HIWIN上银KE系列单轴机器人的操作使用

一、系统初始化与硬件连接

机械安装与电气接线

安装方式：支持水平、垂直或侧挂安装，采用 M6/M8 螺栓固定（扭矩参考手册）。需使用轴孔同心治具校准丝杆与电机轴的同心度（偏差≤0.05mm），避免运行振动。

电机连接：标配伺服电机通过挠性联轴器直连，支持内藏式或侧接式安装。编码器线缆需使用屏蔽线，且与动力线缆分开布线，避免电磁干扰。

电气接口：提供 EtherCAT、Modbus RTU 等通讯接口。例如，通过 EtherCAT 总线实现多轴同步控制，通讯周期≤1ms，适用于电子装配线的高精度协同作业。

系统上电与回零操作

上电顺序：先接通 24V 控制电源，再开启主电源（AC 200-240V）。驱动器初始化完成后，面板显示 “RUN" 状态。若出现报警（如 “AL001" 过载），需检查负载或参数设置。

原点复归：在手动模式下触发回零指令，机器人自动寻找机械原点。回零速度建议设为最高速度的 30%-50%，避免冲击。回零完成后，系统自动记录原点坐标。

参数配置与校准

基本参数：设置丝杆导程（如 10mm/rev）、电子齿轮比（匹配编码器分辨率）、限位开关类型（常开 / 常闭）等。例如，若使用 2500 线编码器，电子齿轮比可设为 1:4 以匹配控制器脉冲当量。

精度校准：使用激光干涉仪检测定位精度（典型值 ±0.02mm），通过调整驱动器增益参数（如位置环比例增益）优化跟踪误差。建议每季度校准一次。

二、编程控制与示教操作

示教器界面与权限管理

界面布局：包含模式选择（手动 / 自动）、坐标切换（关节 / 直角坐标系）、程序编辑器、I/O 监控等模块。支持拖拽式点位记录与轨迹规划，降低编程门槛。

权限分级：分为操作员（仅运行程序）、工程师（参数修改）、专家（系统维护）三级，通过密码登录切换。例如，专家权限可修改电子齿轮比等关键参数。

手动操作与点位示教

手动控制：在手动模式下，可通过方向键或示教器摇杆实现单轴微动（速度≤10mm/s），支持线性运动（MOVL）和关节运动（MOVJ）切换。例如，在 PCB 插件场景中，可通过微动调整吸嘴位置。

点位记录：移动至目标位置后，按下 “记录" 键保存坐标点。支持输送带追踪功能（如 @CNV_PLACE 指令），可动态调整抓取位置以匹配产线速度。

程序编辑与调试

指令集扩展：支持碰撞侦测（@CD_START）、扭力极限监控（@TL_START）等高级功能。例如，在手机屏幕贴合工序中，通过碰撞侦测实时检测接触力，避免玻璃破裂。

仿真测试：利用 HIWIN 提供的模拟软件（如 Robot Master）离线生成轨迹，通过 @MOVEFLOOR 指令模拟不同安装环境下的运动状态，减少现场调试时间。

三、自动化运行与安全防护

运动模式与轨迹规划

高精度控制：支持 S 型加减速曲线（@ACCEL 指令），减少启停冲击。在半导体晶圆搬运中，配合真空吸盘实现 ±0.02mm 的重复定位精度。

复杂轨迹：通过圆弧插补（@CIRCLE 指令）和椭圆插补（@OVAL 指令）实现曲线运动，适用于 3C 产品曲面涂胶等场景。例如，在手机中框涂胶时，可沿边缘生成平滑轨迹。

通讯协议与实时监控

EtherCAT 总线：支持同步位置模式（SPM），多轴联动误差≤±0.03mm。例如，在锂电池极片涂布设备中，通过 EtherCAT 总线同步控制张力调节与纠偏机构。

状态监控：通过 Modbus RTU 协议实时读取电机温度、扭矩等参数。当温度超过 80℃时，系统自动触发报警并停机冷却，避免电机损坏。

安全功能与异常处理

硬件安全：标配双限位开关（软限位 + 硬限位），当机器人超出行程时，紧急制动响应时间≤20ms。可外接光幕（如 KS06QT 型）实现区域保护，适用于人机协作场景。

故障诊断：驱动器面板显示报警代码（如 “AL002" 过流），可通过手册查询原因。例如，若出现过载报警，需检查夹具重心或减小加速度。

四、维护保养与故障排除

定期维护项目

润滑管理：每 3 个月或运行 100km 后，通过注脂嘴补充高温润滑脂（如 KLUBER NBU 15），避免丝杆干磨。在高粉尘环境中，建议每月清洁一次导轨和丝杆。

皮带检查：时规皮带驱动型号需每月检查张紧度，用手指按压皮带中部，挠度应≤5mm。若松弛，通过调节电机安装座位置张紧。

常见故障与处理

位置偏差过大：清洁编码器联轴节确保信号稳定，或通过 @GAIN_ADJ 指令调整位置环增益。例如，若定位偏差超过 ±0.05mm，需检查联轴节是否松动。

通讯中断：检查 EtherCAT 线缆接头是否松动，终端电阻是否正确（120Ω）。若仍无法恢复，通过 @RESET_NET 指令重置网络连接。

预防性维护

数据备份：定期导出驱动器参数与程序（@SAVE_PARAM 指令），防止因硬件故障导致数据丢失。建议每季度备份一次，并存储在外部存储设备中。

性能测试：每年使用激光干涉仪复测定位精度，若偏差超过 ±0.03mm，需更换丝杆或导轨。