《工业机器人技术及应用》 教案 任务十七 机器人程序建立

《工业机器人技术与应用》教案姓 名 工业机器人技术及应用教案课程名称：工业机器人技术及应用 授课人：XX课题机器人程序建立课时2教学目的与要求1、了解机器人常用的程序数据。2、了解机器人程序数据的存储类型。3、了解机器人程序任务、程序模块、例行程序之间的关系。教学重点与难点编程语言Rapid的基本概念及其中任务、模块、例行程序之间的关系，掌握创建程序数据的方法，了解程序数据的存储类型以及常用的程序数据。教学方法课堂讲授（PPT授课+小组讨论）主要内容及步骤备注教学过程一、组织教学：组织课堂，新课前的自我介绍，介绍本节课程的体系结构，告知学习的基本要求。二、课题导入程序数据是在程序模块或系统模块中设定值和定义一些环境数据。创建的程序数据由同一个模块或其它模块中的指令进行引用。三、新课讲授（1）机器人常用的程序数据。（2）机器人程序数据的存储类型。（3）机器人程序任务、程序模块、例行程序之间的关系。四、强化巩固利用实际生活中接触的例子加强巩固五、总结拓展1.课堂内容总结 2.布置作业小组讨论授课效果分析总结教学内容课堂互动一、组织教学介绍本门课程的学习内容及知识体系结构，提出课程学习的基本要求，强调本门课程的上课时间、地点。推荐教材：《工业机器人技术及应用》汇邦教材二、课题导入通过教材知识以及网络拓展搜集的资料，创建一个可变量存储类型的的num型程序数据，再创建一个机器人主程序main。导入：独立的完成机器人的程序数据的存储类型分类、程序任务、程序模块、例行程序的创建。三、新课讲授§1建立程序数据程序数据是在程序模块或系统模块中设定值和定义一些环境数据。创建的程序数据由同一个模块或其它模块中的指令进行引用。如图17-1所示，线框中是一条常用的机器人关节运动的指令（MoveJ)，并调用了4个程序数据。程序数据说明见表17-1。图17-1表17-1程序数据说明程序数据数据类型说明P10robtarget机器人运动目标位置数据v1000speeddata机器人运动速度数据z50zonedatd机器人运动转弯数据tool0tooldata机器人工具数据TCP程序数据的建立一般可以分为两种形式，一种是直接在示教器中的“程序数据”菜单中建立程序数据，另一种是在添加程序指令时，同时自动生成对应的程序数据。在本任务中将完成直接在示教器中的“程序数据”菜单中建立程序数据的方法。以建立数值数据(num)为例子进行说明。创建程序数据的步骤如图17-2至图17-5所示：1、单击左上角主菜单按钮，选择“程序数据”。2、选择数据类型“num”，单击“显示数据”。3、单击“新建…”。4、单击“…”按钮进行名称的设定，单击下拉箭头进行各参数的设定（参数说明见表17-2），然后点击“确定”完成程序数据创建。图17-2图17-3图17-4图17-5表17-2程序数据参数说明数据设定参数说明名称设定数据的名称范围设定数据的范围存储类型设定数据的存储类型任务设定数据所在的任务模块设定数据所在的模块例行程序设定数据所在的例行程序维数设定数据的维数初始值设定数据的初始值§2程序数据的类型与分类ABB机器人的程序数据共有100个左右，并且可以根据实际情况进行程序数据的创建，为ABB机器人的程序设计带来了无限的可能。在示教器中的“程序数据”窗口，可查看和创建需要的程序数据，如图17-6所示。在此界面中，可双击选择需要的程序数据类型进行查看或创建等相关操作。图17-6接下来就程序数据的类型分类与存储类型这两个主题进行详细说明，以便大家能对程序数据有一个清楚的认识，为后续程序编辑做好准备。1、程序数据的存储类型（1）变量VAR变量型数据在程序执行的过程中和停止时，会保持当前的值。但如果程序指针复位或者机器人控制器重启，数值会恢复为声明变量时赋予的初始值。举例说明：VARnumnCount:=0;名称为length的变量型数值数据。VARstringname:="Andy";名称为name的变量型字符串数据。VARboolfinished:=FALSE;名称为finished的变量型布尔量数据。在程序编辑器窗口显示如图17-7所示：图17-7说明：VAR表示存储类型为变量。num表示声明的数据是数值型数据，string表示声明的数据是字符串型数据，bool表示声明的数据是布尔量数据。在声明数据时，可以定义变量数据的初始值。如:nCount的初始值为0，name的初始值为Andy，finished初始值为FALSE。在机器人执行RAPID程序中也可以对变量存储类型的程序数据进行赋值操作，如图17-8所示。图17-8说明：在程序中执行变量型程序数据的赋值，在指针复位或者机器人控制器重启后，都将恢复为初始值。（2）可变量PERS可变量型程序数据的特点是无论程序的指针如何变化，无论机器人控制器是否重启，它都会保持最后赋予的值。举例说明：PERSnumNumber:=0;名称为Number的可变量型数值数据。PERSstringtext:="Hello";名称为text的可变量型字符串数据。说明：PERS表示存储类型为可变量。可变量型程序数据也可在机器人执行RAPID程序中进行赋值操作，如图17-9所示。图17-9图17-10可变量型程序数据在程序执行以后，赋值的结果会一直保持，直到下一次对其进行重新赋值。如题17-10所示。（3）常量CONST常量的特点是在定义时已赋予了数值，并不能在程序中进行修改，只能在程序数据中手动修改。举例说明：CONSTnumnABC:=1;名称为nABC的常量型数值数。CONSTstringtext:="Hi";名称为text的常量型字符串数据。在程序编辑窗口中的显示如图17-11所示。图17-11说明：存储类型为常量的程序数据，不允许在程序中进行赋值的操作。2、程序数据的分类根据不同的用途，系统定义了不同的程序数据。接下来了解一下ABB机器人系统常用的程序数据。（1）数值数据numnum用于存储数值数据；例如计数器。num数据类型的值可以为：整数；例如，-5。小数；例如：3.45。也可以指数的形式写入；例如，2E3（＝2*10^3＝2000），2.5E-2（＝0.025）。整数数值，始终将-8388607与+8388608之间的整数作为准确的整数储存。小数数值仅为近似数字，因此，不得用于等于或不等于对比。若为使用小数的除法和运算，则结果亦将为小数。（2）逻辑值数据boolbool用于存储逻辑值（真/假）数据，即bool型数据值可以为TRUE或FALSE。（3）字符串数据stringstring用于存储字符串数据。字符串是由一串前后附有引号（""）的字符（最多80个）组成，例如，"Thisisacharacterstring"。如果字符串中包括反斜线（\），则必须写两个反斜线符号，例如，"Thisstringcontainsa\\character"。（4）位置数据robtargetrobtarget用于存储机器人和附加轴的位置数据。位置数据的内容是在运动指令中机器人和外轴将要移动到的位置。（5）速度数据speeddataspeeddata用于存储机器人和附加轴运动时的速度数据。速度数据定义了工具中心点移动时的速度，工具的重定位速度，线性或旋转外轴移动时的速度。（6）转角区域数据zonedatazonedata用于规定如何结束一个位置，也就是在朝下一个位置移动之前，机器人必须如何接近编程位置。可以以停止点或飞越点的形式来终止一个位置。停止点意味着机械臂和外轴必须在使用下一个指令来继续程序执行之前达到指定位置（静止不动）。飞越点意味着从未达到编程位置，而是在达到该位置之前改变运动方向。（7）工具数据tooldata工具数据Tooldata是用于描述安装在机器人第六轴上的工具的TCP，重量，重心等参数数据。（8）工件坐标数据wobjdata工件坐标系对应工件：它定义工件相对于大地坐标系（或其它坐标系）的位置。（9）有效载荷数据loaddataloaddata用于设置机器人轴6上安装法兰的负载载荷数据。载荷数据常常定义机器人的有效负载或抓取物的负载（通过指令GripLoad或MechUnitLoad来设置），即机器人夹具所夹持的负载。同时将loaddata作为tooldata的组成部分，以描述工具负载。强化巩固理解程序数据的意义。五、总结拓展（一）课堂总结清楚的知道机器人程序任务、程序模块、例行程序之间的关系（二）布置作业总结本节课的内容提前组织教学课题导入基本知识讲解本节课难点思考激活原理本节课重点重点掌握《工业机器人技术与应用》教案姓 名 工业机器人技术及应用教案课程名称：工业机器人技术及应用 授课人：XX课题机器人程序建立课时4教学目的与要求1、掌握建立机器人程序数据的操作步骤。2、掌握建立机器人程序的操作步骤。教学重点与难点了解任务、模块、例行程序之间的关系，掌握创建例行程序的步骤。教学方法课堂讲授（PPT授课+小组讨论+实训）主要内容及步骤备注教学过程一、组织教学：组织课堂，新课前的自我介绍，介绍本节课程的体系结构，告知学习的基本要求。二、课题导入RAPID是一种基于计算机的高级编程语言，易学易用，灵活性强。支持二次开发，支持中断、错误处理、多任务处理等高级功能。RAPID程序中包含了一连串控制机器人的指令，执行这些指令可以实现对机器人的控制操作。三、新课讲授（1）掌握建立机器人程序数据的操作步骤。（2）掌握建立机器人程序的操作步骤。四、强化巩固利用实际生活中接触的例子加强巩固五、总结拓展1.课堂内容总结 2.布置作业小组讨论授课效果分析总结教学内容课堂互动一、组织教学介绍本门课程的学习内容及知识体系结构，提出课程学习的基本要求，强调本门课程的上课时间、地点。推荐教材：《工业机器人技术及应用》汇邦教材二、课题导入掌握创建程序数据的步骤，理解程序数据存储类型的区别。了解常用的程序数据。导入：独立的完成机器人的程序数据创建及使用。三、新课讲授§1建立机器人主程序RAPID是一种基于计算机的高级编程语言，易学易用，灵活性强。支持二次开发，支持中断、错误处理、多任务处理等高级功能。RAPID程序中包含了一连串控制机器人的指令，执行这些指令可以实现对机器人的控制操作。RAPID程序结构说明如下：1.一个RAPID程序称为一个任务，一个任务是由一系列的模块组成，由程序模块与系统模块组成。一般地，我们只通过新建程序模块来构建机器人的程序，而系统模块多用于系统方面的控制之用。2.可以根据不同的用途创建多个程序模块，如专门用于主控制的程序模块，用于位置计算的程序模块，用于存放数据的程序模块，这样的目的在于方便归类管理不同用途的例行程序与数据。3.每一个程序模块包含了程序数据，例行程序，中断程序和功能四种对象，但不一定在一个模块都有这四种对象的存在，程序模块之间的数据，例行程序，中断程序和功能是可以互相调用的。4.在RAPID程序中，只有一个主程序main，并且存在于任意一个程序模块中，并且是作为整个RAPID程序执行的起点。下面我们就来创建一个机器人程序模块和主程序，步骤如图17-12至图17-21所示。1、单击左上角主菜单按钮，选择“程序编辑器”。2、单击“取消”，进入模块列表画面，3、点击“文件”，选择“新建模块。。。”4、点击“是”，5、单击“ABC…”将模块名称设定为“MainModule”，然后点击“确定”6、选择模块MainModule，然后单击“显示模块”，7、单击“例行程序”标签，进行例行程序的创建8、点击“文件”，选择“新建例行程序。。。”9、单击“ABC…”将程序名称设定为“Main”，然后点击“确定”图17-12图17-13图17-14图17-15图17-16图17-17图17-18图17-19图17-20