库卡机器人的安全模块是一个综合性的安全防护体系，旨在确保机器人在操作过程中的人员和设备安全，其核心功能与实现方式如下：
一、核心安全功能
紧急停止（急停）
功能：通过控制面板上的急停按钮，立即切断驱动器电源并保持制动，使机器人迅速停止运动。
应用场景：在测试模式或自动模式下，遇到危险时触发，防止事故扩大。
扩展性：支持多个急停系统串联，通过专用接口实现集中控制。
安全门与光栅保护
功能：当安全门被打开或光栅被遮挡时，机器人自动停止运动，防止人员进入危险区域。
复位机制：需通过确认信号（如X11接口的5-6&23-24针脚）复位后，机器人方可恢复运行。
使能开关控制
功能：控制面板设有三处使能开关，中间开关允许机器人运动，其他开关可安全停止危险运动并分离驱动。
协作模式：支持外部使能装置连接，实现双人协作操作，确保安全。
工作空间限制
机械限位：在三个主要轴上安装机械停止附件，限制物理运动范围。
软限位：通过软件设置使能软限位，限制所有轴的运动范围，防止超出安全区域。
安全运行停止（BBRA）
功能：在抵达预设区域边界前自动制动，避免碰撞或越界。
应用场景：适用于人机协作或精密操作场景。
二、安全信号接入方式
X11安全接口
外部急停按钮（1-2&19-20针脚）
安全门/光栅信号（3-4&21-22针脚）
复位确认信号（5-6&23-24针脚）
安全运行停止信号（7-8&25-26针脚）
结构：X11航空插头包含双通道安全信号，通过线缆插针方式接入SIB板（安全接口板）。
信号类型：
优势：独立于IO模块，确保安全信号的可靠性。
安全总线系统
PROFIsafe：通过PROFINETP通讯，需PLC支持安全功能（如西门子S7-1215FC）。
CIPsafety：基于EtherNet/IP，需AB的GuardLogix PLC。
FSoE：基于EtherCAT，需倍福嵌入式控制器（如CX2020）。
基于以太网的现场总线：
软件支持：需安装KUKA备选软件包（如KUKA.PROFINET MS.kop、KUKA.SafeOperation.kop）。
扩展型安全接口板（SIB-Ext）
功能：当现场需要更高防护要求时，选装扩展型SIB板，支持更多安全信号接入。
配置：需安装SafeOperation选项包，实现复杂安全场景管理。
三、安全软件包：SafeOperation
核心功能
空间监控：支持多达16个用户自定义监控空间（笛卡尔或轴相关定义），以及1个固定单元区域。
速度监控：监控轴速、轴加速及笛卡尔速度，确保运动安全。
安全工具模型：为最多16件安全工具制作模型，防止工具碰撞。
自动化零点标定：通过参考点开关或外部系统完成零点复归测验。
工作原理
软件与硬件结合：集成新一代安全软件和硬件组件，定义并监控工作空间和防护区域。
人机协作支持：通过安全运行停止功能，缩短手动操作距离，提升协作效率。
应用场景
人机协作：在手动装载站中使用，确保操作员与机器人安全交互。
精密制造：通过空间监控和速度控制，实现高精度操作。
汽车制造：用于安全性能检测，模拟碰撞测试，提升汽车安全指数。
四、安全模块的优势
高可靠性：双通道安全信号设计，确保系统冗余。
灵活性：支持多种安全信号接入方式，适应不同工业场景。
集成性：SafeOperation软件包集成多种安全功能，简化配置。
协作支持：通过人机协作功能，提升生产效率与安全性。
