KUKA工业机器人借助KRL进行运动编程案例设计

杨晓华 李天祥

（成都工贸职业技术学院（成都市技师学院），四川成都 611731）

0 引言

工业机器人编程技术作为一门应用性很强的科学技术，很多高职院校把它作为一门重要的必修课程，要求学生能掌握和运用所学内容编写机器人程序，控制机器人为人们的生产和生活服务[1]。本文以KUKA工业机器人编程技术为研究对象，目前很多KUKA机器人编程技术教材、内部资料介绍示教编程的内容较多，对于轨迹图形编程都是采用示教编程，但是这种示教编程需要提供轨迹的图样，没有图样就没有办法实现。针对以上情况，可以借助KRL进行运动编程来解决问题，但是很多教材、内部资料介绍的基于KRL的运动编程内容都很粗略，对编程指令怎样用、使用这个指令达到的效果没有进行详细说明，更没有针对编程指令列举具体的实例进行应用说明。鉴于此，本文设计了一个绘制轨迹的案例，借助KRL进行运动编程，不需要进行示教仍然能控制机器人完成作业，可供有需要的学习者借鉴。

1 图形案例设计

以KUKA工业机器人抓取一支笔绘制如图1所示的图形轨迹为例，采用绝对运动、相对运动、计算或操纵机器人的位置等编程方式来实现轨迹图形的绘制。借助KRL进行运动编程来实现机器人绘制轨迹图形的前提条件是要合理创建工具坐标系和基坐标系（工件坐标系），用笔尖以XYZ4点法创建工具坐标系为TOOL[1]：huibi，选择图形的O点用3点法创建基坐标（工件坐标系）为Base[1]：guiji，如图1所示。

图1 基坐标设定

2 程序设计

2.1 绝对运动编程

2.1.1 指令格式及应用

1）指令格式：

绝对运动所有的运动针对于某个坐标系的原点，该案例以图形上的O点为基坐标原点。

绝对运动的编程格式：PTP{A3 45}；说明：A3轴从0°运行到了45°[2]。

2）具体应用举例：

控制机器人绘笔以点到点运动方式运行到D点，程序段如下：

2.1.2 轨迹图形程序设计

轨迹路线规划Home→O→A→B→C→D→E→O→Home[3]，绝对运动编程程序设计如表1所示。

表1 绝对运动编程程序

2.2 相对运动编程

2.2.1 指令格式及应用

1）指令格式：

相对运动采用REL指令，它始终针对机器人的当前位置，即目标点针对前一点的坐标变化量[2]。

相对运动的编程格式：LIN_REL{x 100,z-200}；#BASE为默认设置。

使用说明：TCP从当前位置沿基坐标系中的x轴方向移动100 mm，沿z轴负方向移动200 mm。Y、A、B、C和S保持不变，T则从运动中得出[2]。

2）具体应用举例：

控制机器人绘笔以直线运动方式从O点运行到A点，程序段如下：

2.2.2 轨迹图形程序设计

轨迹路径规划Home→O→A→B→C→D→E→O→Home[3]，相对运动编程程序设计如表2所示。

表2 相对运动编程程序

2.3 计算或操纵机器人位置编程

2.3.1 指令格式及应用

在某个位置示教了一个点（或者确定的坐标点也可以），把这个保存在一个变量里面，通过计算改变后面的点[2]。计算或操纵机器

人位置格式：

Position：定义的变量名称（点位名称）；

Position = XP3：把XP3坐标赋值给变量（表示示教的P3点坐标），坐标值也可以直接赋值；

position.x = position.x + 100：定义的新点在XP3的x方向值加上100 mm[2]；

PTP position：运动到计算出的位置[2]。

2.3.2 轨迹图形程序设计

轨迹路径规划Home→O→A→B→C→D→E→O→Home[3]，计算或操纵机器人位置编程方法需要先定义几个变量来存储点的位置，在本案例中，A、B、C、D、E的变量名称就定义为a、b、c、d、e，变量的类型定义为pos。计算或操纵机器人位置编程程序设计如表3所示。

3 结束语

本文设计的案例图形包括直线、圆弧形状，综合性强，借助于KRL进行运动编程，指令研究涉及全面，减少了使用示教编程占用的生产时间，有助于提高生产效率。案例采用三种不同的编程方法来完成轨迹的绘制，为编程人员提供了更广泛的编程思路，在实际应用中，可以根据自己的实际情况选用相应的编程方法，也可以采用综合编程的方法。此研究对学习机器人编程的自学、初学者在指令理解和应用方面有很大的帮助，具有一定的实际意义。