KUKA工業機器人借助KRL進行運動編程案例設計

楊曉華 李天祥

（成都工貿職業技術學院（成都市技師學院），四川成都 611731）

0 引言

工業機器人編程技術作為一門應用性很強的科學技術，很多高職院校把它作為一門重要的必修課程，要求學生能掌握和運用所學內容編寫機器人程序，控制機器人為人們的生產和生活服務[1]。本文以KUKA工業機器人編程技術為研究對象，目前很多KUKA機器人編程技術教材、內部資料介紹示教編程的內容較多，對于軌跡圖形編程都是采用示教編程，但是這種示教編程需要提供軌跡的圖樣，沒有圖樣就沒有辦法實現。針對以上情況，可以借助KRL進行運動編程來解決問題，但是很多教材、內部資料介紹的基于KRL的運動編程內容都很粗略，對編程指令怎樣用、使用這個指令達到的效果沒有進行詳細說明，更沒有針對編程指令列舉具體的實例進行應用說明。鑒于此，本文設計了一個繪制軌跡的案例，借助KRL進行運動編程，不需要進行示教仍然能控制機器人完成作業，可供有需要的學習者借鑒。

1 圖形案例設計

以KUKA工業機器人抓取一支筆繪制如圖1所示的圖形軌跡為例，采用絕對運動、相對運動、計算或操縱機器人的位置等編程方式來實現軌跡圖形的繪制。借助KRL進行運動編程來實現機器人繪制軌跡圖形的前提條件是要合理創建工具坐標系和基坐標系（工件坐標系），用筆尖以XYZ4點法創建工具坐標系為TOOL[1]：huibi，選擇圖形的O點用3點法創建基坐標（工件坐標系）為Base[1]：guiji，如圖1所示。

圖1 基坐標設定

2 程序設計

2.1 絕對運動編程

2.1.1 指令格式及應用

1）指令格式：

絕對運動所有的運動針對于某個坐標系的原點，該案例以圖形上的O點為基坐標原點。

絕對運動的編程格式：PTP{A3 45}；說明：A3軸從0°運行到了45°[2]。

2）具體應用舉例：

控制機器人繪筆以點到點運動方式運行到D點，程序段如下：

2.1.2 軌跡圖形程序設計

軌跡路線規劃Home→O→A→B→C→D→E→O→Home[3]，絕對運動編程程序設計如表1所示。

表1 絕對運動編程程序

2.2 相對運動編程

2.2.1 指令格式及應用

1）指令格式：

相對運動采用REL指令，它始終針對機器人的當前位置，即目標點針對前一點的坐標變化量[2]。

相對運動的編程格式：LIN_REL{x 100,z-200}；#BASE為默認設置。

使用說明：TCP從當前位置沿基坐標系中的x軸方向移動100 mm，沿z軸負方向移動200 mm。Y、A、B、C和S保持不變，T則從運動中得出[2]。

2）具體應用舉例：

控制機器人繪筆以直線運動方式從O點運行到A點，程序段如下：

2.2.2 軌跡圖形程序設計

軌跡路徑規劃Home→O→A→B→C→D→E→O→Home[3]，相對運動編程程序設計如表2所示。

表2 相對運動編程程序

2.3 計算或操縱機器人位置編程

2.3.1 指令格式及應用

在某個位置示教了一個點（或者確定的坐標點也可以），把這個保存在一個變量里面，通過計算改變后面的點[2]。計算或操縱機器

人位置格式：

Position：定義的變量名稱（點位名稱）；

Position = XP3：把XP3坐標賦值給變量（表示示教的P3點坐標），坐標值也可以直接賦值；

position.x = position.x + 100：定義的新點在XP3的x方向值加上100 mm[2]；

PTP position：運動到計算出的位置[2]。

2.3.2 軌跡圖形程序設計

軌跡路徑規劃Home→O→A→B→C→D→E→O→Home[3]，計算或操縱機器人位置編程方法需要先定義幾個變量來存儲點的位置，在本案例中，A、B、C、D、E的變量名稱就定義為a、b、c、d、e，變量的類型定義為pos。計算或操縱機器人位置編程程序設計如表3所示。

3 結束語

本文設計的案例圖形包括直線、圓弧形狀，綜合性強，借助于KRL進行運動編程，指令研究涉及全面，減少了使用示教編程占用的生產時間，有助于提高生產效率。案例采用三種不同的編程方法來完成軌跡的繪制，為編程人員提供了更廣泛的編程思路，在實際應用中，可以根據自己的實際情況選用相應的編程方法，也可以采用綜合編程的方法。此研究對學習機器人編程的自學、初學者在指令理解和應用方面有很大的幫助，具有一定的實際意義。