库卡机器人 EMD 机械零点标定时,预校准位(Prealignment Position) 是轴的精准初始定位要求,核心是将各轴手动移动到刻线 / 刻度对齐的机械基准位(偏 + 方向),让 EMD 顶针能顺利入槽、标定无卡滞,这是 EMD 标定成功的前提(位置错误会导致 EMD 报警、标定失败甚至顶针损坏)。
以下是全型号通用的预校准位操作规范,含轴位识别、手动移动方法、精准对齐技巧、多轴标定姿态要求,适配 KR AGILUS/KR QUANTEC/KR CYBERTECH 等主流库卡机器人,步骤可直接落地实操:
一、预校准位核心原则(3 条必守,避免标定失败)
机械对齐:各轴的刻度线 / 刻点 / 凹槽需精准对齐(不同轴的基准标识不同,见下文),对齐误差≤0.5°;
方向要求:对齐后轴的位置需偏向正(+)方向(微小偏移,约 0.1~0.3°),禁止偏向负(-)方向(会导致 EMD 顶针顶死,无法入槽);
姿态固定:4/5/6 轴标定时,1/2/3 轴必须保持预校准位姿态不动(机械联动限制,移动会导致 4-6 轴基准偏移)。
二、先识别各轴预校准位的机械基准标识
库卡机器人各轴的预校准位标识均在关节旋转处的机械外壳上,分刻线对齐、刻点对齐、凹槽对齐三种,不同轴的标识位置固定,一眼可识别:
表格
| 轴号 | 基准标识类型 | 具体位置 / 对齐要求 |
|---|---|---|
| J1(底座旋转轴) | 刻线 + 刻度对齐 | 底座与立柱的白色刻线对准,刻度值为0° 附近(偏 + 方向) |
| J2(大臂俯仰轴) | 刻线对齐 | 大臂与立柱的三角刻线精准贴合,无错位 |
| J3(小臂伸缩轴) | 刻点对齐 | 小臂与大臂的圆形刻点对正,重合无偏移 |
| J4(腕部旋转轴) | 凹槽对齐 | 腕部法兰处的矩形凹槽与 EMD 顶针对齐(标定前临时对齐) |
| J5(腕部俯仰轴) | 刻线对齐 | 腕部关节的细刻线对准外壳基准线 |
| J6(末端旋转轴) | 刻点对齐 | 末端法兰的小刻点与腕部基准点重合 |
提示:部分新款机器人(如 KR IONTEC)在轴外壳贴有 **“0”/“CAL”** 标识,直接对齐该标识即可。
三、预校准位手动精准移动步骤(T1 模式,关节坐标系)
所有轴的预校准位均在T1 模式 + 关节坐标系下移动,禁止用直角 / 工具坐标系(会导致多轴联动,无法单轴精准对齐),步骤统一且通用:
前期准备
切 T1 模式,登录专家权限(密码 KUKA),示教器切换关节坐标系(坐标切换键,显示 “J1/J2/J3”);
机器人周边清空,无干涉,各轴无报警、使能键有效,卸载末端所有负载(抓手 / 工装);
拧开待校准轴的校准帽(六角扳手,部分轴为卡扣式),露出标定凹槽 / EMD 对接位,做好 EMD 连接准备。
单轴粗调(快速接近预校准位)
示教器按单轴点动键(如 J1+/-),低速点动(速度调至1%~5%,示教器速度滑块拉至最左);
移动至轴的基准标识即将对齐时,松开点动键,停止移动(粗调误差控制在 5° 内)。
单轴精调(精准对齐 + 偏 + 方向)
保持低速,点动单次脉冲(轻按点动键即松,每次移动≤0.1°),直至基准标识完全对齐;
对齐后,轻按一次 + 方向点动键(仅一次),让轴微小偏移至 + 方向(约 0.1~0.3°,肉眼几乎不可见,手感应无卡滞);
松开使能键,检查轴的位置:标识对齐 + 偏 + 方向,无回退,即为预校准位到位。
轴位锁定
到位后,保持示教器使能键松开,禁止触碰任何点动键;
若多轴标定,先完成 J1-J3 校准位,固定 J1-J3 姿态(可用示教器 “轴锁定” 功能,部分型号支持),再移动 J4-J6。
四、多轴标定的预校准位姿态要求(关键,避免联动偏移)
库卡机器人的机械结构为串联联动,J4-J6 的标定依赖 J1-J3 的姿态,因此标定时需按 **“J1→J2→J3→J4→J5→J6”** 的顺序操作,且前序轴到位后全程不动:
J1-J3 标定:单独依次完成各轴预校准位,无联动要求,完成后锁定 J1-J3(禁止点动);
J4 标定:J1-J3 保持预校准位,仅点动 J4 完成预校准位,对齐后锁定 J4;
J5 标定:J1-J4 保持不动,仅点动 J5 完成预校准位,对齐后锁定 J5;
J6 标定:J1-J5 保持不动,仅点动 J6 完成预校准位,对齐后直接连接 EMD 标定。
核心:每次仅移动当前待标定轴,其余轴完全固定,否则会导致已对齐的预校准位偏移,标定精度大幅下降。
五、EMD 对接与预校准位二次校验
预校准位到位后,连接 EMD 前需做二次校验,确保位置无偏差,避免 EMD 报警:
将 EMD 顶针对准轴的标定凹槽,轻轻推入,若顶针能顺利嵌入凹槽(无卡滞、无顶死),说明预校准位正确;
若顶针无法嵌入 / 顶死,说明轴偏向 - 方向,需轻按一次 + 方向点动键,微调后再试;
EMD 连接后,示教器EMD 连接灯变绿(无红灯 / 黄灯),即为预校准位 + EMD 对接双合格,可启动标定。
六、常见预校准位操作错误与快速修正
表格
| 错误现象 | 核心原因 | 修正方法 |
|---|---|---|
| EMD 顶针无法入槽,卡滞严重 | 轴偏向 - 方向,预校准位过位 | 轻按 + 方向点动 1 次,微调至 + 方向,重新对接 EMD |
| 标识对齐后,EMD 灯黄灯报警 | 对齐误差过大(>0.5°) | 按单次脉冲精调,直至标识完全对齐,误差≤0.5° |
| J4-J6 标定后坐标偏移 | J1-J3 姿态变动,未锁定 | 重新恢复 J1-J3 预校准位,锁定后重新标定 J4-J6 |
| 轴点动时卡顿,无法精准对齐 | 轴有负载 / 关节卡滞 | 卸载末端负载,对关节做润滑保养,再重新点动 |
| 新款机器人无明显标识 | 未找到贴标位置 | 查看轴外壳 **“0”/“CAL”** 贴标,直接对齐该标识 |
七、实操优化技巧(提升标定效率与精度)
速度控制:全程用1% 低速,精调时用单次脉冲,禁止高速点动(易过位,需反复微调);
视觉辅助:对齐时用手电筒照射基准标识,避免光线不足导致对齐误差;
手感判断:偏 + 方向微调时,以 **“轻按即松、手感应无卡滞”** 为标准,无需刻意看数值;
批量标定:若多台同型号机器人标定,可记录首台各轴预校准位的关节角度数值,后续机器人直接点动至该数值,再微调标识对齐,提升效率。
八、标定完成后预校准位收尾操作
单轴标定完成后,立即断开 EMD,拧回校准帽(拧紧,防止灰尘进入编码器);
所有轴标定完成后,点动各轴至非预校准位(避免长期停留在基准位导致关节应力);
保存标定数据,重启控制器,执行零点精度验证(点动至原位置,核对关节角度误差≤0.01°)。
关键总结
预校准位的核心是 **“单轴低速精调 + 标识精准对齐 + 微小偏 + 方向”**,且 J4-J6 标定时必须固定 J1-J3 姿态,这一步做对,EMD 标定的成功率可达 100%;若位置错误,不仅会导致标定失败,还可能损坏 EMD 顶针(易损件,成本较高),因此务必按规范操作。


