2022年全省职业院校学生技能大赛高职学生组工业机器人技术应用赛项赛题（A）

年甘肃省职业院校技能大赛工业机器人技术应用赛项试题（总时间：2.5小时）任务书二〇二二年三月选手须知：1.本任务书共9页，如出现任务书缺页、字迹不清等问题，请及时向裁判申请更换任务书。2.请仔细研读任务书，检查比赛平台，如有模块缺少等设备问题，请及时向裁判提出。3.请在2.5小时内完成任务书规定内容。4.由于操作不当等原因引起工业机器人控制器及I/O组件、PLC等的损坏以及发生机械碰撞等情况，将依据扣分表进行处理。5.比赛现场不得携带任何通讯、存储设备及技术资料，一经发现直接取消比赛资格。6.比赛平台参考资料以pdf格式存放在“D:\比赛\参考资料”文件夹下。7.比赛过程中，请及时保存程序及数据，保存到“D:\比赛\**号工位”指定文件夹中。8.比赛平台已内置部分程序，考生可以直接在平台程序上进行编程。9.需要裁判验收的各项任务，任务完成后裁判只验收1次，请根据赛题说明，确认完成后再提请裁判验收。10.选手必须及时保存自己编写的程序及资料，防止意外断电级其他情况造成程序或资料的丢失。11.赛场提供的任何物品，不得带离赛场。场次：工位号：日期：竞赛设备描述“工业机器人技术应用”竞赛平台包括机器人以及相关配套的模块库，模块库包含有旋转供料模块、输送模块、快换装置、立体库、变位机、绘图模块、视觉检测、RFID模块、装配模块、电机搬运模块等。请根据实际生产需求，选择合适的功能模块，进行机器人离线编程及验证、系统调试、机器人周边系统应用编程、实现有关部件的上料、检测、装配和入库等过程。关节坐标系下汇博平台工业机器人工作原点位置为[0°，-20°，20°，0°，90°，0°]。关节坐标系下华中平台工业机器人工作原点位置为[0°，-90°，180°，0°，90°，0°]。汇博平台工件库：（蓝色）电机外壳（蓝色）电机转子（蓝色）电机端盖（红色）关节成品（蓝色）电机成品（黄色）关节底座（黄色）减速器（黄色）输出法兰华中平台工件库：（蓝色）电机外壳（蓝色）电机转子（蓝色）电机端盖（黄色）关节成品（黄色）电机成品（黄色）关节底座（黄色）减速器（黄色）输出法兰任务一工业机器人离线编程及验证1.利用工业机器人配套离线编程软件，利用赛场提供的相关模型资料，搭建图1所示工业机器人绘图工作站。2.编写绘制如图2所示模型的离线程序，并在仿真软件中验证，要求工业机器人从工作原点开始运行，绘图完成后返回工作原点。3.将离线编程软件生成的程序导入示教器中，手动设定绘图模块面向工业机器人一侧状态（绘图模块，第三个槽），关联导入后的绘图程序，自动运行程序实现如下功能：选手按下示教器启动按钮后，工业机器人从工作原点开始运行，自动拾取绘图笔工具，将绘图字样在绘图模块上绘出，要求画笔垂直于绘图模块。最后将绘图笔放回快换装置中，工业机器人回到原点，完成离线程序的在线验证。按下启动按钮后，选手不得进行除急停以外的任何操作！在线验证完成后举手示意，向裁判申请评分！允许放弃任务一！（1）汇博平台（2）华中平台图1工业机器人绘图工作站图2绘图字样任务二系统调试1.通读任务书，根据任务书要求，筛选并安装必要的功能模块，进行电气连接，搭建工业机器人平台，要求连接紧固牢靠。连接完成后，向裁判示意，由技术人员进行确认，未经允许禁止上电，电气装配过程严禁带电操作，每个队只有一次确认机会，错误项不得分，裁判现场评分及技术人员恢复时间计入比赛时间。2.上电测试比赛开始30分钟后，选手可向裁判申请技术协助，由技术人员完成“任务二”，技术协助仅限任务二。参赛队该项目不得分。任务三立体仓库物料准备在HMI上实现立体库库位物料有无的信息显示，立体库库位标号及HMI显示界面参考示意如图3所示。完成后举手示意，现场裁判将关节底座放入立体库的库位中，进行随机验证，现场评分!（1）汇博平台（2）华中平台图3立体库库位号及HMI显示界面参考示意任务四电机装配1.在示教器上创建并命名任务，命名规则为：“GZ##**”，“##”为场次号，“**”为工位号，对工业机器人平台进行在线编程，满足电机装配需求。2.模块物料准备汇博平台：将一套蓝色的电机组件（电机外壳、电机转子和电机端盖各1个），一个红色电机成品以及一个黄色电机转子、一个黄色电机端盖放置在电机搬运模块的槽位中。华中平台：将一套蓝色的电机组件（电机外壳、电机转子和电机端盖各1个），一个白色电机成品以及一个黄色电机转子、一个黄色电机端盖放置在电机搬运模块的槽位中。放置位置选手自定义3.电机成品装配1（1）在电机搬运模块上利用蓝色电机组件完成第一套电机成品的装配，电机成品由电机外壳、电机转子和电机端盖组成。（2）将该电机成品放置到立体库空位中。4.电机成品装配2（1）在示教器上对变位机进行监控，变位机倾斜停止在朝向机器人本体方向-15°的位置。（2）抓取旋转供料模块上的黄色电机外壳，放置在变位机上，抓取点击搬运模块上黄色电机转子、黄色电机端盖在变位机模块倾斜位置上完成第二套电机成品的装配。黄色电机外壳放置位置由裁判定义（3）将该电机成品放置到立体库空位中。5.电机成品下料将电机搬运模块上红色或者白色电机成品暂存到立体库空位中。6.电机成品入库将三套电机成品搬运至旋转供料模块的库位中，使其分别摆放在指定编号库位中（汇博平台放置于4、5、6号库位，华中平台放置于3、2、1号库位），放置完成后，旋转供料模块回原点。旋转供料模块库位示意如图4所示。图4旋转供料模块库位示意7.自动运行验证（1）手动将工业机器人操作到非原点位置、变位机处于非水平位置状态、装配模块上定位气缸伸出、旋转供料模块非原点位置。（2）将工业机器人调整到自动运行模式，按下示教器程序启动按键，机器人返回至工作原点；变位机由非水平状态复位到水平上料状态，旋转供料模块顺时针运行至原点位置，装配模块上定位气缸缩回，RFID数据清零。自此除急停外，禁止对示教器进行任何操作（3）按下工作台或者HMI界面绿色启动按钮，工业机器人从工作原点开始自动抓取手爪工具，自动完成三个电机成品装配并完成下料和入库后，将手爪送回快换装置，工业机器人返回工作原点。以上装配任务完成后，举手示意，现场裁判评分任务五关节成品装配通过示教器在线编程完成三套关节成品的装配，关节成品由关节底座、电机成品、减速机和输出法兰组成，要求关节成品各组件颜色一致。汇博平台提供黄色、蓝色、红色各一套；华中平台提供白色、黄色、蓝色各一套。1.减速机与输出法兰物料准备汇博平台：减速机和输出法兰数量（红色，黄色，蓝色各2个），根据模块选择和布局情况，进行减速机和输出法兰的摆放，摆放位置不超过4个华中平台：减速机和输出法兰数量（白色，黄色，蓝色各2个），根据模块选择和布局情况，进行减速机和输出法兰的摆放，摆放位置不超过4个。物料准备确认完成后，选手除在裁判指令下进行界面展示的切换操作，其余不得再对HMI进行任何操作，出现违规行为，单次扣除5分，且物料准备任务不得分！2.视觉检测模块（1）随机将输出法兰放置为任意角度，使其在相机视野范围内。（2）触发相机拍照，将输出法兰相关数据信息显示在HMI或者机器人上，如图5，图6所示。图5HMI显示界面示意图6机器人显示界面示意完成后举手示意，裁判现场评分!3.RFID模块将一个带芯片的电机底座或者关节底座（只写其中一个）手动放置在RFID读写头上，在HMI上实现指定信息的写入和查询，并将写入和查询到的信息显示在HMI上，如图7所示。（1）汇博平台（2）华中平台图7HMI显示界面示意4.电机上料、装配（1）将电机成品放置在立体仓库空库位上。（2）选择合适的工具，将关节底座放置到变位机上，夹紧关节底座。（3）调整变位机使其倾斜停止在朝向机器人本体方向-10°的位置。（4）将电机装配到关节底座上；5.减速机或输出法兰检测触发相机拍照，获取工件信息。如果不是当前所需物料，则将此物料搬运至暂存位置，进行下一个物料的检测。如果是当前所需物料，则进行下一步装配。6.减速机装配选择合适的工具，完成减速机的装配。7.输出法兰装配调整吸盘角度，吸持输出法兰，将输出法兰装配至关节底座内，嵌入卡槽后锁定，完成输出法兰的装配，要求紧固牢靠。8.成品入库选择并自动更换合适工具，正确抓取关节成品并搬运至RFID模块上，写入RFID工序信息，并在HMI数据栏进行显示，再将关节成品搬运至立体库中。9.重复同样的方式完成剩余两套关节成品的装配和入库。10.自动运行验证系统初始复位，按下工作台或者HMI界面绿色启动按钮，工业机器人从工作原点开始，自动抓取或更换适当工具，自动完成三个关节成品装配和入库，将工具送回快换装置，工业机器人返回工作原点。任务六旋转供料模块在HMI上实现旋转供料模块的使能、点动正反转以及每次60°的相对位移操作，自动搜索工件、回原点并显示原点传感器状态信息，如图8所示。（1）汇博平台（2）华中平台图8HMI显示界面示意任务七关节部件拆卸（1套）1.拆卸输出法兰（1）选择合适的工具，将关节底座放置到变位机上，夹紧关节底座。（2）调整变位机使其倾斜停止在朝向机器人本体方向-5