《工業(yè)機器人技術(shù)及應(yīng)用》 教案 任務(wù)十七 機器人程序建立

《工業(yè)機器人技術(shù)與應(yīng)用》教案姓 名 工業(yè)機器人技術(shù)及應(yīng)用教案課程名稱：工業(yè)機器人技術(shù)及應(yīng)用 授課人：XX課題機器人程序建立課時2教學(xué)目的與要求1、了解機器人常用的程序數(shù)據(jù)。2、了解機器人程序數(shù)據(jù)的存儲類型。3、了解機器人程序任務(wù)、程序模塊、例行程序之間的關(guān)系。教學(xué)重點與難點編程語言Rapid的基本概念及其中任務(wù)、模塊、例行程序之間的關(guān)系，掌握創(chuàng)建程序數(shù)據(jù)的方法，了解程序數(shù)據(jù)的存儲類型以及常用的程序數(shù)據(jù)。教學(xué)方法課堂講授（PPT授課+小組討論）主要內(nèi)容及步驟備注教學(xué)過程一、組織教學(xué)：組織課堂，新課前的自我介紹，介紹本節(jié)課程的體系結(jié)構(gòu)，告知學(xué)習(xí)的基本要求。二、課題導(dǎo)入程序數(shù)據(jù)是在程序模塊或系統(tǒng)模塊中設(shè)定值和定義一些環(huán)境數(shù)據(jù)。創(chuàng)建的程序數(shù)據(jù)由同一個模塊或其它模塊中的指令進行引用。三、新課講授（1）機器人常用的程序數(shù)據(jù)。（2）機器人程序數(shù)據(jù)的存儲類型。（3）機器人程序任務(wù)、程序模塊、例行程序之間的關(guān)系。四、強化鞏固利用實際生活中接觸的例子加強鞏固五、總結(jié)拓展1.課堂內(nèi)容總結(jié) 2.布置作業(yè)小組討論授課效果分析總結(jié)教學(xué)內(nèi)容課堂互動一、組織教學(xué)介紹本門課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容及知識體系結(jié)構(gòu)，提出課程學(xué)習(xí)的基本要求，強調(diào)本門課程的上課時間、地點。推薦教材：《工業(yè)機器人技術(shù)及應(yīng)用》匯邦教材二、課題導(dǎo)入通過教材知識以及網(wǎng)絡(luò)拓展搜集的資料，創(chuàng)建一個可變量存儲類型的的num型程序數(shù)據(jù)，再創(chuàng)建一個機器人主程序main。導(dǎo)入：獨立的完成機器人的程序數(shù)據(jù)的存儲類型分類、程序任務(wù)、程序模塊、例行程序的創(chuàng)建。三、新課講授§1建立程序數(shù)據(jù)程序數(shù)據(jù)是在程序模塊或系統(tǒng)模塊中設(shè)定值和定義一些環(huán)境數(shù)據(jù)。創(chuàng)建的程序數(shù)據(jù)由同一個模塊或其它模塊中的指令進行引用。如圖17-1所示，線框中是一條常用的機器人關(guān)節(jié)運動的指令（MoveJ)，并調(diào)用了4個程序數(shù)據(jù)。程序數(shù)據(jù)說明見表17-1。圖17-1表17-1程序數(shù)據(jù)說明程序數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)類型說明P10robtarget機器人運動目標(biāo)位置數(shù)據(jù)v1000speeddata機器人運動速度數(shù)據(jù)z50zonedatd機器人運動轉(zhuǎn)彎數(shù)據(jù)tool0tooldata機器人工具數(shù)據(jù)TCP程序數(shù)據(jù)的建立一般可以分為兩種形式，一種是直接在示教器中的“程序數(shù)據(jù)”菜單中建立程序數(shù)據(jù)，另一種是在添加程序指令時，同時自動生成對應(yīng)的程序數(shù)據(jù)。在本任務(wù)中將完成直接在示教器中的“程序數(shù)據(jù)”菜單中建立程序數(shù)據(jù)的方法。以建立數(shù)值數(shù)據(jù)(num)為例子進行說明。創(chuàng)建程序數(shù)據(jù)的步驟如圖17-2至圖17-5所示：1、單擊左上角主菜單按鈕，選擇“程序數(shù)據(jù)”。2、選擇數(shù)據(jù)類型“num”，單擊“顯示數(shù)據(jù)”。3、單擊“新建…”。4、單擊“…”按鈕進行名稱的設(shè)定，單擊下拉箭頭進行各參數(shù)的設(shè)定（參數(shù)說明見表17-2），然后點擊“確定”完成程序數(shù)據(jù)創(chuàng)建。圖17-2圖17-3圖17-4圖17-5表17-2程序數(shù)據(jù)參數(shù)說明數(shù)據(jù)設(shè)定參數(shù)說明名稱設(shè)定數(shù)據(jù)的名稱范圍設(shè)定數(shù)據(jù)的范圍存儲類型設(shè)定數(shù)據(jù)的存儲類型任務(wù)設(shè)定數(shù)據(jù)所在的任務(wù)模塊設(shè)定數(shù)據(jù)所在的模塊例行程序設(shè)定數(shù)據(jù)所在的例行程序維數(shù)設(shè)定數(shù)據(jù)的維數(shù)初始值設(shè)定數(shù)據(jù)的初始值§2程序數(shù)據(jù)的類型與分類ABB機器人的程序數(shù)據(jù)共有100個左右，并且可以根據(jù)實際情況進行程序數(shù)據(jù)的創(chuàng)建，為ABB機器人的程序設(shè)計帶來了無限的可能。在示教器中的“程序數(shù)據(jù)”窗口，可查看和創(chuàng)建需要的程序數(shù)據(jù)，如圖17-6所示。在此界面中，可雙擊選擇需要的程序數(shù)據(jù)類型進行查看或創(chuàng)建等相關(guān)操作。圖17-6接下來就程序數(shù)據(jù)的類型分類與存儲類型這兩個主題進行詳細說明，以便大家能對程序數(shù)據(jù)有一個清楚的認(rèn)識，為后續(xù)程序編輯做好準(zhǔn)備。1、程序數(shù)據(jù)的存儲類型（1）變量VAR變量型數(shù)據(jù)在程序執(zhí)行的過程中和停止時，會保持當(dāng)前的值。但如果程序指針復(fù)位或者機器人控制器重啟，數(shù)值會恢復(fù)為聲明變量時賦予的初始值。舉例說明：VARnumnCount:=0;名稱為length的變量型數(shù)值數(shù)據(jù)。VARstringname:="Andy";名稱為name的變量型字符串?dāng)?shù)據(jù)。VARboolfinished:=FALSE;名稱為finished的變量型布爾量數(shù)據(jù)。在程序編輯器窗口顯示如圖17-7所示：圖17-7說明：VAR表示存儲類型為變量。num表示聲明的數(shù)據(jù)是數(shù)值型數(shù)據(jù)，string表示聲明的數(shù)據(jù)是字符串型數(shù)據(jù)，bool表示聲明的數(shù)據(jù)是布爾量數(shù)據(jù)。在聲明數(shù)據(jù)時，可以定義變量數(shù)據(jù)的初始值。如:nCount的初始值為0，name的初始值為Andy，finished初始值為FALSE。在機器人執(zhí)行RAPID程序中也可以對變量存儲類型的程序數(shù)據(jù)進行賦值操作，如圖17-8所示。圖17-8說明：在程序中執(zhí)行變量型程序數(shù)據(jù)的賦值，在指針復(fù)位或者機器人控制器重啟后，都將恢復(fù)為初始值。（2）可變量PERS可變量型程序數(shù)據(jù)的特點是無論程序的指針如何變化，無論機器人控制器是否重啟，它都會保持最后賦予的值。舉例說明：PERSnumNumber:=0;名稱為Number的可變量型數(shù)值數(shù)據(jù)。PERSstringtext:="Hello";名稱為text的可變量型字符串?dāng)?shù)據(jù)。說明：PERS表示存儲類型為可變量?？勺兞啃统绦驍?shù)據(jù)也可在機器人執(zhí)行RAPID程序中進行賦值操作，如圖17-9所示。圖17-9圖17-10可變量型程序數(shù)據(jù)在程序執(zhí)行以后，賦值的結(jié)果會一直保持，直到下一次對其進行重新賦值。如題17-10所示。（3）常量CONST常量的特點是在定義時已賦予了數(shù)值，并不能在程序中進行修改，只能在程序數(shù)據(jù)中手動修改。舉例說明：CONSTnumnABC:=1;名稱為nABC的常量型數(shù)值數(shù)。CONSTstringtext:="Hi";名稱為text的常量型字符串?dāng)?shù)據(jù)。在程序編輯窗口中的顯示如圖17-11所示。圖17-11說明：存儲類型為常量的程序數(shù)據(jù)，不允許在程序中進行賦值的操作。2、程序數(shù)據(jù)的分類根據(jù)不同的用途，系統(tǒng)定義了不同的程序數(shù)據(jù)。接下來了解一下ABB機器人系統(tǒng)常用的程序數(shù)據(jù)。（1）數(shù)值數(shù)據(jù)numnum用于存儲數(shù)值數(shù)據(jù)；例如計數(shù)器。num數(shù)據(jù)類型的值可以為：整數(shù)；例如，-5。小數(shù)；例如：3.45。也可以指數(shù)的形式寫入；例如，2E3（＝2*10^3＝2000），2.5E-2（＝0.025）。整數(shù)數(shù)值，始終將-8388607與+8388608之間的整數(shù)作為準(zhǔn)確的整數(shù)儲存。小數(shù)數(shù)值僅為近似數(shù)字，因此，不得用于等于或不等于對比。若為使用小數(shù)的除法和運算，則結(jié)果亦將為小數(shù)。（2）邏輯值數(shù)據(jù)boolbool用于存儲邏輯值（真/假）數(shù)據(jù)，即bool型數(shù)據(jù)值可以為TRUE或FALSE。（3）字符串?dāng)?shù)據(jù)stringstring用于存儲字符串?dāng)?shù)據(jù)。字符串是由一串前后附有引號（""）的字符（最多80個）組成，例如，"Thisisacharacterstring"。如果字符串中包括反斜線（\），則必須寫兩個反斜線符號，例如，"Thisstringcontainsa\\character"。（4）位置數(shù)據(jù)robtargetrobtarget用于存儲機器人和附加軸的位置數(shù)據(jù)。位置數(shù)據(jù)的內(nèi)容是在運動指令中機器人和外軸將要移動到的位置。（5）速度數(shù)據(jù)speeddataspeeddata用于存儲機器人和附加軸運動時的速度數(shù)據(jù)。速度數(shù)據(jù)定義了工具中心點移動時的速度，工具的重定位速度，線性或旋轉(zhuǎn)外軸移動時的速度。（6）轉(zhuǎn)角區(qū)域數(shù)據(jù)zonedatazonedata用于規(guī)定如何結(jié)束一個位置，也就是在朝下一個位置移動之前，機器人必須如何接近編程位置?？梢砸酝Ｖ裹c或飛越點的形式來終止一個位置。停止點意味著機械臂和外軸必須在使用下一個指令來繼續(xù)程序執(zhí)行之前達到指定位置（靜止不動）。飛越點意味著從未達到編程位置，而是在達到該位置之前改變運動方向。（7）工具數(shù)據(jù)tooldata工具數(shù)據(jù)Tooldata是用于描述安裝在機器人第六軸上的工具的TCP，重量，重心等參數(shù)數(shù)據(jù)。（8）工件坐標(biāo)數(shù)據(jù)wobjdata工件坐標(biāo)系對應(yīng)工件：它定義工件相對于大地坐標(biāo)系（或其它坐標(biāo)系）的位置。（9）有效載荷數(shù)據(jù)loaddataloaddata用于設(shè)置機器人軸6上安裝法蘭的負(fù)載載荷數(shù)據(jù)。載荷數(shù)據(jù)常常定義機器人的有效負(fù)載或抓取物的負(fù)載（通過指令GripLoad或MechUnitLoad來設(shè)置），即機器人夾具所夾持的負(fù)載。同時將loaddata作為tooldata的組成部分，以描述工具負(fù)載。強化鞏固理解程序數(shù)據(jù)的意義。五、總結(jié)拓展（一）課堂總結(jié)清楚的知道機器人程序任務(wù)、程序模塊、例行程序之間的關(guān)系（二）布置作業(yè)總結(jié)本節(jié)課的內(nèi)容提前組織教學(xué)課題導(dǎo)入基本知識講解本節(jié)課難點思考激活原理本節(jié)課重點重點掌握《工業(yè)機器人技術(shù)與應(yīng)用》教案姓 名 工業(yè)機器人技術(shù)及應(yīng)用教案課程名稱：工業(yè)機器人技術(shù)及應(yīng)用 授課人：XX課題機器人程序建立課時4教學(xué)目的與要求1、掌握建立機器人程序數(shù)據(jù)的操作步驟。2、掌握建立機器人程序的操作步驟。教學(xué)重點與難點了解任務(wù)、模塊、例行程序之間的關(guān)系，掌握創(chuàng)建例行程序的步驟。教學(xué)方法課堂講授（PPT授課+小組討論+實訓(xùn)）主要內(nèi)容及步驟備注教學(xué)過程一、組織教學(xué)：組織課堂，新課前的自我介紹，介紹本節(jié)課程的體系結(jié)構(gòu)，告知學(xué)習(xí)的基本要求。二、課題導(dǎo)入RAPID是一種基于計算機的高級編程語言，易學(xué)易用，靈活性強。支持二次開發(fā)，支持中斷、錯誤處理、多任務(wù)處理等高級功能。RAPID程序中包含了一連串控制機器人的指令，執(zhí)行這些指令可以實現(xiàn)對機器人的控制操作。三、新課講授（1）掌握建立機器人程序數(shù)據(jù)的操作步驟。（2）掌握建立機器人程序的操作步驟。四、強化鞏固利用實際生活中接觸的例子加強鞏固五、總結(jié)拓展1.課堂內(nèi)容總結(jié) 2.布置作業(yè)小組討論授課效果分析總結(jié)教學(xué)內(nèi)容課堂互動一、組織教學(xué)介紹本門課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容及知識體系結(jié)構(gòu)，提出課程學(xué)習(xí)的基本要求，強調(diào)本門課程的上課時間、地點。推薦教材：《工業(yè)機器人技術(shù)及應(yīng)用》匯邦教材二、課題導(dǎo)入掌握創(chuàng)建程序數(shù)據(jù)的步驟，理解程序數(shù)據(jù)存儲類型的區(qū)別。了解常用的程序數(shù)據(jù)。導(dǎo)入：獨立的完成機器人的程序數(shù)據(jù)創(chuàng)建及使用。三、新課講授§1建立機器人主程序RAPID是一種基于計算機的高級編程語言，易學(xué)易用，靈活性強。支持二次開發(fā)，支持中斷、錯誤處理、多任務(wù)處理等高級功能。RAPID程序中包含了一連串控制機器人的指令，執(zhí)行這些指令可以實現(xiàn)對機器人的控制操作。RAPID程序結(jié)構(gòu)說明如下：1.一個RAPID程序稱為一個任務(wù)，一個任務(wù)是由一系列的模塊組成，由程序模塊與系統(tǒng)模塊組成。一般地，我們只通過新建程序模塊來構(gòu)建機器人的程序，而系統(tǒng)模塊多用于系統(tǒng)方面的控制之用。2.可以根據(jù)不同的用途創(chuàng)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)。3.每一個程序模塊包含了程序數(shù)據(jù)，例行程序，中斷程序和功能四種對象，但不一定在一個模塊都有這四種對象的存在，程序模塊之間的數(shù)據(jù)，例行程序，中斷程序和功能是可以互相調(diào)用的。4.在RAPID程序中，只有一個主程序main，并且存在于任意一個程序模塊中，并且是作為整個RAPID程序執(zhí)行的起點。下面我們就來創(chuàng)建一個機器人程序模塊和主程序，步驟如圖17-12至圖17-21所示。1、單擊左上角主菜單按鈕，選擇“程序編輯器”。2、單擊“取消”，進入模塊列表畫面，3、點擊“文件”，選擇“新建模塊。。?！?、點擊“是”，5、單擊“ABC…”將模塊名稱設(shè)定為“MainModule”，然后點擊“確定”6、選擇模塊MainModule，然后單擊“顯示模塊”，7、單擊“例行程序”標(biāo)簽，進行例行程序的創(chuàng)建8、點擊“文件”，選擇“新建例行程序。。。”9、單擊“ABC…”將程序名稱設(shè)定為“Main”，然后點擊“確定”圖17-12圖17-13圖17-14圖17-15圖17-16圖17-17圖17-18圖17-19圖17-20