15功能与中断程序

河南工业职业技术学院教案课程名称工业机器人基本操作与编程教案编号及课题名称15.功能与中断程序授课时间11.29第13周周一12节11.29第13周周一56节授课班级及人数机器人240150人机器人240250人授课地点L1-205L1-205教学内容及重点难点1.中断程序(TRAP)（难点）2.编写中断程序(TRAP)（重点）3.其他类型的触发条件。教学目标

（融入课程思政内容）1.知识目标掌握工业机器人的中断程序设计，例行程序和功能的设计方法及使用2.能力目标能够设计工业机器人的中断程序，例行程序和功能的设计及使用3.素质目标培养学生独立思考、分析问题和解决问题的能力。培养学生勇于探索和创新精神。4.思政目标培养学生一丝不苟、兢兢业业的工匠精神；培训学生为祖国建设添砖加瓦的爱国主义精神。教学策略教学方法理实一体、讨论教学资源教材、授课视频、网络视频、图片课后拓展简述中断程序的作用？任课教师：高功臣日期：2025.08.05教学内容旁注一、课堂组织1.组织学生从前排入座。2.使用超星学习通进行签到。二、课堂教学引入功能是能返回特定类型数值的ABB机器人程序，该程序用于表达式中，位于表达式的右边，为表达式赋值，或者直接用于机器人指令中，其返回值作为指令的一部分直接使用；而中断则为机器人提供了一种处理紧急或重要事件的方法，一个中断程序只对应一次特定中断，一旦发生中断，则将系统自动调用中断程序去处理相关事件。1功能程序的使用ABB工业机器人RAPID编程语言中的功能（FUNCTION）可以看作是带返回值的例行程序，并且已经封装成设定功能的模块，只需输入指定类型的数据，并通过功能程序的处理运算就可以返回一个处理结果。该结果可以作为程序指令的参数直接应用，或者通过赋值指令“:=”将其赋给同类型的程序数据。RAPID编程语言提供了193种功能程序，可以用来实现算术运算、逻辑运算、坐标变换、相机数据处理……等操作，此处通过对功能程序Offs和RelTool的学习来掌握功能程序的使用方法。1）位置偏移功能（Offs）位置偏移功能Offs以选定的目标点为偏移基准，沿着目标点所属工件坐标系的X、Y、Z轴偏移一定的距离，并返回偏移后的新目标点位；该目标点位可以赋值给其他目标点或者作为移动指令的目标点使用。Offs功能的一般格式为：Offs(偏移基准点，△X，△Y，△Z)其中，△X、△Y和△Z是在工件坐标下相对于偏移基准点在X、Y和Z轴的偏移距离。2）角度偏移功能（RelTool）角度偏移功能RelTool对机器人TCP的位置和姿态进行偏移，其参考的坐标系为工具坐标系。RelTool功能的一般格式为：RelTool(偏移基准点，△X，△Y，△Z，\Rx:=△Rx，\Ry:=△Ry，\Rz:=△Rz)其中，△X、△Y和△Z是在工具坐标下相对于偏移基准点在X、Y和Z轴的偏移距离，△Rx、△Ry和△Rz是在工具坐标下相对于偏移基准点在X、Y和Z轴的旋转角度，而且△Rx、△Ry和△Rz是可选量——需要哪个就选择那个。△Z、\Rx:=△Rx、\Ry:=△Ry和\Rz:=△Rz之间的逗号可以省略，即如下所示：RelTool(偏移基准点，△X，△Y，△Z\Rx:=△Rx\Ry:=△Ry\Rz:=△Rz)2.功能程序的设计虽然RAPID编程语言提供了大量的功能程序，但是在一些特殊的应用的中还是需要使用者自己设计所需的功能程序，此处以设计一个求解num型变量最大值的功能程序的过程为例来学习功能程序的设计流程。1.问题提出有两个num型数据num1和num2，比较这两个数据的大小并返回最大值。2.分析问题选择处理方法1）通过逻辑运算比较num1和num2的大小；2）若num1≥num2，则返回num1的值；3）反之，则返回num2的值。3.绘制程序流程图根据分析问题选择处理方法中解决问题的步骤，绘制程序流程图4.撰写程序代码FUNCnumMax2num(numnum1,numnum2) IFnum1>=num2THEN RETURNnum1; ELSE RETURNnum2; ENDIFENDFUNC5.功能程序调用与测试功能程序Max2num的使用方法和机器人系统提供的功能程序的使用方法一样，具体的使用如下所示：PROCmain() reg1:=34; reg2:=23; reg3:=Max2num(reg1,reg2);ENDPROC分别为num型变量reg1和reg2赋值34与23，通过Max2num功能程序比较这两个数据的大小，返回最大值34并将其赋值给reg33中断程序的设计与使用RAPID程序的执行过程中，如果发生需要紧急处理的事件，就需要机器人中断当前程序的执行，程序指针PP跳转到专门的程序中对紧急事件进行相应的处理；紧急事件处理完毕后，程序指针PP返回到原来被中断的地方，继续向下执行程序。这种专门用来处理紧急事件的程序就叫做中断程序(TRAP)。在ABB机器人系统中，中断是通过中断编号来识别的，当触发中断的条件成立时，系统自动将暂停正常执行的程序流程，跳转至对应的中断程序入口处，去执行中断程序。即使机器人系统可快速识别中断事件，但也只会在特定程序位置才会响应中断事件、调用相应的中断程序，其中特定位置如下：1.输入下一条指令时；2.等待指令执行期间的任意时候，如WaitUntil；3.移动指令执行期间的任意时候，如MoveL。这通常会导致在识别出中断后要延迟2ms到30ms才能做出反应，具体延时取决于中断时所进行的运动类型。在ABB机器人系统中可禁用和启用中断。若禁用中断，则可将发生的所有中断列入等待队列，到再次启用中断前都不会再出现。中断队列可以包含多起等待中断事件，这些中断事件按照先进先出（FIFO，FirstInFirstOut）的顺序依次执行。在中断程序执行期间通常禁用中断，即不允许中断嵌套。按步骤运行期间，在程序停止的情况下，不处理任何中断。停止时将舍弃队列中的所有中断，同时也不会处理停止时发生的任何中断，但安全中断例外。在每个任务中，任意一次确定的最高中断次数不超过100次。1.中断程序的格式ABB机器人中的中断程序一般格式为：TRAP<中断名称><数据声明列表><程序代码>[ERROR<程序代码>]EDNTRAP中断程序从TRAP开始到ENDTRAP结束。中断名称用来命名中断，数据声明列表用来定义中断所需的参数，程序代码则为对中断处理的操作过程，ERROR是对中断程序发生不可预料错误时的应对措施，并且ERROR是可选项2.ABB机器人的中断指令ABB机器人系统提供了一系列的中断指令，用来完成中断的删除、连接、触发等操作。1）删除中断指令（IDelete）删除中断指令IDelete用于取消（删除）中断的定义。为了将一个中断编号连接至一个中断程序，必须首先断开中断编号与其他中断程序的连接，然后才能将其与该中断程序相连接。IDelete指令的一般格式为：IDelete中断编号；2）连接中断指令（CNNECT）连接中断指令CONNECT用于发现中断识别号，并将其与中断程序相连。CONNECT指令的一般格式为：CONNECT中断编号WITH中断程序；3）数字输入信号中断触发指令（ISignalDI）数字输入信号中断触发指令ISignalDI用数字输入信号的状态来触发与中断编号相连接中断程序的执行。ISignalDI指令的一般格式为：ISignalDI数字输入信号，信号期望值，中断编号；当数字输入信号等于信号期望值时，触发与中断编号相连接中断程序的执行3.中断程序的使用中断程序和某个特定中断连接，一旦中断条件满足，将被自动执行，中断程序不能在程序中直接调用，故此中断程序必须按照一定的步骤进行设计才能保证其正常执行，其具体的使用步骤如下：1.新建中断程序，并撰写中断程序代码；2.断开将使用的中断标号与其他中断程序之间的连接；3.将中断标号与中断程序相连接；4.设置中