中職組“機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用”賽項排序的賽題解析

黃嚇珠

[摘? ? ? ? ? ?要]? 隨著《中國制造2025》戰(zhàn)略規(guī)劃的推進(jìn)和制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，工業(yè)機(jī)器人作為智能制造的重要終端設(shè)備，得到廣泛應(yīng)用。為響應(yīng)國家政策號召，配合產(chǎn)業(yè)發(fā)展，服務(wù)企業(yè)技術(shù)升級和轉(zhuǎn)型，越來越多的職業(yè)院校開設(shè)了工業(yè)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用及相關(guān)專業(yè)。中職組“機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用”賽項從2017年開始首次舉辦，已歷經(jīng)3年，排序是“機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用”賽項的高頻考點。主要是提出一種編程思路，可以適用各種不同類型的排序，讓選手能在很短的時間內(nèi)編制和調(diào)試出程序。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 中職;機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用;編程

[中圖分類號]? G712? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]? A? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2020）47-0132-02

一、賽題分析

2019年國賽排序真題：對回收區(qū)排序，CPU，A型芯片從1號位置開始依次往后擺放，B型芯片緊跟其后;集成電路，A型芯片從前往后擺放在奇數(shù)位置，B型芯片從后往前擺放在偶數(shù)位置;電容，如無摻雜，則A型芯片從21號位置依次往后擺放，B型芯片從26號位置依次往前擺放;否則，B型芯片從21號位置依次往后擺放，A型芯片從26號位置依次往前擺放;三極管，A型芯片從13號位置開始依次往后擺放，B型芯片緊跟A型芯片依次往后擺放。完成排序后，機(jī)器人放回工具并回到Home點。料盤芯片擺放位置如圖1所示，芯片形狀、類型如圖2所示。

排序是“機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用”賽項的高頻考點，2017年的考點不考慮摻雜，2018年和2019年要在排序的芯片中混入其他類型的芯片，要先剔除其他類型芯片，后排序。題目一年比一年要復(fù)雜，比賽中要在很短的時間內(nèi)編寫出程序并調(diào)試，對選手來說是比較困難的。本文主要是提出一種編程思路，可以適用各種不同的排序，減少思考時間，讓選手能在很短的時間內(nèi)編制和調(diào)試出程序。

二、排序程序流程

分揀排序程序，機(jī)器人的主要動作是抓取芯片和放置芯片，而分揀排序的主要思路是確定取放芯片的位置。

三、獲取料盤信息

要進(jìn)行排序，需要料盤獲取以下信息：（1）芯片的位置;（2）帶檢測位置是否為空位;（3）芯片的形狀和顏色。

（一）芯片位置

將料盤的位置信息用二維數(shù)組來記錄存儲，如CPU的位置信息存儲在二維數(shù)組HL的{1，1}，{1，2}…，集成位置信息存儲在HL的{2，1}，{2，2}…，電容位置信息存儲在HL的{3，1}，{3，2}…，三極管位置信息存儲在HL的{4，1}，{4，2}…。位置信息通過機(jī)器人示教得到。

CONST robtarget HL{4，8} ?。?！用二維數(shù)組定義料盤位置。

（二）芯片顏色、形狀和空位的信息表示

1.將形狀信息用數(shù)據(jù)表示

2.將顏色信息也用數(shù)據(jù)表示

3.形狀、顏色、空位的組合表示

（1）空位用數(shù)值“0”表示。

（2）用兩位數(shù)來表示顏色、形狀，其中十位表示形狀，個位表示芯片顏色。如藍(lán)色CPU，用數(shù)值“11”表示，灰色CPU用數(shù)值“12”表示，紅色集成電路用“21”表示，灰色集成電路用“22”表示…，空位值為“0”。

（3）用數(shù)值型二維數(shù)組HLZ{4，8}來存儲芯片的形狀、顏色、空位信息（以下簡稱芯片實際值），如二維數(shù)組HLZ{1，2}值為“11”，表示料盤CPU二號位的芯片類型為藍(lán)色，HLZ{2，1}的值為“0”，表示料盤集成電路的1號位為空位……。

PERS num HLZ{4，8} ?。?！用二維數(shù)組表示料盤芯片信息。

（三）芯片顏色、形狀和空位信息的獲取

1.空位信息獲取

芯片空位信息是通過真空表的反饋信息來獲取的，真空表反饋信號為0時，表示該位置芯片為空位，二維數(shù)組HLZ{*，*}對應(yīng)的位置值為0。

2.芯片顏色和形狀信息的獲取

芯片的顏色和形狀，在視覺系統(tǒng)中運用處理單元宏功能，將檢測芯片的形狀和顏色的檢測結(jié)果，通過宏程序處理后的對應(yīng)芯片賦予對應(yīng)的數(shù)字以字符串的形式通過以太網(wǎng)通訊，將信息發(fā)送給機(jī)器人，機(jī)器人通過收到的字符串，直接得到對應(yīng)芯片“數(shù)字”的字符串，利用轉(zhuǎn)換函數(shù)Strtoval（）將字符串轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的數(shù)值。

四、剔除摻雜

芯片料盤中相應(yīng)位置放入了不同形狀的芯片，則該芯片稱為摻雜（對HLZ{I，J} DIV 10的值進(jìn)行判斷，如果值不等于I，則稱為摻雜），將所有摻雜放至芯片原料料區(qū)。

五、構(gòu)建料盤芯片目標(biāo)值

（一）統(tǒng)計料盤各種類型芯片的數(shù)量，存放到兩個一維數(shù)組中，A類芯片存放到一維數(shù)組JS1{*}中，B類芯片存放到一維數(shù)組JS2{*}中，如A類CPU數(shù)量存放在JS1{1}，B類CPU數(shù)量存放在JS2{1}……

（二）將目標(biāo)數(shù)組HLBZ{4，8}中所有元素值設(shè)置為0。

（三）按各類型的排序要求，用二維數(shù)組HLBZ{4，8}的值來表示排序完成后，芯片的形狀、顏色、空位信息（以下簡稱芯片目標(biāo)值），構(gòu)建二維數(shù)組HLBZ{4，8}各元素值，不同方式的排序，只要變化目標(biāo)值就可以，以2019年國賽題為例，程序如下。

PROC MBZ（ ）

FORJ FROM 1 TO JS1{1}DO

HLBZ{1，J}：=11;? ? ??。。PU A類從1號位開始，B類緊跟其后

ENDFOR

FORJ FROM JS1{1}+1 TO JS1{1}+JS2{1} DO

HLBZ{1，J}：=12;

ENDFOR

FORJ FROM 1 TO JS1{2}*2-1 STEP 2 DO? ??。。型芯片從前往后擺放在奇數(shù)位置，B

HLBZ{2，J}：=21;? ? ? ? ? ? ? ? ? ?型芯片從后往前擺放在偶數(shù)位置;

ENDFOR

FORJ FROM 8 TO 8-JS2{2}*2+2STEP -2 DO

HLBZ{2，J}：=22;

ENDFOR

IF CZ{3}=0THEN

FORJ FROM 2 TO JS1{3}+1 DO? ? ? ? ? ? ?。?！電容，如無摻雜，則A型芯片從21號位

HLBZ{3，J}：=31;? ? ? 置依次往后擺放，B型芯片從26號位置依

ENDFOR? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 次往前擺放;否則，B型芯片從21號位置

FORJ FROM 7 TO 7-JS2{3}+1STEP -1 DO? ? 依次往后擺放，A型芯片從26號位置依次往前

HLBZ{3，J}：=32;? ? ? ? 擺放;

ENDFOR

ENDIF

IF CZ{3}<>0 THEN

FORJ FROM 2 TO JS2{3}+1 DO

HLBZ{3，J}：=32;

ENDFOR

FORJ FROM 7 TO 7-JS1{3}+1STEP -1 DO

HLBZ{3，J}：=31;

ENDFOR

ENDIF

FORJ FROM 1 TO JS1{4}DO? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?。?！三極管，A型芯片從13號位置開始依

HLBZ{4，J}：=41;? ? ? ? ? ?次往后擺放，B型芯片緊跟A型芯片依次

ENDFOR? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?往后擺放。

FORJ FROM JS1{4}+1 TO JS1{4}+JS2{4} DO

HLBZ{4，J}：=42;

ENDFOR

ENDPROC

六、調(diào)整芯片位置

構(gòu)建比較BJ（）函數(shù)，這個函數(shù)的功能是：將芯片的實際值HLZ{I，J}與芯片目標(biāo)值HLBZ{I，J}值進(jìn)行比較，如果不同，返回BJ（）的值為“1”，并且將變量FAI：=I，F(xiàn)AJ：=J;如果這兩個值相等，繼續(xù)比較下一個，如果遍歷了這兩個數(shù)組的所有元素，值都相等，則返回BJ（）的值為“0”，程序如下：

FUNC NUM BJ（）

FOR I FROM 1 TO 4 DO

FOR J FROM 1 TO YLXPS{I} DO? ?。?！一維數(shù)組

YLXPS{I}存放各種類型芯片的數(shù)量，如YLXPS{2}表示集成電路芯片數(shù)量

IF HLZ{I，J}<>HLBZ{I，J} THEN

FAI：=I;

FAJ：=J;

RETURN 1;

ENDIF

ENDFOR

ENDFOR

RETURN 0;

ENDFUNC

判斷BJ（）的值，BJ（）=1，芯片要進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整的思路如下：（1）構(gòu)建查找函數(shù)FIND（），這個函數(shù)的功能是：（HLZ{I，J}<>HLBZ{I，J}）AND（HLZ{I，J}=HLBZ{FAI，F(xiàn)AJ}），即{I，J}位置的實際值不等于目標(biāo)值，并且{I，J}位置的實際值等于{FAI，F(xiàn)AJ}位置的目標(biāo)值滿足這個條件，F(xiàn)IND（）=1，F(xiàn)RI：=I，F(xiàn)RJ：=J;（2）交換HL{FAI，F(xiàn)AJ}、HL{FRI，F(xiàn)RJ}位置的芯片，芯片調(diào)整完成以后，要更改HLZ{FAI，F(xiàn)AJ}與HLZ{FRI，F(xiàn)RJ}的值。

繼續(xù)判斷BJ（）的值，如果BJ（）=1，繼續(xù)調(diào)整芯片，直到BJ（）=0，表示排序完成，程序流程如下。

PROC TZ（） ！??！調(diào)整芯片程序

WHILE BJ（）<>0 DO

WAITUNTIL FIND（）=1;

HJH FAI，F(xiàn)AJ，F(xiàn)RI，F(xiàn)RJ;?。?！將{FAI，F(xiàn)AJ}位置的芯片和{FRI，F(xiàn)RJ}位置的芯片進(jìn)行交換

ENDWHILE

ENDPROC

參考文獻(xiàn)：

[1]高丹，王震生，劉曉華.依托技能大賽提升高職學(xué)生職業(yè)核心能力：以工業(yè)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用賽項為例[J].工業(yè)技術(shù)與職業(yè)教育，2017（2）：62-65.

[2]沈玲.依托技能大賽提升專業(yè)教學(xué)質(zhì)量淺探：以工業(yè)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用賽項為例[J].湖北工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2018（3）：51-55.

◎編輯 原琳娜