El documento describe las partes, características, accesorios y seguridades del robot industrial KUKA KR16. Identifica las principales partes del robot como la muñeca, brazo, brazo de oscilación y columna giratoria. Explica los seis ejes de movimiento, los sistemas de coordenadas y los tipos de movimiento. También describe las partes del controlador KUKA como el módulo I/O, CPU, convertidores de frecuencia y fuente de alimentación. El objetivo es reconocer completamente al robot KUKA KR

1. DEPARTAMENTO DE ENERGÍA Y MECÁNICA
INGENIERÍA MECATRÓNICA
SISTEMAS FLEXIBLES DE MANUFACTURA
PRÁCTICA NO 1 - IIIP - PARTES, CARACTERÍSTICAS, ACCESORIOS Y SEGURIDADES
DEL ROBOT KUKA KR16
AUTOR
N E L S O N M O L I N A
LATACUNGA
2017

2. 1. TEMA
Partes, características, accesorios y seguridades del Robot KUKA KR16
2. OBJETIVOS
• Identificar las partes principales del Robot KUKA KR16.
• Valorar las características técnicas del Robot KUKA KR16.
• Conocer las herramientas del Robot KUKA KR16.
• Observar los accesorios del Robot KUKA KR16.
• Difundir las seguridades a aplicar ante el Robot KUKA KR16.
3. MATERIALES Y EQUIPOS
• Sistema de manipulación Robot KUKA KR16.
• Manual de operación del Robot KUKA KR16.
• Herramientas para el Robot KUKA KR16.
• Accesorios para el Robot KUKA KR16.
• Normas de seguridad sobre el manejo del Robot KUKA KR16.
4. MARCO TEÓRICO
4.1 KR 16
El KR 16 es uno de los más versátiles robots industriales de seis ejes. Se puede ampliar fácilmente
y está disponible en varias combinaciones. Su sistema de cinemática de brazo articulado hace que
sea el complemento perfecto para todo punto-a-punto y las tareas continuas de la ruta controlados
en la categoría de baja carga útil.

3. Ilustración 1 Kuka KR16 robot industrial
El KR 16 es uno de los robots industriales más versátiles y flexibles para cargas bajas. Tanto los
proveedores de automoción y las industrias manufactureras se benefician de esto. Varias
posiciones de instalación (suelo, techo y paredes) abren una amplia gama de aplicaciones
diferentes. (kuka.com, s.f.)
4.2 El KCP (KUKA Control Panel)
La unidad manual de programación del sistema del robot kuka kr16. El KCP contiene todas las
funciones necesarias para el manejo y la programación del sistema del robot. (GmbH, Contenido
del manual de operación., 2007)

4. Ilustración 2 kuka control panel para controlar al kuka kr16
N° Botón Descripción
1 Posee cuatro modos de servicio:
Manual de velocidad reducida (T1)
Manual de alta velocidad (T2)
Automático (AUT)
Automático Externo (AUT EXT)
2 Pulsador que conectan los accionamientos del robot.
Estos accionamientos solamente se pueden conectar en condiciones de
servicio normales
3 Pulsador que desconecta los accionamientos del robot. Al hacerlo
también se activan, con un breve retardo, los frenos de los motores, que
mantienen los ejes en su posición.
4 Pulsador rojo que es accionado por golpe, se utiliza en casos de peligro.
Provoca una detención inmediata de los accionamientos del robot y para
volver a conectar los accionamientos, es preciso desenclavar el pulsador
PARADA DE EMERGENCIA.
5 Sirve para controlar manualmente el movimiento de los 6 ejes (grados
de libertad) del robot. La velocidad desplazamiento del robot depende
del grado de desviación que el usuario acciona este elemento, es similar
a un mouse pero en el espacio.

5. 6 y 17 Las TECLAS DE ESTADO (derecha e izquierda) respectivamente
sirven para seleccionar opciones de servicio, para conmutar funciones
individuales y para definir valores.
La respectiva función aparece representada mediante un símbolo en las
barras de teclas de estado.
7 Esta tecla sirve para confirmar los datos introducidos o las instrucciones
concluidas.
8 Se las utiliza principalmente para:
-Mover el foco
-Cambiar la posición del cursor de edición
Cambiar de campo en los formularios inline y las listas de parámetros
9 Sirve para introducir letras y caracteres.
10 Sirve para introducir cifras. En un segundo nivel, el teclado numérico
tiene asignadas funciones de control del cursor.
11 Permiten seleccionar las funciones que se visualizarán mediante la barra
de teclas de función programable.
Las funciones seleccionables son adaptadas dinámicamente, es decir, la
barra de teclas de función programable modifica su asignación.
12 Al accionar esta tecla se procesa, pasó por paso y en dirección al
comienzo del programa, los pasos de movimiento del programa
seleccionado.
En este caso el robot se mueve en sentido contrario a la trayectoria
originalmente programada.
13 Pulsando esta tecla, se arranca el programa seleccionado.
El arranque sólo es posible si los accionamientos están conectados y no
existe ninguna situación de PARADA DE EMERGENCIA.
14 Pulsando esta tecla, se detiene la ejecución de un programa. Para
continuar de nuevo con el programa detenido, accione la tecla
“Arranque del programa hacia adelante” o “Arranque del programa hacia
atrás”.
15 Este botón permite conmutar entre la ventana de programas, la ventana
de estado y la ventana de mensajes cuando se encuentran disponibles.
La ventana activa aparecerá resaltada en distinto color. Esta activación se
denomina también “Foco”.
16 Permite en todo momento interrumpir cualquier acción ya iniciada, por
ejemplo, formularios online y ventanas de estado que se encuentren
abiertos. La tecla también permite cerrar, paso por paso, los menús
abiertos por equivocación.

6. 18 Permiten abrir el menú correspondiente.
En el menú a abrirse, se puede seleccionar de la siguiente manera: - Con
las teclas del cursor
-Introduciendo las cifras que se encuentran a la izquierda de cada punto
del menú.
Tabla 1 Descripción de las Funciones del KCP
4.3 Descripción de botones del KCP
1 Placa característica
2 Tecla de arranque (Cycle Start)
3, 4, 5 Pulsadores de hombre muerto
Tabla 2 modos de servicio
Ilustración 3 Partes del Kuka Control Panel, vista posterior
Botones de Hombre muerto (3,4 y 5) de la vista posterior en la ilustración (3) Tiene 3 posiciones:
• No presionado
• Posición central
• Posición de pánico

7. El interruptor de habilitación debe mantenerse en la posición central para los modos de
funcionamiento T1 y T2 para poder mover el robot. En los modos de funcionamiento Automático
y Automático Externo, el interruptor de habilitación no tiene función.
4.4 Interfaz de usuario (KUKA.HMI)
El display del panel de control KUKA está subdividido en varias zonas que desempeñan diferentes
tareas. Durante el servicio, cada elemento de la interfaz de usuario es adaptado de forma dinámica
a la acción correspondiente.
a. Listas de selección
Sirven para seleccionar un valor predeterminado.
b. Campos de entrada
Sirven para introducir valores o textos.
c. Campos de parámetros
Permiten seleccionar un valor específico dentro de un rango de valores predeterminado.
d. Barra de menús
En la barra de menús se encuentran las funciones de la unidad de control del robot reunidas en
diferentes grupos.

8. e. Barras de teclas de estado
Las diferentes teclas de estado permiten acceder a las funciones de la unidad de control del robot.
f. Barra de teclas de función programable (Barra de softkeys)
La barra de softkeys se adapta dinámicamente a la situación operativa, ofreciendo funciones que
se pueden seleccionar con la tecla de función programable correspondiente.
g. Ventana de programa

9. La ventana de programa visualiza el contenido del programa seleccionado. Si el usuario no ha
seleccionado ningún programa, en la ventana de programa aparece un lista de todos los
programas disponibles.
h. Ventana de estado
La ventana de estado puede visualizarse cuando sea necesario. Contiene información sobre el
estado de ciertos componentes, p. ej. las entradas y salidas.
i. Formulario
El formulario puede visualizarse cuando sea necesario. En él se introducen datos requeridos por la
unidad de control, por ejemplo, la medición de la herramienta.

10. j. Lista de parámetros
Sirve para introducir valores extraídos de un rango de valores.
k. Ventana de mensajes
La unidad de control se comunica con el usuario a través de la ventana de mensajes. Visualiza
mensajes de indicación, de estado, de confirmación, de espera y de diálogo.

11. 4.5 Ejes de movimiento
El robot estándar dispone de un total de 6 ejes definidos del siguiente modo como se ve en la
ilustración (3).
Ilustración 4 Ejes con sus direcciones del robot KR16

12. Ilustración 5 dimensiones y radios de curvatura del brazo kuka kr16
4.6 Sistema de coordenadas

13. El brazo robótico KUKA KR5 ARC durante el desplazamiento manual, se mueve dependiendo del
sistema de coordenadas seleccionado y posee los tipos mencionados a continuación en la
ilustración (4).
Ilustración 6 Sistemas de coordenadas que posee el KCP
Sistema de coordenadas específico de los ejes. -
Se puede desplazar individualmente cada uno de los ejes del robot en la dirección axial positiva o
negativa.
Ilustración 7 Sistemas de coordenados específicos

14. Sistema de coordenadas.
WORLD.- (o sistema de coordenadas universales) es un sistema de coordenadas cartesiano situado
en un punto fijo. Sirve como sistema de coordenadas de origen para los sistemas de coordenadas
BASE y ROBROOT.
Ilustración 8 Sistemas de coordenadas world
Sistema de coordenadas BASE. -
Es un sistema de coordenadas cartesiano. Este sistema se mide de tal modo que su origen se
encuentra en una pieza o en un dispositivo.

15. Ilustración 9 Sistemas de coordenadas base
Sistema de coordenadas TOOL.-
El sistema de coordenadas TOOL es un sistema de coordenadas cartesiano. Este sistema se mide
de tal manera que su origen está situado en la herramienta. (Kryos, 2013)
Ilustración 10 sistemas de coordenadas Tool

16. Por lo general, la orientación del sistema de coordenadas TOOL se selecciona de modo que su eje
X coincida exactamente con la dirección de trabajo de la herramienta (dirección de avance). En el
estado de suministro, el origen del sistema de coordenadas TOOL está en el centro de la brida.
El sistema de coordenadas TOOL está referido al sistema de coordenadas BASE. (Kryos, 2013)
Ilustración 11 Kuka con el sistema de coordenadas Tool
Tipos de movimiento
En la programación de movimientos se dispone de los siguientes tipos de movimientos: 19
Movimiento
• PTP (Punto a punto).
• LIN (Lineal).
• CIRC (Circular).
• SPLINE: Movimiento de la herramienta siguiendo trayectorias curvas.
• SLIN (Lineal): Para aplicaciones de pegamentos a lo largo de una recta.
• SCIRC (Circular): También para aplicaciones de pegamentos, pero a lo largo de una
trayectoria circular.
• Suchlauf (Búsqueda): Movimiento lineal controlado por sensor.
Cuando se tienen varias instrucciones de movimiento seguidas, existen dos posibilidades a definir
cómo ha de realizarse el movimiento entre cada uno de los puntos individuales: (KUKA, 2011)
Movimientos punto a punto (PTP)

17. La herramienta es desplazada a lo largo de la trayectoria más rápida al punto de destino. El
desplazamiento PTP posibilita un desplazamiento rápido al punto de destino. Representa el tipo o
modo de desplazamiento más rápido y por ello, el óptimo en cuanto al tiempo se refiere.
Dependiente de la posición de partida, la herramienta se desplaza del punto de arranque al de
destino sobre una trayectoria que no está exactamente definida, y que resulta de la sincronización
de fase de cada eje en particular.
El posicionamiento del sistema de robot se produce por el recorrido más corto entre dos puntos.
Debido a que el movimiento en todos los ejes comienza y finaliza al mismo tiempo, los ejes deben
ser sincronizados. Por este motivo, la trayectoria del robot no puede preverse con exactitud.
Cuando se utiliza esta instrucción, el movimiento es ejecutado a lo largo de una trayectoria definida
por el robot. Con el fin de considerar los efectos dinámicos y evitar colisiones, si hay obstáculos
cerca esta trayectoria debe ejecutarse con un sobre control de programa reducido (POV). 20
Los movimientos PTP se utilizan preferentemente cuando no es necesario tener un movimiento
con trayectoria exacta entre dos puntos programados (Pdf “Manual para Usuarios Inexpertos”
Código de la Practica EI49A). (KUKA, 2011)
PROCEDIMIENTO
1. Verifique que el sistema esté completamente desenergizado.
2. Empiece a reconocer las partes principales que conforman la estructura del Robot
KUKA KR16.

18. Ilustración 12. Partes principales del Kuka KR16
Numero Nombre Descripción
1 Muñeca Está conformada por arboles concéntricos y una
brida.
2 Brazo Está constituido por una unidad de accionamiento
donde se encuentran los movimientos dela muñeca,
brazo, muñeca central.
3 Brazo de Oscilación Formada por el brazo de oscilación y el
accionamiento del eje principal A2 y del eje de giro
2
4 Columna giratoria Está compuesta por la base del robot, el engranaje,
reductor especial, el accionamiento del eje principal
A2
5 Base del robot Contiene las cajas de conexiones
1
2
1
3
4
3
5
3
6
3
7
3
8
3
9
3
10

19. 6 Caja de conexiones En esta se encuentran cada una de las conexiones
desde el KCP al brazo robótico y los cables a los
accionamientos
7 Servomotores de los
ejes A4, A5 Y A6
Son servomotores sin escobillas con un freno
monodisco de imán permanente
8 Servomotores del eje
A3
Realiza el movimiento rotacional del bazo
9 Servomotores del eje
A1
Realiza la rotación del brazo robótico con respecto a
la base
10 Servomotores del eje
A2
Realiza el movimiento del brazo oscilatorio de cada
uno de los motores de los ejes
Tabla 3. Partes principales del Kuka KR16.
Fuente: (KUKA, 2016)
3. Identificar los ejes del Robot KUKA KR16
Ilustración 13. Grados de Libertad KUKA
KR16 Fuente: (GmBH, 2003)

20. Ejes Principales: 3 (A1, A2, A3)
Ejes de la Muñeca: 3(A4, A5, A6)
4. Posteriormente reconozca el controlador (parte principal) y sus subpartes
Ilustración 14. Partes principales de la unidad de control
Numero Nombre
1 Modulo I/O WAGO
2 CPU
3 Servo convertidores de
frecuencia
4 Controlador de la fuente de
alimentación KPS
5 Baterías de 12v
6 Fuente de potencia de 400v
Tabla 4. Partes principales de la unidad de control
Fuente: (KUKA, 2016)
5. Con ayuda del manual de operación y con instrumentos de medición, compruebe todas
y cada una de las características técnicas del Centro de Mecanizado.
1
23
4
5

21. Características Técnicas de Kuka KR16
Alcance Máximo 1611 mm
Carga Nominal 16 Kg
Carga Máxima 46 Kg
Volumen de Espacio de Trabajo 14,3 m3
Repetibilidad de Posición ± 0,05 mm
Número de Ejes 6
Posición de Montaje Techo, Pared, Piso
Superficie de instalación 500 mm x 500 mm
Peso (Sin unidad de control) 235 Kg
Temperatura (En condiciones de servicio) +5°C / +55°C
Sistema de Control KR C4
Consola de Control KUKA SmartPAD
Tipo de Protección IP65
Conexión 7,3 KVA
Nivel de ruido <75dB
Datos de los Ejes (Con carga nominal de 16 Kg)
N° de Eje Desplazamiento Velocidad
Eje 1 (A1) +/- 185° 156°/s
Eje 2 (A2) +35° / -155° 156°/s
Eje 3 (A3) +154° / -130° 156°/s
Eje 4 (A4) +/- 350° 335°/s
Eje 5 (A5) +/- 130° 355°/s
Eje 6 (A6) +/- 350° 647°/s
Tabla 5 Características Técnicas de KUKA KR16
Fuente: (KUKA, 2017)

22. Ilustración 15 Dimensionamiento vista lateral KUKA KR16
Fuente: (GmBH, 2003)
Ilustración 16 Dimensionamiento Vista Superior KUKA KR16
Fuente: (GmBH, 2003)

23. 6. Reconozca la herramienta actual empleada, la pinza o griper.
Ilustración 17. Griper
7. Identifique los diferentes tipos de herramientas que pueden adicionarse al Robot
KUKA KR16.
8. Identifique los diferentes tipos de accesorios que pueden adicionarse al sistema de
manipulación Robot KUKA KR16.
ACCESORIOS
DE ROBOT
Grupo de válvulas
Paquete de protección adicional
Sensores de fuerza
Bancadas
Juegos de fijación para el fundamento y
bastidor de la maquina

24. Kits de ajuste
Comparador electrónico para el juego
de ajuste
KTL
Bastidores de trasporte para robots
fijados en el techo
Limitaciones para las zonas de los ejes
Los rangos de movimientos de los ejes 1
hasta 3 pueden ser delimitados con
topes mecánicos adicionales,
dependiendo de la aplicación, en pasos
de 22,5°
Plantillas de taladros para la base del
robot
Pinturas especiales para robots

25. Amplificador de espacio
Eje lineal adicional
Grippers
Varios
PARA UNIDADES DE CONTROL
Armarios suplementarios y armarios de
tecnología
Módulo de ejes adicionales
Eje lineal

26. Diversas tarjetas de bus de campo
equipos de refrigeración
Transformadores
Enchufes de servicio
Sistema de iluminación para el armario
Diversas interfaces de hardware y
software

27. Juegos de montajes para rodillos
Tabla 6. Accesorios del KUKA KR 16
9. Ponga en consideración las seguridades necesarias ante la presencia de un sistema de
manipulación Robot KUKA KR16.
a) Precauciones
1. Asegúrese de que la base del robot está adecuada y firmemente fijada en el lugar.
2. Asegúrese de que el brazo de robot tiene el espacio amplio para operar libremente.
3. Asegúrese que una baranda de protección, pantalla de seguridad o soga se ha
establecido alrededor del área activa del Robot KUKA KR16 para proteger al
operador y a otros.
4. No entrar en el área de seguridad del robot o tocar el robot cuando el sistema está en
operación.
5. Asegúrese de que cabellos largos o ropa holgada estén recogidos cuando trabaja con
el robot.
b) Advertencias
No instale u opere el Robot KUKA KR16 bajo ninguna de las condiciones siguientes:

28. ➢ Donde las condiciones ambientales de humedad o temperatura excedan los
límites especificados.
➢ Donde este expuesto a cantidades grandes de polvo, suciedad, sal, virutas o
sustancias similares.
➢ Donde este sujeto a vibraciones o choques.
➢ Donde este expuesto a la luz solar directa.
➢ Donde pueda ser salpicado por líquidos químicos, petróleo o agua.
➢ Donde esté presente gas corrosivo o combustible.
➢ Donde la línea de alimentación de CA contiene picos de voltaje, o cerca de
cualquier equipo que genere ruidos eléctricos grandes.
➢ No sobrecargue el robot. El peso total de la pieza y la pinza no puede exceder
1kg. Se recomienda que el objeto sea sujetado por su centro de gravedad.
➢ No use fuerza física para mover o parar ninguna parte del brazo del robot.
➢ No cause al robot chocar contra algún obstáculo físico.
➢ No tenga el brazo cargado extendido más de unos minutos.
➢ No deje ningún eje bajo tensión mecánica. Especialmente, no deje en la pinza
ningún objeto.
5. ANÁLISIS DE RESULTADOS
Es importante tener, para una mejor familiarización con el sistema de manipulación Robot
KUKA KR16, en la estructura propia del mismo, una serie de características primordiales,
como por ejemplo, las consideraciones de signo para el sentido de giro de cada elemento.
Tratándose de un sistema didáctico las apreciaciones iniciales deberían ser más detalladas y
con tan solo una impresión dar a conocer sus elementos junto con sus funciones.
Las características técnicas del sistema de manipulación Robot KUKA KR16 cumplen
satisfactoriamente cada uno de sus ítems aunque con algo de variación, lo cual se puede
suponer que se debe a la cronología de éste. Una de las cosas que casi no es probada debido a

29. la posible avería del sistema es la cantidad de peso admitida, sin embargo, el tema se deja
considerado como fiable por fines de conservación del sistema.
La herramienta utilizada en el laboratorio, la pinza, es acorde a las especificaciones provistas
y aunque no se pudo observar su funcionamiento, por el diseño de tipo académico se pueden
ver los motores provistos para ella, dando a notar que se ejecutaría perfectamente la función
para la cual fue diseñada. Además de ésta pinza existen muchas otras herramientas que
podríamos conocer desde la página web del fabricante.
No se pudieron apreciar accesorios del sistema de manipulación Robot KUKA KR16, pero,
cada uno de éstos, al igual que las herramientas se procederá a apreciar desde la web de
fabricante, puesto que aún no han sido accesibles para tenerlos físicamente.
Las normas de seguridad son de sentido común, pero la que es más recalcante es la de
permanecer fuera de la zona de trabajo del robot, puesto que al ser una máquina que
posiblemente es controlada en su mayoría de ocasiones con programas preestablecidos, la
máquina no entenderá de situaciones de peligro para los seres humanos. Es imprescindible,
para el uso del robot, gozar de los 5 sentidos para su manipulación.
6. CONCLUSIONES
- Las partes principales del sistema de manipulación Robot KUKA KR16 fueron
reconocidas satisfactoriamente, todas y cada una de ellas.
- El sistema de manipulación Robot KUKA KR16 cumple con las características técnicas
que son detalladas en su respectivo manual.
- La herramienta con la que se cuenta actualmente para el sistema de manipulación
Robot KUKA KR16 fue reconocida fácilmente

30. - Muchas de las otras herramientas que puede tener el sistema de manipulación Robot
KUKA KR16 fueron identificadas en la página web del proveedor.
- Los accesorios del sistema de manipulación Robot KUKA KR16 pudieron identificarse
desde la página oficial del mismo.
- Las seguridades necesarias previamente a la manipulación del sistema de manipulación
Robot KUKA KR16 fueron difundidas y entendidas por los estudiantes.
- El sistema de manipulación Robot KUKA KR16 se diseñó y desarrolló para emular un
robot industrial. La estructura abierta del robot nos permite a los estudiantes observar
los mecanismos internos y estudiarlos.
7. RECOMENDACIONES
- Antes de la práctica a realizarse debe leerse el manual del sistema de manipulación
Robot KUKA KR16 para un inmediato reconocimiento de las partes principales del
mismo.
- Así como para la máquina fue necesario leer sus características, también se debe tener
un análisis previo del manejo del sistema de manipulación Robot KUKA KR16 para
posibilitar el análisis de las especificaciones técnicas porque debe manipularse el robot.
- Acudir a las páginas oficiales del robot con las características específicas del mismo
para identificar correctamente cada uno de los accesorios y herramientas que pueden
agregarse al sistema, ya que al existir modelos similares, pero, no iguales al momento
de la adquisición de elementos podrían darse problemas de incompatibilidad.
- Las advertencias y precauciones provistas en este documento se basan principalmente
en una recolección de información tanto de documentos oficiales por parte del
fabricante como también de autores a fines con el medio, sin embargo se requiere de
un criterio técnico básico con respecto a salvaguardar su vida, el del personal y de la
maquinaría que se encuentre a sus alrededores.
8. BIBLIOGRAFÍA

31. Arellano, C. (05 de 12 de 2016). Guai de laboratorio de Brazo robotico. 1-7. Obtenido de
https://www.dspace.espol.edu.ec/bitstream/123456789/6906/1/Gu%C3%ADa%20de%20Laboratorio%20d
el%20Brazo%20Robot%20Scorbot%20ER%204u.pdf
GmBH, K. R. (2003). Especificación Kuka KR6,KR16,KR16L6.
KUKA. (2017). KUKA Robots Iberica. Obtenido de https://l1.cdnwm.com/ip/kuka-robots-iberica-robot-
industrialcatalogo-robot-kuka-kr-6-ks-512271.pdf
kuka.com. (s.f.). Obtenido de kuka.com: https://www.kuka.com/en-us/products/robotics-systems/industrialrobots/kr-
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