第十章 在 KRL 中成功編程

10.1 機(jī)器人的程序結(jié)構(gòu)和組成

程序流程控制

除了純運(yùn)動(dòng)指令和通訊指令（切換和等待功能）之外，在機(jī)器人程序中還有大量用于控制程序流程的程序。 其中包括：

循環(huán) | 循環(huán)是控制結(jié)構(gòu)。 它不斷重復(fù)執(zhí)行指令塊指令，直至出現(xiàn)終止條件。

• 無限循環(huán)

• 計(jì)數(shù)循環(huán)

• 當(dāng)型和直到型循環(huán)

分支 | 使用分支后，便可以只在特定的條件下執(zhí)行程序段。

• 條件分支

• 多分支結(jié)構(gòu)

無限循環(huán) ：在無限循環(huán)中無止境地重復(fù)指令段。 然而，卻可通過一個(gè)提前出現(xiàn)的中斷（含 EXIT 功能）退出循環(huán)語句。

程序流程圖： 無限循環(huán)

LOOP 指令舉例：

• 無 EXIT：永久執(zhí)行對(duì) P1 和 P2 的運(yùn)動(dòng)指令

• 帶 EXIT：一直執(zhí)行對(duì) P1 和 P2 的運(yùn)動(dòng)指令，直到輸入端 30 切換到 TRUE。

計(jì)數(shù)循環(huán) ：用計(jì)數(shù)循環(huán) （FOR 循環(huán)語句）可使指令重復(fù)定義的次數(shù)。 循環(huán)的次數(shù)借助于一個(gè)計(jì)數(shù)變量控制。

程序流程圖： FOR 循環(huán)語句

一個(gè) FOR 循環(huán)語句舉例： 將輸出端 1 至 5 依次切換到 TRUE。 用整數(shù)(Integer) 變量 “i” 來對(duì)一個(gè)循環(huán)語句內(nèi)的循環(huán)進(jìn)行計(jì)數(shù)。

當(dāng)型循環(huán)： WHILE 循環(huán)是一種當(dāng)型或者先判斷型循環(huán)，這種循環(huán)會(huì)在執(zhí)行循環(huán)的指令部分前先判斷終止條件是否成立。

WHILE 程序流程圖

WHILE 循環(huán)示例： 輸出端 17 被切換為 TRUE，而輸出端 18 被切換為FALSE，并且機(jī)器人移入 Home 位置，但僅當(dāng)循環(huán)開始時(shí)就已滿足條件 （輸入端 22 為 TRUE）時(shí)才成立。

直到型循環(huán)： REPEAT 循環(huán)是一種直到型或者檢驗(yàn)循環(huán)，這種循環(huán)會(huì)在第一次執(zhí)行完循環(huán)指令部分后才會(huì)檢測(cè)終止條件。

程序流程圖 REPEAT

REPEAT 循環(huán)示例：輸出端 17 被切換為 TRUE，而輸出端 18 被切換為FALSE，并且機(jī)器人移入 Home 位置。 這時(shí)才會(huì)檢測(cè)條件。

條件性分支 ：條件性分支 （IF 語句）由一個(gè)條件和兩個(gè)指令部分組成。 如果滿足條件，則可處理第一個(gè)指令。 如果未滿足條件，則執(zhí)行第二個(gè)指令。

但是，對(duì) IF 語句也有替代方案：

• 第二個(gè)指令部分可以省去： 無 ELSE 的 IF 語句。 由此，當(dāng)不滿足條件時(shí)緊跟在分支后便繼續(xù)執(zhí)行程序。

• 多個(gè) IF 語句可相互嵌套 （多重分支）： 問詢被依次處理，直到有一個(gè)條件得到滿足。

程序流程圖： IF 分支

IF 語句舉例： 如果滿足條件 （輸入端 30 必須為 TRUE），則機(jī)器人運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)P3，否則到點(diǎn) P4。

分配器： 一個(gè) SWITCH 分支語句是一個(gè)分配器或多路分支。 此處首先分析一個(gè)表達(dá)式。然后，該表達(dá)式的值與一個(gè)案例段 (CASE) 的值進(jìn)行比較。 值一致時(shí)執(zhí)行相應(yīng)案例的指令。

程序流程圖： 分配模塊 SWITCH - CASE

對(duì)帶有名稱 “ 狀態(tài) ” 的整數(shù)變量 (Integer)，首先要檢查其值。 如果變量的值為1，則執(zhí)行案例 1 (CASE 1)： 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)到點(diǎn) P5。 如果變量的值為 2，則執(zhí)行案例 2 (CASE 2)： 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)到點(diǎn) P6。 如果變量的值未在任何案例中列出（在該例中為 1 和 2 以外的值），則將執(zhí)行默認(rèn)分支： 故障信息。

10.2 結(jié)構(gòu)化機(jī)器人程序

機(jī)器人程序結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)的方法：

機(jī)器人程序的結(jié)構(gòu)是體現(xiàn)其使用價(jià)值的一個(gè)十分重要的因數(shù)。 程序結(jié)構(gòu)化越規(guī)范，程序就越易于理解、執(zhí)行效果越好、越便于讀取、越經(jīng)濟(jì)。 為了使程序得到結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)，可以使用以下技巧：

• 注釋 | 注解和印章

• 縮進(jìn) | 空格

• 隱藏 | Folds （“ 折疊 ”）

• 模塊化 | 子程序

注釋和印章 ：添加注釋為在機(jī)器人程序中存儲(chǔ)僅針對(duì)程序讀者的文本提供了可能性。 即機(jī)器人解釋器不讀入該文本。 該文本只是為了提高程序的可讀性。

在機(jī)器人程序中可以在許多地方使用注釋：

• 有關(guān)程序文本的信息 | 作者、版本、創(chuàng)建日期

注釋示例： 信息

• 程序文本的分段 | 主要使用畫圖符號(hào) （特殊符號(hào) #、*、~ 等）

注釋示例： 分層目錄

添加注釋 ：（專家層面） | 通過在程序行的起始位置添加分號(hào)來使該程序行 “變成注釋 ”，即該文本作為注釋來識(shí)別，而不進(jìn)入程序執(zhí)行。

注釋示例： 添加注釋

• 對(duì)行的解釋

以及對(duì)需執(zhí)行的工作的說明 | 標(biāo)識(shí)未完成的程序段

注釋示例： 說明

注意：只有不斷更新，注釋才有意義。 如果之后更改過指令，則也必須更新注釋！

可以使用三種不同的注釋方式：

• 添加分號(hào) （專家層面） | 通過插入分號(hào) （“;”）使一行中的后面部分變成注釋。

• 插入聯(lián)機(jī)表格 “ 注釋

注釋的聯(lián)機(jī)表單

• 插入聯(lián)機(jī)表格“印章” | 在此還另外插入一個(gè)時(shí)間戳記。 此外，還可以插入編輯者的姓名。

印章的聯(lián)機(jī)表格

插入注釋和印章的操作步驟：

1. 標(biāo)定其后應(yīng)插入注釋或印章的那一行。

2. 選擇菜單序列指令 > 注釋 > 正?；蛴≌隆?/span>

3. 輸入所希望的數(shù)據(jù)。 如果事先已經(jīng)插入了注釋或印章，則聯(lián)機(jī)表格中還保留著相同數(shù)據(jù)。

• 插入注釋時(shí)，可用新文本來清空注釋欄，以便輸入新的文字。

• 插入印章時(shí)，還可用新時(shí)間來更新系統(tǒng)時(shí)間，并用新名稱清空名稱欄。

4. 用指令 OK 存儲(chǔ)。

程序行的縮進(jìn) 提高機(jī)器人程序可讀性的一個(gè)有效手段是縮進(jìn)程序行。 由此可提高程序單元之間關(guān)聯(lián)的清晰度。

程序行縮進(jìn)

注意：縮進(jìn)效應(yīng)只是視覺上的。 縮進(jìn)的程序行在程序運(yùn)行時(shí)與未縮進(jìn)的程序行一樣得到處理。

通過 Fold 隱藏程序行：

KUKA 機(jī)器人編程語言可將程序行折疊和隱藏到 Fold 中。 用戶因此而看不到這些程序行。這使程序的閱讀變得更加簡潔方便。 以后可在專家用戶組中打開和編輯 Fold。

關(guān)閉的 Fold

打開的 Fold

Fold 的顏色：

10.3 鏈接機(jī)器人程序

子程序技術(shù)： 利用子程序技術(shù)可將機(jī)器人程序模塊化，因而可以有效結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)程序。 目的是不將所有指令寫入一個(gè)程序，而是將特定的流程、計(jì)算或過程轉(zhuǎn)移到單獨(dú)的程序中。

通過使用子程序產(chǎn)生了一系列的優(yōu)點(diǎn)：

• 由于程序長度減短，主程序結(jié)構(gòu)更清晰并更易讀。

• 可獨(dú)立開發(fā)子程序： 編程花費(fèi)可分?jǐn)偅?小化錯(cuò)誤源。

• 子程序可多次反復(fù)應(yīng)用。

原則上可將子程序分為兩種不同的類型

• 全局子程序

全局子程序示意圖

一個(gè)全局子程序是一個(gè)獨(dú)立的機(jī)器人程序，可從另一個(gè)機(jī)器人程序調(diào)用?？筛鶕?jù)具體要求對(duì)程序進(jìn)行分支，即某一程序可在某次應(yīng)用中用作主程序，而在另一次則用作子程序。

• 局部子程序

示意圖： 局部子程序

局部子程序是集成在一個(gè)主程序中的程序，即指令包含在同一個(gè) SRC 文件中。 子程序的點(diǎn)坐標(biāo)相應(yīng)存放在同一個(gè) DAT 文件中。

調(diào)用子程序的過程： 每個(gè)程序都以 DEF 行開始并以 END 行結(jié)束。 如果要在主程序中調(diào)用子程序，則正常情況下子程序會(huì)從 DEF 運(yùn)行至 END。 到達(dá) END 行后，程序運(yùn)行指針重新跳入發(fā)出調(diào)用指令的程序 （主程序）。

調(diào)用子程序的過程

注意：為了能提早退出子程序 （即在 END 行之前），可以在子程序中編入 RETURN 指令。 程序讀到該程序行時(shí)，即可提前終止子程序的運(yùn)行。

調(diào)用子程序的操作步驟：

為了對(duì)子程序調(diào)用進(jìn)行編程，必須已選擇用戶組 “ 專家 ”。 子程序調(diào)用的句法為：

??( )

1. 在主菜單中選擇 配置 > 用戶組。 將顯示出當(dāng)前用戶組。

2. 若欲切換至其它用戶組，則： 按下登錄 …。 選定用戶組專家。

3. 輸入密碼 kuka，然后用登錄確認(rèn)。

4. 用打開將所需的主程序載入編輯器

5. 將光標(biāo)定位在所需的行內(nèi)

6. 輸入子程序名稱和括號(hào)，例如：myprog( )

7. 用關(guān)閉圖標(biāo)關(guān)閉編輯器并保存修改