2024KUKA工业机器人操作编程手册

项目一KUKA KUKAsmartPAD任务 熟悉示教器KUKAsmartPAD的使任务 熟练地掌握在手动运行模式下移动机器任务 熟悉机器人各个轴的原点位置，学会零点标定的方任 调整机器人的姿态，准确地移动到目标项目二KUKA机器人的输入/ 任务 任务 熟练使用KUKAsmartPAD对输入/输出的信号进行监控或仿任 项目三KUKA 用XYZ4点法设定尖点工具任务 用3点法设定工作台的基坐任 熟练掌握工具设定的方法，根据不同的工具，合理地选择设定方项目四KUKA通过KUKAsmartPAD 使用KUKAsmartPAD新建程序模块与编辑程序 任务 任务 项目五KUKA机器人TCP 任 独自编写搬运程项目六KUKA任务 配置一个外部紧急停止开 任 独自编写搬运程项目七KUKA 任 了解智能分拣项目的流程，并编写好程附录KUKA项目一KUKA项目描述教学目的了解KUKA为了认识和操作KUKA机器人，我们以KR6R700sixxKR6R700sixx是KUKA的一款小型机器人（图1-1），具有敏捷、紧凑、轻量、位置工作半径：最大706.7mm。机器人质量：50kg。额定负载：3kg最大承重负载：6kg控制系统：KRC4compact。防护等级：IP54。工作空间体积：1.36m3运行环境温度：278K至318K（+5至+45）。KR6R700sixx的轴参数如表1-1表1-1KR6R700sixx图1-1—机器人控制系统（KRC4compact）；5—连接线缆/数据线；6—连接线缆/图1-2动链的开放端：法兰盘（FLANGE）A1～A6：机器人轴1～6 3）。KRC4对机械手以及示教器传输的数据进行运算处理，最终控制机械手的运动。KUKA机器人示教器KUKAsmartPAD等。KUKA机器人的示教器KUKAsmartPAD，也叫KCP，它的外观如图1-4所示。 图1-3KRC4图1-4KUKAsmartPADKUKAsmartPAD 是用于工业机器人的手持编程器。KUKAsmartPAD具有工业机器 KUKA 图1-5表1-2KUKAsmartPAD图1-6KUKAsmartPAD表1-3KUKAsmartPADKUKAsmartPAD操作界面KUKAsmartHMI如图1-7所示，其详细介绍如表1-4图1-7操作界面KUKA表1-4操作界面KUKAsmartHMIKUKAsmartPADKUKAsmartPAD配备一个触摸屏：KUKAsmartHMI，可用手指或指示笔进行操作。KUKAsmartHMI上有一个键盘可用于输入字母和数字。KUKAsmartHMI可识别到什图1-8KUKAsmartPADKUKAsmartPAD状态栏显示工业机器人特定中央设置的状态，如图1-9所示，详细介图1-9KUKAsmartHMI状态栏表1-5KUKAsmartHMI状态栏介绍KUKAsmartPADKUKAsmartPAD提交解释器的状态显示说明如表1-6表1-6KUKAsmartPADKUKAsmartPADKUKAsmartPAD驱动装置的状态显示说明如表1-7表1-7KUKAsmartPADKUKA机器人示教器KUKAsmartPAD图1-10图1-11KUKA表1-8如果要切换至AUT（自动）运行方式或AUTEXT运行方式（外部自动运行），则机将切换至默认用户组。默认设置为300s。KUKA表1-9KUKA图1-12世界坐标系基础坐标系工具坐标系了解KUKA图1-13图1-14图1-15图1-16KUKAsmartPAD图1-17图1-18图1-19设置KUKA 图1-20图1-21图1-22KUKA图1-23图1-24图1-25图1-26KUKA图1-27图1-286D图1-29图1-30图1-316D图1-32KUKA图1-33图1-34图1-35图1-36图1-37图1-386DKUKA图1-39图1-40图1-41图1-42图1-43图1-446D图1-45图1-46图1-476D查看KUKA图1-48图1-49①触摸信息窗口（1处）KUKA④以高于250mm/s图1-50 表1-10机械零点位置的角度值（=基准值机器人的零点标定可以通过辅助工具确定轴的机械零点的方式进行，在此过程此，每根轴都配有一个零点标定套筒和一个零点标定标记。通过固定在法兰处的工具重度。零点标定的途径如图151所示。图1-51图1-52图1-53图1-54EMD图1-55EMD连接机器人接口图1-56对所有待零点标定的轴重复步骤（2）至（5）对所有待零点标定的轴重复步骤（3）至（7）对所有待零点标定的轴重复步骤（4）至（10）图1-57将手动倍率降低到1%将轴由向运行。在测量切口的最低位置即可以看到指针反转处，将千分由向或由向运行则无关紧要。对所有待零点标定的轴重复步骤（2）至（11）任务一熟悉示教器KUKAsmartPAD要求：能够熟练地掌握KUKA机器人示教器KUKAsmartPAD的使用，熟悉示教器的任务二任务三任务项目二KUKA项目描述通过本项目的学习让学生了解机器人oku软件及使用oku软件配置输入输出，了解机器人的输入输出硬件接线方法，使用A 对入输出信号进行监控与仿真，配置外部自动运行接口的输入输出端等。本项目的内容主要是关于机器人的输入输出的，配置环节很多，学生可以按照本项目所讲的配置步骤同步操作，为后续学习更加复杂的内容打下坚实的基础。WorkVisual硬件（最低要求具有奔腾4(PentiumIV)处理器的PC，至少1500512MB与DirectX8兼容的显卡，分辨率为1024×768个像素推荐的要求。具有奔腾4（PentiumIV）处理器的PC，25001GB与DirectX8兼容的显卡，具有1280×1024Windows7：32位版本和64WindowsXP：32位版本，至少带有ServicePack3，无法使用64位版本。KUKA.PLCMultiprog5-354.0.NETFramework2.0、3.0和按照安装助手的指示逐步进行操作，安装.NETFrameworkSQLServerCompact按照安装助手的指示逐步进行操作，SQLServerCompact3.5VisualC++Runtime按照安装助手的指示逐步进行操作，VisualC++RuntimeLibraries和/或WinPcap即被窗口WorkVisual设置打开，如图2-1所示。单击“Next”图2-1了图22所示的窗口和编辑器之外，还有更多可供选用。这些可通过菜单项窗口和编辑器显示。操作界面及按键栏说明详见表21和表22。图2-2操作界面概览表2-1表2-2KUKA图2-3数字输入/输出模块16/161—KEI接口；2—EK1100EtherCAT总线耦合器A30；3—EL1809输入端子A344—图2-4数字输入/输出模块16/16图2-5EL1809图2-6图2-7EL2809图2-8EL1809提供16个通道的数字量输入信号，直流24V，如图2-10图2-9输入/图2-10 大为0.5A，驱动负载时电流若大于0.5A，则有可能损坏输出点位，使用时应特别注意。图2-11图2-128/8防短路数字输入/表2-3X3表2-4X4表2-5X4压范围为0～10V。如果需要模拟量输入类型为电流，KL3064提供了4个通道的模拟量输入，模拟量电流范围为4～20mA。图2-13压范围为0～10V。图2-14表2-6表2-7表2-8表2-9表2-10WorkVisual图2-15图2-16图2-17图2-18图2-19图2-20使用WorkVisual图2-21EL1809、图2-22“打开接线编辑器”图2-23左端KRC数字输入端有4096个（$IN[1]～$IN[4096])，右端EL1809数字输入端有16个（Channel1.Input～Channel16.Input），根据实际要求，单击鼠标右键，将对应的输入图2-24图2-25左端KRC数字输出端有4096个（$OUT[1]～$OUT[4096])，右端EL2809数字输出端有16个（Channel1.Output～Channel16.Output），根据实际要求，单击鼠标右键，将对应图2-26图2-27图2-28图2-29“安装”图2-30图2-31图2-32在KUKAsmartPAD上单击“是”激活项目，如图2-33所示，等待进度条完成后，I/O配图2-33图2-34图2-35表2-11图2-34、图2-35表2-12图2-34、图2-35图2-36外部自动运行（系统）图2-37外部自动运行（系统）的输出端表2-13图2-36、图2-37标注说明表2-14外部自动运行（系统）的输入/任务一熟练使用WorkVisual要求：能熟练地使用oku，认识软件的各个界面，通过软件能配置输入输出有条理，能圆满回答老师与同学提出的问题，并能提出一些新的建议。任务二熟练使用KUKAsmartPAD对输入/输出的信号进行监控要求：能熟练使用KUKAsmartPAD，通过KUKAsmartPAD能对传感器等输入信号进 任务配置一个具有安全门停止策略的系统I/O项目三KUKA项目描述KUKAsmartPAD设定工具、基坐标和机器人载荷信息等。过KUKAsmartPAD建立程序数据，怎样声明一个INT型变量，使用KUKAsmartPAD设定DEFDATEXTERNALDECLCONSTINTlength DECLCONSTREALPI DEFDATMY_PROGEXTERNALDECLARATIONSDECLINTcounter=10DECLREALprice=0.0DECLBOOLfinished=FALSEDECLCHAR ="X"表3-1数组Voltage[10]=Voltage[10]=Color=枚举类型的所有值在创建时会用名称（明文）Date={day14,month12,year声明的关键词为在所有程序中都可用（全局DEFTEST(DECLINTcounterDECLREALpriceDECLBOOLfinishedDECLCHARcreate1DEFDATEXTERNALDECLINTcounterDECLREALpriceDECLBOOLfinishedDECLCHARcreate1DEFDATCONFIGBASISTECHGLOBALSAUTOEXTGLOBALSUSERGLOBALSDEFDATCONFIG(DECLINTcounterDECLREALpriceDECLBOOLerrorDECLCHARsymbolKRLDECLINTD,EDECLREALU,VD=E=U=V=D=D＊E;D=2＊5=EE+VE510.615.6→四舍五入为E=16U=U＊V;U=0.510.6=5.3V=E+V;V=16+10.6=数学运算结果DECLINTFDECLREALF=10W=;INT/INT→INTF=F/2;F=5F10/4F=2（10/42.5→省去小数点后面的尾数;REAL/INT→FW/4F=3（10.0/4=2.5四舍五入为整数）W=W/4;W=2.5表3-2DECLBOOLG=10>10.1;H=10/3==3;H=TRUEG=G<>H;G=TRUE表3-3DECLBOOLK=L=NOTK;M=(KANDL)OR(KEXORL);M=TRUEL=NOT(NOTK);L=TRUE表3-4CenterPoint，即工具中心点），该坐标系即为工具坐标系。①可围绕TCP（例如：工具顶尖）改变姿态，如图3-1图3-1绕TCP图3-2作业方向图3-3带TCP表3-5图3-4图3-5图3-6图3-7表3-6可以提高机器人的使用寿命（重载、轻载时电机电流不同）选择主菜单投入运行→测量→工具→在程序中声明一个INTDEFTEST(DECLINTcountcount= DEFTEST(DECLINTcountPTPHOME Vel=100%DEFAULT Vel=2 Vel=2count=count+WAITTime=1IFcount==5 PTPHOME Vel=100%DEFAULT机器人控制系统通过测量工具（工具坐标系）识别工具顶尖（—ool on，工具中心点）相对于法兰中心点的位置，如图38所示，的测量有两种途径：一种是找个固定的参考点进行示教；另一种则是已知工具的各参数，就可以得到相对于兰中心点的、、的偏移量，相对于法兰坐标系转角（角度、、），同样也能得出精确的。图3-8TCP表3-7TCPXYZ4 图3-9XYZ4选择菜单序列投入运行→测量→工具→XYZ4包含测得的TCPX、Y、Z值的窗口自动打开，测量精度可在误差项中读取。数其具体操作步骤如下（图3-10XYZ确定工具坐标系的姿态/朝向的方法主要有ABC世界坐标法和ABC2点法两种。ABC2点按键调出，则省略下列的前两个步骤如果选择5D：将+XTOOL调整至平行于-ZWORLD的方向（+XTOOL=作业方向）图311ABC+YTOOL与+YWORLD+ZTOOL与+XWORLD2.ABC2ABC2点法是指通过趋近X轴上一个点和XY平面上一个点的方法，机器人控制系统即图3-12ABC2ABC2点按键调出，则省略下列的前两个步骤在主菜单中选择投入运行→测量→工具→ABC2在主菜单中选择投入运行→测量→工具→图3-13表3-83在主菜单中选择投入运行→测量→基坐标系→3图3-14图3-15第二个点：X图3-16第三个点：XY选择主菜单投入运行→测量→工具→任务一要求：熟悉常用的数据类型及存储类型，能熟练地使用KUKAsmartPAD对常用的程任务二用XYZ4要求：熟悉用KUKA机器人设定工具的各种方法，用XYZ4点法设定尖点工具并保证任务三用3任务熟练掌握工具设定的方法，根据不同的工具，合理地选项目四KUKA图4-11—程序的主文件夹；2—其他程序的子文件夹；3—程序模块；4—图4-2初始化运行——BCO机器人的初始化运行称为运行（图43），运行是为了使机器人的当相同时才可以规划轨迹，机器人的程序才能正确运行。因此，首先必须将置于轨迹上。图4-3BCO选择程序（例程序复位（例程序执行时手动移动（例更改程序（例语句行选择（例图4-4BCO表4-1表4-2了解KUKA点到点运动图4-5例如 表4-3线性运动图4-6 Vel=2m/s 图4-7例如 了解I/O设置数字输出端图4-8数字输出端设置表4-4OUT指令解析设置脉冲输出端图4-9脉冲输出端设置表4-5PULSE模拟量输入端在机器人的程序中有对模拟量输入端处理的指令ANIN，KRC4具有32个模拟输入端，这些模拟量输入端可以通过系统变量$ANIN[1]…$ANIN[32]读出，在程序中每隔12ms循环读取一个模拟量输入端，$ANIN[nr]的值在-1.0和1.0之间变化，表示-10V至+10V模拟量输出端在机器人的程序中有对模拟量输出端处理的指令ANOUT，KRC4具有32个模拟输出端，这些模拟量输出端可以通过系统变量$ANOUT[1]…$ANOUT[32]写入，在程序中每隔12ms循环读取一个模拟量输出端，$ANOUT[nr]的值在-1.0和1.0之间变化，表示-10V至+10V的输出电压。实例1实例2等待时间图4-10WAIT表4-6WAIT如图4-11所示机器人在P2点中断运动，等待2s后，再运动到P3图4-11等待信号（WAITWAITFOR是指机器人在此等待信号，可以等待的信号包括输入信号IN、输出信号OUT、定时信号TIMER，机器人系统内部的存储地址FLAG或者CYCFAG，WAITFOR指“WAITFOR”指令是将具体的功能与等待信号联系起来，需要时可以将多个信号按逻图4-12WAITFOR表4-7WAITFOR图4-13实例：如果变量“i”的值为1，则执行CASE1下的程序，机器人运动到点P1。如果变量“i”的值为2，则执行CASE2下的程序，机器人运动到点P2。如果变量“i”的值为3，则执行CASE3下的程序，机器人运动到点P3。如果变量“i”的值未在CASE中列出（在该例中Name_Unterprogramm()和END标明，其格式如图4-14所示。图4-14图4-15一个外部输入信号突然变为0或在机器人的程序中中断事件和中断程序可以用INTERRUPT...DECL...WHEN...DO...表4-8对中断进行了声明后必须接着将其激活，用指令INTERRUPT...可激活一个中断、取表4-9图4-16输入/表4-10PGNO_TYPE表4-11PGNO_PARITY表4-12PGNO_VALID表4-13$MOVE_ENABLE如果在此输入端上持续施加了至少20ms的高脉冲，则上级控制系统会接通机器人驱如果在此输入端上持续施加了至少20ms的低脉冲，则上级控制系统会关断机器人驱图4-17CELL程序标注表4-14CELL程序标注说明图4-18选择“R1”图4-19选择Program图4-20图4-21图4-22图4-23图4-24图4-25图4-26图4-27图4-28图4-29图4-30图4-31图4-32图4-33通过KUKAsmartPAD图4-34图4-35图4-36图4-37按下“确认”图4-38图4-39图4-40执行BCO图4-41图4-42图4-43图4-44子程序Practice编程（一图4-45子程序Practice编程（二建立PLC任务一使用KUKAsmartPAD要求：掌握使用 任务二要求：熟悉常用的运动指令如、、等，能通过这些运动指令编写一个运动轨迹程序，并学会用示教器进行调试，能用专业语言正确、流利地展示配置的基本步骤，思路清晰、有条理，能圆满回答老师与同学提出的问题，并能提出一些新的建议。任务三任务一连接PLC，任务二编写一段外部中断程序对num进行加1要求：了解机器人的中断程序，编写一段外部中断程序对nu进行加1操作，同学提出的问题，并能提出一些新的建议。项目五KUKA机器人TCPKUKA点到点运动关节运动指令是在对路径精度要求不高的情况下，机器人的从一个位置移动到另一个位置，两个位置之间的路径不一定是直线（图51）。点到点运动指令适合机器人大表51所示。图5-1例如 表5-1线性运动图5-2例如 Vel=2 表5-2圆弧运动点，第二个位置点是圆弧的曲率，第三个位置点是圆弧的终点（图53）。其指令解析如表53所示。图5-3例如 Vel=2 表5-3工具中心点（ToolCenterPoint，TCP）是机器人运动的基准。机器人的工具坐标系由首先建立一个新的工具数据 图5-4在主菜单中选择投入运行→测量→工具→XYZ4把第（4） 或：按下ABC2点法或ABC世界坐标法。迄今为止的数据被自动保存，并且自动打开图5-5图5-6表5-43在主菜单中选择投入运行→测量→基坐标系→3图5-7图5-8第二个点：X图5-9第三个点：XY图5-10图5-11TCP图5-12任务一使用机器人示教器设定绘画笔的工具坐标及工作台的并将误差控制在0.5mm以内。能清楚描述KUKA机器人基坐标的创建方法，使用示教器在任务二编写书写“KUKA”任务独自编写搬运程序项目六KUKAKUKA图6-1KUKA4—KUKA搬运码垛工作站下料装置；5—KUKA搬运码垛工作站托盘和物KUKA搬运码垛机器人I/O图6-2KUKA机器人I/O图6-3输入硬件接线图图6-4输出硬件接线图图6-5输入/图6-6添加EL1809、图6-7如图68所示，单击区的数字输入输出端，再单击区的18092809，就会出现区（断开）和区（连接），在区内如有箭头为灰色的，就表示本组信号没有连接，选中本组信号右键单击，然后选择连接，成功连接后就会显示在区。区左端R （Channel1～Channel16），图6-8连接输入/图6-8连接输入/输出信号（续图6-9KUKA声明的关键词为在所有程序中都可用（全局 EXTERNALDECLINT DECLREALpriceDECLBOOLfinishedDECLCHARcreate1KUKADECLINTD,EDECLREALU,VD=E=U=V=D=D＊E;D=2＊5=EE+VE510.615.6→四舍五入为E=16U=U＊V;U=0.510.6=5.3V=E+V;V=16+10.6=数学运算结果DECLINTFDECLREALF=10W=;INT/INT→INTF=F/2;F=5F10/4F=2(10/42.5→省去小数点后面的尾数;FW/4F=3(10.0/4=2.5→四舍五入为整数)W=W/4;W=2.5比较运算的运算符有：相同/等于（==）、不同/不等于（<>）、大于（>）表6-1DECLBOOLG=10>10.1;H=10/3==3;H=TRUEG=G<>H;G=TRUE表6-2DECLBOOLK=L=NOTK;M=(KANDL)OR(KEXORL);M=TRUEL=NOT(NOTK);L=TRUE表6-3KUKA图6-10外部自动运行（系统）图6-11外部自动运行（系统）的输出端表6-4外部自动运行说明表6-5步骤3：PLC置位$MOVE_ENABLE信号500ms后再给机器人$DRIVES_OFF信号。步骤4：PLC给完$DRIVES_OFF信号500ms后再给机器人$DRIVES_ON信号。当机器$DRIVES_ONKUKA图6-12X11表6-6KUKA一个外部输入信号突然变为0或在机器人的程序中中断事件和中断程序可以用INTERRUPT...DECL...WHEN...DO...来定义声明，在程序中最多允许声明32个中断，在同一时间最多允许有16 事 中断程表6-7对中断进行了声明后必须接着将其激活，用指令INTERRUPT...可激活一个中断、取表6-8KUKA搬运码垛机器人Ethernet✧✧✧✧配置“事件消息✧✧以太网连接是通过一个配置文件，在目录中的每个连接都必须定义一个配置文件，文件路径为：ongoonhn。以太网连接可以并提交解释操作或系统操作。表6-9XML表6-10连接属性的XML表6-11表6-12数据接收的XML表6-13数据传输的XML表6-14表6-15表6-16表6-17表6-18表6-19如图613所示，机器人控制系统通过测量工具（工具坐标系）识别工具顶尖（：oolnron，工具中心点）相对于法兰中心点的位置，的测量有两种途径：一种心点的、、的偏移量，相对于法兰坐标系转角（角度、、），同样也能得出精确的。图6-13表6-20