基于ABB機器人搬運任務的實操教學項目設計

謝琴 常德技師學院

本人從事工業機器人教學工作已經有五年時間了，從一開始邊摸索、邊教學，到現在教學過程不斷優化，過程辛苦但充實。

中職學校的學生普遍基礎較差，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，我發現很多教材在講授搬運任務時設計的教學任務簡單，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，我總結了以下幾個搬運任務，供機器人專業教學的老師參考（以ABB機器人為例）。

一、一對一的簡單搬運任務

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

本任務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---指令的相互關系；3.例行程序的編寫；4.點位的調試；5.速度的選擇；6.程序的調試。通過本任務的學習，學生對搬運動作的實現有了大致的認識，并且能實現簡單的一對一的搬運控制。

二、加入條件判斷的搬運任務

任務要求：當左側傳送帶上物料到位（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；如此反復循環。

本任務將條件判斷IF指令、程序跳轉指令和無限循環控制指令以及子程序的用法加入其中。

三、基礎版多對多的搬運任務

任務要求：將左側四個物料按照如圖2所示的對應關系放置到右側放料臺上，要求機器人動作流暢，效率高，抓取和放置位置準確。

本任務在任務一的基礎上增加了帶參數的子程序的用法，運用帶參數的子程序，可以大大縮短程序的長度。

四、基礎版一對多的搬運任務

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

本任務在任務三的基礎上可引申出數組的概念，將放料的四個點位創建成另一個數組（如：PFANGSZ{4}），再結合FOR循環指令即可實現控制要求，部分參考指令如下：

五、升級版一對多的搬運任務

任務要求：當左側傳送帶上物料到位（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；如此反復循環。

本任務在任務四的基礎上融合了IF條件判斷，WAIT等待指令，WHILE循環指令及帶參數的子程序的用法。在該任務中，可詳細講解IF條件判斷指令與WAIT等待指令區別以及WHILE循環指令與FOR循環指令的異同。

六、升級版多對多的搬運任務

任務要求：將左側四個物料按照老師隨意指定的順序放置到右側放料臺上，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據就能實現指定的控制要求。

本任務在任務三的基礎上新增了數組的嵌套知識點，在編程前首先新建取料點數組（如：PQUSZ{4}），放料點數組（如：PFANGSZ{4}）及數值數據類型的放料順序數組（如：NSXSZ{4}），部分參考指令如下：

在本任務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后可以布置同類型的多個任務讓學生進行知識和技能的鞏固，以達到更好的教學效果。