鹤壁市第二届技能大赛工业机器人系统操作员技术工作文件

鹤壁市第二届职业技能大赛组织委员会

技术工作组

2023年2月

目录

.....................................................................................1

..........................................................................1

......................................................1

...........................................................................5

..................................................................................5

................................................6

...........................................................................7

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.................................................................11

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............................................................................23

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.............23

工业机器人系统操作员赛项主要包含使用示教器、操作

面板等人机交互设备及相关机械工具对工业机器人、工业机

器人工作站或系统进行装配、编程、调试、工艺参数更改、

工装夹具更换及其他辅助作业等任务。

工业机器人系统操作员竞赛项目的技术标准是以国家

职业标准《工业机器人系统操作员》(2020)高级(国家职

业资格三级)为基础，并涵盖国家职业资格三级以下和技师

(国家职业资格二级)的部分内容。选手理论知识、工作能

力的要求以及各项要求的权重比例，如下表所示。

—机器人工作站或系统的总装配图识读方法

—机器人工作站或系统的组成和装配方法

—搬运、码垛、焊接、喷涂、装配、打磨等工—艺

原理及周边配套设备装配方法

基本知识—机器视觉装置功能部件选择与装配方法

—液压和气动回路的调试方法

—周边配套设备功能的调试方法

—机器视觉系统功能部件使用与调试方法

—传感器安装和使用方法

1

—机械总装调试记录单的填写方法

—能识读机器人工作站或系统的总装配图和装配

工艺文件

—能根据机器人工作站或系统的装配要求选用装

配工具、工装夹具

—能按照总装配图及工艺文件，准备总装零部件

—能装配搬运、码垛、焊接喷涂、装配、打磨等机

器人工作站或系统的周边配套设备

—能安装相机、镜头、光源等机器视觉装置功能部

件

—能调整机器人末端执行器与周边配套设备之间

工作能力

位置，达到机器人与其他设备动作配合的要求

—能调节液压和气动系统压力、流量等

—能按照装配技术要求检查变位机旋转角度、移动

平台移动行程、送丝系统送丝等周边配套设备的功

能

—能调整机器视觉系统部件的图像成像、聚焦、亮

度等功能

—能检查传感器、相机等部件安装位置

—能填写机械总装调试记录单

—可编程逻辑控制器(PLC)、伺服装置、步—进

装置变频装置、人机交互装置等装配方法

基本知识—机器人工作站或系统的急停和安全操作规范

—机器人电气系统短路检测、接地及相关检测点的

电阻的检测方法

2

—传感器的测试方法

—PLC、伺服装置、步进装置、变频装置、人—机

交互装置等参数设置方法

—机器视觉系统通信和标定方法

—能按照电气装配技术文件要求安装机器人工作

站或系统的电气柜、配电盘等

—能根据电气原理图、电气接线图连接电气柜的配

电盘线路

—能按照电气接线图要求连接机器人工作站或系

统的外部急停回路、安全回路

—能连接机器人工作站或系统的控制线路

工作能力

—能完成机器人工作站或系统的安全检测

—能测试传感器的信号

—能根据技术文件要求设置PLC、伺服装置、步进

装置、变频装置、人机交互装置等参数

—能通过机器人通信接口将机器人参数传入机器

人控制器

—能使用视觉图像软件调试相机参数

—工具、工件坐标系标定与修改方法

—负载参数设置方法

—机器人外部辅助轴的控制参数配置方法

—机器人系统外部控制信号、组输入/输出信号设

基本知识定方法

—网络通信设置方法

—机器人重复定位精度测试方法

—机器人输入/输出信号调试方法

—机器人外部辅助轴操作与调试方法

3

—机器人搬运、码垛、焊接、喷涂、装配、打磨等

典型应用的编程与调试方法

—机器视觉系统的编程方法

—机器人运行程序、运动轨迹、工艺参数等的优化

方法

—机器人工作站或系统安全防护机制的设置方法

—三维建模软件的模型文件导入方法

—离线编程软件使用方法

—能创建工具、工件坐标系，完成坐标系标定

—能设置负载参数

—能设定机器人外部辅助轴的控制参数

—能设定机器人系统外部启动/停止、输入/输出、

急停等信号

—能根据机器人输入/输出信号通断，调整机器人

运行状态

—能根据机器人位置数据、运行状态及运动轨迹调

整程序

—能利用示教器控制外部辅助轴调整移动平台、变

工作能力位机等设备的功能

—能创建搬运、码垛、焊接喷涂、装配、打磨等机

器人工作站或系统的运行程序，添加作业指令，进

行系统工艺程序编制与调试

—能使用视觉图像软件进行机器视觉系统的编程

—能根据机器人工作站或系统的实际作业效果，调

整周边配套设备，优化机器人的作业位姿、运动轨

迹、工艺参数、运行程序等

—能利用示教器报警功能调整机器人工作站或系

统的功能

—能设置机器人工作站或系统的安全防护机制，在

4

手动和自动模式下触发机器人停止

—能将三维建模软件创建的模型文件导入离线编

程软件

—能使用离线编程软件创建机器人系统作业场景

—能使用离线编程软件编制机器人运动轨迹，生成

机器人运行程序

—能导出机器人离线程序

1.基本内容

本试题包含以下六个任务：

任务1机械电气系统安装

任务2工业机器人系统标定

任务3视觉系统安装编程调试

任务4工业机器人系统模块编程调试

任务5系统整体综合任务

任务6职业素养与安全意识

其中任务6内容贯穿于整个比赛过程。

2．试题命制的办法

本次大赛竞赛试题由命题专家组进行命制。依据国家

职业标准《工业机器人系统操作员》(2020)，注重基本

技能和专业化操作，注重操作过程和质量控制，注重安

全生产以及职业道德和标准规范，对接国赛，体现现代技

5

术，结合生产实际，考核职业综合能力，并对技能

人才培养起到示范指导和引领作用。

3．基本流程

由大赛技术工作委员会组织命题专家命制竞赛试

题。

1．比赛时间安排

本赛项比赛时间2天，采取多场次进行，各参赛单位领

队参加公开抽签，确定比赛场次。各参赛队按照抽签确定的

时段分批次进入比赛场地参赛。参赛选手在规定时间(180

分钟)内，根据赛场提供的赛项任务书(即赛题)和有关资

料，以现场技能操作方式，完成赛项任务。

2．竞赛内容

具体的竞赛内容如下：

(1)任务1机械电气系统安装

按任务要求完成对比赛系统的工业机器人相关设备进

行机械和电气安装，使其能够搭建满足任务书工艺要求的工

业机器人工作站系统。

(2)任务2工业机器人系统标定

按任务要求完成工业机器人世界坐标系、工具坐标系及

6

工件坐标系的标定。

(3)任务3视觉系统安装编程调试

按任务要求完成视觉系统的标定，实现对轮毂贴有不同

颜色的识别。

(4)任务4工业机器人系统模块编程调试

按任务要求完成工业机器人相关基本模块单元的测试

用的人机界面、通讯以及底层控制程序的编制，包括工业机

器人、伺服电机、仓库等单元的软件调试。

(5)任务5系统整体综合任务

对竞赛设备进行整体操作、编程和调试，达到任务书规

定综合生产任务(包括轮毂出仓、打磨、检测、分拣等)的

工艺要求。

(6)任务6职业素养与安全意识

职业素养与安全意识。竞赛现场考察参赛选手操作规

范、工作效率、质量与成本控制及安全意识等职业素养。

1．分数权重

各任务均为测量分，具体的分数权重如下：

工业机器人工具的安装5分

任务1

机械电气系统10%

机器人工作站其他外设及工作站控制器的安装与

安装5分

调试

7

任务2机器人主要工作参数的测量与评估5分

工业机器人系10%

统标定TCP的标定及坐标配准5分

视觉检测系统网络系统的连接5分

任务3

视觉系统安装15%视觉软件设定4分

编程调试

智能相机的调试和编程6分

工业机器人信号测试2分

任务

4工业机器人取放4号轮毂编程与调试12分

工业机器人系

35%

统模块编程调

工业机器人取放6号轮毂编程与调试17分

试

PLC编程调试4分

任务5综合任务的编程与调试20分

系统整体综合20%

任务

任务6

竞赛现场考察参赛队组织管理、团队协作、工作

职业素养与安10%10分

效率、质量与成本控制及安全意识等职业素养

全意识

2.评判原则

评判采取客观评判为主的方式，针对操作过程中在各个

关键点所应呈现的技术指标、系统状态或实现的功能是否符

合工作任务书的设计要求，列出各评判项、评判标准和测试

方法以及技术指标进行评判。评分表根据比赛试题制定。

3．评判方法

每个赛位的现场裁判依据评分表对参赛选手的操作规

范、合理性以及完成质量、现场表现等进行评分。评分结果

由参赛选手、裁判员、裁判长签字确认。

8

4.评分流程

操作技能评分由过程评分、违规扣分两部分组成。

(1)过程评分

过程评分由现场裁判根据评分标准，对选手的操作进行

客观评分；若选手对评分有异议时，由裁判长裁决。

(2)违规扣分

选手有下表中所列情形，需从“任务6职业素养与安全

意识”中扣分，10分扣完为止，扣分标准见下表。

工业机器人快换工具掉落2分/次

操作不

工业机器人与设备碰撞分次

当破坏2/

赛场设备

竞赛过程中造成设备损坏10分

在裁判长发出开始比赛指令前，提前操作3分

不服从裁判指令3分/次

在裁判长发出结束比赛指令后，继续操作

违反赛3分

场纪律

擅自离开本参赛队赛位取消比赛资格

扰乱赛

场秩序与其他赛位的选手交流取消比赛资格

在赛场大声喧哗、无理取闹取消比赛资格

携带纸张、U盘、手机等不许携带的物品取消比赛资格

5.统分方法

经各组参与裁判员签字确认和裁判长或裁判长助理审

核的评判结果交由工作人员录入系统。各个任务的总和即为

选手的最终竞赛成绩。

9

6．成绩并列

各参赛选手成绩为职业素养得分和任务得分之和，竞赛

成绩按照总得分从高到低排列。若总得分相同，则按照完成

竞赛总任务的时间排名，完成时间少的参赛选手排名在前；

若完成任务的时间相同，则按照任务5得分排名，得分高的

队伍排名在前；若任务5得分相同，则由裁判组综合评定。

竞赛日程如下表所示。

下午14：30参赛选手、裁判员报到熟悉设施参赛选手、裁判员

设备场地，抽签、场地主任、技

术支持人员

选手检录、抽场次、抽工位号入

场

参赛选手、裁判组

比赛准备、场地主任、技术

上午8：00支持人员、监督仲

第1场比赛

裁组

第1场评分

选手检录、抽工位号入场

比赛准备参赛选手、裁判组

下午14：00、场地主任、技术

第2场比赛支持人员、监督仲

裁组

第2场评分

10

选手检录、抽工位号入场

比赛准备参赛选手、裁判组、

场地主任、技术支持

22上午8：00第3场比赛人员、监督仲裁组

第3场评分

选手检录、抽工位号入场

比赛准备

下午14：00

1第4场比赛

第4场评分

注：以上竞赛日程仅供参考。竞赛开始前或将根据实际

情况做适当调整。以竞赛现场公布的时间表为准。

凡2007年1月1日以前出生、2023年6月30日未达

法定退休年龄，具有河南省户籍或在豫工作学习满1年以

上的人员，可按属地原则报名参赛。已获得“中华技能大奖

”“全国技术能手”“中原技能大奖”“河南省技术能手

”的人员，不以选手身份参赛。

包括各项目裁判组全体成员。

1.裁判长

裁判长由市组委会技术工作组遴选确定。秉承公平公正

原则做好相应沟通协调、落实竞赛各项技术工作、不参与参

赛选手评判工作。

11

做好本项目裁判员(含裁判长助理)的赛前培训和本项

目赛前技术交流，组织本项目开展赛后技术总结和技术点

评。

2.裁判长助理

协助裁判长做好各项竞赛组织实施工作、不参与参赛选

手评判工作。

3.裁判员

经市组委会技术工作组审核确定后承担裁判员执裁工作。

4.工作人员

包括技术支持人员及赛务保障人员等。按照大赛统一

要求，做好相应的竞赛保障工作。

选手需要在180分钟之内完成六个任务的比赛。比赛期

间，每一天的比赛赛题难度相当，内容不同。选手完成每一

个任务的操作后，举手示意请裁判评分，待裁判员评分结束

并记录结束时间，选手签字确认，表示比赛完成。

对竞赛期间出现的问题或争议按以下程序解决：

1.竞赛项目内解决。竞赛过程中的问题或争议，组织

比赛现场裁判员研究解决。最终处理意见应及时告知意见

反映人，并填写《鹤壁市第二届职业技能大赛问题或争议处

理记录表》。

12

2.监督仲裁组解决。对项目内处理结果有异议的，在规

定时间内，各参赛队领队可向监督仲裁组出具署名的书面反

映材料并举证。

1.竞赛区域采光、照明和通风良好，环境温度、湿度符

合设备使用规定，同时满足竞赛正常工作需求，并符合消防

及防疫防控等要求。

2.根据赛项特点，隔离为相对独立的竞赛单元，标明赛

位号，并配备竞赛设备1套(含气泵)。每个赛位提供单相

三线交流220V电源。

3.赛场设维修服务、医疗、生活补给站等公共服务区，

为选手和赛场人员提供服务。

4.本项目场地总体面积100平方米，5个竞赛赛位(含

1个备用赛位)。每个赛位的面积20平方米(含长5米、宽

4米)，赛位间隔1米。

工业机器人系统操作员项目赛场提供北京华航唯实机器

人科技股份有限公司提供的CHL-KH-11型设备设备清单表如下

13

序号名称竞赛平台规格参数

工业机器人×1

1)六自由度串联关节桌面型工业机器人；

2)工作范围580mm；

3)有效荷重3kg，手臂荷重0.3kg；

4)手腕设有10路集成信号源，4路集成气源；

5)重复定位精度0.01mm；

6)防护等级IP30；

7)轴1旋转，工作范围+165°~-165°，最大速度250°/s；

8)轴2手臂，工作范围+110°~-110°，最大速度250°/s；

9)轴3手臂，工作范围+70°~-90°，最大速度250°/s；

10)轴4手腕，工作范围+160°~-160°，最大速度320°/s；

11)轴5弯曲，工作范围+120°~-120°，最大速度320°/s；

12)轴6翻转，工作范围+400°~-400°，最大速度420°/s；

13)1kg拾料节拍，25×300×25mm区域为0.58s，TCP最大速度

6.2m/s，TCP最大加速度28m/s，加速时间0~1m/s为0.07s；

14)电源电压为200~600V，50/60Hz，功耗0.25kW；

15)本体重量25kg；

16)在工作台台面上布置有手动/自动模式切换旋钮、电机开

启按钮及示教器接线接口，方便接线。

工业机器人扩展IO模块×1

执行

11)支持DeviceNet总线通讯；

单元2)支持适配IO模块数量最多32个；

3)传输距离最大5000米，总线速率最大500kbps；

4)附带数字量输入模块2个，单模块8通道，输入信号类型

PNP，输入电流典型值3mA，隔离耐压500V，隔离方式光耦隔离

；

5)附带数字量输出模块3个，单模块8通道，输出信号类型源

型，驱动能力500mA/通道，隔离耐压500V，隔离方式光耦隔离

；

6)附带模拟量输出模块1个，单模块4通道，输出电压0V~10V

，负载能力>5kΩ，负载类型为阻性负载、容性负载，分辨率12

位；

7)在工作台台面上布置有远程IO适配器的网络通信接口，方

便接线。

工具快换模块法兰端×1

1)针对多关节机器人设计，使气管、信号确认线一次性自

动装卸；

2)超硬铝材质，安装位置为机器手侧；

3)自重125g，可搬重量3kg；

4)锁紧力123N，张开力63N；

5)支持9路电信号（2A，DC24V）、6路气路连接。

14

平移滑台×1

1)有效工作行程700mm，有效负载重量50kg，额定运行速度

15mm/s；

2)驱动方式为伺服电机经减速机减速后，通过同步带带动滚

珠丝杠实现旋转运动变换到直线运动，由滚珠导轨导向滑动；

3)伺服电机额定输出400W，额定转矩1.3Nm，额定转速

3000r/min，增量式17bit编码器，配套同品牌伺服驱动器，配

套精密减速机，减速比1:5；

4)滚珠丝杠直径25mm，导程5mm，全长990mm，配套自润滑螺

母；

5)滚珠导轨共2个，宽度20mm，全长1240mm，每个导轨配套2

个滑块；

6)直线导轨安装有防护罩，保护导轨和丝杠等零件，确保运

行安全，配有拖链系统方便工业机器人线缆及其他连接线布线

，外侧安装有长度标尺，可指示滑台当前位置。

PLC控制器×1：

1)工作存储器30KB，装载存储器1MB，保持性存储器10KB；

2)本体集成I/O，数字量8点输入/6点输出，模拟量2路输入；

3)过程映像大小为1024字节输入（I）和1024字节输出（Q）

；

4)位存储器为4096字节（M）；

执行5)具备1个以太网通信端口，支持ProfiNet通信；

1单元6)实数数学运算执行速度2.3μs/指令，布尔运算执行速度

0.08μs/指令；

7)扩展IO模块，数字量输入模块1个，输入点数16位，类型为

源型/漏型，额定电压24VDC（4mA）；

8)在工作台台面上布置有PLC的网络通信接口，方便接线。

远程IO模块×1

1)支持ProfiNet总线通讯；

2)支持适配IO模块数量最多32个；

3)传输距离最大100米（站站距离），总线速率最大100Mbps

；

4)附带数字量输入模块3个，单模块8通道，输入信号

类型PNP，输入电流典型值3mA，隔离耐压500V，隔离方式光耦

隔离；

5)附带数字量输出模块2个，单模块8通道，输出信号类型源

型，驱动能力500mA/通道，隔离耐压500V，隔离方式光耦隔离

；

6)附带模拟量输入模块1个，单模块4通道，输入电压

0V~10V，输入滤波可配置（1ms~10ms），输入阻抗>500k

Ω，分辨率12位；

7)在工作台台面上布置有远程IO适配器的网络通信接口，

方便接线。

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工作台×1

1)铝合金型材结构，工作台式设计，台面可安装功能模块，

底部柜体内可安装电气设备；

2)台面长1360mm，宽680mm，厚20mm；

3)底部柜体长1280mm，宽600mm，高700mm；

4)底部柜体四角安装有脚轮，轮片直径50mm，轮片宽度25mm

，可调高度10mm；

5)工作台面合理布置有线槽，方便控制信号线和气路布线，

且电、气分开；

6)底部柜体上端和下端四周安装有线槽，可方便电源线、气

管和通信线布线；

7)底部柜体门板为快捷可拆卸设计，每个门板完全相同可互

换安装。

轮辐夹爪×1

1)三指夹爪，气动驱动，自动定心，可针对零件轮辐位置稳

定夹持；

2)配有工具快换模块工具端，与工具快换法兰端配套，自重

45g，安装后厚度38mm。

轮毂夹爪×1

1)三指夹爪，气动驱动，自动定心，可针对零件轮毂位置稳

定夹持；

2)配有工具快换模块工具端，与工具快换法兰端配套，自重

45g，安装后厚度38mm。

轮辋内圈夹爪×1

1)三指夹爪，气动驱动，自动定心，可针对零件轮辋内圈位

置稳定夹持；

2)配有工具快换模块工具端，与工具快换法兰端配套，自重

工具45g，安装后厚度38mm。

2单元轮辋外圈夹爪×1

1)两指夹爪，气动驱动，自动定心，可针对零件轮辋外圈位

置稳定夹持；

2)配有工具快换模块工具端，与工具快换法兰端配套，自重

45g，安装后厚度38mm。

吸盘夹爪×1

1)五位吸盘工具，可对零件轮辐的正面、反面表面稳定拾取

；

2)配有工具快换模块工具端，与工具快换法兰端配套，自重

45g，安装后厚度38mm。

端面打磨工具×1

1)电动打磨工具，配有端面打磨头，可对零件表面进行打磨

加工；

2)配有工具快换模块工具端，与工具快换法兰端配套，自重

45g，安装后厚度38mm。

16

侧面打磨工具×1

1)电动打磨工具，配有侧面打磨头，可对零件表面进行打磨加

工；

2)配有工具快换模块工具端，与工具快换法兰端配套，自重45g

，安装后厚度38mm。

工具支架×1

1)铝合金结构，可稳定支撑并定位所有工具；

2)提供7个工具摆放位置，位置标号清晰标示；

3)所有工具的定位方式相同，可互换位置，不影响正常使用。

示教器支架×1

1)与工业机器人示教器配套，可稳定安放，不易滑落；

2)配套线缆悬挂支架，方便线缆收放。

工作台×1

1)铝合金型材结构，工作台式设计，台面可安装功能模块，底

部柜体内可安装电气设备；

2)台面长680mm，宽680mm，厚20mm；

3)底部柜体长600mm，宽600mm，高700mm；

4)底部柜体四角安装有脚轮，轮片直径50mm，轮片宽度25mm，

可调高度10mm；

5)工作台面合理布置有线槽，方便控制信号线和气路布线，且

电、气分开；

6)底部柜体上端和下端四周安装有线槽，可方便电源线、气管

和通信线布线；

7)底部柜体门板为快捷可拆卸设计，每个门板完全相同可互换

安装。

立体仓库×1

1)双层共6仓位，采用铝型材作为结构支撑；

2)每个仓位可存储1个轮毂零件；

3)仓位托盘可由气动推杆驱动推出缩回；

4)仓位托盘底部设置有传感器可检测当前仓位是否存有零件；

5)每个仓位具有红绿指示灯表明当前仓位仓储状态，并有明确

标识仓位编号。

远程IO模块×1

仓储

1)支持ProfiNet总线通讯；

3单元

2)支持适配IO模块数量最多32个；

3)传输距离最大100米（站站距离），总线速率最大100Mbps；

4)附带数字量输入模块3个，单模块8通道，输入信号类型PNP，

输入电流典型值3mA，隔离耐压500V，隔离方式光耦隔离；

5)附带数字量输出模块4个，单模块8通道，输出信号类型源型

，驱动能力500mA/通道，隔离耐压500V，隔离方式光耦隔离；

6)在工作台台面上布置有远程IO适配器的网络通信接口，方便

接线。

17

轮毂零件×6

1)铝合金材质，五辐轮毂缩比零件；

2)轮辋直径102mm，最大外圈直径114mm，轮辋内圈直径88mm

，轮毂直径28mm，整体厚度45mm，轮辐厚度16mm；

3)正面设计有可更换的数控加工耗材安装板，直径37mm，厚

度8mm，塑料材质；

4)零件正面、反面均设计有定位槽、视觉检测区域、打磨加

工区域和二维码标签位置。

工作台×1

1)铝合金型材结构，工作台式设计，台面可安装功能模块，

仓储

3底部柜体内可安装电气设备；

单元

2)台面长680mm，宽680mm，厚20mm；

3)底部柜体长600mm，宽600mm，高700mm；

4)底部柜体四角安装有脚轮，轮片直径50mm，轮片宽度25mm

，可调高度10mm；

5)工作台面合理布置有线槽，方便控制信号线和气路布线，

且电、气分开；

6)底部柜体上端和下端四周安装有线槽，可方便电源线、气

管和通信线布线；

7)底部柜体门板为快捷可拆卸设计，每个门板完全相同可互

换安装。

打磨工位×1

1)铝合金框架结构，可稳定支撑零件加工；

2)四爪夹具由气动驱动，可对零件轮毂位置进行稳定夹持，

自动对心定位；

3)底部配有传感器可检测当前工位是否存有零件。

旋转工位×1

1)铝合金框架结构，可稳定支撑零件加工；

2)四爪夹具由气动驱动，可对零件轮辋内圈进行稳定夹持，

自动对心定位；

3)底部配有传感器可检测当前工位是否存有零件；

4)旋转气缸可带动旋转工位整体180°旋转，实现零件沿轴

打磨线旋转。

4

单元翻转工装×1

1)双指夹具对零件轮辋外圈稳定夹持，自动对心定位，翻转

过程无位移；

2)旋转气缸可驱动双指夹具实现所夹持的零件在打磨工位和

旋转工位间翻转；

3)升降气缸可实现将翻转后的零件在小距离内垂直放入或取

出工位，确保定位准确。

吹屑工位×1

1)不锈钢材质，外形尺寸150mm×150mm×100mm；

2)顶部开口直径130mm；

3)两侧布置了吹气口，可将打磨后粘附在零件表面上的碎屑

清除。

18

远程IO模块×1

1)支持ProfiNet总线通讯；

2)支持适配IO模块数量最多32个；

3)传输距离最大100米（站站距离），总线速率最大100Mbps；

4)附带数字量输入模块2个，单模块8通道，输入信号类型PNP

，输入电流典型值3mA，隔离耐压500V，隔离方式光耦隔离；

5)附带数字量输出模块2个，单模块8通道，输出信号类型源型

，驱动能力500mA/通道，隔离耐压500V，隔离方式光耦隔离；

6)在工作台台面上布置有远程IO适配器的网络通信接口，方便

接线。

工作台×1

1)铝合金型材结构，工作台式设计，台面可安装功能模块，底

部柜体内可安装电气设备；

2)台面长680mm，宽680mm，厚20mm；

3)底部柜体长600mm，宽600mm，高700mm；

4)底部柜体四角安装有脚轮，轮片直径50mm，轮片宽度25mm，

可调高度10mm；

5)工作台面合理布置有线槽，方便控制信号线和气路布线，且

电、气分开；

6)底部柜体上端和下端四周安装有线槽，可方便电源线、气管

和通信线布线；

7)底部柜体门板为快捷可拆卸设计，每个门板完全相同可互换

安装。

视觉系统×1

1)采用30W像素CCD相机，彩色，有效像素640×480，像素尺寸

7.4μm×7.4μm，电子快门；

2)控制器为箱型，可并列处理；

3)动作模式包括标准模式、倍速多通道输入、不间断调整；

4)支持128场景数；

5)利用流程编辑功能制作处理流程；

6)支持Ethernet通信，采用无协议（TCP/UDP）；

7)在工作台台面上布置有网络通信接口，方便接线。

配套光源及显示器×1

1)配套漫反射环形光源，白色，明亮度可调节；

检测

52)光源配有保护支架，可有效防止零件掉落损坏光源；

单元

3)配套视觉系统显示器和操作用鼠标。

工作台×1

1)铝合金型材结构，工作台式设计，台面可安装功能模块，底

部柜体内可安装电气设备；

2)台面长680mm，宽680mm，厚20mm；

3)底部柜体长600mm，宽600mm，高700mm；

4)底部柜体四角安装有脚轮，轮片直径50mm，轮片宽度25mm，

可调高度10mm；

5)工作台面合理布置有线槽，方便控制信号线和气路布线，且

电、气分开；

19

6)底部柜体上端和下端四周安装有线槽，可方便电源线、气管和

通信线布线；

7)底部柜体门板为快捷可拆卸设计，每个门板完全相同可互换安

装。

传送带×1

1)宽度125mm，有效长度1250mm；

2)调速电机驱动，功率120W，单相220V供电，配套1:18减速比减

速器，采用变频器驱动；

3)传送带起始端配有传感器，可检测当前位置是否有零件。

分拣机构×3

1)分拣机构配有传感器，可检测当前分拣机构前是否有零件；

2)利用垂直气缸可实现阻挡片升降，将零件拦截在指定分拣机构

前；

3)利用推动气缸可实现将零件推入指定分拣工位。

分拣工位×3

1)分拣工位末端配有传感器，可检测当前分拣工位是否存有零件

；

2)分拣工位末端为V型顶块，可配合顶紧气缸对零件精确定位；

3)每个分拣工位均有明确标号。

远程IO模块×1

1)支持ProfiNet总线通讯；

2)支持适配IO模块数量最多32个；

分拣

63)传输距离最大100米（站站距离），总线速率最大100Mbps；

单元

4)附带数字量输入模块3个，单模块8通道，输入信号类型PNP，输

入电流典型值3mA，隔离耐压500V，隔离方式光耦隔离；

5)附带数字量输出模块2个，单模块8通道，输出信号类型源型，

驱动能力500mA/通道，隔离耐压500V，隔离方式光耦隔离；

6)在工作台台面上布置有远程IO适配器的网络通信接口，方便接

线。

工作台×1

1)铝合金型材结构，工作台式设计，台面可安装功能模块，底部

柜体内可安装电气设备；

2)台面长1360mm，宽680mm，厚20mm；

3)底部柜体长1280mm，宽600mm，高700mm；

4)底部柜体四角安装有脚轮，轮片直径50mm，轮片宽度25mm，可

调高度10mm；

5)工作台面合理布置有线槽，方便控制信号线和气路布线，且电

、气分开；

6)底部柜体上端和下端四周安装有线槽，可方便电源线、气管和

通信线布线；

7)底部柜体门板为快捷可拆卸设计，每个门板完全相同可互换安

装。

20

PLC控制器×2：

1)工作存储器30KB，装载存储器1MB，保持性存储器10KB；

2)本体集成I/O，数字量8点输入/6点输出，模拟量2路输入；

3)过程映像大小为1024字节输入（I）和1024字节输出（Q）

；

4)位存储器为4096字节（M）；

5)具备1个以太网通信端口，支持ProfiNet通信；

6)实数数学运算执行速度2.3μs/指令，布尔运算执行速度

0.08μs/指令。

交换机×1：

1)支持网络标准IEEE802.3、IEEE802.3u、IEEE802.3x；

2)8个10/100/1000Mbps自适应RJ45端口；

3)全钢材壳体，强劲散热性能保证机器稳定运行。

操作面板×1：

1)提供1个总电源输入开关，可控制输入电源的开启关闭；

2)提供1个电源模块急停按钮，可切断总控单元电源模块向其

他单元模块的供电；

3)提供4个自定义功能按钮，1个自复位绿色灯按钮，1个自复

位红色灯按钮，1个自保持绿色灯按钮，1个自保持红色灯按钮

。

显示终端×1：

1)屏幕尺寸24英寸；

总控

72)屏幕分辨率高清，1366×768；

单元

3)屏幕比例16:9；

4)视频接口HDMI1.4。

移动终端×1：

1)屏幕尺寸7.85英寸；

2)屏幕分辨率1024×768；

3)屏幕类型IPS；

4)处理器速度1.3GHz；

5)存储容量16GB；

6)操作系统Android6.0；

7)支持WiFi和蓝牙连接。

自动化编程软件×1：

1)PLC配套组态及编程、仿真测试平台；

2)面向任务和用户的系统、所有的程序编辑器都具有统一的

外观、优化后的工作区域画面布局工位灵活便捷；

3)网络与设备图形化的组合方式。

离线编程软件×1：

1)内置硬件三维模型资源，可方便拖拽到操作环境中实现布

局设计，验证工业机器人动作范围可达性；

2)软件支持多品牌工业机器人动作编程和程序文件导出；

3)提供后置程序编辑器可方便的实现程序手动修改；

4)可将仿真结果生成三维动画并发布网络后通过二维码扫描

观看。

21

电源模块×1：

1)输入电源为三相五线制，AC380V，50Hz，15kW，重载连接

器插头，接线安全防触电；

2)执行单元输出电源为单相三线制，AC220V，50Hz，7kW，

重载连接器插头，接线安全防触电，配空气开关和指示灯；

3)仓储单元输出电源为单相三线制，AC220V，50Hz，2kW，

重载连接器插头，接线安全防触电，配空气开关和指示灯；

4)加工单元输出电源为三相五线制，AC380V，50Hz，12kW，

重载连接器插头，接线安全防触电，配空气开关和指示灯；

5)打磨单元输出电源为单相三线制，AC220V，50Hz，2kW，

重载连接器插头，接线安全防触电，配空气开关和指示灯；

6)检测单元输出电源为单相三线制，AC220V，50Hz，2kW，

重载连接器插头，接线安全防触电，配空气开关和指示灯；

7)分拣单元输出电源为单相三线制，AC220V，50Hz，2kW，

重载连接器插头，接线安全防触电，配空气开关和指示灯。

气源模块×1：

总控

71)气泵功率600W，排气量118L/min，最大压力8bar，储气罐

单元

9L；

2)提供8路气路供气接口，可用于其他单元独立提供压缩空气

，每路空气接口可单独开启关闭。

工作台×1：

1)铝合金型材结构，工作台式设计，台面可安装功能模块，

底部柜体内可安装电气设备；

2)台面长1360mm，宽680mm，厚20mm；

3)底部柜体长1280mm，宽600mm，高700mm；

4)底部柜体四角安装有脚轮，轮片直径50mm，轮片宽度25mm

，可调高度10mm；

5)工作台面合理布置有线槽，方便控制信号线和气路布线，

且电、气分开；

6)底部柜体上端和下端四周安装有线槽，可方便电源线、气

管和通信线布线；

7)底部柜体门板为快捷可拆卸设计，每个门板完全相同可互

换安装。

配套工具盒1个，内六角扳手1套，螺丝刀1把，斜口钳1把，气管剪1

8

工具个，万用表1个

22

1.竞赛场地和竞赛设备的提供方对赛场的布置，赛场内

的器材、设备等要符合国家有关安全规定。

2.严格控制与参赛无关的易燃易爆以及各类危险品进

入比赛场地。

3.大赛现场对赛场进行网络安全控制，以免场内外信息

交互，充分体现大赛的严肃、公平和公正性。

赛场配备医护人员和必须的药品。

竞赛期间赛场内发生意外事故，发现者应第一时间报告

裁判，同时采取措施避免事态扩大。裁判应立即启动预案

予以解决并报告组委会，并即时采取预处理措施。

附件：工业机器人系统操作员（省赛精选）项目样题

23

1.本任务书共8页，如出现任务书缺页、字迹不清等问题，请及

时向裁判员申请更换任务书。

2.请仔细研读任务书，检查竞赛平台，如有模块缺少、设备问题，

请及时向裁判员提出。

3.请在180分钟内完成任务书规定内容。

4.选手提交的试卷不得出现单位、姓名等与身份有关的信息，否

则成绩无效。

5.由于操作不当等原因引起工业机器人控制器及l/0组件、PLC、

相机、补光灯、末端工具等的损坏及机械碰撞等情况，将依据扣分表

进行处理。

6.竞赛现场不得携带任何电子存储设备。

7.竞赛平台参考资料以pdf格式存放在“D：\工业机器人系统操

作员参考资料”文件夹下。

8.选手在竞赛过程中创建的程序文件必须存储到“D：\工业机器

人系统操作员竞赛编号”文件夹下。

9.每一个任务的初始状态和具体测试要求根据评判要求现场给定

或者试题给定。

10.在完成任务过程中，请及时保存程序及数据。

11.请服从裁判员的管理与安排。

1

场次：工位号：日期：

竞赛设备描述：

“工业机器人系统操作员”竞赛在“工业机器人系统集成实训台

”上进行，该设备由工业机器人、工具单元、仓储单元、打磨单元

、视觉单元、分拣单元等单元组成，利用工业以太网实现信息互联

，依托MES系统实现数据采集与可视化，接入云端借助数据服务实现

一体化联控，满足轮毂的定制化生产制造要求。本赛项将极大地提

升高职院校智能制造相关专业的人才培养质量，进一步推动智能制

造技术的应用。

图1竞赛平台模块

2

要求工业机器人自动取料仓中的轮毂工件，机器人准确抓取工件，

并移动至相机拍照位置，通过视觉系统对轮毂标签进行颜色识别，绿色，

放至分拣单元；红色，去打磨，打磨完毕后，相机检验绿色，运至分拣

单元。

平台中主要模块的预设IP地址分配如下表1所示，各参赛队员

可根据实际情况自行修改。

表1主要功能模块预设IP地址分配表

序号名称IP地址分配备注

1工业机器人192.168.1.103预设

2智能相机192.168.1.3预设

3主控系统PLC192.168.1.240预设

4主控HMI触摸屏192.168.1.111预设

5编程计算机192.168.1.101预设

任务1：机械电气系统安装

任务1-1：工业机器人气路及外部工装安装

1.完成工业机器人末端法兰与工具的安装

2.完成局部气管与气管接头的连接。

任务1-2：机器人工作站其他外设及工作站控制器的调试

1.连接相应通讯结线

2.气路信号调试完成

安装连接完成后，效果如图1-1所示。

图1-1安装效果

3

任务2：工业机器人系统设定

任务2-1机器人主要工作参数的测量与评估

标定绘图循迹模块的工件坐标系，并验证工件坐标系的正确性。

任务2-2TCP的标定及坐标配准

使用辅助标定工具，设定打磨工具坐标系，并使用重定位方法进行

工具坐标系正确性检验

图2-1绘图摸块摆放示意图

2

任务3：视觉系统安装、编程与调试

任务3-1安装连接相机的电源线、通信线于正确位置

任务3-2视觉通信配置

1.将视觉通信的方式设为“无协议TCP”；并设置

以太网通信地址为“192.168.100.100”，子网掩码“255.255.

255.0”，输入/输出端口号为2000。

2.设定工业机器人的通信网口IP地址。要求：设置通信网口为“W

AN”口，IP设为“192.168.100.101”，子网掩码为“255.255.255.0”，

标签名称为“CCD”.

任务3-3视觉检测调试

选择合适的快换工具，手动安装到工业机器人快换装置的主端口处，

控制工业机器人在抓取轮毂零件的状态下运动至视觉检测点的合适位置

4

处(控制导轨运动信号见表2-3)，示教记录该点位置，命名为“Ar

ea01”，并在该位置完成视觉检测模板的搭建。

视觉检测对象为轮毂标签颜色，如图2-1所示，标签颜色有“红色”