引言
KUKA机器人作为现代工业自动化的关键组成部分,其编程方法直接影响着机器人的效率和功能。
在这个背景下,结构化编程成为实现高效、可靠和可维护机器人程序的重要工具。
一、结构化编程的基本原则
结构化编程是一种编程范式,它强调程序应该有清晰的结构。
它包括几个关键原则,如模块化、封装性和重用性。
模块化意味着程序被分割成独立的功能单元,封装性指隐藏内部实现细节,而重用性则允许相同的代码在多个地方被有效使用。
二、KUKA机器人编程语言概述
KUKA机器人主要使用KRL(KUKA Robot Language)进行编程。
KRL是一种专门为机器人编程设计的语言,它结合了过程式和声明式编程的特点,适用于处理各种机器人任务,从简单的点到点运动到复杂的逻辑和数据处理。
三、程序的结构
一个完整的程序模块包括主程序、初始化程序、子程序、轨迹化程序。
机器人程序的结构是体现其使用价值的一个十分重要的因素。
为了使程序得到结构化设计,可使用以下几何辅助工具:
1、注释-包括注解和印章
所有编程语言都由计算机指令(代码)和对文本编辑器的提示(注释)组成,程序添加注释是为了提高结构分明的程序的可读性,是为程序添加说明及解释,单凭注释是无法使程序可读的。
2、缩进-空格
提高机器人程序可读性的一个有效手段是缩进程序行,但缩进效应只是视觉上的,缩进的程序行在程序运行时与未缩进的程序行一样得到处理。
3、隐藏-Folds(折叠)
KUKA机器人编程语言可将程序行折叠和隐藏到Fold中,只有在专家用户组才能使用这项功能,用户因此而看不到这些程序行。
关闭Fold:
打开Fold:
4、模块化-子程序
在编程中,子程序主要用于实现相同任务部分的多次使用,从而避免程序码重复使用子程序有以下几个优点:
1)可以多次使用
2)避免程序码重复
3)节省存储空间
4)各组成部分可单独开发
5)随时可以更换具有相同性能的组成部分
6)使程序结构化
7)将总任务分解成分步任务
8)维护和排除程序错误更为方便
四、创建程序流程图
1、程序流程图
程序流程图是一个程序的结构图,它是在一个程序中执行的某一算法图示,描述了为解决一个课题所要进行的运算顺序。
程序流程图也常常用于图示过程和操作,与计算机程序无关。
程序流程图与基于代码的描述相比,提高了程序算法的易读性,因为通过图示可明显的便于识别结构,以后转换成程序代码时,可方便的避免结构和编程错误,同时创建程序流程图时将得到一份待编制程序的文献。
2、程序流程图图标
机器人的程序流程图图标,在DIN 66001标准中做了规定。如下图:
3、程序流程图标
IF分支流程图:
创建一个机器人程序,可以通过以下步骤来创建:
① 在纸上将整个流程大致地划分
② 将总任务划分成小的分步任务
③ 大致划分分步任务
④ 细分分步任务
⑤ 转换成KRL代码
五、结构化编程的实际应用
在结构化编程的实际应用中,可以通过创建独立的程序模块来处理机器人的不同功能。
例如,在一个装配任务中,可以创建单独的模块来处理物料搬运、装配和质量检查。
每个模块可以独立编写和测试,提高了整体程序的可读性和可维护性。
六、结构化编程的最佳实践
在进行结构化编程时,应遵循一些最佳实践,以确保程序的高质量。
这包括清晰的代码组织结构、有效的错误处理机制和对程序性能的持续优化。
此外,文档的编写也是保持程序可维护性的关键部分。
结语
结构化编程是KUKA机器人高效操作的基石。
掌握这种编程方法不仅能提高机器人的性能,也能大大简化程序的维护和升级过程。
在不断变化的工业环境中,持续学习和实践是提升编程技能的关键。