职业院校技能大赛--工业机器人技术应用(高职组)赛项样题

1、*ChinaSkills2015年全国职业院校技能大赛工业机器人技术应用赛项（高职组）竞赛任务书（样题）选手须知：1. 任务书共 垒页，另有电路图附件一份，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. 竞赛任务完成过程配有两台笔记本计算机，参考资料放置在“参考资料”文件夹下。3. 参赛团队应在4.5小时内完成任务书规定内容；选手在竞赛过程中创建的程序文件必须存储到“技能竞赛工位号”文件夹下，未存储到指定位置的运行记录或程序文件均不予给分。4. 选手提交的试卷用 赛位号标识，不得出现学校、姓名等与身份有关的信息， 否则成绩无效。5. 由于错误接线、操作不当等原因

2、引起机器人控制器及I/O组件、智能视觉系统、PLG变频器、AGV机器人的损坏，将取消选手竞赛资格。6. 在完成任务过程中，请及时保存程序及数据。批次： 日期： 赛位号：竞赛设备描述：“工业机器人技术应用”竞赛在“ HBHX-RCPS-C型工业机器人技术应用 实训平台”上进行，该设备由工业机器人、 AG机器人、托盘生产线、工件盒生 产线、视觉和立库等六大系统组成，如图 1所示。标准控制柜立体仓庫码垛机器入agv磁性导引轨這图1竞赛平台结构图系统的主要工作目标是将从立体仓库上取出的工件，通过AGM器人，搬运到托盘生产线上，通过视觉系统对工件进行识别，然后由工业机器人进行装 箱。图2是需要分拣的工件

3、。12345678图2需要分拣的工件图2中默认从左至右、从上到下工件编号为1-8号。图3分拣工件放置于托盘中的状态托盘结构如图3所示，两侧设计有档条，两条档条中间为工件放置区。以下为本次竞赛的各项任务，请选手根据竞赛任务书，在4.5个小时内,完成竞赛设备部分硬件安装、智能相机系统调试、工业机器人示教编程、人机 界面开发、控制程序编写及系统调试等任务。任务一：硬件安装（一）传感器的安装安装并调试传感器（含线体传感器、AGV寸接传感器、安全护栏传感器）人口吒电卄黄|運熹丄位进电卄旻_光电片关_图4托盘生产线传感器布置图5 AGV与托盘生产线信号对接位置图6安全护栏传感器位置安全护匕札普电11E4i

4、4一it10忙3112kiu£STL«ffl| t9 |iias'21 isTfttLtlIL12rtLQ'VluQUPI023HE3A-t-"ipH屯图7主控柜柜内接线端子图ttn&HKL 餐 wig 电 HalHL我拍幣吨电 优-nwl 爭 ¥< 帕NWA. ? 虽机AK«< 能*鼻-F <91 4AN电鼻 ss（二）工业机器人外部工装安装1. 吸盘与吸盘支架的安装；2. 气管接头与吸盘支架的安装3. 吸盘支架与连接杆的安装；4. 连接杆与法兰的安装；5. 吸盘手爪法兰与机械手本体固连（连接法兰圆端

5、面与机械手本体J6关 节输出轴端面）；6. 气管与气管接头的连接图10气动手爪连接后的效果（三）视觉系统的连接连接电源控制器、相机及编程计算机。（四）AGV机器人上部输送线安装与调试1主动轴的安装；2. 同步带传动机构的安装及调试;3. 从动轴的安装；4. 平皮带张紧度的调节；5. 托盘导向板的安装。图11 AGV机器人上部输送线结构爆炸图图12 AGV机器人上部输送线结构图任务二：视觉系统调试智能相机的默认IP地址为192.168 83，计算机的IP地址需要与智能相机IP地址在同一个网段内。（一）视觉软件设定打开X-SIGHT STUDIO信捷智能相机软件，连接相机，配置并调整相机，可 实时

6、查看现场图像，使用软件工具箱设定作业方式，并输出监控数据，具体操 作步骤及方法参考x-sight使用手册。（二）智能相机的调试1. 调整相机镜头焦距及亮度，使智能相机稳定、清晰地摄取图像信号；2. 设置视觉控制器触发方式、Modbus参数，调试视觉控制器与主控 PLC的 通信；3. 图像的标定以及坐标摄取流程编辑，要求如下：1）智能相机对托盘内的单一工件进行拍照，获取该工件的形状和位置、角度偏差。相机镜头中心为位置零点，智能相机学习的物品角度为零度。2)编写视觉程序，要求如下： 识别1号工件，并编号，且记录该工件的位置，角度和形状。 识别2号工件，并编号，且记录该工件的位置，角度和形状。识别3

7、号工件，并编号，且记录该工件的位置，角度和形状。 识别4号工件，并编号，且记录该工件的位置，角度和形状。 通过网络传输将视觉检测结果信息提供给主控 PLC各类工件的信息及对 应地址见表2-1所示，此处规定第一个信息为编号，第二个信息为工件位 置信息，第三个信息为角度偏差，并把相关信息在触摸屏上显示出来。表2-1智能相机工件信息及对应通信地址类型工件Modbus通讯地址11: 10LK)f X 坐掠y坐标1004：角燮2: 10061 X 坐标 1008： V坐标 1010： 角度3j 1012 K 坐标1014： Y坐标1016:角度211: 1016: X 坐标1020: Y坐标1022：

8、ft®2：丄0岀：只坐垛1026a Y坐标1028： 角度3: 1030： X 坐标 103J r Y坐标 1034：31 !_ . .-'1； 1036： K 坐标1038： V坐标1040：垢度2： 10-12： X 坐标1044： Y坐标1045:角度104書：X坐标1050： ¥坐标 1052;角度41L； 10S4； X 尘标 1056; ¥坐标 105 B； 角度2； 1060； K 全标1062; ¥坐咏1064；角燮3： 10CG； X 坐恢10687 Y坐檢1070i 角度51: 1072： )坐标1074： Y坐标1076r角

9、度2, 1078 X 坐标1080： Y坐标1082:角度3： 1084： X 坐标1006； Y坐标1088： 坷度6珀LMOi X坐标1092; Y坐标10 ；角度2： 1096: X 邑标109®: ¥坐标1100： ft 箜玉1102： 乂坐标1104： Y坐标1106; 彌厦71: 1108： X 坐标1110； ¥坐标1112：吊变2： 1114： X 坐垢 nits- ¥坐标 111&：樂度3： 1120： X 坐标1122： ¥坐标1124:龟虫81： 1126i X 塑标1128： ¥坐标113D；角敗2：

10、1132： X 坐标1134: Y坐标1136； 免度3； 1130： X 坐懾1140； V坐标1142：角度MS阮亠_ 口图13软件操作示意Q|ht aa”区曲虽mem馬ti-P.tbWiUtitD目毎1漳so起耐厦-MHMJWtlrt 止虜M辛习 ms 11 剧任务三：工业机器人设置与编程调试工业机器人控制器作为服务器端，设备号为1,其IP地址为192.1688 103，使用modbus TCP/IP协议方式。（一）工业机器人系统的设定及示教编程1. 打开工业机器人手爪上的激光笔，通过示教操作，使工业机器人分别沿 X轴、Y轴运动，调整工件盒生产线的空间位置，使工件生产线与工业机器人相 对

11、位置正确；2. 在托盘中放置一种工件，置于托盘生产线 1号工位，在工件盒生产线的 中间位置放置一个工件盒，如图14所示。利用示教器进行工业机器人示教操作, 将托盘中的工件分别放置在工件盒指定的四个小格中（标号： 1, 2, 7, 8）;图14托盘生产线和工件盒生产线的工位3. 通过示教，记录该工件的位置信息，将空托盘放置在托盘收集处；4. 示教结束，更换托盘及工件盒，工业机器人程序再现时，应能沿以上示 教轨迹重复4种工件的抓取及空托盘收集动作。（此环节每完成一个工件任务需要举手示意裁判）（二）工业机器人工具坐标系建立设定单吸盘手爪工具坐标；通过给定数据（x=0, y=161.42,z=158.

12、28, a=-9O°,b=14O0,c=9O °）计算确定双吸盘手爪的工具坐标。（三）工业机器人系统联机测试编写PLG触摸屏及智能相机程序，与工业机器人进行通信，通过操作触摸 屏测试界面进行联机测试。要求如下：1. 启动托盘生产线，在托盘生产线入口处放入装有一个工件的托盘;2. 利用相机对工件进行识别，并在触摸屏上显示种类、坐标、角度等信息；3. 示教工业机器人程序，PLC传输视觉识别的数据给工业机器人，工业机 器人根据相机采集的数据和识别的结果，按规定放置于工件盒生产线的对应位 置；4. 在工件盒生产线1号工位，按规定角度将4种工件放置入工件盒的4个 小格中，如图15所示

13、，即1、2、7、8位置。图15工件摆放位置5. 暂停功能测试：在工业机器人运行过程中，按下托盘生产线上的停止按 钮或安全护栏操作门打开，工业机器人暂停运行，同时触摸屏上相应指示灯闪 烁。按下主控柜启动按钮，工业机器人继续运行。（此环节工作任务完成需要举手示意裁判）任务四：系统综合编程调试（一）触摸屏与PLC变量对接以下四个触摸屏界面现场已经提供，编写PLC程序及触摸屏程序，完成变 量对接。图16主控制界面示例图17生产线调试界面示例图18工业机器人监控界面示例图19生产线工件数据监控界面示例（二）系统程序开发与运行1. 系统初始状态检查人机界面切换到运行界面后，主控 PLC程序应首先检查网络通

14、信是否正常, 各外围系统是否处于初始状态。初始状态是指：1）工业机器人、视觉系统、变频器、 PLC通信正常；2）工业机器人处于工作原点；3）托盘生产线上没有托盘。启动AGV机器人，进行与码垛机器人、托盘生产线的对接。2. 系统综合编程调试设定系统参数，编制工业机器人、PLC触摸屏等程序，并进行调试，工作 任务主要步骤如图20所示图20工作任务主要步骤1) 托盘和工件已经位于立体仓库中。在立体仓库触摸屏操作界面随机选取20个有托盘的仓位准备出库，如图21所示。按下码垛机器人运行按钮，码垛机器人将根据选手选择的仓位顺序依次将托盘取出并送入AGV机器人上部输送线。图21触摸屏上选择需要自动出货的货位

15、2) AGV机器人运送工件：三个托盘装满后， AGV将自动运行至托盘生产线位置进行对接，自动对接完成后 AGV上的托盘将被输送至托盘生产线。托盘输 送完毕，AGVI动返至立体仓库继续取工件，如此循环直至所有工件输送完毕。3）运送托盘合计20个，工件有四种（在8种工件中任选），总数在（2430）之间。每个托盘中工件数量可以为0-3个，单个托盘中工件种类最大为 3种。4）托盘进入托盘生产线的智能相机位置处，利用相机识别托盘中工件的种 类、位置、角度等信息，并传送给 PLC图22-1工件的摆放（1）图22-2 工件的摆放（2）5）根据现场提供的编程环境及函数库编写 PLC程序，控制工件盒生产线、 工业机器人等设备，完