KUKA机器人应用技术 课件汇 刘双耀 项目6-9 KUKA机器人结构化编程及子程序KUKA 机器人系统集成及应用

KUKA机器人结构化编程及子程序项目6·任务6.1项目6·KUKA机器人应用技术目录010203任务导入任务目标知识储备任务实施0405任务小结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，如图6-7所示。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。任务6.1｜KUKA机器人结构化编程及子程序图6-77条焊缝组合件工件模型任务导入知识目标◆（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。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。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。任务6.1｜KUKA机器人结构化编程及子程序任务目标1.KUKA机器人结构化编程（1）KUKA机器人结构化编程的特点：1）通过严密的分段结构方便地解决复杂的问题。2）以清晰易懂的方式展示基本方法。3）提高维护、修改和扩展程序的效率。4）将复杂的任务分解成几个简单的分步任务。5）降低编程时的总耗时。6）使相同性能的组成部分得以更换。7）单独开发各组成部分。（2）对一段机器人程序的6个要求：1）高效。2）无误。3）易懂。4）维护简便。5）清晰明了。6）具有良好的经济效益。2.KUKA机器人子程序的作用在编程中，子程序的核心价值在于对可重复任务进行模块化封装，从而避免代码重复，以节省存储空间。通过调用子程序，可使主程序逻辑清晰、结构分明，显著提升代码的可读性和可维护性。子程序可将特定功能独立为一个简洁、边界清晰的模块。这使得定位问题、修改功能或排除错误更为便捷。任务6.1｜KUKA机器人结构化编程及子程序知识储备3.案例子程序1、2案例子程序1、2：底板与下横板平角焊缝T1、T2。（1）焊件结构和尺寸如图6-2所示。（2）焊件材料：Q235板，尺寸有150×300×8（mm3）、150×60×8（mm3）。（3）接头形式：T形接头。（4）焊接位置：水平位置平角焊。（5）技术要求：1）采用CO2作为保护气体，使用直径为1.2mm的焊丝，利用机器人完成焊接作业。任务6.1｜KUKA机器人结构化编程及子程序图6-2平板对接产品结构和尺寸知识储备2）焊缝外观以及质量要求见表6-1。（6）机器人焊接工艺与编程分析。1）产品材料为Q235，属于常用低碳钢，焊接性能较好。2）焊件装配方法：立板垂直于水平板，间隙为零，接头两端定位焊长约20mm。3）焊件的焊接工艺与编程要点如下：①焊接前将焊件坡口两端清理干净。②焊趾处易产生咬边，焊枪应与立板、水平板均呈45°、焊接方向后倾约10°，设定合适的焊接参数，防止焊接电流过大产生咬边。③手动操作机器人，将其调整到相应的位置，使得焊丝刚好能够与焊件触碰。④根据板材厚度和焊接要求，调节焊机操作面板的参数。⑤程序编写完成后，在示教模式下，不使用焊接指令空运行一遍轨迹，确保编写的程序轨迹符合焊缝的位置。⑥切换到机器人自动模式，按下启动按钮，启动自动焊接。任务6.1｜KUKA机器人结构化编程及子程序知识储备4.案例子程序3、4案例子程序3、4：圆筒与横板立角焊缝T3、T4。（1）焊件结构如图6-3所示。（2）焊件材料：Q235板，尺寸有100×150×8（mm3）、150×120×8（mm3）。（3）接头形式：角接接头。（4）焊接位置：立焊位置焊接。（5）技术要求：1）采用Ar+CO作为保护气体，使用直径为1.2mm的焊丝，利用机器人完成焊接作业。2）焊缝外观以及质量要求见表6-2。焊缝宽度为7～8mm,焊缝两侧无咬边，焊缝表面无气孔、焊瘤、夹渣和裂纹等缺陷，波纹均匀整齐，焊缝成形良好。任务6.1｜KUKA机器人结构化编程及子程序图6-3圆筒与横板角接产品结构知识储备（6）机器人焊接工艺与编程分析。1）产品材料为Q235，属于常用低碳钢，焊接性能较好。2）焊件装配方法：因焊接过程中焊缝逐渐收缩，易引起焊接缺陷，应考虑后焊焊缝的装配间隙较先焊焊缝增大约0.5mm，焊件两端定位焊长约20mm。3）焊件的焊接工艺与编程要点如下：①焊接前将焊件坡口两端清理干净。②采用机器人直线行走完成焊接。③角焊缝焊脚尺寸普遍存在立板侧偏小、水平板侧偏大的现象，焊枪示教时应注意焊枪点的位置及角度设置，确保焊脚对称分布，防止焊脚产生偏向。④手动操作机器人，将其调整到相应的位置，使得焊丝刚好能够与焊件触碰。⑤根据板材厚度和焊接要求，调节焊机操作面板的参数。⑥程序编写完成后，在示教模式下，不使用焊接指令空运行一遍轨迹，确保编写的程序轨迹符合焊缝的位置。⑦切换到机器人自动模式，按下启动按钮，启动自动焊接。任务6.1｜KUKA机器人结构化编程及子程序知识储备5.案例子程序5案例子程序5：下横板与上横板对接焊缝T5。（1）焊件结构如图6-4所示。图6-4平板对接产品结构（2）焊件材料：Q235板，两块尺寸均为60×150×8（mm3）。（3）接头形式：对接接头。（4）焊接位置：横焊位置焊接。（5）技术要求：1）采用Ar+CO2作为保护气体，使用直径为1.2mm的焊丝，通过机器人完成焊接作业。2）焊缝外观以及质量要求见表6-3。焊缝宽度为10～11mm，焊缝高度差不能多于0.5mm，焊缝两侧无咬边，焊缝表面无气孔、焊瘤、夹渣和裂纹等缺陷，波纹均匀整齐，焊缝成形良好。任务6.1｜KUKA机器人结构化编程及子程序图6-4平板对接产品结构知识储备（6）机器人焊接工艺与编程分析。1）产品材料为Q235，属于常用低碳钢，焊接性能较好。2）焊件装配方法：焊件两端定位焊长约20mm。3）焊件的焊接工艺与编程要点如下：①焊接前将焊件坡口两端清理干净。②采用机器人直线行走完成焊接。③手动操作机器人，将其调整到相应的位置，使得焊丝刚好能够与焊件触碰。④根据板材厚度和焊接要求，调节焊机操作面板的参数。⑤程序编写完成后，在示教模式下，不使用焊接指令空运行一遍轨迹，确保编写的程序轨迹符合焊缝的位置。⑥切换到机器人自动模式，按下启动按钮，启动自动焊接。任务6.1｜KUKA机器人结构化编程及子程序知识储备6.案例子程序6案例子程序6：底板环焊缝T6。（1）焊件结构如图6-5所示。（2）焊件材料：Q235板，尺寸有300×150×8（mm3）、100×150×8（mm3）。（3）接头形式：管板骑座式。（4）焊接位置：垂直俯位平角焊。图6-5底板环周焊接产品结构（5）技术要求。1）采用Ar+CO作为保护气体，使用直径为1.2mm的焊丝，通过机器人完成焊接作业。2）焊缝外观以及质量要求见表6-4。焊脚高度为5～6mm，焊脚差不高于0.5mm，焊缝两侧无咬边，焊缝表面无气孔、焊瘤、夹渣和裂纹等缺陷，波纹均匀整齐，焊缝成形良好。任务6.1｜KUKA机器人结构化编程及子程序图6-5底板环周焊接产品结构知识储备（6）机器人焊接工艺与编程分析。1）产品材料为Q235，属于常用低碳钢，焊接性能较好。2）焊件装配方法：采用点焊进行定位。3）焊件的焊接工艺与编程要点如下：①焊接前将焊件坡口两端清理干净。②机器人焊接方式采用圆弧插补运动配合焊枪姿态调整即可完成。③手动操作机器人，将其调整到相应的位置，使得焊丝刚好能够与焊件触碰。④根据板材厚度和焊接要求，调节焊机操作面板的参数。⑤程序编写完成后，在示教模式下，不使用焊接指令空运行一遍轨迹，确保编写的程序轨迹符合焊缝的位置。⑥切换到机器人自动模式，按下启动按钮，启动自动焊接。任务6.1｜KUKA机器人结构化编程及子程序知识储备7.案例子程序7案例子程序7：顶盖与圆筒环周对接焊缝T7。（1）焊件结构如图6-6所示。（2）焊件材料：Q235板，尺寸有300×150×8（mm3）、100×150×8（mm3）。（3）接头形式：角接接头对接焊缝。（4）焊接位置：平角焊。（5）技术要求：1）采用Ar+CO作为保护气体，使用直径为1.2mm的焊丝，通过机器人完成焊接作业。2）焊缝外观以及质量要求见表6-5。焊缝宽度为10～11mm，焊缝两侧无咬边，焊缝表面无气孔、焊瘤、夹渣和裂纹等缺陷，波纹均匀整齐，焊缝成形良好。任务6.1｜KUKA机器人结构化编程及子程序图6-6顶盖与圆筒环周对接产品结构知识储备（6）机器人焊接工艺与编程分析。1）产品材料为Q235，属于常用低碳钢，焊接性能较好。2）焊件装配方法：焊件两端定位焊长约20mm。3）焊件的焊接工艺与编程要点如下：①焊前将焊件坡口两端清理干净。②机器人焊接方式采用圆弧插补（CIRC）即可完成。③手动操作机器人，将其调整到相应的位置，使得焊丝刚好能够与焊件触碰。④根据板材厚度和焊接要求，调节焊机操作面板的参数。⑤程序编写完成后，在示教模式下，不使用焊接指令空运行一遍轨迹，确保编写的程序轨迹符合焊缝的位置。⑥切换到机器人自动模式，按下启动按钮，启动自动焊接。【小提示】（1）在编写KUKA机器人程序时，先将复杂任务分解为多个简单任务，再通过子程序逐步实现，可以提高编程效率。（2）使用注释和文档说明程序的功能和逻辑，便于后续人员理解和维护。任务6.1｜KUKA机器人结构化编程及子程序知识储备【注意事项】（1）编程时确保变量命名规范，避免因命名混淆导致程序错误。（2）在调试机器人程序时，务必确保机器人在安全模式下运行，防止意外动作。（3）在编写程序时，优先考虑程序的可读性和可维护性，避免过于复杂的嵌套结构。【知识之窗】（1）创建结构化机器人程序的辅助工具。注释是编程语言中用于补充说明的部分。所有编程语言都由计算机指令（代码）和文本编辑器的提示（注释）组成。当进一步处理源程序（编译、解释等）时，处理软件则会忽略注释，因此不会影响结果。在KUKA控制器中使用行注释，即注释在行尾自动结束。（2）创建程序流程图。程序流程图是一种程序的图示，也称为程序结构图。它用于描述一个程序中执行特定算法的运算顺序。程序流程图中所用的图标在标准中作了规定。程序流程图也常用于图示过程和操作，这与计算机程序无关。任务6.1｜KUKA机器人结构化编程及子程序知识储备实施地点：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。任务6.1｜KUKA机器人结构化编程及子程序任务实施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，如图6-8所示。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。任务6.1｜KUKA机器人结构化编程及子程序图6-8返回机器人HOME点任务实施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，如图6-9所示。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，如图6-10所示。任务6.1｜KUKA机器人结构化编程及子程序图6-9机器人焊接起始点示教图6-10机器人焊接目标点示教任务实施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，如图6-11所示。任务6.1｜KUKA机器人结构化编程及子程序图6-11机器人退避点示教任务实施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“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，如图6-12所示。任务6.1｜KUKA机器人结构化编程及子程序图6-12返回机器人HOME点任务实施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。任务6.1｜KUKA机器人结构化编程及子程序任务实施3）焊接程序。T1焊缝焊接示教程序见表6-8。任务6.1｜KUKA机器人结构化编程及子程序任务实施4）焊接效果。T1焊缝的焊接效果如图6-13所示。任务6.1｜KUKA机器人结构化编程及子程序图6-13

T1焊缝效果图任务实施（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，如图6-14所示。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。任务6.1｜KUKA机器人结构化编程及子程序图6-14机器人HOME点任务实施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，如图6-15所示。任务6.1｜KUKA机器人结构化编程及子程序图6-15机器人焊接起始点示教任务实施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，如图6-16所示。任务6.1｜KUKA机器人结构化编程及子程序图6-16机器人焊接目标点示教任务实施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。任务6.1｜KUKA机器人结构化编程及子程序图6-16机器人焊接目标点示教任务实施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，如图6-17所示。任务6.1｜KUKA机器人结构化编程及子程序图6-17返回机器人HOME点任务实施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。任务6.1｜KUKA机器人结构化编程及子程序任务实施3）焊接程序。T2焊缝的焊接程序见表6-10。任务6.1｜KUKA机器人结构化编程及子程序任务实施4）焊接效果。T2焊缝的焊接效果如图6-18所示。任务6.1｜KUKA机器人结构化编程及子程序图6-18T2焊缝的焊接效果任务实施（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。任务6.1｜KUKA机器人结构化编程及子程序任务实施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，如图6-19所示。任务6.1｜KUKA机器人结构化编程及子程序图6-19机器人焊接起始点示教任务实施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，如图6-20所示。任务6.1｜KUKA机器人结构化编程及子程序图6-20机器人焊接目标点示教任务实施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。任务6.1｜KUKA机器人结构化编程及子程序任务实施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。任务6.1｜KUKA机器人结构化编程及子程序任务实施3）焊接程序。T3焊缝的焊接程序见表6-12。任务6.1｜KUKA机器人结构化编程及子程序任务实施任务6.1｜KUKA机器人结构化编程及子程序图6-21T3焊缝的焊接效果4）焊接效果。T3焊缝的焊接效果如图6-21所示。任务实施（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。任务6.1｜KUKA机器人结构化编程及子程序任务实施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，如图6-22所示。任务6.1｜KUKA机器人结构化编程及子程序图6-22机器人焊接起始点示教任务实施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，如图6-23所示。任务6.1｜KUKA机器人结构化编程及子程序图6-23机器人焊接目标点示教任务实施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。任务6.1｜KUKA机器人结构化编程及子程序任务实施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。任务6.1｜KUKA机器人结构化编程及子程序任务实施3）焊接程序。T4焊缝的焊接程序见表6-14。任务6.1｜KUKA机器人结构化编程及子程序任务实施4）焊接效果。T4焊缝的焊接效果如图6-24所示。任务6.1｜KUKA机器人结构化编程及子程序图6-24

T4焊缝效果图任务实施（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。任务6.1｜KUKA机器人结构化编程及子程序任务实施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，如图6-25所示。任务6.1｜KUKA机器人结构化编程及子程序图6-25机器人焊接起始点示教任务实施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，如图6-26所示。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。任务6.1｜KUKA机器人结构化编程及子程序图6-26机器人焊接目标点示教⑧将机器人手动移回HOME点。任务实施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。任务6.1｜KUKA机器人结构化编程及子程序任务实施3）焊接程序。T5焊缝的焊接程序见表6-16。任务6.1｜KUKA机器人结构化编程及子程序图6-27T5焊缝的焊接效果4）焊接效果。T5焊缝的焊接效果如图6-27所示。任务实施（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，如图6-28所示。任务6.1｜KUKA机器人结构化编程及子程序图6-28机器人HOME点任务实施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，如图6-29所示。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，如图6-30所示。任务6.1｜KUKA机器人结构化编程及子程序图6-29机器人过渡点P2示教图6-30机器人焊接临近点示教任务实施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，如图6-31所示。任务6.1｜KUKA机器人结构化编程及子程序图6-31机器人焊接起始点示教任务实施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。任务6.1｜KUKA机器人结构化编程及子程序任务实施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，如图6-32所示。任务6.1｜KUKA机器人结构化编程及子程序图6-32第一段圆弧辅助点示教任务实施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，如图6-33所示。任务6.1｜KUKA机器人结构化编程及子程序图6-33第一段圆弧目标点示教任务实施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，如图6-34所示。任务6.1｜KUKA机器人结构化编程及子程序图6-34第二段圆弧辅助点示教任务实施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，如图6-35所示。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。任务6.1｜KUKA机器人结构化编程及子程序图6-35第二段圆弧目标点任务实施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，如图6-36所示。任务6.1｜KUKA机器人结构化编程及子程序图6-36焊接目标点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“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。任务实施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，如图6-37所示。手动操作机器人回到HOME点，如图6-38所示。任务6.1｜KUKA机器人结构化编程及子程序图6-37过渡点示教图6-38HOME点任务实施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。任务6.1｜KUKA机器人结构化编程及子程序任务实施3）焊接程序。T6焊缝的焊接程序见表6-18。任务6.1｜KUKA机器人结构化编程及子程序任务实施4）焊接效果。T6焊缝的焊接效果如图6-39所示。任务6.1｜KUKA机器人结构化编程及子程序图6-39

T6焊缝效果图任务实施（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，如图6-40所示。任务6.1｜KUKA机器人结构化编程及子程序图6-40焊接开始点任务实施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，如图6-41所示。任务6.1｜KUKA机器人结构化编程及子程序图6-41第一段圆弧辅助点任务实施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，如图6-42所示。任务6.1｜KUKA机器人结构化编程及子程序图6-41第一段圆弧辅助点示教图6-42第一段圆弧目标点示教任务实施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，如图6-43所示。任务6.1｜KUKA机器人结构化编程及子程序图6-43第二段圆弧辅助点示教任务实施⑩手动操作机器人移动到机器人运行的第二段圆弧目标点，将其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，如图6-44所示。任务6.1｜KUKA机器人结构化编程及子程序图6-44第二段圆弧目标点示教任务实施同理，再示教剩余两段圆弧（共4个点：2个辅助点+2个目标点）。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，完成机器人焊接目标点的示教，如图6-45所示。任务6.1｜KUKA机器人结构化编程及子程序图6-45焊接目标点示教任务实施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。任务6.1｜KUKA机器人结构化编程及子程序任务实施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6-19。任务6.1｜KUKA机器人结构化编程及子程序任务实施3）焊接程序。T7焊缝的焊接程序见表6-20。任务6.1｜KUKA机器人结构化编程及子程序任务实施4）焊接效果。T7焊缝的焊接效果如图6-46所示。任务6.1｜KUKA机器人结构化编程及子程序图6-46

焊缝效果图任务实施（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。（3）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。（4）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。任务6.1｜KUKA机器人结构化编程及子程序任务小结KUKA机器人KRL运动编程项目6·任务6.2项目6·KUKA机器人应用技术目录010203任务导入任务目标知识储备任务实施0405任务小结通过KRL语言编写运动程序，精确控制机器人的运动轨迹和速度，确保焊接过程的准确性和效率。任务6.2｜KUKA机器人KRL运动编程任务导入知识目标◆（1）学会使用KRL中的基本运动指令。◆（2）理解运动参数（如速度、加速度、轨迹逼近）的设置及其对运动效果的影响。能力目标◆（1）能够根据实际任务需求，灵活选择与切换工具坐标系和基坐标系。◆（2）能够独立编写完成特定功能的KRL程序。素养目标◆（1）培养学生规范的编程习惯，如注释编写、变量命名规范、程序模块化设计等。◆（2）增强学生在机器人编程和操作中的安全意识，并遵守安全操作规程。任务6.2｜KUKA机器人KRL运动编程任务目标1.KRL位置点编程核心参数运用KRL直接进行位置点编程需要具备下面的参数：（1）运动方式PTP、LIN、CIRC。（2）目标位置，必要时还有辅助位置。（3）精确暂停或轨迹逼近，可能还有轨迹逼近距离。（4）速度：PTP（%）和轨迹运动（m/s）。（5）加速度。（6）工具：TCP和负载。（7）基坐标系。（8）沿轨迹运动时的姿态引导。（9）圆周运动CIRC时的圆心角。任务6.2｜KUKA机器人KRL运动编程知识储备2.运动方式PTP的语法格式任务6.2｜KUKA机器人KRL运动编程知识储备3.运动方式LIN的语法格式任务6.2｜KUKA机器人KRL运动编程知识储备4.运动方式CIRC的语法格式任务6.2｜KUKA机器人KRL运动编程知识储备5.运动参数的系统变量（1）工具：$TOOL和$LOAD。1）激活所测量的TCP：$TOOL=tool_data[x]；x=1,...,16。2）激活所属的负载数据：$LOAD=load_data[x]；x=1,...,16。（2）参考基坐标/工作基坐标：$BASE。激活所测量的基坐标：$BASE=base_data[x]；x=1,...,16。（3）机器人引导型或外部工具：$IPO_MODE。1）机器人引导型工具：$IPO_MODE=#BASE。2）外部工具：$IPO_MODE=#TCP。（4）速度。1）进行PTP运动时：$VEL_AXIS[x]；x=1,...,8，针对每根轴。2）进行轨迹运动LIN或CIRC时：$VEL.CP=2.0；轨迹速度（单位：m/s）；$VEL.ORI1=150；回转速度（单位：°/s）；$VEL.ORI2=200；旋转速度（单位：°/s）。（5）加速度。1）进行PTP运动时：$ACC_AXIS[x]；x=1,...,8，针对每根轴。2）进行轨迹运动LIN或CIRC时：$ACC.CP=2.0；轨迹加速度（单位：m/s2）；$ACC.ORI1=150；回转加速度（单位：°/s2）；$ACC.ORI2=200；转动加速度（单位：°/s2）。任务6.2｜KUKA机器人KRL运动编程知识储备（6）轨迹逼近参数。1）C_PTP参数：仅用于PTP运动。示例如下：PTPXP3C_PTP$APOCPTP=50；轨迹逼近比例（单位：%）。2）C_DIS参数：可用于PTP、LIN和CIRC运动。与目标点的距离必须低于$APO.CDIS的值。示例如下：PTPXP3C_DISLINXP4C_DIS$APO.CDIS=250.0；距离（单位：mm）。3）C_ORI参数：可用于LIN、CIRC运动。主导姿态角必须低于$APO.CORI的值。示例如下：LINXP4C_ORI$APO.CORI=50.0；角度（单位：°）。4）C_VEL参数：可用于LIN、CIRC运动。在驶向目标点的减速阶段中速度必须低于$APO.C_VEL的值。示例如下：LINXP4C_VEL$APO.CVEL=75.0；百分数（单位：%）。【小提示】大多数情况下，工具的作业方向是X轴方向。转速是指以角度C绕X轴旋转的速度。回转速度则是指绕其他两个角度（A和B）回转的速度。【注意事项】（1）在修改或编写KRL程序前，务必备份现有程序，以免因操作失误导致数据丢失。（2）在复杂的运动编程中，切换坐标系（如基坐标系、工具坐标系、世界坐标系）时，务必确认当前坐标系，以免出现运动偏差。【知识之窗】相对运动指令有PTP_REL、LIN_REL、CIRC_REL。任务6.2｜KUKA机器人KRL运动编程知识储备实施地点：工业机器人焊接技术实训室。实施设备：KUKA机器人，型号为KR8R1420arcHW。实施过程如下：（1）新建位置点。1）新建一个程序，在程序中示教记录P2的位置点，其对应的DAT文件中会生成P2点的位置信息，如图6-48所示。任务6.2｜KUKA机器人KRL运动编程图6-48P2点位置信息任务实施2）在程序中编辑添加语句“PTPXP2”，如图6-49所示。（2）将机器人运动到输入的位置。1）轴坐标位置基于机器人各关节的轴角度进行定义。使用AXIS或E6AXIS数据类型时，直接指定各轴角度值，机器人将按各轴独立运动至目标位置，如图6-50所示。例如，PTP{A10,A2-90,A390,A430,A560,A6100}，该指令控制机器人的各轴运动到指定的位置。2）机器人仅依据输入的单个或多个集合参数执行运动。例如，PTP{A120}：仅A1移动至20°，如图6-51所示。任务6.2｜KUKA机器人KRL运动编程图6-49添加语句图6-50轴坐标位置图6-51机器人仅依据输入的单个或多个集合参数执行运动任务实施PTP{X200,Y30}：移动TCP至（200mm，30mm）坐标，如图6-52所示。3）在笛卡尔坐标系中指定目标位置。例如，LIN{X100,Y100,Z-200,A0,B-30,C20}，如图6-53所示。任务6.2｜KUKA机器人KRL运动编程图6-52仅控制X、Y轴向完成位置移动图6-53笛卡尔坐标系中指定目标位置任务实施4）当目标位置仅被部分指定时，未提及的轴坐标分量将保持其当前值。例如，LIN{X200,Z120}，如图6-54所示。任务6.2｜KUKA机器人KRL运动编程图6-54指定目标位置的两个值任务实施5）通过设置$APO.CDIS（逼近距离）与$APO.CPTP（逼近百分比）参数，机器人可实现从LIN运动到PTP运动的轨迹逼近。当机器人运动至距目标点（XP2）30mm时，将提前启动下一段PTP运动（XP3）的计算与执行，从而实现近似定位。对应的代码如下：$APO.CDIS=30；逼近距离（单位：mm）$APO.CPTP=20；逼近比例（单位：%）PTPXP1LINXP2C_DISPTPXP3任务6.2｜KUKA机器人KRL运动编程任务实施（1）学会使用KRL中的基本运动指令。（2）理解运动参数（如速度、加速度、轨迹逼近）的设置及其对运动效果的影响。（3）能够根据实际任务需求，灵活选择与切换工具坐标系和基坐标系。（4）能够独立编写完成特定功能的KRL程序。任务6.2｜KUKA机器人KRL运动编程任务小结KUKA机器人变量应用项目7·任务7.1项目7·KUKA机器人应用技术目录010203任务导入任务目标知识储备任务实施0405任务小结假如你是一名自动化工程师，需要深入理解KUKA机器人编程中的变量类型及其使用场景。在编写程序时，你会遇到简单的数值变量、复杂的数组和字符串、结构数据以及系统预定义的变量。为了确保程序的灵活性和效率，你需要根据不同的任务需求，选择合适的变量类型并正确使用它们。任务7.1｜KUKA机器人变量应用任务导入知识目标◆（1）掌握KUKA机器人变量的定义、数据类型及在编程中的作用。◆（2）学会如何在KUKA机器人程序中声明和初始化变量，学习使用数组和结构等复合数据类型。能力目标◆（1）能够独立编写包含变量声明、赋值、逻辑控制的KUKA机器人程序。◆（2）能够在编程中灵活运用变量。素养目标◆（1）使学生养成在编程中严谨定义和使用变量的习惯，避免因变量错误导致程序故障。◆（2）培养学生追求编程细节的完美，注重程序的效率与可维护性。任务7.1｜KUKA机器人变量应用任务目标1.KRL变量基础（1）变量概述。1）变量是用于存储数据的容器，这些数据在机器人程序运行过程中可被读取和修改。2）每个变量都在控制器的存储器中有一个指定的存储位置。3）每个变量都有一个非KUKA关键词的名称。4）每个变量都属于一个专门的数据类型。5）在使用前必须声明变量及其数据类型。6）在KRL中，变量可分为局部变量和全局变量。（2）变量的命名规范。1）KRL中的变量名称长度最多允许24个字符。2）KRL中的变量名称允许包含字母（A~Z）、数字（0~9）以及特殊字符“_”和“$”。3）KRL中的变量名称不允许以数字开头。4）KRL中的变量名称不允许为关键词。5）KRL中的变量名称不区分大小写。（3）KRL的数据类型。1）简单数据类型（如INT、REAL、BOOL、CHAR等）。2）数组。3）枚举数据类型（ENUM）。4）复合型数据类型。5）KUKA系统数据。任务7.1｜KUKA机器人变量应用知识储备2.KRL标准数据类型KRL预定义的标准数据类型有4种。INT：整数类型，数值范围为-231～231-1。REAL：实数类型，数值范围为±1.1×10-38～±3.4×1038。BOOL：布尔类型，数值为TRUE或FALSE。CHAR：字符类型，存储单个字符，通常为ASCII或ISO字符集中的一个字符。（1）变量的声明。在使用变量前必须进行声明和指定变量的类型，变量声明的关键词为DECL，对于KRL预定义的标准数据类型，DECL声明关键字可以省略。变量声明的位置有以下三种选择：1）在SRC程序文件中进行声明。2）在DAT数据文件中进行声明。3）在$CONFIG.DAT文件中声明。（2）变量初始化。变量仅完成声明未初始化时，系统会为其分配一块内存存储单元，此时变量中存放无效值。因此，在声明变量后，必须对其进行初始化。根据变量声明位置的不同，其初始化形式也有所区别：在SRC程序文件中，声明和初始化必须在两个独立的行中进行；在DAT数据文件中，声明和初始化可以在同一行内完成。（3）变量运算。1）比较运算。任务7.1｜KUKA机器人变量应用知识储备通过比较运算可以构成逻辑表达式，该运算方式针对的是标准数据类型。比较运算的结果为布尔型数据，见表7-1。2）逻辑运算，见表7-2。任务7.1｜KUKA机器人变量应用知识储备3.复杂数据类型：Arrays（数组）（1）KRL数组。数组（Arrays）可为具有相同数据类型并通过下标区分的多个变量提供存储位置。1）数组的存储位置是有限的，即最大数组的大小取决于数据类型所需的存储空间大小。2）在声明时，数组大小和数据类型必须已知。3）KRL中的起始下标始终从1开始。4）初始化始终可以逐个进行。5）在SRC文件中的初始化也可以采用循环方式进行。（2）数组维数。数组维数有：1）一维数组，如dimension1[4]=TRUE。2）二维数组，如dimension2[2,1]=3.25。3）三维数组，如dimension1[3,4,1]=21。KRL不支持四维及四维以上的数组。（3）数组变量的声明和初始化。数组变量的声明和初始化有以下三种方式：1）在SRC文件中进行声明和初始化。2）在DAT文件中进行声明和初始化。3）在DAT文件中进行声明，在本程序模块的SRC文件中初始化。任务7.1｜KUKA机器人变量应用知识储备4.复杂数据类型：结构（STRUC）（1）结构变量。1）用数组可将同种数据类型的变量汇总。但实际上，大多数变量是由不同数据类型构成的。2）用关键词STRUC可自行定义一个结构。3）结构是将多个不同数据类型的变量组合成一个新的复合数据类型。4）一种结构必须经过定义才能使用。（2）KUKA机器人系统变量的结构数据类型。KUKA机器人系统中存在很多已经定义好结构数据类型的系统变量，如结构数据类型的位置变量，以下是4种常见的系统位置变量的结构数据类型：1）E6AXIS：STRUCE6AXISREALA1,A2,A3,A4,A5,A6,E1,E2,E3,E4,E5,E6。2）FRAME：STRUCFRAMEREALX,Y,Z,A,B,C。3）POS：STRUCPOSREALX,Y,Z,A,B,C。4）E6POS：STRUCE6POSREALX,Y,Z,A,B,C,E1,E2,E3,E4,E5,E6,INTS,T。任务7.1｜KUKA机器人变量应用知识储备5.系统数据类型系统数据类型是KUKA机器人系统中预定义的变量，用于读取和反映系统的运行状态。系统数据无须声明可直接使用。（1）变量监视设置。按下主菜单按键，在菜单中选择“显示|变量|单个”。如图7-2所示，可以监视某个变量的值。（2）举例说明。系统变量是全局变量，在控制器运行期间持续存在且保持其值，可随时查看当前的值。下面以$MODE_OP（机器人运行方式）、$POS_ACT（当前机器人位置）、$DATE（当前时间和日期）、$ACT_TOOL（机器人当前工具号）”为例进行说明。1）$MODE_OP（机器人运行方式）。任务7.1｜KUKA机器人变量应用图7-2变量监视知识储备机器人在不同的运行方式下，$MODE_OP的值会不同，如图7-3所示，机器人的4种不同运行方式对应不同系统变$MODE_OP的值。系统变量也可以作为条件的判断对象。2）$POS_ACT（当前机器人位置）。$POS_ACT存储机器人当前状态的位置信息，因此，该变量的值是时刻更新的$POS_ACT值的查看方式如图7-4所示。3）$DATE（当前时间和日期）。$DATE值的查看方式如图7-5所示，输入$DATE即可显示当前时间和日期。任务7.1｜KUKA机器人变量应用图7-3$MODE_OP变量图7-4$POS_ACT变量图7-5$DATE变量知识储备4）$ACT_TOOL（机器人当前工具号）。输入$ACT_TOOL即可显示机器人当前工具号，如图7-6所示。图7-6$ACT_TOOL变量。任务7.1｜KUKA机器人变量应用图7-6$ACT_TOOL变量知识储备【小提示】（1）注意区分全局变量（在DAT文件中声明）与局部变量（在程序内声明），避免因作用域混淆导致逻辑错误。（2）使用英文或拼音命名变量，并添加注释说明用途，便于后期维护。（3）变量首次使用前务必赋值。【注意事项】（1）在声明变量时，注意变量名的命名规范。（2）在使用全局变量时，需考虑其对程序其他部分的影响，避免数据冲突。（3）对于复杂逻辑，建议使用注释说明变量用途，提高代码可读性。【知识之窗】常用的系统变量如下：（1）$ADVANCE：运动指令语句预读行数。（2）$ACT_BASE：当前的基坐标号。（3）$ACT_TOOL：当前工具号。（4）$FLAG[]：全局运算标志。（5）$DATE：当前的日期和时间。（6）$IN[]：数字输入信号的状态。（7）$MODE_OP：当前的操作员模式。（8）$OUT[]：数字输出信号的状态。（9）$POS_ACT：当前机器人TCP的位置。（10）$TIMER：计时器。（11）$TIMER_STOP：控制定时器的启动（FALSE）与停止（TRUE）。（12）$OV_PRO：设置程序的全局速度比例。任务7.1｜KUKA机器人变量应用知识储备实施地点：工业机器人焊接技术实训室。实施设备：KUKA机器人，型号为KR8R1420arcHW。实施过程如下：（1）在SRC文件中创建变量。1）使用专家用户组权限。2）将DEF行显示出来。3）在编辑器中打开对应的SRC文件。任务7.1｜KUKA机器人变量应用图7-7在SRC文件中创建变量任务实施4）按要求声明变量，如图7-7所示。5）关闭并保存程序。（2）在DAT文件中创建变量。1）使用专家用户组权限。2）在编辑器中打开DAT文件，如图7-8所示。任务7.1｜KUKA机器人变量应用图7-7在SRC文件中创建变量图7-8在DAT文件中创建变量任务实施3）按要求声明变量。4）关闭并保存数据列表。（3）在$config.dat文件中创建变量。1）使用专家用户组权限。2）在编辑器中打开System文件夹中的$config.dat，如图7-9所示。任务7.1｜KUKA机器人变量应用图7-9$config.dat文件位置任务实施3）选择“USERGLOBALS”，然后单击“打开/关闭折合”按钮将其打开，如图7-10所示。4）声明变量，如图7-11所示。5）关闭并保存数据列表。任务7.1｜KUKA机器人变量应用图7-10打开“USERGLOBALS”图7-11声明变量任务实施4.案例一：循环运行轨迹并计数。每完成一次循环计数加1，当计数器数值大于5时，程序跳出该循环。实施过程如下：1）新建一个“TraceLoop”程序，如图7-12所示。任务7.1｜KUKA机器人变量应用图7-12新建“TraceLoop”程序任务实施2）进行计数变量的声明，如图7-13所示。3）初始化变量，如图7-14所示。4）进行轨迹程序编写，如图7-15所示，根据实际路径编写机器人的循环轨迹程序。任务7.1｜KUKA机器人变量应用图7-13声明变量Count图7-14初始化变量图7-15循环轨迹编程任务实施5）添加循环指令，如图7-16所示。任务7.1｜KUKA机器人变量应用图7-16添加循环指令任务实施6）添加计数和判断。当计数大于5次时，跳出循环，如图7-17所示。7）使机器人运行至过渡点后回到HOME点，如图7-18所示。任务7.1｜KUKA机器人变量应用图7-17添加计数和判断图7-18机器人运行回到HOME点任务实施5.案例二：利用KUKA机器人偏移实现如图7-19所示最上层方形轨迹的编程，实施过程如下：1）新建一个“TraceOffset”程序，如图7-20所示。任务7.1｜KUKA机器人变量应用图7-19偏移轨迹案例图7-20新建“TraceOffset”程序任务实施2）进行位置点变量的声明，将4个需要偏移的目标点命名为p100、p200、p300、p400，数据结构类型为POS类型，如图7-21所示。3）添加过渡点，如图7-22所示。4）到达轨迹开始点P3，如图7-23所示。任务7.1｜KUKA机器人变量应用图7-21位置点变量声明图7-22添加过渡点图7-23到达轨迹开始点P3任务实施5）取用P3点的位置信息，注意联机表单的P3点在KRL编程中的变量名称为xp3，将其点位的信息赋值给p100，如图7-24所示。任务7.1｜KUKA机器人变量应用图7-24将P3点位信息赋值给p100任务实施6）通过偏移计算得到新的点位，如图7-25所示，新的p100在P3位置的基础上沿Y轴方向上偏移150mm。7）添加运行速度KRL语句。机器人的运行速度为0.5m/s，如图7-26所示。8）使机器人以直线方式运行到p100，如图7-27所示。任务7.1｜KUKA机器人变量应用图7-25Y轴方向上偏移150mm图7-26机器人运行速度图7-27以直线方式运行到p100任务实施9）继续通过计算偏移得到下一个点位信息，同理计算得到p200、p300、p400的点位信息，并以0.5m/s的速度运行，如图7-28所示。10）最上层方形轨迹已完整实现，其余的轨迹也同理可以计算得出，同学们可自行编写。11）使机器人经过过渡点最后回到HOME点，程序如图7-29所示。任务7.1｜KUKA机器人变量应用图7-28计算其余三点位置信息图7-29机器人运行到HOME点任务实施（1）掌握KUKA机器人变量的定义、数据类型及在编程中的作用。（2）学会如何在KUKA机器人程序中声明和初始化变量，学习使用数组和结构等复合数据类型。（3）能够独立编写包含变量声明、赋值、逻辑控制的KUKA机器人程序。（4）能够在编程中灵活运用变量。任务7.1｜KUKA机器人变量应用任务小结KUKA机器人流程控制项目7·任务7.2项目7·KUKA机器人应用技术目录010203任务导入任务目标知识储备任务实施0405任务小结通过流程控制语句（循环、分支）可以实现机器人动作的动态调整与异常响应，确保生产任务高效、安全执行。具体包括：（1）设计循环逻辑，在满足外部信号条件时跳出循环并触发报警。（2）根据操作模式（T1/AUT）切换机器人运动轨迹，适配生产与维护需求。任务7.2｜KUKA机器人流程控制任务导入知识目标◆（1）熟悉常见的流程控制结构，如顺序结构、条件结构（IF语句）、循环结构（LOOP）。◆（2）学习使用SWITCH...CASE指令实现多分支选择。能力目标◆（1）能够独立编写包含条件判断与循环结构的KUKA机器人程序。◆（2）具备解决流程控制相关编程问题的能力，如死循环、逻辑错误等。素养目标◆（1）使学生养成在流程控制中严谨设计逻辑结构的习惯，避免因逻辑错误导致程序故障。◆（2）在调试与优化过程中，培养学生秉持精益求精的态度，不断提升编程水平。任务7.2｜KUKA机器人流程控制任务目标1.IF...THEN...ENDIF...（1）说明。1）条件分支。取决于条件，执行第一个指令块（THEN块）或第二个指令块（ELSE块），然后在ENDIF后继续程序。2）允许缺少ELSE块。当条件不满足时，在ENDIF后立即继续程序。指令块中的指令数量没有限制，可以相互嵌套多个IF指令。分支程序流程如图7-31所示。（2）句法格式。IF条件THEN指令<ELSE指令>ENDIF任务7.2｜KUKA机器人流程控制知识储备2.LOOP...ENDLOOP：编程设定连续循环（1）说明。此循环可对指令块进行无条件的无限重复执行，可通过EXIT指令退出循环，且支持嵌套结构。在嵌套循环中，程序每执行一次外层循环，内层循环将完整执行一遍。连续循环程序流程如图7-32所示。（2）句法格式。LOOP指令ENDLOOP（3）示例。执行循环，直到输入端$IN[30]变为TRUE。LOOPLINP1LINP2IF$IN[30]==TRUETHENEXITENDIFENDLOOP任务7.2｜KUKA机器人流程控制知识储备3.SWITCH...CASE...ENDSWITCH：多重分支编程（1）若需要区分多种情况并为每种情况执行不同的操作，则可用SWITCH...CASE...ENDSWITCH指令达到目的。（2）SWITCH指令用于区分各种情况。（3）SWITCH指令中，所传递的变量或表达式将作为选项开关，用于跳转至指令块中预定义的相应CASE指令中。（4）如果SWITCH指令未找到预定义的CASE，则运行default（默认）段。SWITCH...CASE分支程序流程如图7-33所示。任务7.2｜KUKA机器人流程控制知识储备【小提示】（1）在编写流程控制语句时，建议先绘制流程图，厘清逻辑关系后再编写代码。（2）对于复杂的条件判断，可以将其拆分为多个简单的IF语句，提高代码可读性。（3）在使用循环结构时，注意控制循环变量的变化，避免出现死循环。【注意事项】（1）在使用IF语句时，注意条件的逻辑关系，避免出现逻辑错误。（2）在使用循环结构时，注意循环变量的初始化与更新，确保循环的正常执行。（3）对于复杂的流程控制逻辑，建议使用注释说明其设计思路，提高代码可读性。【知识之窗】（1）在逻辑表达式中，“IFno_error==TRUETHEN”也可以简化为“IFno_errorTHEN”。省略始终表示比较为真（TRUE）。（2）无限循环可直接用EXIT语句退出。用EXIT语句退出无限循环时必须注意避免碰撞，如果两个无限循环嵌套，则需要两个EXIT指令以退出两个循环。任务7.2｜KUKA机器人流程控制知识储备实施地点：工业机器人焊接技术实训室。实施设备：KUKA机器人，型号为KR8R1420arcHW。实施过程如下：（1）轨迹循环实例：当满足等待信号条件时，跳出循环。1）新建一个“Trace_Loop1”程序，如图7-34所示。2）进行轨迹程序编写，如图7-35所示，根据实际编写机器人循环路径的轨迹程序。3）添加循环指令，如图7-36所示。任务7.2｜KUKA机器人流程控制图7-34“Trace_Loop1”程序创建图7-35循环路径的机器人轨迹程序图7-36添加循环指令任务实施4）添加等待信号判断。当输入信号$IN[1]为TRUE时，跳出循环，如图7-37所示。5）使机器人运行至过渡点后回到HOME点，如图7-38所示。任务7.2｜KUKA机器人流程控制图7-37添加等待信号判断图7-38机器人经过渡点回到HOME点任务实施（2）分支编程实例：当机器人模式选择为T1模式时，运行轨迹1；当机器人模式为AUT模式时，运行轨迹2。1）新建一个“Trace_Switch”程序，如图7-39所示。2）添加过渡点轨迹，如图7-40所示。任务7.2｜KUKA机器人流程控制图7-39“Trace_Switch”程序创建图7-40过渡点轨迹添加任务实施3）添加SWITCH...CASE...ENDSWITCH指令，如图7-41所示。任务7.2｜KUKA机器人流程控制图7-41添加SWITCH...CASE...ENDSeITCH指令任务实施4）添加各分支对应的轨迹，如图7-42所示。5）使机器人运行至过渡点回到HOME点，如图7-43所示。任务7.2｜KUKA机器人流程控制图7-42添加各分支对应的轨迹图7-43机器人经过渡点回到HOME点任务实施（1）熟悉常见的流程控制结构，如顺序结构、条件结构（IF语句）、循环结构（LOOP）。（2）学习使用SWITCH...CASE指令实现多分支选择。（3）能够独立编写包含条件判断与循环结构的KUKA机器人程序。（4）具备解决流程控制相关编程问题的能力，如死循环、逻辑错误等。任务7.2｜KUKA机器人流程控制任务小结KUKA机器人仿真工作站创建项目8·任务8.1项目8·KUKA机器人应用技术目录010203任务导入任务目标知识储备任务实施0405任务小结假如你是一名机器人工程师，负责为一家制造企业设计和模拟一个新的机器人工作站。该工作站将用于自动化装配线上的零件组装任务。你的任务是使用KUKA机器人仿真软件，创建一个虚拟工作站，并对其进行测试，以确保其