工业机器人应用编程电子教案 任务5.3　旋转交错式码垛应用

教案首页授课人：授课班级授课时间项目名称任务5.3旋转交错式码垛应用任务描述1.小组讨论，了解工作任务设计码垛程序流程。2.小组讨论，制订能够掌握计时指令的使用方法。3.独立完成通过编程与示教，实现掌握WHILE循环指令的基本功能。授课方式实操教学仿真一体化教学时数6授课方法手段项目教学法：以完成任务为目标来讲解相关知识和技能教学目标知识目标：1．通过零件加工的精度与机床和环境的稳定性关系，让学生理解稳定的重要性。2．了解工作任务设计码垛程序流程。3.通过学习，能够掌握TEST指令的基本功能。能力目标：1．能够熟练编写并调试旋转交错式码垛的程序。2.掌握WHILE循环指令的基本功能。教学重点难点重点：1．通过学习，了解工作任务设计码垛程序流程。难点：1．能够熟练编写并调试旋转交错式码垛的程序。教学过程设计

分组，引导学生熟练使用工业机器人并能够掌握能够熟练编写并调试旋转交错式码垛的程序、实操示范，完成任务并进行讨论评价作业布置及辅导完成本单元工作任务见职教云中的班级作业课后小结通过零件加工的精度与机床和环境的稳定性关系，让学生理解稳定的重要性。本单元关键是熟练使用工业机器人并能够掌握能够熟练编写并调试旋转交错式码垛的程序，优化交错式码垛程序，提高编程效率。教师备课纸教学过程与内容：任务5.3:旋转交错式码垛应用一、任务导入现有一批长方体工件，工件长为60mm，宽为30mm，高为12mm。如图5-18所示，将3行4列整齐摆放的12个工件（行间距为50mm，列间距为75mm）码垛成旋转交错式的结构（单层码放的形式为相邻两工件旋转90度首尾相接，相邻两层间旋转180度，层间距为12mm）。通过旋转交错式码垛程序编写，了解旋转交错式码垛类型，掌握WHILE指令、TEST指令和计时指令的使用方法，利用工业机器人现场编程实现12个工件旋转交错式码垛。二、知识准备-WHILE和TEST指令1.WHILE指令结构WHILE<EXP>DO<SMT>ENDWHILE<EXP>是循环判断条件，光标选中，单击即可输入表达式；<EXP>可以是表达式，也可以是多个表达式之间的“与”“异”或“求余”等关系，条件的结果只有对或错。<SMT> 是指令输入占位符，光标选中<SMT>，单击“添加指令”即可。2.WHILE指令执行WHILE条件判断循环指令一般用于根据特定条件而重复执行相关内容，即只要WHILE后面条件<EXP>成立，则一直执行WHILE和ENDWHILE之间的指令片段，直到WHILE后面条件<EXP>不成立时，程序指针才跳出到ENDWHILE的下一条指令继续往下运行，一般WHILE后面的条件变化要放在WHILE和ENDWHILE指令之间。3.WHILE举例说明reg1:=1;WHILEreg1<=10DOreg1:=reg1+1;ENDWHILE执行说明：初始化reg1为1，执行WHILE指令时，先判断reg1<=10条件是否成立，如果条件成立，则执行循环语句内的内容，WHILE中每执行一次，reg1：=reg1+1，即reg1自加一；执行完一次后，程序指针又跳到WHILE指令进行第二次判断reg1<=10条件是否成立，条件成立则又继续执行循环语句内的内容reg1：=reg1+1，重复判断条件，重复执行WHILE中指令，直到条件reg1<=10不成立，即reg1为11时候，程序执行指针跳转到ENDWHILE指令后，结束WHILE指令，继续后面程序运行。4.WHILE无限循环WHILETRUEDO<SMT>ENDWHILE执行说明：WHILE指令的条件是TRUE，即条件一直成立，所以，程序指针执行到WHILE指令以后，程序就会一直执行WHILE指令，程序指针不会跳出到ENDWHILE指令后面运行，这里的WHILE是一个死循环，即无限循环。一般可以用在编写程序正常自动运行部分，使工业机器人正常工作时处于一直执行状态。TEST指令TEST指令是根据TEST数据执行的程序。TEST数据可以是数值也可以是表达式，根据该数值执行相应的CASE。TEST指令用于在选择分支较多时使用，如果选择分支不多，则可以使用IF...ELSE指令代替。使用TEST指令需要注意以下事项：（1）TEST指令可以添加多个“CASE”，但只能有一个“DEFAULT”。（2）TEST可以对所有数据类型进行判断，但是进行判断的数据必须有数值。（3）如果没有很多的替代选择，可使用IF…ELSE指令。（4）如果不同的值对应的程序一样，用“CASExx,xx,......;”来表达，可以简化程序。1.TEST指令结构TEST<EXP0>CASE<EXP1>:<SMT1>CASE<EXP2>:<SMT2>CASE<EXP3>:<SMT3>ENDTESTEXP0为TEST数据，可以是数值也可以是表达式；EXP1、EXP2、EXP3为相应的CASE值；SMT1、SMT2、SMT3为相应的CASE值的指令输入位置。2.实例说明TESTreg1CASE1：MOVLp10,v1000,fine,tool1;CASE2,3：MOVLp20,v1000,fine,tool1;DEFAULT：stop;ENDTEST对reg1的数值进行判断，如果值为1，则运动至点p10，如果值为2或3，则运动至p20点，否则停止。三、知识准备-计时指令计时指令：工业机器人运行速度可分为两部分，全局速度及微动增量速度。机器人程序运行过程中可以应用计时指令来计算程序运行的时间。计时指令的具体说明如下所示：1.ClkReset指令ClkReset复位一个用来计时的停止监视功能的时钟。该指令在使用时钟指令之前使用，确保它归零。该指令的基本范例说明如下：CleResetClock1；时钟Clock1被复位。2.ClkStart指令ClkStart开始一个用于计时的停止-监视功能的时钟。该指令的基本范例说明如下：ClkStartClock1；时钟Clock1开始计时。3.ClkStop指令ClkStop停止一个用于计时的停止-监视功能的时钟。该指令的基本范例说明如下：ClkStopClock1；时钟Clock1停止计时。4.ClkRead指令ClkRead读取一个用于计时的停止-监视功能的时钟时长。该指令的基本范例说明如下：ClkReadClock1；读取时钟Clock1计时时长。5.实例说明计时指令举例四、任务实施-设计旋转交错式码垛流程1.程序流程图使用条件循环结构编写旋转交错式码垛程序，以码放的层数作为循环条件。通过奇偶层数不同以及工件位置分别计算每个工件的取放位置。旋转交错式码垛程序流程图如图所示。2.拾取位置计算假设pick位置为拾取工件1的位置即基准位置，其XY方向的偏移值为pickoffsX、pickoffsY。N为工件计数（从0开始），各工件对应拾取的偏移值的计算方式如下：PickOffsX:=(NMOD4)*50;PickOffsY:=(NDIV4)*75;3.码垛位置计算假设码垛位置XYZ方向的偏移值为putoffsx、putoffsy、putoffsz。旋转偏移值putoffsA。每一层的偏移值为固定值，即工件高度，与层数的关系如图5-20所示。由于偏移计算需要使用Reltool功能，工具坐标系Z方向与大地坐标系相反，向上为负方向，所以系数是“-12”。PutOffsZ:=-12*PutCeng;偶数层的XY及角度偏移值计算如图。由于计数从0开始，所以实际对应的是奇数层即第1、3