

2. 枪颈：30° 通用，深坡口选 45°；优先空心手腕机器人（KR CYBERTECH ARC 系列），内置电缆，线缆拖拽疲劳低，TCP 稳定

3. 机器人负载校核：焊枪 + 水冷电缆 + 防碰撞 + 送丝管总重量，要在手腕负载余量内

• KR16 R2010：16kg 负载，常规 500A 水冷枪够用

• KR22 R3100：22kg，长行程、大工件、变位机联动厚板首选

4. 配件：磁力防碰撞传感器（接入机器人安全回路）；大口径喷嘴，匹配 TSC 清枪站；大孔径导电嘴适配 φ1.6 焊丝。

五、库卡程序与厚板多层多道编程要点（ArcTech）

1. 焊接指令：ARC指令，调用不同参数集 DataSet，打底 / 填充 / 盖面各一套独立参数

2. 摆动（厚板重中之重）：开启梯形摆动 Trapezoid，坡口两侧增加停留时间，保证侧壁熔合；单层摆动宽度逐层加大，匹配坡口宽度

3. 起弧：起弧电流斜坡上升，打底焊防止烧穿；起弧位置可以预留引弧板

4. 收弧：开启弧坑填充，降低送丝速度，填满弧坑，防止厚板弧坑裂纹；把弧坑移出受力区域

5. 多层多道策略：

• 分段跳焊，控制工件热变形

• 层间等待冷却（ArcTech 可设置等待时间，或者靠温度传感器）

• 每层程序调用不同摆动幅度、电流电压

6. 时序：预送气、滞后停气；厚板大熔池，滞后停气 2~3s 保护高温焊缝。

六、配套外设

1. 清枪剪丝站：厚板 MAG 飞溅大，每 3~8 道焊缝调用清枪，清理喷嘴飞溅、剪丝，保证气体保护稳定；喷嘴规格必须匹配清枪铣刀

2. 水冷机：水冷焊枪配套独立冷水机，水温恒温，防止枪头过热、漏水

3. 变位机：厚件尽量用双轴变位机，把焊缝转到平焊位置，降低焊接难度；变位机作为库卡外部轴联动（KUKA External Axis），同步运动焊接

4. 焊缝跟踪：电弧跟踪（ArcSense，低成本）适合坡口均匀工件；激光跟踪适合坡口间隙波动大、来料公差大的重型厚板件，防止焊偏、侧壁未熔合。

七、适配调试步骤

1. WorkVisual 新建项目，加载 KUKA.ArcTech 备选软件包，导入焊机厂商预配置文件

2. 总线配置（EtherCAT），控制柜和焊机网线连接，下载项目到 KRC，重启激活

3. 信号校验：起弧、停弧、故障、参数通道切换，双向通讯测试，确认示教器能读取焊机实际电流电压

4. 焊枪标定：TCP 标定；带激光跟踪的要做跟踪传感器标定

5. 试板工艺评定：打底、填充、盖面分别试焊，做 UT 探伤验证熔深、未熔合、气孔缺陷

6. 多层多道程序编写，摆动参数优化，层间等待设置

7. 批量试生产，优化清枪频次，监控焊机负载、送丝稳定性

八、常见坑

1. 只看焊机峰值电流，忽略100% 暂载率，连续焊几分钟就过热降电流，熔深不足

2. 模拟量控制厚板多层多道，电压漂移，成型不稳定 → 尽量上总线

3. 选用气冷焊枪，连续大电流，喷嘴很快烧变形，TCP 漂移

4. 摆动只用正弦波，坡口两侧停留时间为 0 → 侧壁未熔合，UT 探伤不合格，厚板最致命缺陷

5. 送丝机驱动力不足，大电流 φ1.6 焊丝打滑，送丝不稳，电弧忽大忽小

6. 工件热变形大，没有激光 / 电弧跟踪，后面几层焊偏

九、典型推荐整套配置（厚板碳钢 10~25mm，钢结构 / 工程机械）

• 机器人：KR CYBERTECH KR16 R2010 / KR22 R3100，空心手腕

• 控制柜：KRC4 / KRC5

• 软件：ArcTech Basic + Advanced

• 焊机：Fronius TPS500i / Kemppi A7 500，EtherCAT 总线

• 送丝：四轮驱动外置送丝机，φ1.6 焊丝

• 焊枪：宾采尔 500A 水冷机器人焊枪，磁力防撞

• 选配：激光焊缝跟踪、双轴变位机、TSC 清枪站。