2016年全国机械行业职业院校技能大赛华航唯实杯工业机器人技术应用技能大赛题库及样题高职.docx

2021年全国机械行业职业院校工业机器人技术应用技能大赛实操任务书样题高职组 工 位 号： 竞赛时间： 210 分钟 2021年全国机械行业职业院校技能大赛委员会2021年10月以下为本次竞赛的各项任务，请选手根据竞赛任务书，在3.5个小时内，完成竞赛设备工业机器人根底工作站编程及调试，活塞发动机自动装配生产线的硬件安装、电路安装及电路图绘制、工业机器人编程及调试、PLC人机界面开发等任务。任务一：平安知识10分1、选择题1) 机器人控制柜发生火灾，应该使用以下何种灭火方式？ A 浇水 B 二氧化碳灭火器 C 泡沫灭火器 D 沙子2) 工业机器人的主电源开关在什么位置？ A 机器人本体上 B 示教器上 C 控制柜上 D 需外接3) 本比赛中使用的工业机器人有几个自由度？ A 1个 B 3个 C 4个 D 6个4) 对于本比赛中使用的机器人，制动闸释放按钮可以控制几个轴？ A 1个 B 3个 C 4个 D 6个5) 关闭机器人控制柜电源后必须等几分钟后才可以再次开机？ A、 1 B、2 C、5 D、102、判断题1) 工业机器人急停开关不允许被短接。 2) 机器人处于自动模式下时，不允许进入其运动所及的区域。 3) 意外或不正常情况下，均可使用E-Stop键，停顿运行。 4) 在编程、测试及维修时必须注意即使在低速时，机器人仍然是非常有力的，其动量很大，必须将机器人置于手动模式。 5) 可以使用溶剂、洗涤剂或擦洗海绵清洁示教器触摸屏。 任务二：机械电气安装调试20分（一） 机械硬件安装完成竞赛设备平台活塞原料送料装置机械硬件的安装及调试其构造如图1、图2所示。 图1 送料装置实物图图2 送料装置爆炸图（二） 电气和气路连接完成工业机器人末端工具快换头的气路连接，并连接控制机器人快换头气路的电磁阀电气线路，如图3所示。要求：1. 能通过示教器I/O信号控制，实现机械快换工具对夹爪/笔工具，以及搬运的夹紧和松开动作。2. 能通过示教器I/O信号控制，实现夹爪笔工具中夹爪的夹紧和松开动作。3. 能通过示教器I/O信号控制，实现搬运吸盘工具中吸盘对活塞发动机缸体的搬运动作。 图3 电磁阀及快换头实物图任务三：工业机器人示教编程及离线编程15分一机器人转数计数器更新、工作原点设置和工具坐标系的建立1. 根据机器人本体外表刻度标识，完成机器人机械原点的校正，创立主程序，并将此时机器人姿态记录到主程序main()第一条语句。2. 操作示教器使机器人1、2、3、4 、6轴位置都为 0 度，调整机器人5轴，使机器人法兰盘上的机械快换工具即快换头轴线方向为竖直向下，如图4所示。该位置设置为工作原点，并记录到主程序main()的第二条语句。图4 机器人工作原点3. 使用赛场提供的尖端辅助工具完成夹爪/笔工具如图5所示笔尖的工具坐标系建立，要求所建立的工具坐标系的Z轴方向及笔伸出方向一致；机器人在工作原点时，新建工具坐标X轴和机器人基坐标的X轴方向一样, Z轴相反。要求： 新建的工具坐标的平均误差不超过。图5 夹爪/笔工具二机器人码垛编程及调试如图6所示，机器人依次将储料区中的六个物料块搬运并码垛到卸料区，要求进展双层码放。每层物料块的排列方式请按照图7示意，下层物料块码放方式及3D轨迹板上卸料区的规划方式要求一致。 a. 储料区 b. 卸料区图6 码垛搬运区域 图7 两层物料块排列方式要求说明：物料块必须按照图7所示排列方式进展码放；相邻两个物料块之间的间距不超过 2mm；3.机器人各阶段运动速度合理，运行平安，不允许出现碰撞现象。三机器人离线编程及测试根据比赛主办方提供的设备部件三维模型，在RobotArt软件中通过场景布置、TCP设置、工件校准、生成轨迹、仿真运行等系列操作，完成3D轨迹板中复杂轨迹的离线编程仿真任务，如图8所示，然后进展后置代码操作，使用比赛现场提供的专用U盘将代码导入机器人并完成代码运行测试。机器人使用的工具为夹爪/笔工具。图8 离线编程应用要求说明：1. 机器人运动轨迹及3D轨迹板中的轨迹误差不超过1 mm；2. 机器人运动点及3D轨迹板外表接触距离2-3mm；3. 机器人各阶段运动速度设置合理，运行平安，不允许出现撞机现象。任务四：工业机器人综合应用45分某公司负责交付一条活塞发动机自动装配生产线给客户，用以实现装配过程的自动化。生产线主要由切割模块、加工工艺模块、视觉模块、智能装配模块及机器人外部行走模块组成，其布置简图如图9所示。根底功能模块滑台模块视觉模块装配模块切割模块工艺模块图9 活塞发动机自动装配生产线（一） 工业机器人及PLC的编程及调试1、切割模块1） 通过PLC编程完成活塞原料在送料装置传送带上的启停控制；2） 通过示教编程方式，实现机器人抓取和放下夹爪/笔工具的运动过程，速度设置合理，运行平安，不允许出现撞机现象；3） 通过示教编程方式，实现机器人利用夹爪/笔工具来搬运传送带末端的活塞原料，并将其放置到切割工作台；4） 通过示教编程方式，完成激光切割工具的更换如图10所示；5） 通过离线编程方式，完成活塞原料的激光切割过程，要求速度设置合理，运行平安，不允许出现撞机现象，激光头及活塞原料外表距离1-2mm，运行的轨迹误差不超过1mm；激光切割工具夹爪/笔工具图10 工具台6） 通过示教编程方式，完成机器人使用夹爪/笔工具剔除切割废料白色局部的过程，如图11所示；图11 活塞零件激光切割工作台2、视觉检测及条码识别模块1） 通过PLC编程，完成分度盘转动的启停控制，2） 实现CDD视觉检测控制，要求对活塞零件中的图案字母“Rob进展检测，筛选出合格产品能识别出完整字母的零件为合格产品，否那么为不合格产品；3） 通过示教编程方式，实现机器人使用激光/吸盘工具在合格产品上贴标签的过程；4） 通过示教编程方式，实现机器人对合格产品入库、不合格产品剔除处理的功能。3、机器人行走轴模块建立五个例行程序，能通过示教器I/O信号控制，分别完成机器人本体在切割模块、工艺模块、视觉检测模块、智能装配1模块、智能装配2模块行走和停顿的控制，运行平安，不允许出现撞机现象。（二） 触摸屏界面设计根据综合任务要求，由选手自行设计局部功能：1. 手动模式下，通过点击屏幕按钮，实现送料装置传送带启动、停顿、正向传输、反向传输；2. 手动模式下，通过点击屏幕按钮，实现分度盘启动、停顿、正向传输、反向传输；3. 手动模式下，通过点击屏幕视觉检测启动按钮，实现对活塞零件的拍照功能。（三） 系统的运行测试1、 系统断电，然后重新上电，机器人处于手动模式下，在人机界面窗口中按下“一键回原按钮，此时机器人行走轴回原点，送料装置回初始状态，视觉检测分度盘回原点；2、 将旋钮开关切换到自动模式，然后按下每个模块的“启动按钮；3、 通过人工方式依次放置3个活塞原料到送料装置的料井中，其中包括两个合格产品和一个不合格产品；4、 实现机器人依次对3个活塞原料进展视觉检测并处理的过程，其中合格产品入库，不合格产品剔除。任务五 职业素养10分1) 现场操作遵守平安标准、文明参赛；2) 工具摆放、接线等符合职业岗位要求；3) 团队分工合作合理；4) 着装标准整洁，保护设备，保持竞赛环境清洁有序；5) 公平竞赛，遵守赛场纪律，抗工作环境干扰能力强、善于及裁判沟通。附件一：I/O表输入功能描述输出功能描述PLC1 CPU1214I/O 地址分配行走伺服下限轴_1_脉冲行走伺服原点转盘步进脉冲行走伺服上限输送步进脉冲行走伺服报警旋转步进脉冲行走伺服定位完成轴_1_方向轴_1_DriveReady转盘步进方向拍照完成(1)输送步进方向拍照OK旋转步进方向备用3备用(1)备用4备用(2)备用5识别站启动指示转盘步进原点开关识别站自动启动指示灯备用7识别站暂停指示灯备用8识别站故障识别站急停备用(3)识别站手/自动两爪气缸张开识别站启动两爪气缸夹紧识别站停顿CCD拍照识别站自动启动按钮装配站启动指示识别站暂停按钮装配站自动启动识别站复位装配站暂停转盘步进故障装配站故障转盘1#位三爪气缸张开备用23三爪气缸夹紧备用24手指气缸张开备用25手指气缸夹紧转盘电机定位滑台伸出两爪气缸张开位滑台缩回两爪气缸夹紧位推塞伸出两爪气缸有料检测推塞缩回CCD OK压紧气缸压紧备用9压紧气缸松开备用10备用(4)备用11备用(5)装配站急停轴_1_启动驱动器装配站手/自动行走伺服急停装配站启动行走伺服复位装配站停顿备用(6)装配站自动启动按钮备用(7)装配站暂停按钮备用(8)装配站复位备用(9)输送步进原点备用输送步进停顿输送步进异常旋转步进异常三爪气缸张开位三爪气缸夹紧位手指气缸张开位手指气缸夹紧位滑台气缸伸出位滑台气缸缩回位推塞气缸伸出位推塞气缸缩回位压紧气缸压紧位压紧气缸松开位配重块高度感应开关连杆1#连杆2#连杆3#活塞1#活塞2#活塞3#缸体1#缸体2#缸体3#连杆活塞暂存位检测缸体装配位检测塞体有物推缸气缸处机器人夹具吸真空检测备用13备用14备用15备用16备用17备用18备用19备用20备用21PLC1 CPU1212I/O 地址分配升降伺服下限升降伺服脉冲升降伺服原点皮带步进脉冲升降伺服上限升降伺服抱闸使能升降伺服报警备用2升降伺服定位完成升降伺服方向升降伺服准备好皮带步进方向升降伺服抱闸检测编程站启动指示备用编程站自动启动编程站急停编程站暂停编程站手/自动编程站故障编程站启动固定气缸伸出编程站停顿固定气缸缩回编程站自动启动按钮升降气缸伸出编程站暂停按钮升降气缸缩回编程站复位升降伺服使能输送步进故障升降伺服急停固定气缸伸出到位升降伺服复位固定气缸缩回到位备用3升降气缸伸出到位加工处吸真空升降气缸缩回到位加工处破真空加工台光电备用4备用(1)备用5棒料入料光电加工站启动指示皮带到位光电加工站自动启动棒料吸真空检测加工站暂停加工站急停加工站故障加工站手/自动砂带电机加工站启动去毛刺电机加工站停顿抛光电机加工站自动启动按钮机器人急停加工站暂停按钮机器人交讯1加工站复位机器人交讯2机器人交讯(1)机器人交讯3机器人交讯(2)机器人交讯4机器人交讯(3)机器人交讯5机器人交讯(4)机器人交讯6机器人交讯(5)机器人交讯7机器人交讯(6)机器人交讯8机器人交讯(7)机器人交讯(8)机器人I/O 地址分配Do10_1机器人更换工具信号Do10_2机器人夹爪信号Do10_3机器人吸盘信号附件二：工程完成情况评分表任务及要求分值评分平安知识10分10机械电气安装调试20分送料装置的输送带装置装配正确、结实、调整正确、工作可靠55个传感器安装正确、结实57个气管连接正确、结实、调整正确、工作可靠73个电器阀安装正确、结实、调整正确、工作可靠3工业机器人示教编程及离线编程15分完成机器人的机械原点的校正2完成机器人工作原点设定1完成机器人工具坐标的新建2码垛编程6复杂轨迹的离线编程4工业机器人综合应用45分工业机器人及PLC的编程及调试34分输送带启停控制2机器人抓取夹爪/笔工具编程2机器人放下夹爪/笔工具编程2机器人输送带末端搬运编程2激光切割离线编程5废料搬运编程2分度盘分拣处理控制2CCD检测控制2机器人粘贴标签处理6合格产品入库处理两个零件入库2不合格产品剔除处理2示教器控制实现机器人本体在行走轴各位置行走和停顿5触摸屏界面设计6分通过屏幕按钮，能实现送料装置传送带启动、停顿、正向传输、反向传输2通过屏幕按钮，能实现分度盘启动、停顿、正向传输、反向传输2通过点击屏幕视觉检测启动按钮，实现对活塞零件的拍照功能2系统运行5分机器人循环控制实现5职业素养及平安意识10分现场操作遵守平安标准、文明参赛2工具摆放、接线等符合职业岗位要求2团队分工合作合理2着装标准整洁，保护设备，保持竞赛环境清洁有序2公平竞赛，遵守赛场纪律，抗工作环境干扰能力强、善于及裁判沟通穿着符合平安生产线着装2比赛成绩一样，完成竞赛任务所用时间少的名次在前；比赛成绩和完成竞赛任务用时均一样，按任务四得分高的名次在前；比赛成绩、完成竞赛任务用时、任务四得分均一样，职业素养成绩较高的名次在前；比赛成绩、完成竞赛任务用时、任务四得分、职业素养成绩均一样，名次并列。合计100裁判签名：