2019年广东省中职机器人技术应用赛项样卷

1附件机器人技术应用赛项样卷2019年广东省职业院校技能大赛中职组机器人技术应用竞赛任务书选手须知：1.任务书共26页，如出现任务书缺页、字迹不清等问题，请及时向裁判示意，并进行任务书的更换。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建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、姓名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2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、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，软件中内嵌工作站三维模型环境，可以直接实现计算机辅助编程应用，如附图2所示。附图1CHL-DS-01竞赛平台附图2离线编程软件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，3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、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4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、A05和A06。5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6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相同，2号工位与4号工位安装方式完全相同。附图10装配检测工位机械装配爆炸图竞赛平台在计算机“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。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IO0Area_1_detection_finish测试1区完成检测PLCQ12.01Area_2_detection_finish测试2区完成检测PLCQ12.12Area_3_detection_finish测试3区完成检测PLCQ12.23Area_4_detection_finish测试4区完成检测PLCQ12.374Continue继续PLCQ12.45Stop急停PLCQ12.56Mode模式切换PLCQ12.67ResultPLC检测结果PLCQ12.78VacSen_1真空检知(双)工具9VacSen_2真空检知(单)工具10Res复位PLCQ8.011Screw_Arrive螺丝到位工具12torque扭矩检知工具13CCD_OK视觉OK信号CCDOR14CCD_Finish视觉完成CCDGATE15CCD_Running视觉运行CCDREADY附表2工业机器人输出信号表IO板地址信号名称（DO）功能描述对应关系对应IO0GO10_1_2放料完成组信号(1)-PLCI3.01(2)-PLCI3.12PutFinish_Affirm放料完成确认PLCI3.23BVAC_1破真空（单）工具4Grip码垛夹爪工具5Screw_BVac吹螺丝工具6Screw_Hit打螺丝工具7HandChange_Start快换装置工具8Vacunm_1真空(双)工具89Vacunm_2真空(单)工具10AllowPhoto允许拍照CCDSTEP011GO10_11_14CCD组信号CCDDI012CCDDI113CCDDI214CCDDI315Scene_Affirm场景确认CCDDI7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3PLC输入信号表序号地址功能注解序号地址功能注解1I0.0急停13I1.4升降气缸3上限2I0.1编程/运行14I1.5升降气缸3下限3I0.2启动15I1.6升降气缸4上限4I0.3停止16I1.7升降气缸4下限5I0.4自动启动17I2.0推动气缸1伸出位6I0.5暂停18I2.1推动气缸1缩回位7I0.6重新19I2.2推动气缸2伸出位8I0.7点对点/补偿20I2.3推动气缸2缩回位9I1.0升降气缸1上限21I2.4推动气缸3伸出位10I1.1升降气缸1下限22I2.5推动气缸3缩回位11I1.2升降气缸2上限23I2.6推动气缸4伸出位12I1.3升降气缸2下限24I2.7推动气缸4缩回位9附表4PLC输出信号表序号地址功能注解序号地址功能注解1Q0.0升降气缸113Q1.4红色指示灯12Q0.1升降气缸214Q1.5绿色指示灯13Q0.2升降气缸315Q1.6红色指示灯24Q0.3升降气缸416Q1.7绿色指示灯25Q0.4推动气缸117Q2.0红色指示灯36Q0.5推动气缸218Q2.1绿色指示灯37Q0.6推动气缸319Q2.2红色指示灯48Q0.7推动气缸420Q2.3绿色指示灯49Q1.0检测指示灯121Q2.4启动停止指示灯10Q1.1检测指示灯222Q2.5自动启动指示灯11Q1.2检测指示灯312Q1.3检测指示灯4注意：工作站处于运行模式时，工作站正面的安全光栅启动，触发会引起报警，导致工作站运行暂停，属于危险动作。10任务一机械及电气安装调试安装工艺要求：1.电缆与气管分开绑扎，第一根绑扎带距离接头处60±5mm，其余两个绑扎带之间的距离不超过50±5mm，绑扎带切割不能留余太长，必须小于1mm，美观安全。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合适，不能折弯缠绕和绑扎变形，不允许出现漏气。3.机械安装需选择合适工具，按提供模块零件完成单元装配，安装完毕后机械单元部分没有晃动和松动。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0.4-0.6MPa，并打开过滤器末端开关，测试气路连接的正确性。（二）涂胶单元及码垛单元机械装配利用竞赛工位所提供的工具和零件，完成涂胶单元的结构件零件的安装。利用竞赛工位所提供的工具和零件，完成码垛单元的结构件零件的安装。11（三）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，使用手动工具完成装配检测单元的1号和2号装配检测工位；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。3.完成1号和2号检测单元各气缸到阀岛的气路连接，阀岛部分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。（四）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，对线缆进行捆扎；2.利用操作面板上的触摸屏的手动界面，对接线进行测试，确认功能正确；（五）工业机器人IO信号配置与接线1.在工业机器人示教器中，根据表1、表2提供的工业机器人IO信号板与PLC、视觉控制器等终端，定义各信号的类型和功能。2.完成工业机器人接线、测试。（六）工业机器人的工作原点姿态工业机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。12附图11工业机器人本体的工作原点姿态（七）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，打开“RobotArt工业机器人离线编程软件竞赛版”，根据实际测量结果，对三维环境中的设备组件进行位置调整，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”按钮打开使用，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。注意：赛项开始满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部分内容。从技术人员操作，开始秒表计时；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13利用竞赛现场提供的电脑，使用“RobotArt工业机器人离线编程软件竞赛版”，打开任务一中保存的“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”按钮对工程文件进行保存。件离线编程结果和工作站实际运行结果均作为评分要求。涂胶过程要求：工业机器人控制柜控制面板的“模式开关”切换到“自动模式”，任务执行由触摸屏的“涂胶、码垛设定界面”完成定制涂胶工艺参数设置后，点击“确定”按钮自动开始执行涂胶工艺，具体工艺过程要求如下：1.工艺流程起始状态为工业机器人在Home点，涂胶工具摆放到在工具支架上。2.工业机器人拾取涂胶工具。3.工业机器人回到Home点。4.工业机器人完成HMI定制A轨迹涂胶，轨迹段为A4-A5-A6-A1，可通过HMI定制涂胶方向和和停留特征点，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10mm距离且工具Z轴固定（方向自由选择）。5.工业机器人回到Home点。6.工业机器人完成HMI定制B轨迹涂胶，轨迹段为B4-B3-B2-B1，B4为起始点、B1为终止点，可定制B4-B3轨迹段、B3-B2轨迹段、B2-B1轨迹段的涂胶轨迹速度，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10mm距离且工具Z轴固定（方向自由选择）。7.工业机器人回到Home点。148.工业机器人完成HMI定制D轨迹涂胶，可定制涂胶轨迹的起始点和终止点，要求涂胶工具的尖点始终位于