工業(yè)機器人操作與編程 項目四 KUKA機器人程序編寫

工業(yè)機器人操作與編程（KUKA）項目四、KUKA機器人程序編寫目錄CONTENTS知識準(zhǔn)備任務(wù)實現(xiàn)1.1程序文件1.2初始化運行—BCO介紹1.3程序的運行方式和狀態(tài)1.4了解KUKA機器人運動指令1.5了解I/O控制指令1.6了解等待功能指令1.7了解機器人程序的循環(huán)與分支1.8了解機器人的子程序1.9了解中斷程序1.10了解機器人程序外部自動運行

2.1新建一個程序模塊2.2編寫一個機器人運動軌跡的程序2.3通過KUKASmartPAD對程序進行調(diào)試2.4編寫兩個不同運動軌跡的子程序，

在主程序中調(diào)用2.5搬運程序2.6建立由PLC外部啟動程序1.1程序文件知識準(zhǔn)備1.1.1文件導(dǎo)航器的介紹1.1.2程序模塊的屬性1.1.2程序模塊的屬性程序模塊由兩個部分組成，源代碼（SRC）數(shù)據(jù)列表（DAT），如圖。1.1.2程序模塊的屬性程序模塊由兩個部分組成，源代碼（SRC）數(shù)據(jù)列表（DAT），如圖。知識準(zhǔn)備源代碼：SRC文件中含有程序源代碼DEFMAIN()INIPTPHOMEVel=100%DEFAULTPTPP1Vel=100%PDAT1TOOL[1]BASE[1]PTPP2Vel=100%PDAT2TOOL[1]BASE[1]…PTPHOMEVel=100%DEFAULTEND數(shù)據(jù)列表：DAT文件中含有固定的數(shù)據(jù)和點坐標(biāo)DEFDATMAIN()DECLE6POSXPOINT1={X900,Y0,Z800,A0,B0,C0,S6,T27,E10,E20,E30,E40,E50,E60}DECLFDATFPOINT1……ENDDATKUKA機器人的初始化運行稱為BCO運行，BCO運行是為了使機器人的當(dāng)前位置與機器人程序中的當(dāng)前點位置保持一致，只有機器人的當(dāng)前位置與編程設(shè)定的位置相同時才可以軌跡規(guī)劃，機器人的程序才能正確運行。因此，首先必須將TCP置于軌跡上。1.2初始化運行—BCO介紹知識準(zhǔn)備BCO運行的原因舉例1.3.1程序的執(zhí)行方式1.3程序的運行方式和狀態(tài)知識準(zhǔn)備圖標(biāo)運行方式說明GO

程序連續(xù)運行，直至程序結(jié)尾。

在測試運行中必須按住啟動鍵。MSTEP

在運動步進運行方式下，每個運動指令都單個執(zhí)行

每一個運動結(jié)束后，都必須重新按下“啟動”鍵。ISTEP

僅供用戶組“專家”使用！

在增量步進時，逐行執(zhí)行（與行中的內(nèi)容無關(guān)）

每行執(zhí)行后，都必須重新按下啟動鍵。圖標(biāo)顏色程序狀態(tài)說明灰色未選定程序黃色語句指針位于所選程序的首行綠色已經(jīng)選擇程序，而且程序正在運行紅色選定并啟動的程序被暫停黑色語句指針位于所選程序的末端1.3.2程序運行狀態(tài)1.4了解KUKA機器人運動指令機器人在空間中進行運動主要是3種方式，點到點運動（PTP）、線性運動（LIN）、圓弧運動（CIRC）。這3種方式的運動指令分別介紹如下：知識準(zhǔn)備1.4.1點到點運動（PTP）關(guān)節(jié)運動指令是在對路徑精度要求不高的情況下，機器人的工具中心點（TCP）從一個位置移動到另一個位置，兩個位置之間的路徑不一定是直線（如圖所示）。點到點運動（PTP）指令適合機器人大范圍運動時使用，不容易在運動過程中出現(xiàn)關(guān)節(jié)軸進入機械死點位置的問題。例如：PTPP2Vel=100%CONTPDAT1Tool[0]Base[0]1.4.2線性運動指令（LIN）?線性運動是機器人的工具中心點（TCP）從起點到終點之間的路徑始終保持直線適用于對路徑精度要求高的場合，如切割、涂膠等。例如：LINP2Vel=2m/sCONTPDAT1Tool[0]Base[0]知識準(zhǔn)備1.4.3線性運動指令（LIN）?圓弧運動指令（CIRC）圓弧運動是機器人在可到達的空間范圍內(nèi)定義三個位置點，第一個位置點是圓弧的起點，第二個位置點是圓弧的曲率，第三個位置點是圓弧的終點。例如：CIRCP1Vel=100%CONTPDAT1Tool[0]Base[0]1.5了解I/O控制指令1.5.1設(shè)置數(shù)字輸出端–OUT知識準(zhǔn)備序號說明1輸出端編號2如果輸出端已有名稱則會顯示出來。僅限于專家用戶組使用：通過點擊長文本可輸入名稱。名稱可以自由選擇。3輸出端被切換成的狀態(tài)TRUEFALSE4CONT：在預(yù)進過程中加工[空白]：帶預(yù)進停止的加工OUT指令解析序號說明1輸出端編號2如果輸出端已有名稱則會顯示出來。僅限于專家用戶組使用：通過點擊長文本可輸入名稱。名稱可以自由選擇。3輸出端被切換成的狀態(tài)TRUE：“高”電平FALSE：“低”電平4CONT：在預(yù)進過程中加工[空白]：帶預(yù)進停止的加工5脈沖長度0.10…3.00sPULSE指令解析1.5.2設(shè)置脈沖輸出端-PULSE1.5.3模擬量輸入端–ANIN

在機器人的程序中有對模擬量輸入端處理的指令A(yù)NIN，KRC4具有32個模擬輸入端，這些模擬量輸入端可以通過系統(tǒng)變量$ANIN[1]...$ANIN[32]讀出，在程序中每隔12ms循環(huán)讀取一個模擬量輸入端，$ANIN[nr]的值在1.0和-1.0之間變化，表示+10V至-10V的輸入電壓。知識準(zhǔn)備1.5.4模擬量輸出端–ANOUT在機器人的程序中有對模擬量輸出端處理的指令A(yù)NOUT，KRC4具有32個模擬輸出端，這些模擬量輸出端可以通過系統(tǒng)變量$ANOUT[1]...$ANOUT[32]寫入，在程序中每隔12ms循環(huán)讀取一個模擬量輸出端，$ANOUT[nr]的值在1.0和-1.0之間變化，表示+10V至-10V的輸出電壓。1.6了解等待功能指令在機器人的程序中等待功能指令有等待時間和等待信號兩種。知識準(zhǔn)備1.6.1WAITWAIT可以使機器人的運動按編程設(shè)定的時間暫停，WAIT總是觸發(fā)一次預(yù)進停止。序號說明1等待時間≥0s▲WAIT指令解析▲運動軌跡如圖機器人在P2點中斷運動，等待2秒后，再運動到P3點知識準(zhǔn)備1.6.2WAITFORWAITFOR是指機器人在此等待信號，可以等待的信號包括輸入信號IN，輸出信號OUT,定時信號TIMER，機器人系統(tǒng)內(nèi)部的存儲地址FLAG或者CYCFAG，WAITFOR信號等待控制指令（如圖所示）。知識準(zhǔn)備“WAITFOR”指令是將具體的功能與等待信號聯(lián)系起來，需要時可以將多個信號按邏輯連接，如果添加一個邏輯連接，則聯(lián)機表格中會出現(xiàn)用于附加信號和其他邏輯連接的欄，其具體的指令的序號及其用法如表所示?！\動軌跡如圖機器人停在P2點，并在該點檢測輸入端10的信號，再運動到P3點。序號說明1添加外部連接。運算符位于加括號的表達式之間，AND、OR、EXOR添加NOT、[空白]用相應(yīng)的按鍵添加所需的運算符。2添加內(nèi)部連接。運算符位于一個加括號的表達式內(nèi)，AND、OR、EXOR添加NOT、[空白]用相應(yīng)的按鍵添加所需的運算符。3等待的信號：有IN、OUT、TIMER、FLAG、CYCFAG4信號的編號：1-40965如果信號已有名稱則會顯示出來。6CONT：在預(yù)進過程中加工[空白]：帶預(yù)進停止的加工1.7了解機器人程序的循環(huán)與分支

在機器人程序中除了運動指令和通訊指令（I/O控制指令）之外，還有大量用于控制程序流程的指令，其中包括循環(huán)和分支。知識準(zhǔn)備LOOP無限循環(huán)FOR循環(huán)WHILE當(dāng)型循環(huán)REPEAT直到型循環(huán)SWITCH多分支IF條件分支1.8了解機器人的子程序在機器人的編程中，為了使程序運行更有邏輯性，也使程序結(jié)構(gòu)化、簡潔明了、條理清晰?？梢允褂米映绦颍部梢哉{(diào)用其他程序。知識準(zhǔn)備子程序分為局部子程序和全局子程序兩類，局部子程序位于主程序之后，以DEFName_Unterprogramm()和END標(biāo)明。全局子程序則可以是系統(tǒng)中存放的其他程序，它有自己單獨的SRC和DAT文件。全局子程序允許多次調(diào)用，每次調(diào)用后跳回主程序中調(diào)用子程序后面的第一條指令處。全局子程序的調(diào)用不像局部子程序需要在名稱前加“DEF”，直接在主程序中輸入該子程序的名稱即可調(diào)用全局子程序?！{(diào)用局部子程序▲調(diào)用全局子程序1.9了解中斷程序知識準(zhǔn)備在機器人程序執(zhí)行過程中，如果出現(xiàn)需要緊急處理的情況，機器人就會中斷當(dāng)前的執(zhí)行，程序指針馬上跳轉(zhuǎn)到專門的程序中對緊急的情況進行相應(yīng)的處理，處理結(jié)束后程序指針返回到原來被中斷的地方，繼續(xù)往下執(zhí)行程序，這種專門用來處理緊急情況的專門程序，稱作為中斷程序。

中斷程序通?？梢杂梢韵聴l件觸發(fā)：◆一個外部輸入信號突然變?yōu)?或1；◆一個設(shè)定的時間到達后；◆機器人到達某一指定位置；◆

當(dāng)機器人發(fā)生某一個錯誤時。

中斷使用的具體步驟如下：a.中斷聲明b.啟動/關(guān)閉/禁止/開通中斷c.定義并建立中斷程序1.10了解機器人程序外部自動運行知識準(zhǔn)備在KUKA機器人系統(tǒng)中可以通過外部自動運行接口與上級控制器（例如一個PLC）連接來控制機器人進程。上級控制系統(tǒng)通過外部自動運行接口向機器人控制系統(tǒng)發(fā)出機器人進程的相關(guān)信號（如運行許可、故障確認(rèn)、程序啟動）。機器人控制系統(tǒng)向上級控制系統(tǒng)發(fā)出有關(guān)運行狀態(tài)和故障狀態(tài)的信息。

1.10.1外部自動運行輸入-輸出端信號知識準(zhǔn)備輸出端信號1）$STOPMESS-停止信息2）PGNO_REQ-程序號問詢3）APPL_RUN-應(yīng)用程序在運行中4）$PERI_RDY-驅(qū)動裝置處于待機狀態(tài)5）$ALARM_STOP-緊急停止6）$USER_SAF-操作人員防護裝置/防護門7）$I_O_ACTCONF-外部自動運行激活8）$ON_PATH-機器人位于軌跡上9）$PRO_ACT-程序激活/正在運行10）$IN_HOME-機器人位于起始位置(HOME)輸入端1）PGNO_TYPE-程序號類型2）PGNO_LENGTH-程序號長度3）PGNO_PARITY-程序號的奇偶位4）PGNO_VALID-程序號有效5）$EXT_START-外部啟動6）$MOVE_ENABLE-允許運行7）$CONF_MESS-確認(rèn)信息提示8）$DRIVES_ON-驅(qū)動裝置接通9）$DRIVES_OFF-驅(qū)動裝置關(guān)閉知識準(zhǔn)備1.10.2

Cell程序的結(jié)構(gòu)和功能

管理由PLC傳輸?shù)某绦蛱枙r，需要使用控制程序Cell.src。該程序始終位于文件夾“R1”中。與任何常見的程序一樣，Cell程序也可以進行個性化調(diào)整，但程序的基本結(jié)構(gòu)必須保持不變。編號說明1初始化和Home位置

初始化基坐標(biāo)參數(shù)

根據(jù)“Home”位置檢查機器人位置

初始化外部自動運行接口2無限循環(huán)：

通過模塊“P00”詢問程序號

進入已經(jīng)確定程序號的選擇循環(huán)。3

根據(jù)程序號（保存在變量“PGNO”中）跳轉(zhuǎn)至相應(yīng)的分支(“CASE”)中。

記錄在分支中的機器人程序即被運行。

無效的程序號會導(dǎo)致程序跳轉(zhuǎn)至“默認(rèn)的”分支中。

運行成功結(jié)束后會自動重復(fù)這一循環(huán)?！鳦ell程序標(biāo)注▲Cell程序標(biāo)注說明任務(wù)實現(xiàn)2.1新建一個程序模塊任務(wù)實現(xiàn)通過前面的章節(jié)我們了解程序模塊的建立和機器人的運動指令，下面介紹通過機器人的示教器編寫一個機器人運動的程序，具體運動軌跡如圖所示。2.2編寫一個機器人運動軌跡的程序工作要求：機器人從Home點開始關(guān)節(jié)運動到p1點，p1點線性運動p2點，然后從p2點開始經(jīng)p3點圓弧運動到p4點，最后再從p4點關(guān)節(jié)運動到Home點。a.打開程序模塊，添加機器人運動指令。b.示教目標(biāo)點（須事先建立工具坐標(biāo)和基坐標(biāo)系）。c.按上述方法添加其他運動指令，并準(zhǔn)確示教目標(biāo)點。任務(wù)實現(xiàn)a.選定程序。b.設(shè)定程序執(zhí)行的速率和方式（在首次調(diào)試程序時，執(zhí)行的速度要慢，執(zhí)行的方式選擇步進）。c.按下確認(rèn)開關(guān)。d.按下啟動鍵并按住。e.到達目標(biāo)位置后運動停止（須重新按下啟動鍵，啟動程序）。f.按上述方法，調(diào)試機器人程序，程序指針執(zhí)行結(jié)束后，程序狀態(tài)變?yōu)楹谏?.3通過KUKASmartPAD對程序進行調(diào)試任務(wù)實現(xiàn)通過前面的章節(jié)我們了解了子程序，下面介紹通過機器人的示教器編寫兩個不同運動軌跡的子程序，在主程序中調(diào)用。a.新建程序模塊b.打開主程序模塊，調(diào)用子程序c.為子程序添加運動軌跡2.4編寫兩個不同運動軌跡的子程序，在主程序中調(diào)用任務(wù)實現(xiàn)2.5搬運程序任務(wù)實現(xiàn)

DEFcarry()DECLE6POSPplaceDECLINTaDECLREALdx,dydx=150dy=100$OUT[1]=FALSEINTPTPHOMEVel=100%DEFAULTWAITTime=2secLOOPPTPP1Vel=100%PDAT1Tool[1]Base[0]PTPP2Vel=100%PDAT2Tool[1]Base[0]LINPickVel=2m/sPDAT3Tool[1]Base[0]；以直線方式運行到拾取點$OUT[1]=TRUE；真空打開，吸取物料WAIT