任务6.1-KUKA机器人结构化编程及子程序-任务工单

KUKA机器人应用技术｜任务工单任务6.1KUKA机器人结构化编程及子程序项目6KUKA机器人结构化编程、子程序及运动编程班级________________姓名________________学号________________小组________________日期____年__月__日工位________一、任务目标1.知识目标（1）理解KUKA机器人结构化编程的原理与特点。（2）熟悉KUKA机器人子程序的定义与调用方法。2.能力目标（1）能够独立编写结构化的KUKA机器人程序，合理使用子程序进行功能模块化设计。（2）能够根据实际需求，灵活调用和组合子程序，优化程序结构，提高编程效率。3.素养目标（1）使学生树立模块化、结构化编程的意识，注重程序的复用性和可扩展性。（2）培养学生精益求精的职业态度，关注编程细节与程序性能优化。二、任务描述为某船用零部件制造生产线设计并编写KUKA机器人焊接程序，完成一个包含7条焊缝的组合件的自动化焊接任务。要求程序具有结构化设计，合理使用子程序，确保焊接质量和生产效率。某船用零部件组合件由多个金属部件焊接而成，共有7条焊缝需要完成。每条焊缝的焊接路径和参数（如焊接速度、焊接电流等）不同。为提高编程效率和程序可维护性，需要采用结构化编程方法，将每条焊缝的焊接过程设计为子程序，并在主程序中调用这些子程序。具体要求如下：（1）分析焊接任务，将7条焊缝分解为独立的子任务。（2）编写每条焊缝对应的子程序，确保焊接路径和参数准确。（3）设计主程序，按顺序调用子程序完成焊接任务。（4）调试程序，确保每条焊缝的焊接质量符合要求。（5）优化程序结构，提高代码复用性和可维护性。三、情景引入假如你是一位工业机器人编程工程师，负责一条船用零部件生产线的自动化焊接工作。今天，车间接到一批新的组合件订单，该组合件由多个金属部件组成，需要进行7条焊缝的焊接。每条焊缝的焊接路径和参数不同，车间要求你设计一个高效的KUKA机器人焊接程序，确保焊接质量和生产效率。你决定采用结构化编程方法，将每条焊缝的焊接过程设计为子程序，并在主程序中调用这些子程序。这不仅可以使程序更加清晰、易于维护，还能提高编程效率。接下来，你需要完成以下任务：（1）分析焊接任务，明确每条焊缝的焊接路径和参数。（2）编写焊接子程序，并在主程序中调用这些子程序。（3）调试程序，优化焊接质量。四、任务实施实施地点：工业机器人焊接技术实训室。实施设备：KUKA机器人，型号为KR8R1420arcHW。焊机：奥地利伏能士TPS4000焊机。实施过程如下：（1）主程序编程。主程序见表6-6。（2）子程序1——焊缝T1。表6-6主程序行号程序代码说明0001DEFxuhan_main()主程序定义0002INI初始化0003PTPP0Vel=100%PDAT0Tool[16]:TOOL_TCPBase[32]:TOOL_BASE机器人HOME点0004xuhan_t1()调用子程序1—焊缝T10005xuhan_t2()调用子程序2—焊缝T20006xuhan_t3()调用子程序3—焊缝T30007xuhan_t4()调用子程序4—焊缝T40008xuhan_t5()调用子程序5—焊缝T50009xuhan_t6()调用子程序6—焊缝T60010xuhan_t7()调用子程序7—焊缝T70011PTPP1Vel=100%PDAT1Tool[16]:TOOL_TCPBase[32]:TOOL_BASE返回机器人HOME点0012END主程序结束1）示教运动轨迹。①使用示教器手动操作机器人移动到合适的位置作为机器人的HOME点，将光标定位在对应程序行，单击示教界面左下角“指令|运动|PTP”，完成HOME点的示教。②手动操作机器人移动到P2点，单击示教界面左下角“指令|运动|PTP”，添加指令“PTP”，单击示教界面右下角“指令OK”按钮，完成P2点即过渡点的示教。③手动操作机器人移动到P3点，注意该点要处于与工件、夹具不干涉的位置，焊枪角度可根据路径需要调整，继续添加指令“PTP”，单击示教界面右下角“指令OK”按钮，完成P3点即临近点的示教。④手动操作机器人焊接起始点，将光标移至对应行，单击左下角“指令|ArcTech|ARC开”，添加指令“ARC开”，单击示教界面右下角“指令OK”按钮，完成机器人焊接起始点的示教。⑤机器人移动到焊接目标点，注意机器人姿态不与夹具干涉。⑥将光标移至对应行，单击左下角“指令|ArcTech|ARC关”，添加指令“ARC关”，修改该点的名称为“Arc_End”，单击示教界面右下角“指令OK”按钮，完成机器人焊接目标点的示教。⑦手动操作机器人移动到P6点，注意该点要处于与工件、夹具不干涉的位置，焊枪角度任意。将光标移至对应行，单击示教界面左下角“指令|运动|LIN”，添加指令“LIN”，修改速度为“0.1m/s”，单击示教界面右下角“指令OK”按钮，完成P6点即退避点的示教。⑧手动操作机器人移动到机器人运行的过渡点，将光标移至对应行，单击左下角“指令|运动|PTP”，添加指令“PTP”，修改点的名称为“guodu”，单击示教界面右下角“指令OK”按钮，完成机器人过渡点的示教。⑨将机器人手动移回HOME点。2）焊接参数设置。焊接参数设置包括送丝速度、机器人速度、焊枪角度、气体流量、干伸长等，具体数值见表6-7。（3）子程序2——焊缝T2。1）示教运动轨迹。①使用示教器手动操作机器人移动到合适位置，作为机器人的HOME点。将光标定位在对应程序行，单击示教界面左下角“指令|运动|PTP”，完成HOME点的示教。②手动操作机器人移动到P2点，单击示教界面左下角“指令|运动|PTP”，添加指令“PTP”，单击示教界面右下角“指令OK”按钮，完成P2点即过渡点的示教。③手动操作机器人移动到P3点，注意该点要处于与工件、夹具不干涉的位置，焊枪角度可根据路径需要调整，继续添加指令“PTP”，单击示教界面右下角“指令OK”按钮，完成P3点即临近点的示教。④手动操作机器人焊接起始点，将光标移至对应行，单击左下角“指令|ArcTech|ARC开”，添加指令“ARC开”，修改点的名称为“Arc_Start”，单击示教界面右下角“指令OK”按钮，完成机器人焊接起始点的示教。⑤机器人移动到焊接目标点，注意机器人姿态不与夹具干涉。将光标移至对应行，单击左下角“指令|ArcTech|ARC关”，添加指令“ARC关”，修改点的名称为“Arc_End”，单击示教界面右下角“指令OK”按钮，完成机器人焊接目标点的示教。⑥手动操作机器人移动到P6点，注意该点要处于与工件、夹具不干涉的位置，焊枪角度可根据路径需要调整。将光标移至对应行，单击示教界面左下角“指令|运动|LIN”，添加指令“LIN”，修改速度为“0.1m/s”，单击示教界面右下角“指令OK”按钮，完成P6点的示教。⑦手动操作机器人移动到机器人运行的过渡点，将光标移至对应行，单击左下角“指令|运动|PTP”，添加指令“PTP”，修改点的名称为“guodu”，单击示教界面右下角“指令OK”按钮，完成机器人过渡点的示教。⑧将机器人手动移回HOME点。2）焊接参数设置。焊接参数设置包括送丝速度、机器人速度、焊枪角度、气体流量、干伸长等，具体数值见表6-9。（4）子程序3——焊缝T3。1）示教运动轨迹。①使用示教器手动操作机器人移动到合适位置，作为机器人的HOME点，将光标定位在对应程序行，单击示教界面左下角“指令|运动|PTP”，完成HOME点的示教。②手动操作机器人移动到P2点，单击示教界面左下角“指令|运动|PTP”，添加指令“PTP”，单击示教界面右下角“指令OK”按钮，完成P2点即过渡点的示教。③手动操作机器人移动到P3点，注意该点要处于与工件、夹具不干涉的位置，焊枪角度可根据路径需要调整，继续添加指令“PTP”，单击示教界面右下角“指令OK”按钮，完成P3点即临近点的示教。④手动操作机器人移动到焊接起始点，将光标移至对应行，单击左下角“指令|ArcTech|ARC开”，添加指令“ARC开”，修改点的名称为“Arc_Start”，单击示教界面右下角“指令OK”按钮，完成机器人焊接起始点的示教。⑤手动操作机器人移动到焊接目标点，注意机器人姿态不与夹具干涉。将光标移至对应行，单击左下角“指令|ArcTech|ARC关”，添加指令“ARC关”，修改点的名称为“Arc_End”，单击示教界面右下角“指令OK”按钮，完成机器人焊接目标点的示教。⑥手动操作机器人移动到P6点，注意该点要处于与工件、夹具不干涉的位置，焊枪角度可根据路径需要调整。⑦将光标移至对应行，单击示教界面左下角“指令|运动|LIN”，添加指令“LIN”，修改速度为“0.1m/s”，单击示教界面右下角“指令OK”按钮，完成P6点的示教。⑧手动操作机器人移动到机器人运行的过渡点，将光标移至对应行，单击左下角“指令|运动|PTP”，添加指令“PTP”，修改点的名称为“guodu”，单击示教界面右下角“指令OK”按钮，完成机器人过渡点的示教。⑨将机器人手动移回HOME点。2）焊接参数设置。焊接参数设置包括送丝速度、机器人速度、焊枪角度、气体流量、干伸长等，具体数值见表6-11。（5）子程序4——焊缝T4。1）示教运动轨迹。①手动操作机器人移动到合适位置，作为机器人的HOME点，将光标定位在对应程序行，单击示教界面左下角“指令|运动|PTP”，完成HOME点的示教。②手动操作机器人移动到P2点，单击示教界面左下角“指令|运动|PTP”，添加指令“PTP”，单击示教界面右下角“指令OK”按钮，完成P2点即过渡点的示教。③手动操作机器人移动到P3点，注意该点要处于与工件、夹具不干涉的位置，焊枪角度可根据路径需要调整，继续添加指令“PTP”，单击示教界面右下角“指令OK”按钮，完成P3点即临近点的示教。④手动操作机器人移动到焊接起始点，注意机器人姿态不与夹具干涉。将光标移至对应行，单击左下角“指令|ArcTech|ARC开”，添加指令“ARC开”，修改点的名称为“Arc_Start”，单击示教界面右下角“指令OK”按钮，完成机器人焊接起始点的示教。⑤手动操作机器人移动到焊接目标点，注意机器人姿态不与夹具干涉。将光标移至对应行，单击左下角“指令|ArcTech|ARC关”，添加指令“ARC关”，修改点的名称为“Arc_End”，单击示教界面右下角“指令OK”按钮，完成机器人焊接目标点的示教。⑥手动操作机器人移动到P6点，注意该点要处于与工件、夹具不干涉的位置，焊枪角度可根据路径需要调整。将光标移至对应行，单击示教界面左下角“指令|运动|LIN”，添加指令“LIN”，修改速度为“0.1m/s”，单击示教界面右下角“指令OK”按钮，完成P6点的示教。⑦手动操作机器人移动到机器人运行的过渡点，将光标移至对应行，单击左下角“指令|运动|PTP”，添加指令“PTP”，修改点的名称为“guodu”，单击示教界面右下角“指令OK”按钮，完成机器人过渡点的示教。⑧将机器人手动移回HOME点。2）焊接参数设置。焊接参数设置包括送丝速度、机器人速度、焊枪角度、气体流量、干伸长等，具体数值见表6-13。（6）子程序5——焊缝T5。1）示教运动轨迹。①手动操作机器人移动到合适位置，作为机器人的HOME点。将光标定位在对应程序行，单击示教界面左下角“指令|运动|PTP”，完成HOME点的示教。②手动操作机器人移动到P2点，单击示教界面左下角“指令|运动|PTP”，添加指令“PTP”，单击示教界面右下角“指令OK”按钮，完成P2点即过渡点的示教。③手动操作机器人移动到P3点，注意该点要处于与工件、夹具不干涉的位置，焊枪角度可根据路径需要调整，继续添加指令“PTP”，单击示教界面右下角“指令OK”按钮，完成P3点即临近点的示教。④手动操作机器人移动到焊接起始点，注意机器人姿态不与夹具干涉，将光标移至对应行，单击左下角“指令|ArcTech|ARC开”，添加指令“ARC开”，修改点的名称为“Arc_Start”，单击示教界面右下角“指令OK”按钮，完成机器人焊接起始点的示教。⑤手动操作机器人移动到焊接目标点，注意机器人姿态不与夹具干涉。将光标移至对应行，单击左下角“指令|ArcTech|ARC关”，添加指令“ARC关”，修改点的名称为“Arc_End”，单击示教界面右下角“指令OK”按钮，完成机器人焊接目标点的示教。⑥手动操作机器人移动到P6点，注意该点要处于与工件、夹具不干涉的位置，焊枪角度可根据路径需要调整。将光标移至对应行，单击示教界面左下角“指令|运动|LIN”，添加指令“LIN”，修改速度为“0.1m/s”，单击示教界面右下角“指令OK”按钮，完成P6点的示教。⑦手动操作机器人移动到机器人运行的过渡点，将光标移至对应行，单击左下角“指令|运动|PTP”，添加指令“PTP”，修改点的名称为“guodu”，单击示教界面右下角“指令OK”按钮，完成机器人过渡点的示教。⑧将机器人手动移回HOME点。2）焊接参数设置。焊接参数设置包括送丝速度、机器人速度、焊枪角度、气体流量、干伸长等，具体数值见表6-15。（7）子程序6——焊缝T6。1）示教运动轨迹。①使用示教器手动操作机器人移动到合适位置，作为机器人的HOME点，将光标定位在对应程序行，单击示教界面左下角“指令|运动|PTP”，完成HOME点的示教。②手动操作机器人移动到P2点，单击示教界面左下角“指令|运动|PTP”，添加指令“PTP”，单击示教界面右下角“指令OK”按钮，完成P2点即过渡点的示教。③手动操作机器人移动到P3点（临近点），继续添加指令“PTP”，单击示教界面右下角“指令OK”按钮，完成P3点的示教。④手动操作机器人移动到P4点，单击示教界面左下角“指令|运动|LIN”，添加指令“LIN”，修改速度为“0.2m/s”，单击示教界面右下角“指令OK”按钮，完成P4点的示教。同时该点也是圆弧焊接起始点，将光标移至对应行，单击左下角“指令|ArcTech|ARC开”，添加指令“ARC开”，修改点的名称为“Arc_Start”，单击示教界面右下角“指令OK”按钮，完成机器人焊接起始点的示教。⑤单击“WDAT2”后的箭头，选择“引燃参数”选项，将“信道1”的数值设为焊机内部对应的JOB号（即焊接程序号），单击“焊接参数”选项，同样将其中的“信道1”数值改为相同的JOB号。最后，设置“提前送气时间”和“引燃后的等待时间”。在“焊接参数”中设置信道，并修改焊接速度。⑥手动操作机器人移动到机器人运行的第一段圆弧辅助点，将其姿态调整到合适位置。将光标移至对应行，单击左下角“指令|运动|CIRC”，添加指令“CIRC”，修改第一段圆弧辅助点的名称为“fuzhu1”，单击示教界面右下角“辅助点坐标”按钮，完成机器人第一段圆弧辅助点的示教。⑦手动操作机器人移动到机器人运行的第一段圆弧目标点，将其姿态调整到合适位置，修改第一段圆弧目标点的名称为“jieshu1”，单击示教界面右下角“目标点坐标”按钮，完成机器人圆弧焊接第一段圆弧目标点的示教。单击示教界面右下角“指令OK”按钮，完成机器人第一段圆弧点的示教。⑧手动操作机器人移动到机器人运行的第二段圆弧辅助点，将其姿态调整到合适位置，将光标移至对应行，单击左下角“指令|运动|CIRC”，添加指令“CIRC”，修改第二段圆弧辅助点的名称为“fuzhu2”，单击示教界面右下角“辅助点坐标”按钮，完成机器人圆弧焊接第二段圆弧辅助点的示教。⑨手动操作机器人移动到机器人运行的第二段圆弧目标点，将姿态调整到合适位置。修改第二段圆弧目标点的名称为“jieshu2”，单击示教界面右下角“目标点坐标”按钮，完成机器人第二段圆弧目标点的示教。单击示教界面右下角“指令OK”按钮，完成机器人第二段圆弧点的示教。⑩同理，再示教剩余两段圆弧（共4个点：2个辅助点+2个目标点），注意姿态调整。第四段圆弧目标点也是机器人焊接目标点，单击左下角“指令|ArcTech|ARC关”，添加指令“ARC关”，修改点的名称为“Arc_End”，单击示教界面右下角“指令OK”按钮，完成机器人焊接指令点的示教。将焊接收弧点的信道1设为“90”，后吹时间、终端焊口时间设为“0.1s”。示教该点后单击“指令OK”按钮。手动操作机器人移动到退避点，单击示教界面左下角“指令|运动|LIN”，添加指令“LIN”，修改速度为“0.3m/s”，单击示教界面右下角“指令OK”按钮，完成退避点的示教。手动操作机器人移动到机器人运行的过渡点，将光标移至对应行，单击左下角“指令|运动|LIN”，添加指令“LIN”，单击示教界面右下角“指令OK”按钮，完成机器人过渡点的示教。手动操作机器人回到HOME点。2）焊接参数设置。焊接参数设置包括送丝速度、机器人速度、圆弧示教点数、气体流量、干伸长等，具体数值见表6-17。表6-17焊接参数送丝速度（m/min）机器人速度（mm/s）圆弧示教点数气体流量（L/min）干伸长（mm）3.431610~1512~153）焊接程序。T6焊缝的焊接程序见表6-18。（8）子程序7——焊缝T7。1）示教运动轨迹。①使用示教器手动操作机器人移动到合适位置，作为机器人的HOME点，将光标定位在对应程序行，单击示教界面左下角“指令|运动|PTP”，完成HOME点的示教。②手动操作机器人移动到P2点，单击示教界面左下角“指令|运动|PTP”，添加指令“PTP”，单击示教界面右下角“指令OK”按钮，完成P2点即过渡点的示教。③手动操作机器人移动到P3点（临近点），继续添加指令“PTP”，单击示教界面右下角“指令OK”按钮，完成P3点的示教。④手动操作机器人移动到P4点，单击示教界面左下角“指令|运动|LIN”，添加指令“LIN”，修改速度为“0.1m/s”，单击示教界面右下角“指令OK”按钮，完成P4点的示教。同时该点也是圆弧焊接起始点，将光标移至对应行，单击左下角“指令|ArcTech|ARC开”，添加指令“ARC开”，修改点的名称为“Arc_Start”，单击示教界面右下角“指令OK”按钮，完成机器人焊接起始点的示教。⑤单击“WDAT2”后的箭头，选择“引燃参数”选项，将“信道1”的数值设为焊机内部对应的JOB号（即焊接程序号），单击“焊接参数”选项，同样将其中的“信道1”数值改为相同的JOB号。最后，设置“提前送气时间”和“引燃后的等待时间”。⑥在“焊接参数”中设置信道，并修改焊接速度。⑦手动操作机器人移动到机器人运行的第一段圆弧辅助点，将其姿态调整到合适位置。将光标移至对应行，单击左下角“指令|运动|CIRC”，添加指令“CIRC”，修改第一段圆弧辅助点的名称为“fuzhu1”，单击示教界面右下角“辅助点坐标”按钮，完成机器人第一段圆弧辅助点的示教。⑧手动操作机器人移动到机器人运行的第一段圆弧目标点，将其姿态调整到合适位置。修改第一段圆弧目标点的名称为“jieshu1”，单击示教界面右下角“目标点坐标”按钮，完成机器人圆弧焊接第一段圆弧目标点的示教。单击示教界面右下角“指令OK”按钮，完成机器人第一段圆弧点的示教。⑨手动操作机器人移动到机器人运行的第二段圆弧辅助点，将其姿态调整到合适位置。将光标移至对应行，单击左下角“指令|运动|CIRC”，添加指令“CIRC”，修改第二段圆弧辅助点的名