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机器人动作程序中的逻辑控制部分，核心是通过条件判断、流程分支、循环执行、中断处理等逻辑，让机器人根据外部信号（如传感器、PLC 指令）或内部状态（如运动完成、错误报警）灵活调整动作流程，而非机械执行固定步骤。以下结合 ABB 机器人 RAPID 语言，从核心逻辑类型、典型场景实现、关键语法细节三方面详细解释：

一、逻辑控制的核心作用与核心类型

在机器人动作程序中，逻辑控制主要解决三类问题：

1. “要不要做”：判断是否满足动作执行条件（如物料是否到位、安全门是否关闭）；

2. “做哪一个”：多流程分支选择（如 PLC 发送不同指令，执行取料 / 放料 / 复位）；

3. “如何应对意外”：处理突发情况（如急停、碰撞、传感器故障）。

对应的核心逻辑类型包括：条件判断（IF/CASE）、循环执行（FOR/WHILE）、中断与错误处理（TRAP/ISignal）、信号等待（WaitDI/WaitDO）。

二、典型逻辑控制场景与代码实现

以下结合 “机器人取放料” 的实际流程，拆解各逻辑控制的应用场景与代码细节。

1. 条件判断逻辑：解决 “做哪一个”“要不要做”

根据外部指令或状态，选择执行不同动作流程，是逻辑控制的基础。RAPID 中常用 IF...THEN...ELSE（单 / 多条件判断）和 CASE（多分支选择）。

场景 1：根据 PLC 指令选择动作（CASE 分支）

机器人收到 PLC 的指令（如START/STOP/RESET），通过CASE判断并执行对应流程，承接之前的 Socket 通信逻辑：

rapid

VAR
    plcCmd: STRING[20]; // 存储PLC发送的指令（如"START"）
    robotState: STRING[20] := "STOPPED"; // 机器人状态
END_VAR

! 指令解析与分支执行
PROC Parse_PLCCmd()
    CASE plcCmd OF
        "START": 
            ! 条件检查：只有停止状态才能启动
            IF robotState = "STOPPED" THEN
                robotState := "RUNNING";
                Send_ToPLC("OK:STARTING"); // 向PLC返回状态
                Execute_PickPlace(); // 执行取放料主流程
                robotState := "STOPPED";
                Send_ToPLC("OK:DONE"); // 流程完成后通知PLC
            ELSE
                Send_ToPLC("ERROR:BUSY"); // 忙状态，拒绝指令
            END_IF;
        
        "RESET":
            ! 条件检查：有错误时才需要复位
            IF robotState = "ERROR" THEN
                Clear_Error(); // 清除错误（如重置报警、打开夹爪）
                robotState := "STOPPED";
                Send_ToPLC("OK:RESET");
            ELSE
                Send_ToPLC("ERROR:NO_ERROR"); // 无错误，无需复位
            END_IF;
     
ENDPROC

关键逻辑点：

• CASE针对 “离散指令”（如不同操作指令），比多层IF更简洁；

• 每个分支内增加 “前置条件检查”（如START前判断是否为STOPPED），避免非法操作；

• 所有分支均向 PLC 返回状态，形成 “指令 - 响应” 闭环，确保 PLC 同步知情。

场景 2：动作执行前的多条件验证（IF 嵌套）

取料动作前，需同时满足 “物料到位（DI1=1）”“安全门关闭（DI2=1）”“夹爪打开（DO1=1）” 三个条件，否则等待或报警：

rapid

PROC Check_PickCondition()
    ! 第一层判断：安全门是否关闭
    IF DI_SafetyDoor = 1 THEN 
        ! 第二层判断：夹爪是否打开
        IF DO_GripperOpen = 1 THEN 
            ! 第三层判断：物料是否到位（带超时等待）
            IF WaitDI(DI_MaterialInPlace, 1, 5.0) = 1 THEN 
                ! 所有条件满足，执行取料
                Move_ToPickPos();
            ELSE
ENDPROC

关键逻辑点：

• 用IF嵌套处理 “递进式条件”（安全→夹爪→物料），优先级明确；

• 对 “可恢复条件”（如夹爪未开、安全门未关），处理后递归重试，避免流程中断；

• 对 “不可恢复条件”（如物料超时），触发错误处理，避免无效等待。

2. 循环执行逻辑：解决 “重复做”

当需要重复执行某动作（如多次取料、连续检测）时，用 FOR（固定次数循环）或 WHILE（条件满足循环）。

场景 1：固定次数取放料（FOR 循环）

PLC 指令要求机器人连续取放料 5 次，完成后返回状态：

rapid

PROC Batch_PickPlace(INT count)
    VAR
        i: INT; // 循环计数器
    END_VAR

    ! 固定次数循环（count=5次）
    FOR i FROM 1 TO count DO
        WriteLog("第" + NumToStr(i) + "次取放料");
        ! 执行单次取放料（包含取料→放料→返回）
        Execute_PickPlace();
ENDPROC

关键逻辑点：

• FOR循环适合 “已知次数” 的场景（如批量生产），计数器i自动递增；

• 循环内加入 “停止检查”，支持紧急中断，避免循环锁死；

• 循环后通过计数器i的值判断是否 “正常完成”（i=count+1），区分 “完成” 与 “中断”。

场景 2：持续检测物料（WHILE 循环）

机器人待机时，持续检测物料是否到位，到位后自动取料（无限循环，直到停止指令）：

rapid

PROC Wait_Material()
    WHILE plcCmd <> "STOP" DO ! 条件：未收到停止指令
        ! 检测物料到位信号（DI1=1）
        IF DI_MaterialInPlace = 1 THEN
            Execute_PickPlace(); // 到位则取料
    Send_ToPLC("OK:STOPPED");
ENDPROC

关键逻辑点：

• WHILE适合 “未知次数”“持续监测” 的场景，条件不满足时循环等待；

• 加入WaitTime 0.1，避免 “空循环”（每秒检测 10 次），降低机器人控制器 CPU 负载；

• 循环终止条件明确（plcCmd="STOP"），确保可控制。

3. 信号等待逻辑：解决 “等信号再做”

机器人动作需与外部设备（如传送带、传感器）同步，需等待特定信号后再执行下一步，核心用 WaitDI（等待数字输入）、WaitDO（等待数字输出）、WaitTime（固定延时）。

场景：取料后等待传送带到位（WaitDI + 超时）

机器人取料后，需等待传送带将物料运到放料位（DI3=1），再执行放料，同时设置超时防止卡料：

rapid

PROC Sync_WithConveyor()
    VAR
        waitResult: INT; // 等待结果（1=成功，0=超时）
    END_VAR

    ! 发送“物料已上带”信号给传送带（DO3=1）
    DO_ConveyorStart := 1;

    ! 等待传送带“放料位就绪”信号（DI3=1），超时10秒
    waitResult := WaitDI(DI_PlacePosReady, 1, 10.0);
END_PROC

关键语法细节：

• WaitDI(信号名, 目标值, 超时时间)：

• 目标值 = 1：等待信号变为 1；目标值 = 0：等待信号变为 0；

• 超时时间 = 10.0：10 秒内未收到信号，返回 0（超时）；若设为 0，无限等待；

• 等待前先 “发送触发信号”（DO_ConveyorStart=1），形成 “机器人 - 传送带” 的同步闭环，避免信号遗漏。

4. 中断与错误处理逻辑：解决 “意外情况”

当出现急停、碰撞、传感器故障等意外时，需立即中断当前动作，执行安全处理（如停止运动、打开夹爪），核心用 TRAP（陷阱程序）+ ISignal（信号触发中断）。

场景：急停或碰撞时的安全中断

机器人运行中，若触发急停（DI0=1）或碰撞检测（AI1>500），立即停止运动并复位：

rapid

! 1. 定义中断处理程序（TRAP）
TRAP Safety_Interrupt
    ! 第一步：停止所有运动（优先级最高）
    StopMove; 
    ! 第二步：执行安全动作（打开夹爪、停止外部设备）
    Gripper_Open();
    DO_ConveyorStart := 0;
    ! 第三步：更新状态并通知PLC
    robotState := "ERROR";
    Send_ToPLC("ERROR:SAFETY_TRIGGERED");
    ! 第四步：记录错误信息（便于排查）
    WriteLog("Interrupt Triggered: " + ERRNAME(ERRNO));
ENDTRAP

! 2. 关联中断触发信号（ISignal）
PROC Enable_SafetyInterrupt()

关键逻辑点：

• TRAP程序是 “优先级最高” 的程序，触发后会立即中断当前执行的任何流程，优先执行；

• ISignalDI/ISignalAI用于 “绑定触发条件”：将外部信号（急停、碰撞）与TRAP程序关联，无需在主流程中循环检测；

• 中断处理的核心原则：“先安全，后通知”—— 先停止运动、打开夹爪（避免伤人或损坏设备），再更新状态和日志，确保安全优先。

三、逻辑控制的核心设计原则

1. 闭环思维：所有逻辑都要形成 “触发→执行→反馈” 的闭环（如 PLC 指令→机器人执行→返回状态），避免 “单向信号” 导致的不同步；

2. 安全优先：错误或中断处理中，先执行 “停止运动、打开夹爪” 等安全动作，再处理状态和日志，杜绝安全风险；

3. 可追溯性：用WriteLog记录关键步骤（如 “第 3 次取料”“中断触发原因”），用ERRNO/ERRNAME记录错误码，便于后期排查；

4. 灵活性：通过 “参数化” 设计（如将循环次数、等待时间设为变量），避免硬编码，方便后期调整（如 PLC 可动态修改批量取料次数）。

四、总结

机器人动作程序的逻辑控制，本质是 “将机器人的机械动作与外部信号、安全规则结合” 的 “大脑”。通过IF/CASE实现流程分支，FOR/WHILE实现重复执行，Wait实现同步，TRAP实现意外处理，最终让机器人从 “机械执行” 升级为 “智能响应”，适配复杂的工业场景（如生产线协同、柔性制造）。实际编写时，需结合具体设备的信号定义（如 DI/DO 映射）和工艺要求（如取放料顺序），逐步拆解逻辑模块，再整合为完整程序。