基于ABB機器人搬運任務(wù)的實操教學項目設(shè)計

謝琴 常德技師學院

本人從事工業(yè)機器人教學工作已經(jīng)有五年時間了，從一開始邊摸索、邊教學，到現(xiàn)在教學過程不斷優(yōu)化，過程辛苦但充實。

中職學校的學生普遍基礎(chǔ)較差，不喜歡枯燥的理論講解，更傾向于動手操作，老師在教學過程中要揚長避短，將理論知識通過任務(wù)的載體傳送給學生，讓學生在做中學，學中做，從而很好的掌握知識點和技能點。在教學過程中，我發(fā)現(xiàn)很多教材在講授搬運任務(wù)時設(shè)計的教學任務(wù)簡單，可選擇性不多，不利于學生很好的掌握這一知識點。通過近五年的教學實踐及帶學生參加競賽，我總結(jié)了以下幾個搬運任務(wù)，供機器人專業(yè)教學的老師參考（以ABB機器人為例）。

一、一對一的簡單搬運任務(wù)

任務(wù)要求：將左側(cè)物料搬運到右側(cè)放料臺上，要求機器人動作流暢，效率高，抓取和放置位置準確，任務(wù)示意如圖1：

本任務(wù)將以下知識點和技能點糅合在一起：1.MOVEJ、MOVEL、MOVEABSJ、OFFS、WAITTIME、SET、RESET指令的用法；2.了解模塊---例行程序---指令的相互關(guān)系；3.例行程序的編寫；4.點位的調(diào)試；5.速度的選擇；6.程序的調(diào)試。通過本任務(wù)的學習，學生對搬運動作的實現(xiàn)有了大致的認識，并且能實現(xiàn)簡單的一對一的搬運控制。

二、加入條件判斷的搬運任務(wù)

任務(wù)要求：當左側(cè)傳送帶上物料到位（DI_01=1）時，機器人取料，通過手爪上的傳感器（DI_02）檢測是否取到物料，若取到料(DI_02=1)，機器人放料；若未取到料(DI_02=0)，則重新取料；如此反復(fù)循環(huán)。

本任務(wù)將條件判斷IF指令、程序跳轉(zhuǎn)指令和無限循環(huán)控制指令以及子程序的用法加入其中。

三、基礎(chǔ)版多對多的搬運任務(wù)

任務(wù)要求：將左側(cè)四個物料按照如圖2所示的對應(yīng)關(guān)系放置到右側(cè)放料臺上，要求機器人動作流暢，效率高，抓取和放置位置準確。

本任務(wù)在任務(wù)一的基礎(chǔ)上增加了帶參數(shù)的子程序的用法，運用帶參數(shù)的子程序，可以大大縮短程序的長度。

四、基礎(chǔ)版一對多的搬運任務(wù)

任務(wù)要求：將左側(cè)傳送帶的物料搬運到右側(cè)放料臺中，如圖3，當右側(cè)放料臺四個位置放滿后，又重新從第一個位置開始放置。

本任務(wù)在任務(wù)三的基礎(chǔ)上可引申出數(shù)組的概念，將放料的四個點位創(chuàng)建成另一個數(shù)組（如：PFANGSZ{4}），再結(jié)合FOR循環(huán)指令即可實現(xiàn)控制要求，部分參考指令如下：

五、升級版一對多的搬運任務(wù)

任務(wù)要求：當左側(cè)傳送帶上物料到位（DI_01=1）時，機器人取料，通過手爪上的傳感器（DI_02）檢測是否取到物料，若取到料(DI_02=1)，機器人按照順序分別放到放料臺的四個位置，當四個位置均放置一遍后，又從放料臺的第一個位置重新開始放置；若未取到料(DI_02=0)，則重新取料；如此反復(fù)循環(huán)。

本任務(wù)在任務(wù)四的基礎(chǔ)上融合了IF條件判斷，WAIT等待指令，WHILE循環(huán)指令及帶參數(shù)的子程序的用法。在該任務(wù)中，可詳細講解IF條件判斷指令與WAIT等待指令區(qū)別以及WHILE循環(huán)指令與FOR循環(huán)指令的異同。

六、升級版多對多的搬運任務(wù)

任務(wù)要求：將左側(cè)四個物料按照老師隨意指定的順序放置到右側(cè)放料臺上，要求機器人動作流暢，效率高，抓取和放置位置準確且老師改變指定順序后，學生無需改變程序，只需簡單的改變某些數(shù)據(jù)就能實現(xiàn)指定的控制要求。

本任務(wù)在任務(wù)三的基礎(chǔ)上新增了數(shù)組的嵌套知識點，在編程前首先新建取料點數(shù)組（如：PQUSZ{4}），放料點數(shù)組（如：PFANGSZ{4}）及數(shù)值數(shù)據(jù)類型的放料順序數(shù)組（如：NSXSZ{4}），部分參考指令如下：

在本任務(wù)中如果開始制定放置的順序是：1-2，2-4，3-1，4-3，則NSXSZ{4}={2，4，1，3 }；若后來需要放置的順序是1-3，2-1，3-4，4-2，主程序可以完全不用改變，只需要更改NSXSZ{4}中的值為{3，1，4，2 }即可，十分方便。

通過以上六個任務(wù)的逐層深入，學生對于知識點的掌握和理解程度不斷加深，在上課過程中，為了達到更好的教學效果，老師在講解每一任務(wù)后可以布置同類型的多個任務(wù)讓學生進行知識和技能的鞏固，以達到更好的教學效果。