KUKA Robot Language（KRL）

WorkVisual

WorkVisual是KUKA機器人的程式端開發環境

Workvisual 5.0啟動畫面

KRL教學

KRL程式分為.src與.dat兩個檔案，.src描述了程式的動作，.dat存放著.src中所需要用到的程式變數。可在WorkVisual中的Project Structure欄位新增.src與.dat檔案到專案內，或是透過匯入的方式將已寫好的檔案加入WorkVisual專案中

新增.src與.dat檔案

WorkVisaul中一段自動生成的程式碼

在KRL中，程式碼會由數個DEF-END或是DEFFCT-ENDFCT的區塊構成

命名變數

在KRL中的命名受到以下規範

最長僅能24個字元
僅能使用26個英文字母（A-Z）、10個數字（0-9）與2個特殊字元「_」、「$」
命名時第一個字元不能使用數字
命名時不能使用關鍵字

宣告變數

在KRL中的宣告受到以下規範

在.src檔中宣告變數時，需要宣告在DEF與INI之間的區域，並在INI之後賦予初始值
在.dat檔中變數可以宣告為區域變數或是全域變數（GLOBAL），但須在DEFDAT檔名後方加上PUBLIC

語法

DECL Data_Type Variable_Name

範例：宣告變數

1.在.src檔中

DEF DefineValueExample
    DECL INT Counter
    INI
    Counter = 5
END

2.在.dat檔中宣告區域變數

DEFDAT DefineValueExample
    DECL INT Counter = 5
ENDDAT

3.在.dat檔中宣告全域變數

DEFDAT DefineValueExample PUBLIC
    DECL GLOBAL INT Counter = 5
ENDDAT

資料型態

整數（Integer）

關鍵字：INT
定　義：不包含小數點之正負數
範　圍：-2147483648 ~ 2147483647

浮點數（Floating point number）

關鍵字：REAL
定　義：包含小數點之正負數
範　圍：±1.1E-38 ~ ±3.4E+38

布林（Boolean）

關鍵字：BOOL
定　義：邏輯狀態
範　圍：TRUE、FALSE

字元（Character）

關鍵字：CHAR
定　義：任一文字的字母
範　圍：ASCII編碼的字元編號

陣列（Array）

陣列是由多個相同型態的資料依序排列後所產生的資料型態

語法：宣告

DECL Data_Type Variable_Name[Number_of_Elements]

語法：給值

Variable_Name[Array_Index] = Value

範例

Measurement是一個有5個元素的浮點數陣列第3個元素的值是7.23

DECL REAL Measurement[5]

Measurement[3] = 7.23

結構（Structures）

結構是由多個相同或不同的資料型態組合而成

語法

STRUC Structure name Data_Type1 A, B, Data_Type2 C, D

KUKA的點位資料即是一種結構的變數

STRUC E6POS REAL X, Y, Z, A, B, C, E1, E2, E3, E4, E5, E6, INT S, T

範例

DEF StrucExample
    DECL E6POS Position
    INI

    Position = {X 0,Y 0,Z 0,A 0,B 0,C 0}

    Position.X = 100
    Position.Y = 200
    Position.Z = 300
END

枚舉（Enumeration）

枚舉是一個物件的所有可能取值的集合

語法

ENUM Enumeration_Type_Name Constant_1, Constant_n

KUKA的操作模式正是一種枚舉的資料型態，僅會有T1、T2、AUT、EXT四種模式

ENUM MODE_OP T1, T2, AUT, EX, INVALID

範例

ENUM Week Sun,Mon,Tue,Wed,Thu,Fri,Sat

DECL Week Today

Today = #Thu

運算子

運算子是用來對值操作，根據不同的操作又分為不同類型的運算子

算數運算子
關係運算子
布林邏輯運算子
位元運算子
向量運算子

算數運算子

這類運算子用於值之間的計算

「+」：作為加法運算或表達正數的符號
「-」：作為減法運算或表達負數的符號
「*」：作為乘法運算的符號
「/」：作為除法運算的符號

關係運算子

這類運算子用於比較兩個（或以上）的值之間的關係

「==」：比較符號兩側的值是否相等
「<>」：比較符號兩側的值是否不相等
「>」：比較符號左側的值是否大於符號右側的值
「<」：比較符號左側的值是否小於符號右側的值
「=>」：比較符號左側的值是否大於或等於符號右側的值
「<=」：比較符號左側的值是否小於或等於符號右側的值

布林邏輯運算子

「NOT」：將布林值結果反轉
「AND」：比較符號兩側的布林值。其中一方為FALSE，輸出結果即為FALSE
「OR」：比較符號兩側的布林值。其中一方為TRUE，輸出結果即為TRUE
「EXOR」：比較符號兩側的布林值是否一致，一致為FALSE，不一致為TRUE

位元運算子

「B_NOT」：用於對二進制數字的每個位元進行「NOT」運算
「B_AND」：用於對符號兩側的二進制數字的每個位元進行「AND」運算
「B_OR」：用於對符號兩側的二進制數字的每個位元進行「OR」運算
「B_EXOR」：用於對符號兩側的二進制數字的每個位元進行「EXOR」運算

向量運算子

以「:」表示，意為在左邊的位置／移動右邊的距離

隨著兩邊使用的型態不同，會影響到最終結果的型態

結果參考下列表格

左邊型態	右邊型態	結果
POS	POS	POS
POS	FRAME	FRAME
FRAME	FRAME	FRAME
FRAME	POS	POS

優先度

優先度	運算子
1(HIGH)	NOT、B_NOT
2	*、/
3	+、-
4	AND、B_AND
5	EXOR、B_EXOR
6	OR、B_OR
7(Low)	==、<>、<、>、<=、>=

動作程式

機器手臂動作時，基於4個座標系統

座標系統	系統變數	狀態
世界座標	$WORLD	唯讀
ROBOT座標	$ROBROOT	唯讀(可透過$MACHINE.dat內修改)
TOOL座標	$TOOL	可修改
BASE座標	$BASE	可修改

出廠預設$BASE與$WORLD一致，在程式碼中透過可透過$TOOL、$BASE、$LOAD切換不同工具資料

$TOOL = TOOL_DATA[1]
$BASE = BASE_DATA[1]
$LOAD = LOAD_DATA[1]

※原廠手冊中有註明，切換$TOOL時應一併切換$LOAD的資料，否則若因此造成撞機，將無保固

PTP

Point-to-Point，此動作為手臂直接將各軸馬達角度轉動到點位上的角度

為三種動作中速度最快者，但此動作不保證TCP水平移動，若是手臂工具上是夾取液態的容器，容器內的液體可能會有灑出的狀況

S與T

座標位置(X,Y,Z)不足以明確表達機器手臂的角度或姿態，S(Status)與T(Turn)便是為了更明確指出手臂的角度及姿態而誕生

S、T的數值紀錄在POS/E6POS兩種型態中，並且只有PTP的動作類型有效

S與T介紹：相同的點位，卻無法得知各軸角度

語法

PTP 點位名字
PTP {點位資料}
PTP_REL {軸 角度}  ;以當前位置做相對位置移動

範例

E6POS MY_POSITION
MY_POSITION = {X 250,Y 0,Z 200,A 0,B 0,C 0}
PTP MY_POSITION

PTP {A1 0,A2 -90,A3 90,A4 0,A5 0,A6 0}

PTP_REL {A1 90}

LIN

LINE此動作機器手臂會保持TCP維持一樣的傾角(?)走到目標點位

語法

LIN 點位名字    ;只能POS/E6POS的資料型態
LIN {點位資料}  ;只能POS/E6POS的資料型態
LIN_REL {方向 數值}  ;以當前位置做相對位置移動

範例

E6POS MY_POSITION
MY_POSITION = {X 250,Y 0,Z 200,A 0,B 0,C 0}
LIN MY_POSITION

LIN {X 250,Y 0,Z 200,A 0,B 0,C 0}

LIN_REL {X 90}

CIRC(不常用，經驗較少)

CIRCLE此動作需要一個參考點，機器手臂會經過參考點，走弧線到目標點位

語法

CIRC 參考點名字,目標點名字    ;只能POS/E6POS的資料型態
CIRC {參考點},{目標點}       ;只能POS/E6POS的資料型態

CP動作

在LIN或CIRC動作指令中的點為後面，可以增加關鍵字，讓手臂不用真的到達該點位。通常用在閃躲現場機構等，不需要精確到位的點位，以節省手臂動作的時間

關鍵字	說明	單位	系統變數
C_DIS	與點位距離	mm	$APO.CDIS
C_ORI	等待補充	°	$APO.CORI
C_VEL	等待補充	%	$APO.CVEL

語法

LIN 點位名字 C_DIS

LIN 點位資料 C_DIS

條件運算式

用來比較條件的結果，決定程式接下來應採取的行動

IF-ELSE

二選一的判斷。IF可單獨使用，不一定要有ELSE的區塊

條件為TRUE時執行，條件為FALSE則執行ELSE的區塊

IF-ELSE流程圖

語法

BOOL IS_SUNNY
IS_SUNNY = TRUE
IF (IS_SUNNY) THEN
    MsgNotify(Today is sunny day")  ;IS_SUNNY是TRUE會執行這邊
ELSE
    MsgNotify(Today is not sunny day")
ENDIF

SWITCH-CASE

多選一的判斷。根據條件的數值，執行對應的結果

SWITCH-CASE流程圖

語法

ENUM WEATHER_TYPE SUNNY,RAINY,CLOUDY
DECL WEATHER_TYPE TODAY_WEATHER
TODAY_WEATHER = #SUNNY

SWITCH TODAY_WEATHER
    CASE #SUNNY
        MsgNotify(Today is sunny day")  ;TODAY_WEATHER是#SUNNY，所以會執行這裡
    CASE #RAINY
        MsgNotify(Today is rainy day")
    CASE #CLOUDY
        MsgNotify(Today is cloudy day")
    DEFAULT
ENDSWITCH

迴圈

一樣的事情重複做

FOR

使用FOR迴圈需要宣告一個迴圈計數器

當迴圈計數器達到條件後，迴圈便會結束

語法

INT _I,_COUNTER ;迴圈計數器
_COUNTER = 0

;從1開始，每次執行後+1(STEP的數值)，當_i達到100後離開迴圈
FOR _I = 1 TO 100 STEP 1
    _COUNTER = _COUNTER + _I
ENDFOR

WHILE

使用WHILE迴圈時需要設定一個條件

先判斷條件，且結果是TRUE時才會執行迴圈內的動作

語法

INT _I,_COUNT

_I = 1
_COUNT = 1

WHILE _I <= 10
    _COUNT = _COUNT * _I
    _I = _I + 1
ENDWHILE

REPEAT

使用REPEAT迴圈時需要設定一個條件

先執行迴圈內的動作，再判斷條件，結果是TRUE時，不會再重複執行迴圈內的動作

※REPEAT與WHILE的差別，在於REPEAT至少會執行一次迴圈內的動作

語法

INT _I,_COUNT

_I = 1
_COUNT = 1

REPEAT
    _COUNT = _COUNT * _I
    _I = _I + 1
UNTIL _I > 10

LOOP

LOOP會一直執行回圈內的動作，不會主動停止

需要使用EXIT關鍵字離開LOOP迴圈

語法

INT _I,_COUNT

_I = 1
_COUNT = 1

LOOP
    _COUNT = _COUNT * _I
    _I = _I + 1

    IF _I > 10 THEN
        EXIT
    ENDIF
ENDLOOP

WtRobotTraining

KUKA機器手臂-教育訓練文件