HR20-1700-C10

工業機器人繪圖工作站完成繪圖任務1任務1：編寫機器人程序，使機器人末端繪圖筆在繪圖平臺上依次描繪出圖形1中的各個圖案。繪圖單元圖形1如圖6-2所示。由上述圖形可以看出，該圖形主要由直線和圓弧軌跡組成。因此，機器人按照直線或者圓弧的軌跡方式經過各個示教點，就可以完成圖形的繪制。P2P1P3P4P5P7P6P8P10P11P9運動指令運動指令實現以指定速度、特定路線模式等將工具從一個位置移動到另一個指定位置。運動指令包括：點位控制(PointtoPoint)機器人運動為空間點到點之間的運動，不涉及兩點之間的移動軌跡機器人只在目標點處控制機器人末端執行器的位置和姿態。

連續軌跡控制（ContinuousPath）直線運動軌跡控制指令曲線運動軌跡控制指令

機器人在空間的整個運動過程都要控制末端執行器在空間任何位置都可以控制姿態

運動指令格式運動指令格式如下所示：運動類型（位置參數，[速度參數]，[逼近參數]）其中動態參數和逼近參數并不是所有的運動指令所必須的，若不單獨設置則按照系統內部默認值設定。例如：PTP(ap0)//只有位置參數的點對點指令PTP(ap1,d0)//包括位置參數和運動速度的點對點指令Lin(cp2,,oa1)//包括位置參數和逼近參數的直線運動指令Circ(cp3,cp4,d1,oa2)//包括位置參數，速度參數和逼近參數的圓弧指令位置參數pospos表示TCP點的位置，表示機器人執行運動指令后的目標位置。運動指令后都必須有位置參數表示機器人要運動到位置。位置數據包括機器人位置和機器人姿態。位置數據既可以用關節坐標表示（a1、a2、a3、a4、a5、a6），即6個關節偏移零點的角度值。也可以用直角坐標表示（x、y、z、a、b、c），其中x，y，z分別表示TCP點在直角坐標系三個軸上的位置，a，b，c表示TCP點姿態。Pos數據既可以直接在界面上輸入，也可以通過“示教”命令輸入，也可以通過賦值語句進行賦值輸入。一般情況下常用“示教”命令實現。相關知識

點位控制(PointtoPoint)指令PTP關節運動指令是移動機器人各關節到達指定位置的基本動作模式。獨立控制各個關節同時運動到目標位置，使機器人以指定進給速度，沿著（或圍繞）所有軸的方向，同時加速、減速或停止。機器人的運動路徑通常是非線性的，在兩個指定的點之間任意運動。以最大進給速度的百分數作為關節定位的進給速度，其最大速度由參數設定，程序指令中只給出實際運動的倍率。直線由起點和終點確定，因此在機器人的運動路徑為直線時使用直線運動指令Lin，只需示教確定運動路徑的起點和終點。相關知識

直線運動指令(Lin)指令Circ圓弧運動指令是使機器人TCP末端沿著一條圓弧運動到目標點的指令，這條軌跡將通過起始點、輔助點和目標點來描述。機器人將從起始點圓弧運動到輔助點后，最終運動到目標點。若使機器人TCP末端做整圓運動，則必須執行兩個圓弧運動指令才能完成，其中上一條圓弧運動的的目標點可以作為下一條圓弧指令的起始點相關知識

圓弧指令(Circ)速度動態參數dynvelAxis，accAxis，decAxis，jerkAxis分別表示機器人在自動運行模式下運動時的各個軸的速度，軸加速度，軸減速度和軸的加加速度，其值是一個相對于最大值的百分比，取值范圍是0-100。vel，acc，dec，jerk則分別表示機器人在自動運行模式下運動時TCP點運動的速度，加速度，減速度和加加速度。這些參數的數值一個具體是數值，數據類型為浮點數型。單位為(mm/sec)velOri，accOri，decOri，jerkOri分別表示機器人在自動運行模式下運動時TCP姿態變化的速度，加速度，減速度和加加速度。同樣的，這些參數的數值為浮點數型。Ovl逼近參數Ovl（OVERLAP）參數為逼近參數。逼近參數用于指定相鄰軌跡的過渡形式，一般具有準確停止和圓弧過渡兩種形式。一種是指機器人TCP達到目標點在目標點速度降為零。機器人動作有停頓一種是機器人TCP不達到目標點，而是在距離目標點一定長度，按照圓弧過度繞過目標點。指令中的OVL表示逼近參數，定義了機器人運動逼近可以允許的最大偏差posDist表示當TCP點的位置距離目標位置的最大值，即當TCP點距離目標位置的值等于posDist時，機器人軌跡開始動態逼近。oriDist表示當TCP點的姿態距離目標位置的姿態的最大值，即當TCP點的姿態與目標位置的姿態相差的大小等于oriDist時，機器人軌跡開始動態逼近。linAxDist與rotAxDist表示的是附加軸的動態逼近參數vConst是絕對逼近參數的選擇項，當該選項勾選后，絕對逼近參數設置有效，機器人按照絕對逼近參數設置的形式按照圓弧過渡目標點；當該選項沒有勾選，上述絕對逼近參數則無效，機器人按照準確停止的形式過渡目標點。完成繪圖任務1注意：為了保證機器人末端垂直到達繪圖起點，機器人末端先運行到機器人起點的正上方，利用Lin指令垂直下降到起點位置。注意：機器人從起始位置到達起點上方位置可采用PTP指令。ap0ap1ap2ap3ap4ap5P2P1P3P4P5P7P6P8P10P11P9PTP指令Lin指令完成繪圖任務2編寫機器人示教程序，使機器人繪圖筆從機器人原點出發，根據繪圖單元中的圖案，完成圖案中的運動軌跡。如圖所示實現方法利用示教的方式完成對六邊形的6個頂點都進行示教，利用lin指令完成機器人的軌跡。相對偏移指令角度偏移指令直線運動偏移指令利用相對關系對各個點進行賦值利用各個點的相對位置確定相對偏移指令——PTPRel機器人以當前位置或者上一步運動指令的目標位置為起點位置，6個軸相對偏移一定角度。相對偏移變量（ad）：機器人相對當前位置六個軸的角度偏移量，該變量用關節坐標表示（da1、da2、da3、da4、da5、da6）。如設置da1的值為30，那么執行PTPRel指令時，機器人的1軸相對于原位置正方向轉動30度，其它軸無轉動。動態參數變量dyn逼近參數ovl參數意義同上。PTPRel指令舉例如下：1）PTPRel（ad1）//機器人以當前位置為起點，六個軸相對偏移ad1的角度。2）PTPRel（ad1，d0）//機器人以當前位置為起點，六個軸相對偏移ad1的角度，運動速度為動態參數變量d0的值。3）PTPRel（ad1，，ov0）//機器人以當前位置為起點，六個軸相對偏移ad1的角度，按照逼近參數變量ov0的值逼近目標點。4）PTPRel（ad1，d0，0v0）//機器人以d0運動速度，ov0的逼近方式，機器人以當前位置為起點，六個軸相對偏移ad1的角度相對偏移指令——LinRel該指令總是以當前機器人位置或者上一步運動指令的目標位置為起點位置，然后機器人相對移動位移偏移或者姿態偏移。相對偏移變量（dist）：參數dist中的dx，dy，dz表示的是在空間坐標系下在x，y，z三個方向上的相對偏移量，單位是mm；da，db，dc表示的是機器人的姿態相對偏移量，單位是度。動態參數變量dyn逼近參數ovl參數意義同上。LinRel指令舉例如下：1）LinRel（cd0）//機器人以當前位置為起點，相對偏移cd0的距離或角度。2）LinRel（cd0，d0）//機器人以當前位置為起點，機器人相對偏移cd0的距離或角度，運動速度為動態參數變量d0的值。3）LinRel（cd0，，ov0）//機器人以當前位置為起點，機器人相對偏移cd0的距離或角度，按照逼近參數變量ov0的值逼近目標點。4）LinRel（cd0，d0，0v0）//機器人以d0運動速度，ov0的逼近方式，機器人以當前位置為起點，相對偏移cd0的距離或角度。機器人程序的設計與編寫程序流程圖根據任務2要求，機器人的運動軌跡為機器人末端繪圖筆要從原點直線運動到P1點上方，再垂直下降到P1點，然后按照直線運動的方式依次經過六邊形的各個頂點，再直線返回到P1點，最后返回原點位置。P2~P6點的位置根據P1點位置計算賦值得到最終程序序號相對偏移指令相對偏移參考點偏移量變量注釋1LinRel（cd0）cp1cd0dx賦值20，dy賦值-302LinRel（cd1）cp2cd1dx賦值403LinRel（cd2）cp3cd2dx賦值20，dy賦值304LinRel（cd3）cp4cd3dx賦值-20，dy賦值305LinRel（cd4）cp5cd4dx賦值-40PTP(ap0)//機器人從原點出發Lin(cp0)//機器人直線運動到圖形起點的上方Lin(cp1)//機器人直線運動到圖形起點LinRel(cd0)//機器人相對X正方向偏移20mm，Y負方向偏移30mmLinRel(cd1)//機器人相對X正方向偏移40mmLinRel(cd2)//機器人相對X正方向偏移20mm，Y正方向偏移30mmLinRel(cd3)//機器人相對X負方向偏移20mm，Y正方向偏移30mmLinRel(cd4)//機器人相對X負方向偏移40mmLin(cp1)//機器人返回起點Lin(cp0)//機器人直線運動到起點上方安全點PTP(ap0)//機器人返回原點位置根據相對關系進行賦值賦值指令是用于對程序數據進行賦值。賦值指令的右側可以是一個常量，也可以是一個變量，也可以是表達式。賦值指令的左側只能是一個變量。賦值指令的格式如下：變量：=變量（表達式）賦值指令舉例如下：1）num1：=5//常數5賦值給變量num12）num2：=num2+1//num2+1的值賦值給num23）ap0:=ap2//軸關節位置變量ap2的數據賦值給軸位置變量ap0，其中ap2點的六個分量a1~a6也全部賦值ap0。4）cp1:=cp1-cp2//直角坐標位置變量cp1-cp2的差賦值給直角坐標變量cp1，該差值為X，Y，Z，A，B，C六個分量各自相減的值。5）ap0.a1：=ap1.a2+10//ap1的a2軸分量+10度賦值給ap0的a1分量。6）cp0.x：=cp1.x-100//cp1的x方向分量-100mm賦值給cp0的x分量。（1）位置參數：表示TCP點的位置，表示機器人執行運動指令后的目標位置。運動指令必須有位置參數表示機器人要運動到位置。Pos數據既可以直接在界面上輸入，也可以通過“示教”命令輸入，也可以通過賦值語句進行賦值輸入。數據類型定義關鍵字分量數目功能介紹關節坐標型變量AXISPOS6機器人6個軸的關節坐標值笛卡爾坐標型變量CARTPOS6機器人當前位置笛卡爾坐標值賦值指令的添加過程機器人運動到六邊形上方單擊主菜單按鍵，進入變量監控界面。選擇main主程序，單擊“變量”按鈕，選擇“新建”變量。選擇“位置”變量中的CARTPOS變量，變量名稱為cp2，單擊“確認”。同理，建立cp3~cp6變量。單擊“返回”按鍵，返回程序編輯界面。單擊“主菜單”按鍵，選擇“”圖標，單擊“變量監控”，選擇后進入變量管理界面單擊左下角變量按鈕的子菜單“新建”按鈕，界面彈出變量類型列表，選擇“位置”類型下的“AXISPOS”型變量，左下角“名稱”輸入項用于對新定義的變量命名，命名要滿足命名原則。系統默認為首個定義的整型變量命名為ap0，之后定義的整型變量將按順序依次向下排列命名。如果用戶沒有特殊需求，可直接使用，如用戶根據自身需要重新命名時，單擊名稱選項，彈出軟鍵盤，輸入新的變量名。4）單擊“確認”按鈕，建立軸位置變量ap0。軸位置變量具有六個分量，分別是a1、a2、a3、a4、a5和a6，表示機器人該位置的關節坐標系的數值，六個分量的數據類型為實數型。擊左下角變量按鈕的子菜單“新建”按鈕，界面彈出變量類型列表，選擇“位置”類型下的“CARTPOS”型變量，如所示。3）界面左下角“名稱”輸入項用于對新定義的變量命名，命名要滿足命名原則。系統默認為首個定義的整型變量命名為cp0，之后定義的整型變量將按順序依次向下排列命名。如果用戶沒有特殊需求，可直接使用，如用戶根據自身需要重新命名時，單擊“名稱”選項，彈出軟鍵盤，輸入新的變量名。4）單擊“確認”按鈕，程序中即建立了直角坐標位置變量cp0，直角坐標位置變量具有六個分量，分別是X、Y、Z、A、B、C，表示機器人該位置的直角坐標系的數值，六個分量的數據類型為實數型。單擊后面的數值，彈出軟鍵盤賦值。如圖5-40所示。添加賦值指令。過程如下：a.單擊“新建”按鈕，選擇系統功能指令組——賦值指令.單擊“確定”后，觸摸屏下方彈出賦值指令表達式，如圖6-36所示。c.選擇“：=”左側的空白位置，單擊左側“更改”按鈕，選擇需要添加的變量cp2，單擊“確認”。選擇“：=”右側的空白位置，單擊“替換”按鈕，選擇“變量”，選擇需要添加的變量cp1。如圖6-38所示。單擊“確認”。選擇賦值運算符“：=”左側的空白位置，單擊左側“更改”按鈕，選擇需要添加的變量cp2.x，單擊“確認”。選擇賦值“：=”右側的空白位置，單擊“替換”按鈕，選擇“變量”，選擇需要添加的變量cp1.x，單擊“確認”。如圖6-42所示。單擊“新增”按鈕，彈出運算符窗口，選擇“+”運算符并添加到表達式中。選擇添加的賦值表達式中新添加的數據“0”。單擊“更改”按鈕，通過軟鍵盤將數值修改為30。單擊“確定”完成添加。PTP(ap0)//機器人從原點出發Lin(cp0)//機器人運動到六邊形的起點P1上方Lin(cp1)//垂直下降到P1點cp2:=cp1//將P1點的位置賦值給P2點cp3:=cp1//將P1點的位置賦值給P3點cp4:=cp1//將P1點的位置賦值給P4點cp5:=cp1//將P1點的位置賦值給P5點cp6:=cp1//將P1點的位置賦值給P6點cp2.x:=cp1.x+20cp2.y:=cp1.y-30//根據P2點和P1點的相對位置計算出P2點的坐標cp3.x:=cp2.x+40//根據P3點和P2點的相對位置計算出P3點的坐標cp4.x:=cp3.x+20cp4.y:=cp3.y+30//根據P4點和P3點的相對位置計算出P4點的坐標cp5.x:=cp4.x-20cp5.y:=cp4.y+30//根據P5點和P4點的相對位置計算出P5點的坐標cp6.x:=cp5.x-40//根據P6點和P5點的相對位置計算出P6點的坐標Lin(cp2)//直線運動到P2點Lin(cp3)//直線運動到P3點Lin(cp4)//直線運動到P4點Lin(cp5)//直線運動到P5點Lin(cp6)/直線運動到P6點Lin(cp1)//返回P1點Lin(cp0)//返回P1點上方PTP(ap0)//機器人返回原點位置練習：利用偏移指令，只示教編程P1點，使機器人沿長100mm、寬50mm的長方形路徑運動。機器人的運動路徑利用偏移指令，編寫程序操作機器人，令機器人沿圓心為P點，半徑為80mm的圓運動（只示教圓心P）完成繪圖任務3定義有符號整型變量i(DINT)，編寫程序，若i=0，則機器人以A點為起點，完成一個正方形的繪制，之后返回到A點；若i=1，則機器人以A點為起點，完成一個圓形的繪制，之后返回到A點；若i=2，則機器人以A點為起點，完成一個三角形的繪制，之后返回到A點；機器人程序的基本結構順序結構分支（選擇）結構單分支選擇結構雙分支選擇結構多分支選擇結構循環結構有限循環無限循環分支結構單分支選擇結構（if語句）一般形式：IF表達式THEN語句END_IF說明：若表達式為邏輯真，則執行IF后緊跟的語句；若表達式為邏輯假，則不執行語句，流程圖如圖所示。分支結構例如：i：=1ifi==1thenPTP(ap0)PTP(ap1)endifPTP（ap3）注意：只有在if和endif之間包含的語句，具有判斷功能，endif后面的語句屬于順序結構，無論條件是否滿足都要執行。IF指令用于條件跳轉控制,IF條件判斷表達式必須是BOOL類型。每一個IF指令必須以關鍵字END_IF做為條件控制結束。分支結構雙分支選擇結構（if語句）一般形式：IF表達式THEN 語句1 ELSE 語句2END_IF說明：若表達式為BOOL邏輯真，則執行IF后緊跟的語句1；否則(表達式為邏輯假)，則執行ELSE后面的語句2，流程圖如圖所示。表達式語句1假真語句2分支結構例如：i：=1ifi==1thenPTP(ap0)PTP(ap1)elsePTP（ap3）PTP（ap4）endif表達式語句1假真語句2多分支結構多分支選擇結構一般形式：IF表達式1THEN語句1 ELSEIF表達式2THEN語句2 ELSEIF表達式3THEN語句3 … ELSE語句nEND_IF說明：若表達式為BOOL邏輯真，則執行IF后緊跟的語句1；否則判斷表達式2，表達式2為邏輯真，則執行語句2，否則判斷表達式3，若表達式3為邏輯真，執行語句3，以此類推。流程圖如圖所示。表達式1語句1假真語句2表達式2假表達式3語句3語句n假真真子程序調用指令（CALL）Keba程序可以根據不同的用途創建多個程序模塊，如專門用于主控制的程序模塊，用于位置計算的程序模塊，用于存放數據的程序模塊，這樣的目的在于方便歸類管理不同用途的例行程序與數據。CALL指令用來調用子程序的指令，執行CALL指令后，程序會跳轉到調用的子程序中，當子程序執行結束后，會自動跳轉回到上一級程序中，繼續往下執行。CALL被調程序名主調程序被調程序被調程序內容程序流向程序調用結構main：WHILETRUETHENPTP(ap0)CALLfangPTP(ap1)END_WHILE

fang：Lin（ap2）Lin（ap3）Lin（ap4）Lin（ap5）CALLfang主調程序main被調程序fangLin（ap2）Lin（ap3）Lin（ap4）Lin（ap5）程序流向程序調用結構通過循環指令，畫出4個相同的矩形（各個點通過示教的方式實現）通過循環指令，和子程序調用指令畫出4個相同的矩形（只示教一個起點）練習利用示教器建立變量整型變量實型變量布爾變量位置變量賦值示教練習：定義布爾型變量i(BOOL)，編寫程序，若i=TRUE，則機器人從原點運動到A點，再直線運動到B點，再返回原點；若i不等于TRUE，則機器人從原點運動到A點，直接返回原點。定義變量整型變量k(DINT)，編寫程序，若k=1，則機器人從A點直線運動到B點，否則機器人從A點直線運動到C點，之后返回原點定義變量i，編寫程序，若i=1，則機器人從A點直線運動到B點，并完成一個正方形的繪制，之后返回到A點；若i=2，則機器人從A點直線運動到C點，并完成一個圓形的繪制；若i=3，則機器人從A點直線運動到D點，并完成一個三角形的繪制實現方法機器人程序流程圖的繪制當控制變量i0為0時，執行正方形子程序；當控制變量i0為1時，執行三角形子程序；當控制變量i0為2時，執行圓形形子程序。規劃機器人運動軌跡和示教點角度偏移指令根據項目要求，三個圖形的子程序同工作任務1，示教點位置如表所示序號圖形中的點示教點名稱注釋備注1圖形上方ap0機器人初始零點關節坐標為（0,0,0,0,-90,0）2方形起點上方ap1方形P1點上方50mm處示教獲得3P1~P4cp1~cp4正方形的四個頂點示教獲得4三角形起點上方ap2三角形P5點上方50mm處示教獲得5P5~P7cp5~cp7三角形的三個頂點示教獲得6圓形起點上方ap3圓形P8點上方50mm處示教獲得7P8，P9，P10cp8，cp9，cp10半個圓弧的起點、過渡點和終點示教獲得8P10，P11，P8cp10，cp11，cp8另外半個圓弧的起點、過渡點和終點示教獲得實現方法編寫程序根據項目要求，主程序根據整型變量i的不同，選擇執行不同圖形的子程序，構成多分支選擇結構。主程序參考程序如下：IFi0=0THEN //當控制變量i0為0時，執行方形子程序CALLfangELSIFi0=1THEN //否則，當控制變量i0為1時，執行三角形子程序CALLsanjiaoELSETHEN //當控制變量i0為其他值，執行圓形子程序CALLyuanEND_IF添加指令到示教器中添加過程見教材完成繪圖任務4編寫機器人程序，使機器人末端繪圖筆在繪圖平臺上依次描繪出圖形3個連續的矩形，要求只示教一個P1點，其他位置根據圖形中各個點的相對偏移位置計算而得。循環結構keba編程的循環結構指令有兩種，分別是WHILE指令和LOOP指令。WHLIE指令一般形式：WHILE表達式DO 語句END_WHILEWHILE指令在滿足條件的時候循環執行子語句。循環控制表達式必須是BOOL類型。該指令必須以關鍵字END_WHILE做為循環控制結束。表達式循環體語句真假循環結構例如：WHILETRUEDOPTP(ap0)PTP(ap1)END_WHILE該指令執行兩點之間的循環運動。while后面的表達式可以是常量也可以是變量，若使用變量，可以實現有限次數的循環，但循環語句中必須有使循環趨于結束的語句WHILETRUEDOPTP(ap0)PTP(ap1)END_WHILE循環結構while