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1、-.z.附件机器人技术应用赛项样卷 2018 年全国职业院校技能大赛中职组 机器人技术应用 竞赛任务书样卷 选手须知：1.任务书共 20 页，如出现任务书缺页、字迹不清等问题，请及时向裁判示意，并进展任务书的更换。2.参赛队应在 4 小时内完成任务书规定内容。3.竞赛设备包含 1 台计算机，参考资料工业机器人操作手册、视觉控制器操作手册、PLC 控制器操作手册、工业机器人初始程序、PLC 初始程序文件放置在D:参考资料文件夹中。选手在竞赛过程中利用计算机创立的软件程序文件必须存储到D:技能竞赛文件夹中，未存储到指定位置的运行记录或程序文件不作为竞赛成果予以评分。计算机编辑文件请实时存盘，建议
2、10-15分钟存盘一次，客观原因断电情况下，酌情补时不超过十五分钟。4.任务书中只得填写竞赛相关信息，不得出现学校、*等与身份有关的信息或与竞赛过程无关的内容，否则成绩无效。5.由于参赛选手人为原因导致竞赛设备损坏，以致无法正常继续比赛，将取消参赛队竞赛资格。竞赛场次：第场赛位号：第号 竞赛平台简介 全国职业院校技能大赛中职组机器人应用技术赛项的竞赛平台为CHL-DS-01型竞赛平台，如附图 1 所示，工作站以3C 典型产品的生产装配过程为主线，包含了涂胶、搬运码垛、-.z.视觉分拣、装配、锁螺丝、检测等工艺过程。同时工作站集成配套了离线编程软件 RobotArt 竞赛版，软件中内嵌工作站三维
3、模型环境，可以直接实现计算机辅助编程应用，如附图 2 所示。附图 1 CHL-DS-01 竞赛平台 附图 2 RobotArt 竞赛版涂胶单元提供了完全不同的 5 条轨迹，用以模拟复杂轮廓的产品外壳，同时提供了离线编程应用时工件校准所需的辅助坐标系，如附图 3 所示。附图 3 涂胶单元 码垛组件由平台 A、平台 B 和物料组成。平台 A 为斜台设计，可容纳单个物料顺序排列，模拟传送带的物料运送；平台B 为标准平台设计，可容纳三个物料多种形态单层码放。在平台 B 的物料码放方式要求如附附图 4 所示。附图 4 码垛组件及码垛姿态要求 竞赛平台提供了 1 个整体料架，包括芯片原料料盘、盖板原料位、
4、产品成品位和芯片回收料盘，如附图 5 所示，其中产品原料料盘和芯片回收料盘对于不同类型的芯片的位置序号如附图 6 所示。附图 5 整体料架 附图 6 芯片料盘芯片摆放位置编号 竞赛平台提供了 4 种模拟芯片，每种芯片分别用不同颜色加以区分，如附图 7 所示。竞赛评分时，根据任务书的初始状-.z.态要求摆放，颜色排列顺序由评分裁判演示前指定。附图 7 芯片种类及颜色 竞赛平台提供了 4 种电子产品底板用以表示不同产品型号和规格，每种型号各 1 个，每种产品所要求的芯片种类、数量、颜色及位置均有所区别，如附图 8 所示。每种产品都可以安装统一尺寸的盖板并利用螺丝锁紧，产品编号 A03、A04、A0
5、5 和A06。附图 8 电子产品 竞赛平台提供了 4 工位的装配检测单元，如附图 9 所示，可用于固定产品底板，在完成安装后，由 PLC 控制气缸和指示灯动作，实现产品的模拟检测工序。电子产品底板安装在每个工位的安装台上，由工业机器人侧向检测工位看去，底板上标识的型号文字正向为正确摆放姿态。附图 9 安装检测工位 其中 1 号装配检测工位的装配爆炸如附图 10 所示，所有紧固用螺丝和升降气缸的传感器并未在图中表示，1 号工位与 2号工位的安装方式为镜像对称，1 号工位与 3 号工位安装方式完全一样，2 号工位与 4 号工位安装方式完全一样。附图 10 装配检测工位机械装配爆炸图 竞赛平台在计算
6、机D:参考资料文件夹中提供工业机器人的初始程序，同时竞赛平台的工业机器人系统也已按照初始程序完成恢复操作，内置信号如附表 1、附表 2 所示。-.z.附表 1 工业机器人输入信号表 IO 板地址 信号名称DI 功能描述 对应关系 对应 IO 0 Area_1_detection_finish 测试 1 区完成检测 PLC Q12.0 1 Area_2_detection_finish 测试 2 区完成检测 PLC Q12.1 2 Area_3_detection_finish 测试 3 区完成检测 PLC Q12.2 3 Area_4_detection_finish 测试 4 区完成检测 P
7、LC Q12.3 4 Continue 继续 PLC Q12.4 5 Stop 急停 PLC Q12.5 6 Mode 模式切换 PLC Q12.6 7 Result PLC 检测结果 PLC Q12.7 8 VacSen_1 真空检知(双)工具 9 VacSen_2 真空检知(单)工具 10 Res 复位 PLC Q8.0 11 Screw_Arrive 螺丝到位 工具 12 torque 扭矩检知 工具 13 CCD_OK 视觉 OK 信号 CCD OR 14 CCD_Finish 视觉完成 CCD GATE 15 CCD_Running 视觉运行 CCD READY 附表 2 工业机器人
8、输出信号表 IO 板地址 信号名称DO 功能描述 对应关系 对应 IO 0 GO10_1_2 放料完成组信号(1)-PLC I3.0 1(2)-PLC I3.1 2 PutFinish_Affirm 放料完成确认 PLC I3.2-.z.3 BVAC_1 破真空单 工具 4 Grip 码垛夹爪 工具 5 Screw_BVac 吹螺丝 工具 6 Screw_Hit 打螺丝 工具 7 HandChange_Start 快换装置 工具 8 Vacunm_1 真空(双)工具 9 Vacunm_2 真空(单)工具 10 AllowPhoto 允许拍照 CCD STEP0 11 GO10_11_14 CC
9、D 组信号 CCD DI0 12 CCD DI1 13 CCD DI2 14 CCD DI3 15 Scene_Affirm 场景确认 CCD DI7 竞赛平台在计算机D:参考资料文件夹中提供了PLC的初始程序，同时竞赛平台的 PLC 也已按照初始程序完成恢复操作，内置信号如附表 3、附表 4 所示。附表 3 PLC 输入信号表 序号 地址 功能注解 序号 地址 功能注解 1 I0.0 急停 13 I1.4 升降气缸 3 上限 2 I0.1 编程/运行 14 I1.5 升降气缸 3 下限 3 I0.2 启动 15 I1.6 升降气缸 4 上限 4 I0.3 停顿 16 I1.7 升降气缸 4
10、下限 5 I0.4 自动启动 17 I2.0 推动气缸 1 伸出位-.z.6 I0.5 暂停 18 I2.1 推动气缸 1 缩回位 7 I0.6 重新 19 I2.2 推动气缸 2 伸出位 8 I0.7 点对点/补偿 20 I2.3 推动气缸 2 缩回位 9 I1.0 升降气缸 1 上限 21 I2.4 推动气缸 3 伸出位 10 I1.1 升降气缸 1 下限 22 I2.5 推动气缸 3 缩回位 11 I1.2 升降气缸 2 上限 23 I2.6 推动气缸 4 伸出位 12 I1.3 升降气缸 2 下限 24 I2.7 推动气缸 4 缩回位 附表 4 PLC 输出信号表 序号 地址 功能注解
11、 序号 地址 功能注解 1 Q0.0 升降气缸 1 13 Q1.4 红色指示灯 1 2 Q0.1 升降气缸 2 14 Q1.5 绿色指示灯 1 3 Q0.2 升降气缸 3 15 Q1.6 红色指示灯 2 4 Q0.3 升降气缸 4 16 Q1.7 绿色指示灯 2 5 Q0.4 推动气缸 1 17 Q2.0 红色指示灯 3 6 Q0.5 推动气缸 2 18 Q2.1 绿色指示灯 3 7 Q0.6 推动气缸 3 19 Q2.2 红色指示灯 4 8 Q0.7 推动气缸 4 20 Q2.3 绿色指示灯 4 9 Q1.0 检测指示灯 1 21 Q2.4 启动停顿指示灯 10 Q1.1 检测指示灯 2 2
12、2 Q2.5 自动启动指示灯 11 Q1.2 检测指示灯 3 12 Q1.3 检测指示灯 4 注意：工作站处于运行模式时，工作站正面的平安光栅启动，触发会引起报警，导致工作站运行暂停，属于危险动作。任务一机械及电气安装调试-.z.安装工艺要求：1.电缆与气管分开绑扎，第一根绑扎带距离接头处605mm，其余两个绑扎带之间的距离不超过 505mm，绑扎带切割不能留余太长，必须小于 1mm，美观平安。气路捆扎不影响工业机器人正常动作，不会与周边设备发生刮擦勾连。2.电缆和气管分开走线槽，气管在型材支架上可用线夹子绑扎带固定，两个线夹子之间的距离不超过 120mm。走线槽的气管长度应适宜，不能折弯缠绕
13、和绑扎变形，不允许出现漏气。3.机械安装需选择适宜工具，按提供模块零件完成单元装配，安装完毕后机械单元局部没有晃动和松动。执行元器件气缸动作平缓，无强烈碰撞。一工业机器人工具快换系统的安装及接线 1.将现场实际提供的工具快换系统的法兰端快换模块安装到工业机器人的第六轴法兰盘上，销钉孔对齐；2.完成法兰端快换模块气路接线，包括锁定气路和工具控制气路。要求正压气路用蓝色气管，负压气路用透明气管。3.通过工作站侧面气路调压阀，将气路压力调整到，并翻开过滤器末端开关，测试气路连接的正确性。二检测单元机械装配、传感器电路接线和气路连接 1.根据功能要求，使用手开工具完成装配检测单元的1 号和 2 号装配
14、检测工位；2.根据功能要求，将 1 号和 2 号工位的推动气缸和升降气缸位置传感器、检测 LED 灯、检测指示灯全部连接到端子排上，要求连接可靠，不允许出现短路和断路问题。-.z.3.完成 1 号和 2 号检测单元各气缸到阀岛的气路连接，阀岛局部的所有气管均要按工艺要求绑扎。设备原3 号和 4 号检测单元的电气线路和气路不需要选手重新绑扎。三PLC 控制系统的 IO 接线 1.根据表 3 和表 4 提供的 PLC 控制系统 IO 信号表，完成控制面板上的 PLC 控制线路接线，对线缆进展捆扎；2.利用操作面板上的触摸屏的手动界面，对接线进展测试，确认功能正确；四工业机器人的工作原点姿态 工业机
15、器人的工作原点姿态定位为本体的 1 轴、2 轴、3轴、4 轴、6 轴的关节角度均为 0 度，5 轴的关节角度为+90，即工业机器人法兰盘轴线方向为竖直向下，如附图 11 所示，并将此工作原点命名为 home。附图 11 工业机器人本体的工作原点姿态 五离线编程三维环境搭建 1.利用现场提供的测量工具，完成对工作站台面上所有设备组件的布局尺寸测量；2.利用竞赛现场提供的电脑，翻开RobotArt竞赛版软件，根据实际测量结果，对三维环境中的设备组件进展位置调整，满足后续离线编程应用要求；3.工作站原型文件可通过工具栏工作站按钮翻开使用，通过工具栏另存为按钮保存到D:技能竞赛文件夹中，文件重命名为三
16、维环境，请勿擅自更改文件后缀。软件操作过程中注意随时保存比赛成果。-.z.4.完成三维环境搭建并完成另存为操作后，将三维环境工程文件，再次通过工具栏另存为按钮，保存到D:技能竞赛文件夹中，文件分别重命名为涂胶编程、码垛编程，请勿擅自更改文件后缀。注意：赛项开场满 2 小时后，可举手示意现场裁判，申请放弃该任务中工业机器人工具快换系统的安装及接线内容的得分，由现场技术人员辅助完成该局部内容。从技术人员操作，开场秒表计时；如果技术员十分钟内完成，不予以补时；如果技术员超过十分钟完成，超出时间根据实际情况酌情予以补时。任务二外壳涂胶及产品码垛 一外壳涂胶 利用竞赛现场提供的电脑，使用RobotArt
17、竞赛版软件，翻开任务一中保存的涂胶编程工程文件，完成基于工作站的外壳涂胶工艺离线编程操作。软件操作过程中注意随时通过工具栏中的保存按钮对工程文件进展保存。软件离线编程结果和工作站实际运行结果均作为评分要求。涂胶工艺过程具体要求：1.工艺过程的起始点为工作原点；2.工业机器人自动完成涂胶工具的抓取动作；3.要求涂胶工具的尖点依次沿涂胶单元 图 3 上的编号为、的轨迹完成涂胶连续动作；4.涂胶过程中，要求涂胶工具的尖点始终位于涂胶单元轨迹线槽的中心线，偏离涂胶单元平面上方 5mm 距离；-.z.5.完成所有涂胶轨迹后，工业机器人自动完成涂胶工具的放回动作；6.工艺过程的完毕点为工作原点；7.涂胶过
18、程中工具不可掉落，不得发生碰撞干预。二产品码垛 利用竞赛现场提供的电脑，使用RobotArt 竞赛版软件，翻开任务一中保存的码垛编程工程文件，完成基于工作站的产品码垛工艺离线编程操作。软件操作过程中注意随时通过工具栏中的保存按钮对工程文件进展保存。软件离线编程结果和工作站实际运行结果均作为评分要求。码垛工艺过程具体要求：1.工艺过程的起始点为工作原点；2.工业机器人自动完成夹爪工具的抓取动作；3.工业机器人利用夹爪工具，将所有物料从平台A 依次抓取按照指定姿态摆放到平台 B，在平台 B 的物料码放方式要求如附图 4 所示；4.工业机器人由平台 A 拾取物料时，需从底部拾取，不得从顶部拾取；5.
19、工业机器人在平台 B 码垛物料时，可自由选择摆放顺序，但最终物料摆放姿态需与要求一样；6.工业机器人自动完成夹爪工具的放回动作；7.工艺过程的完毕点为工作原点；8.码垛过程中工具、物料不可掉落，不得发生碰撞干预。-.z.任务三异形芯片分拣和安装 根据任务书要求，对视觉检测组件进展设置实现对异形芯片的颜色、形状等特征参数的识别和输出，对 PLC 和工业机器人进展编程实现电子产品装配及质量检测任务。最后系统进展联调操作，使其流畅自动完成所有工艺过程。评分时采用工作站运行模式、工业机器人手动模式或自动模式连续运行程序完成整个过程的演示，仅一次时机。分拣、装配过程中考前须知：1.不得出现吸盘上无物料空
20、吸现象，拾取异形芯片的顺序可自行决定，在拾取和安装芯片过程中，不得掉落；2.异形芯片的颜色检测通过视觉检测组件完成，每个芯片只允许利用视觉检测一次，芯片原料区排序后每个位置只能拾取一次，回收区芯片不得再拾取；3.所编写的 PLC 和工业机器人程序，要尽可能的满足高效率的生产要求，整个任务过程中，机器人速度要设置合理，运行平安，不允许出现撞机现象；4.完成所有工业机器人和 PLC 的程序编制后，将工作站切换到运行模式，完成对系统的联调；5.锁螺丝工序中，锁紧顺序可自行决定，螺丝处于锁死状态，螺丝锁紧过程中要求螺丝不得掉落，不得出现工业机器人运行错误或力矩报警；6.芯片料盘芯片摆放位置编号参考竞赛
21、平台简介中附图6，产品和料盘的初始状态如附表 6，原料区初始化芯片数目统计如附表 7，产品目标安装状态如附表 8。-.z.附表 6 产品及料盘初始状态 序号 工程 状态 1 A06 产品 放置在 1 号工位，无芯片 2 A03 产品 放置在 2 号工位，无芯片 3 A04 产品 放置在 3 号工位，无芯片 4 A05 产品 放置在 4 号工位，无芯片 5 芯片原料料盘 摆满芯片，颜色随机排列 6 芯片回收料盘 无芯片 附表 7 原料区初始化芯片数目统计 芯片种类 三极管 电容 集成电路 CPU 颜色 黄色 红色 蓝色 黄色 灰色 红色 蓝色 灰色 芯片数 4 3 4 3 4 4 2 2 附表
22、8 产品目标状态 产品 芯片位置 芯片类型 芯片颜色 A03 1 CPU 灰色 2 集成电路 灰色 3 电容 蓝色 4 电容 黄色 5 三极管 黄色 A04 1 CPU 蓝色 2 集成电路 红色 3 电容 蓝色 4 电容 蓝色-.z.5 三极管 红色 工作站产品分拣、装配流程及要求如下：1.将 A06 产品安装到检测工装 1 号工位，将 A03 产品安装到检测工装 2 号工位，将 A04 产品安装到检测工装 3 号工位，将 A05 产品安装到检测工装 4 号工位，初始状态如表 6 所示；2.将工作站切换到运行模式，按下启动和自动启动按钮后，同时对 A03、A04、A05 和 A06 产品进展检
23、测，3 秒后，A03、A04、A05 和 A06 产品检测结果均为 NG，亮红灯，3 秒后所有灯熄灭，工业机器人工艺过程的起始点和完毕点均为工作原点；3.从芯片原料区中依次拾取异形芯片，三极管从 13 号位置开场，电容从 20 号位置开场，集成电路从 5 号位置开场，CPU从 1 号位置开场，不经视觉检测完成 A06 产品的芯片装配，颜色任意；4.利用芯片原料区的空位将原料区所有剩余的异形芯片按颜色进展分类：三极管，红色芯片从 14 号位置开场依次往后摆放，黄色芯片从 19 号位置开场依次往前摆放；电容，黄色芯片从 21 号位置开场依次往后摆放，蓝色芯片从 26 号位置开场依次往前摆放；集成电
24、路，灰色芯片从 5 号位置开场依次往后摆放，红色芯片从 12 号位置开场依次往前摆放；CPU，灰色芯片从 1 号位置开场依次往后摆放，蓝色芯片从 4 号位置开场依次往前摆放；5.从芯片原料区拾取异形芯片，根据表 8 完成 A03 和 A04产品的芯片装配；6.利用吸盘工具拾取并安装 A03、A04 和 A06 产品的盖板，-.z.对其同时进展检测，3 秒后，A03 和 A04 产品检测结果为 OK，亮绿灯，3 秒后灯熄灭；A06 产品检测结果为 NG，亮红灯，3秒后熄灭；7.将 A03、A04 和 A06 产品的盖板撤除，放置于盖板原料区，将 A03 和 A04 产品上对应位置颜色不同的芯片互
25、换位置，以 A05 产品作为过渡板；8.将 A06 产品中的所有芯片进展视觉检测，转移到 A05 产品，多余的芯片放入芯片回收区，从芯片原料区拾取与其颜色相反的三极管、集成电路和 CPU 芯片安装到 A06 产品，再从芯片原料区拾取与 A06产品当前颜色相反的异形芯片将A05产品补全，将芯片原料区所有剩余的芯片转移到芯片回收区；9.利用吸盘工具拾取并安装 A03、A04、A05 和 A06 产品盖板，并对其进展检测，3 秒后，检测结果均为 OK，绿灯闪烁(周期为 1 秒)，3 秒后所有灯熄灭；10.完成 A03、A04、A05 和 A06 产品的四角螺丝锁紧动作，锁紧顺序可自行决定；11.依次
26、对 A06、A03、A04 和 A05 产品进展检测完成 A06产品检测后，再进展 A03 产品检测，以此类推，其中 A03、A04 和 A05 产品检测结果均为 OK，亮绿灯，放入成品区，A06产品检测结果为 NG，亮红灯，放入废品区，产品放置完毕后所有指示灯熄灭。注意：工作站处于运行模式时，工作站正面的平安光栅启动，触发会报警。-.z.任务四 PLC 编程、触摸屏编程及系统联调 1.根据给定的 PLC 初始程序、相应的 I/O 地址表、任务四分拣及安装动作流程，编写 PLC 功能程序。PLC 程序保存路径为D:技能竞赛,文件名保存为 PLC+场次+工位号 如第三场的 04 工位，文件名即为
27、 PLC304。评分时需检验 PLC 程序、视觉场景设置、触摸屏功能，具体实现功能如下：1工业机器人与 PLC 的 I/O 通讯；2在运行模式下，检验 PLC 程序、视觉场景设置；在编程模式检验触摸屏功能；3在编程模式下，启动指示灯熄灭；在运行模式下，按下启动按钮，启动指示灯点亮，按下自动启动按钮，自动启动指示灯点亮；按下自动启动按钮以后，所有气缸处于初始位置即推动气缸处于伸出位、升降气缸处于上升位，所有指示灯处于熄灭状态；局部辅助元件M30.0、M30.1、M30.2被占用；4产品检测功能，要求检测时推动气缸缩回，推动气缸缩回后升降气缸下降，检测 LED 灯闪烁周期 1 秒3 秒。检测完毕后
28、升降气缸升起、推动气缸伸出。检测完毕后，检测结果用指示灯表示，红色指示灯亮表示产品为废品，即 NG，绿色指示灯亮表示产品为成品，即OK；5在编程模式下，利用已给触摸屏界面的按钮，能够控制相应气缸点动运动。确定工作站的初始化状态，即装配检测单元 1-4 号工位全部处于安装位置。检测器处于升起位置，检测器指示灯熄灭。2.程序编制完成后，将工作站切换到运行模式，进展系统-.z.联调。评分时工作站处于运行模式，工业机器人处于手动或自动模式，程序运行过程中不得自行停顿，只有一次演示时机。注意：工作站处于运行模式时，工作站正面的平安光栅启动，触发会报警。任务五工业机器人维护维修 该任务在维护维修赛位上完成
29、，由工作人员在指定时间带着选手到特定工位完成竞赛任务。该任务完成规定时间为十五分钟，完成以下三个子任务要求，有现场裁判记录相关数据，任务完成后或超过竞赛时间后参赛选手在工作人员带着返回正常赛位继续其他任务的比赛。该任务需两位选手规定时间内同时在场完成，不允许其中一位选手离开，假设离开就评判为该比赛任务已完毕。一工业机器人微校操作 1.利用现场提供的工具，按照标准在工业机器人末端法兰处安装标定工装；2.依照操作标准，完成对工业机器人本体第 5 轴的微校操作；3.选手完成校准后举手示意裁判，通过示教器翻开校准选项中的编辑电机校准偏移界面，由裁判记录第 5 轴偏移值的数值，否则该项不得分；4.利用现
30、场提供的工具，按照标准拆卸标定工装；二转数计数器更新操作 1.利用示教器手动操作或特定程序语句，将工业机器人本体各轴移至标记所指示的同步位置，工业机器人恢复到机械原-.z.点位置；2.利用示教器，完成工业机器人本体的转数计数器更新操作；三工具 TCP 标定 1.利用现场提供的工具，按照标准在工业机器人末端法兰处安装标定工具；2.依照操作标准，利用工作台上提供的标定辅助点，采用 4点法完成对标定工具的 TCP 标定操作；3.选手完成 TCP 标定后，务必保持示教器标定完成界面不动，举手示意现场裁判，由裁判记录系统显示的平均误差值，否则该项不得分；4.利用现场提供的工具，按照标准拆卸标定工具。任务六职业素养 在竞赛过程中，从设备操作的标准性、装配耗材使用的合理性、专用工具的操作及平安生产的认识程度等方面对参赛选手进展综合评价。