项目三 KUKA 机器人的程序数据设定,3.1 项目描述 3.2 教学目的 3.3 知识准备 3.4 任务实现,返回,3.1 项目描述,本项目的主要学习内容包括：了解什么是程序数据；了解数据的类型与存储方式，常用的数据类型及说明，怎样声明一个 INT 型变量；了解 KRL 中的基本运算类型，使用 KUKAsmartPAD 设定工具、基坐标和机器人载荷信息等。,返回,3.2 教 学 目 的,通过本项目的学习让学生了解什么是程序数据，了解数据的类型与存储方式，如何通过KUKA smartPAD 建立程序数据，怎样声明一个 INT 型变量，使用 KUKA smartPAD 设定工具、基坐标和机器人载荷信息，本项目的内容主要是关于机器人的程序数据的，有许多操作与设定环节，学生可以按照本项目所讲的设定步骤同步操作，为后续的程序编写打下坚实的基础。,返回,3.3 知 识 准 备,3.3.1 什么是程序数据 顾名思义，程序数据是在程序中设定的值和定义的一些环境数据，为编程而设定。机器人中常用的程序数据有整数、实数、布尔数、字符等，还有一些位置数据。 3.3.2 了解数据的存储类型 在 KUKA 机器人中，最常用数据的存储类型有两种，一种是常量，另一种是变量。 1. 常量 常量的特点是在定义时已对其赋予了数值，不能在程序中修改，除非重新定义新的数值。 常量用关键词 CONST 建立且只允许建立在数据列表中。,下一页,返回,3.3 知 识 准 备,2. 变量 使用 KRL 对机器人进行编程时，从最普通的意义上来说，变量就是在机器人进程的运行过程中出现的计算值（“数值”）的容器，每个变量都在机器人的存储器中有一个专门指定的地址，在 KRL 中变量可划分为局部变量和全局变量。 3.3.3 常用的数据类型及说明 KUKA 机器人中常用的数据类型有整数、实数、布尔数、字符（表 31）及数组类型、枚举数据类型、复合数据类型等。 3.3.4 变量的声明 变量声明对于 KUKA 机器人编程而言是非常重要的，变量声明时要注意以下几点：,上一页,下一页,返回,3.3 知 识 准 备, 在使用前必须总是先进行声明； 每一个变量均划归一种数据类型； 命名时要遵守命名规范； 声明的关键词为 DECL； 对四种简单数据类型关键词 DECL 可省略； 用预进指针赋值； 变量声明可以不同形式进行，因为从中得出相应变量的生存期和有效性。,上一页,下一页,返回,3.3 知 识 准 备,3.3.4.1 变量类型 1. 在 SRC 文件中创建的变量（被称为运行时间变量） （1）不能被一直显示； （2）仅在声明的程序段中有效； （3）在到达程序的最后一行（END 行）时重新释放存储位置。 2. 局部 DAT 文件中的变量 （1）在相关 SRC 文件的程序运行时可以一直被显示； （2）在完整的 SRC 文件中可用，因此在局部的子程序中也可用； （3）也可创建为全局变量； （4）获得 DAT 文件中的当前值，重新调用时以所保存的值开始。 3. 系统文件$CONFIG.DAT 中的变量 （1）在所有程序中都可用（全局）；,上一页,下一页,返回,3.3 知 识 准 备,（2）即使没有程序在运行，也始终可以被显示； （3）获得$CONFIG.DAT 文件中的当前值。 3.3.4.2 变量创建 下面以简单常用数据类型为例，详细讲述在 SRC、DAT 和$CONFIG.DAT 文件中创建变量和声明变量。 1. 在 SRC 文件中创建变量 （1）切换至专家用户组； （2）使 DEF 行显示出来； （3）在编辑器中打开 SRC 文件； （4）声明变量：,上一页,下一页,返回,3.3 知 识 准 备,DEF TEST ( ) DECL INT counter DECL REAL price DECL BOOL finished DECL CHAR create1 INI END （5）关闭并保存程序。 2. 在 DAT 文件中创建变量 （1）切换至专家用户组； （2）在编辑器中打开 DAT 文件；,上一页,下一页,返回,3.3 知 识 准 备,（3）声明变量： DEFDAT TEST EXTERNAL DECLARATIONS DECL INT counter DECL REAL price DECL BOOL finished DECL CHAR create1 ENDDAT （4）关闭并保存数据列表。,上一页,下一页,返回,3.3 知 识 准 备,3. 在$CONFIG.DAT 文件中创建变量 （1）切换至专家用户组； （2）在编辑器中打开 SYSTEM（系统）文件夹中的$CONFIG.DAT： DEFDAT CONFIG BASISTECH GLOBALS AUTOEXT GLOBALS USER GLOBALS ENDDAT （3）选择 Fold“USER GLOBALS”，然后用软键“打开/关闭 Fold”将其打开；,上一页,下一页,返回,3.3 知 识 准 备,（4）声明变量： DEFDAT CONFIG ( ) ;= ; 用户自定义类型 ;= ;= ; 外部用户自定义 ;= ;= ; 用户自定义变量,上一页,下一页,返回,3.3 知 识 准 备,;= DECL INT counter DECL REAL price DECL BOOL error DECL CHAR symbol ENDDAT （5）关闭并保存数据列表。,上一页,下一页,返回,3.3 知 识 准 备,3.3.5 KRL 中变量的运算类型 根据具体任务，可以以不同方式在程序进程（SRC 文件）中改变变量值。以下介绍最常用的方法。 1. 基本运算类型 基本运算类型有：加法（+）、减法（）、乘法（*）和除法（/）。 数学运算结果（+;*），运算对象为 INT 和 REAL： ; 声明 DECL INT D,E DECL REAL U,V ; 初始化 D = 2,上一页,下一页,返回,3.3 知 识 准 备,E = 5 U = 0.5 V = 10.6 ; 指令部分（数据操纵） D = D*E ; D = 2 * 5 = 10 E = E+V ; E= 5 + 10.6 = 15.6四舍五入为 E=16 U = U*V ; U= 0.5 * 10.6 = 5.3 V = E+V ; V= 16 + 10.6 = 26.6 数学运算结果（/）： 使用整数值运算时的特点：纯整数运算的中间结果会去掉所有小数位；给整数变量赋值时会根据一般计算规则对结果进行四舍五入。,上一页,下一页,返回,3.3 知 识 准 备,2. 比较运算 比较运算的运算符有：相同/等于（=）、不同/不等于（）、大于（）、小于（=）、小于等于（=）。 通过比较运算可以构成逻辑表达式。比较结果始终是 BOOL 数据类型，如表 32 所示。 3. 逻辑运算 逻辑运算的运算符有：取反（NOT）、逻辑“与”（AND）、逻辑“或”（OR）和逻辑“异或”（EXOR）。 通过逻辑运算可以构成逻辑表达式，这种运算的结果始终是 BOOL 数据类型，如表 33所示。,上一页,下一页,返回,3.3 知 识 准 备,; 声明 DECL BOOL K,L,M ; 初始化/指令部分 K = TRUE L = NOT K ; L=FLASE M = (K AND L) OR (K EXOR L) ; M=TRUE L = NOT (NOT K) ; L=TRUE 运算将根据其优先级顺序进行。运算优先级如表 34 所示。 3.3.6 三个重要程序数据 KUKA 机器人中三个重要的程序数据是工具、基坐标和载荷。,上一页,下一页,返回,3.3 知 识 准 备,3.3.6.1 KUKA 机器人工具数据 1. 为什么要设定工具？ 测量工具意味着生成一个以工具参照点为原点的坐标系。该参照点被称为 TCP（Tool Center Point，即工具中心点），该坐标系即为工具坐标系。 如果一个工具已精确测定，则在实践中对操作和编程人员有以下优点。 （1）手动移动改善。 可围绕 TCP （例如：工具顶尖）改变姿态，如图 31 所示。 沿工具作业方向移动，如图 32 所示。 （2）运动编程时的益处，可沿着 TCP 上的轨迹（图 33）保持已编程的运行速度。,上一页,下一页,返回,3.3 知 识 准 备,2. 怎样设定工具？ 工具测量分为两步：第一步是确定工具坐标系的原点，即 TCP 点；第二步是确定工具坐标系的姿态。工具设定步骤如表 35 所示。 3.3.6.2 KUKA 机器人基坐标设定 1. 为什么要设定基坐标？ 基坐标系测量表示根据世界坐标系在机器人周围的某一个位置上创建坐标系，其目的是使机器人的运动及编程设定的位置均以该坐标系为参照。 测定了基坐标后有以下优点： （1）沿着工件边缘移动：可以沿着工作面或工件的边缘手动移动机器人，如图 34所示。,上一页,下一页,返回,3.3 知 识 准 备,（2）参照坐标系：示教的点以所选的坐标系为参照，如图 35 所示。 （3）坐标系的修正/推移：可以参照基坐标对点进行示教，如图 36 所示。如果必须推移基坐标，若由于工作面被移动，这些点也随之移动，则不必重新进行示教。 （4）多个基坐标系（图 37）的益处：最多可建立 32 个不同的坐标系，并根据程序流程加以应用。 2. 怎样设定基坐标？ 基坐标系测量分为两个步骤：第一步确定坐标原点；第二步定义坐标方向。基坐标测量方法如表 36 所示。,上一页,下一页,返回,3.3 知 识 准 备,3.3.6.3 KUKA 机器人载荷设定 1. 为什么要设定载荷？ KUKA 机器人载荷包括机器人上的附加负载和工具负载，工具负载数据是指所有装在机器人法兰上的负载，它是另外装在机器人上并由机器人一起移动的质量。 设定了机器人载荷后有以下优点： （1）提高机器人的精度； （2）可以使运动过程具有最佳的节拍时间； （3）可以提高机器人的使用寿命（重载、轻载时电机电流不同）。,上一页,下一页,返回,3.3 知 识 准 备,2. 怎样设定机器人载荷？ （1）选择主菜单投入运行测量工具工具负载数据。 （2）在工具编号栏中输入工具的编号。用“继续”键确认。 （3）输入负载数据： M 栏：质量； X、Y、Z 栏：相对于法兰的重心位置； A、B、C 栏：主惯性轴相对于法兰的取向； JX、JY、JZ 栏：惯性矩（JX 是坐标系绕 X 轴的惯性，该坐标系通过 A、B 和 C 相对于法兰转过一定角度。以此类推，JY 和 JZ 是指绕 Y 轴和 Z 轴的惯性）。 （4）保存。,上一页,返回,3.4 任 务 实 现,3.4.1 在程序中声明一个 INT 型变量 通过前面的学习，我们知道可以在很多地方创建 INT 型变量，下面详细讲述在程序 SRC文件中声明变量和执行初始化。 （1）切换至专家用户组； （2）使 DEF 行显示出来； （3）在编辑器中打开 SRC 文件； （4）声明变量、执行初始化： DEF TEST ( ) DECL INT count INI count = 1,下一页,返回,3.4 任 务 实 现, END （5）关闭并保存程序。 3.4.2 程序数据在程序中的运用 下面是一段简单的程序，从程序段中可以看出，机器人首先回到 HOME 点，然后进入 LOOP无限循环，机器人由 P1 点线性运动到 P2 点后，等待 1 s，并且计数值 count+1，我们可以利用count 作