项目十、现场编程程序设计基础项目十、现场编程程序设计基础 【项目描述项目描述】 在进行工业机器人现场编程之前，需要对在进行工业机器人现场编程之前，需要对程序数据程序数据、I/O信号信号、基本指令基本指令、流程控制指令流程控制指令、功能函数功能函数和和中断程序中断程序等程序设计基础知等程序设计基础知识有所掌握。识有所掌握。 本项目将本项目将从机器人的日常使用与维护角度出发从机器人的日常使用与维护角度出发，学习机器人现，学习机器人现场编程所需要使用的程序设计基础性知识。场编程所需要使用的程序设计基础性知识。 【教学目标教学目标】 1、知识目标：了解程序数据的功能、作用及创建；掌握程序模块和例行程序的创建； 2、素养目标：具有发现问题、分析问题、解决问题的能力；具有高度责任心和良好的团队合作能力；培养良好的职业素养和一定的创新意识；养成“认真负责、精检细修、文明生产、安全生产”等良好的职业道德。10.1 程序数据与程序模块程序数据与程序模块 1、程序数据的功能与作用、程序数据的功能与作用 程序数据是在程序模块或系统模块中设定的值和定义的一些环境数据。针对不同的应用，可以将该应用的相关数据封装在专用的程序数据中，供模块与程序调用。这种灵活性给机器人的应用范围和编程带来极大的便利。 在进行机器人编程时经常需要使用大量的数据，如程序中指令：MoveL p10, V200, Z200, tool1Wobj:=wobj1；机器人运动指令MoveL就使用了5个程序数据，其中以点p10为例，定义一个点，就包括了工件的X、Y、Z轴坐标值一、程序数据 、机器人的六个关节值等众多参数。为了程序调用方便，可将这些参数封装在一个程序数据中，命名为p10。其后，模块或程序只需要调用p10即可，从而省去了调用繁琐的坐标数据，简化了程序的编写复杂度与难度。 2、常用的程序数据、常用的程序数据 RAPID编程时，经常需要使用不同的程序数据。以ABB IRC5示教器为例，系统共包括76种不同的程序数据，编程时可根据需要进行相应的程序数据创建，常用的程序数据类型与功能见表10-1所示。 一、程序数据 一、程序数据表10-1 常用的程序数据类型与功能n数据类型数据类型n类型名称类型名称n功能描述功能描述nbooln（真/假）逻辑判断n用于判断真假（Ture/False）状态。nclockn时钟-时间测量n用于时间测量、秒表或定时功能，单位为秒，分辨率为0.0001秒。nloaddatan有效载荷数据n用于描述机器人的工具的有效载荷参数。nrobtargetn位置数据n位置数据用于定义移动机械臂和附加轴的移动指令中的位置。nspeeddatan速度数据n用于规定机械臂和外轴移动时的速率，其中包含工具中心点的移动速度、外轴的移动速度。ntooldatan工具数据n用于保存工具坐标的参数与工具的属性参数，包括该工具的质量、重心、力矩轴等参数。nwobjdatan工件数据n用于表示机器人工件坐标数据，包括工件坐标位置参数、笛卡尔坐标等。nzonedatan转弯区数据n用于规定如何结束一个位置，即在朝下一个位置移动之前，轴必须如何接近编程位置。 3、程序数据的存储类型、程序数据的存储类型 （1）变量VAR存储类型 每一种数据类型都需要设定存储类型，存储类型决定了系统将在哪个数据存储区为变量分配存储空间，也决定了数据类型在程序中的属性。 VAR有一定的适用范围和生命周期。如图10-1所示，VAR num length:=0; 表示数字型程序数据num存储类型为变量，初始值为0，若程序指针转移到了主程序后，该值会丢失。 一、程序数据一、程序数据图10-1 变量VAR存储类型 3、程序数据的存储类型、程序数据的存储类型 （2）可变量PERS存储类型 PERS的特点是无论程序指针如何运行，都会保持最后赋予的值。如图10-2所示，PERS string string1:=“hello”; 表示字符型程序数据，可变量存储类型，名称为string1，初始值为hello。程序执行到string1:=usbdisk2前， string1的值始终为hello，执行后重新赋值为usbdisk2 值。 一、程序数据一、程序数据图10-2 可变量PERS存储类型 3、程序数据的存储类型、程序数据的存储类型 （3）常量CONST存储类型 CONST的特点是在定义时赋予了数值后，该常量将不能在程序中再修改，除非手动修改。如图10-3所示，CONST num q:=3.14; 表示数字型程序数据存储为常量，初始值为3.14，那么该值将不能在程序中修改，在main（）主函数中，length := q; 实现对q的引用，将q的值赋值给length，length的值将变为3.14，q的值仍是初始值3.14。 一、程序数据一、程序数据图10-3 常量CONST存储类型 RAPID程序由程序模块与系统模块组成。一般情况下，系统模块多用于进行机器人系统监控，程序模块用于构建机器人应用程序。同时可创建多个程序模块，例如：用于控制主程序的程序模块，用于位置计算的程序模块，用于存放数据的程序模块，以便归类管理不同用途的例行程序与数据。 如表10-2所示，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中都有这四种对象，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。二、程序模块与例行程序二、程序模块与例行程序表10-2 RAPID程序的基本框架nRAPID程序程序n程序模块1 程序模块2程序模块3 程序模块4 n程序数据n主程序mainn例行程序n中断程序n功能n程序数据n例行程序n中断程序n功能n程序数据n例行程序n中断程序n功能n程序数据n例行程序n中断程序n功能 注意：注意：在RAPID程序中，有且只有一个主程序main，作为整个RAPID程序执行的起点，但其可保存在任意一个程序模块中。小结：小结： 1、程序数据。（重点）（重点） 2、程序数据的存储类型。（重、难点）（重、难点） 3、程序模块与例行程序。 （难点）（难点）作业：作业： 1、程序数据的存储类型有哪三种？ 2、RAPID程序有哪几种模块？各自的作用是什么？ 3、一个程序模块包含哪四个对象？