G04工业机器人技术应用赛项规程高职组资料.docx

G04工业机器人技术应用赛项规程高职组资料.docx

《G04工业机器人技术应用赛项规程高职组资料.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《G04工业机器人技术应用赛项规程高职组资料.docx（19页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

G04工业机器人技术应用赛项规程高职组资料

2016年福建省职业院校技能大赛

“工业机器人技术应用”赛项规程

一、赛项名称

赛项编号：

G-05

赛项名称：

工业机器人技术应用

赛项组别：

高职组

赛项归属大类：

制造类

二、竞赛目的

通过技能大赛,展示参赛选手维护、调试、操控机器人的技能，检阅参赛队组织管理、团队协作、工作效率、质量与成本控制、安全意识等职业素养；引导职业学校关注行业在“工业机器人技术应用”方面的发展趋势及新技术的应用；促进工学结合人才培养和课程的改革与创新；促进智能机器人技术（机器人设备安装、调试、维护、使用）的普及；提升高职学院专业教师的指导水平。

三、竞赛内容

参赛选手在规定时间（2.5小时）内，通过示教编程或离线编程的方式，根据赛场提供的有关资料和赛项任务书，完成如下以下全部或部分任务（具体按任务书要求）：

1.多关节机器人和视觉系统调试。

2.参赛选手将放置小包装食品的托盘手动放置在磁导AGV上，磁导AGV每次可以携带3个托盘，参赛选手手动启动AGV。

3.磁导AGV沿着地上铺设的磁导线运动对接到托盘流水线，将托盘放入托盘流水线上。

4.托盘流水线上设置了视觉检测系统，通过对托盘上的各种食品进行图案或外形识别，区分出不同的小包装食品。

5.参赛选手通过工业网络程序操控多关节机器人抓取托盘上不同规格的小包装食品，根据赛项任务书的要求，放入位于礼品盒流水线上的礼品盒中指定格子完成分类包装。

每个礼品盒分为多个小格，每小格从下往上可以叠加放置2-4个同类食品；不同小格放置的食品种类可以不同（同一小格叠加放置的食品是同一种类的），具体在赛项任务书中有明确规定。

比赛共需要完成3个礼品盒的包装。

四、竞赛方式

1.正式比赛采用团体赛方式，不计选手个人成绩，统计参赛队的总成绩进行排序。

2.正式比赛队伍组成：

每支参赛队由3名比赛选手组成，3名选手须为同校在籍学生，其中队长1名，性别与年级不限。

每队可配2名指导教师。

参赛对象为高职院校全日制学生（含本科院校高职学生）。

五、竞赛流程

1.竞赛准备：

参赛队于正式比赛前一天下午到指定地点进行比赛场次的抽签并熟悉比赛场地。

2.竞赛检录：

参赛选手在竞赛开始前30分钟到达指定地点等候检录，赛前10分钟由裁判长组织抽取工位号。

赛前10分钟未到现场参加工位号抽取的，视为放弃比赛资格。

3.等候竞赛：

参赛选手检录完毕后于指定地点侯赛，等候期间不得离开候考室。

4.正式竞赛：

听候裁判长指令，参赛队进入抽取的工位，由裁判发放竞赛任务书，在统一指令下开始正式竞赛。

5.退出竞赛场地：

按指定路线退出竞赛场地。

如有提前结束比赛不得提前退场，应按工作人员的引导到指定地点等候至规定的时间退场。

六、竞赛试题

赛题在比赛时以任务书的形式发放，参赛队根据任务书的要求完成竞赛任务,并按要求和程序提交竞赛结果。

赛前将公布任务书样题，正式赛题与样题形式上保持一致，难度相当于样题。

七、竞赛规则

1.赛场提供竞赛组委会指定的专用设备和软件，可以根据竞赛需要选择使用现场提供的设备、仪器、工具和软件。

禁止自行携带工具和U盘入场比赛。

2.参赛选手按规定时间进入竞赛场地，确认现场条件，按统一指令开始比赛。

3.比赛时间共2.5小时，参赛选手在竞赛项目指定的竞赛平台上完成比赛任务。

4.比赛过程中选手不得随意离开工位范围，不得与其它参赛队选手交流或擅自离开赛场。

如遇问题时须举手向裁判员示意询问后处理，否则按作弊行为处理。

5.在比赛过程中只允许裁判员、工作人员进入现场，其余人员（包括领队、指导教师和其他参赛选手）未经组委会同意不得进入赛场。

6.参赛选手不得将比赛任务书、图纸、草稿纸、存储设备和工具等与比赛有关的物品带离赛场，选手必须经现场裁判员检查许可后方能离开赛场。

7.任何选手在比赛期间未经组委会的批准不得接受其它单位和个人进行的与比赛内容相关的采访。

8.任何选手未经允许不得将比赛的相关信息私自公布。

9.参赛选手、领队和指导教师违反竞赛规则，取消比赛资格并进行通报。

10.其它未涉事项或突发事件，由大赛组委会负责解释或决定。

八、竞赛环境

1.竞赛工位：

标明工位号的工业机器人竞赛平台一套。

2.赛场提供AC380V/220V电源，每个工位提供气源。

供电和供气系统有必要的安全保护措施，提供独立的电源保护装置和安全保护措施。

3.每个竞赛工位提供的计算机安装有相关应用软件和对应的手册，并提供用于提交文件的U盘一个。

4.竞赛场地保证良好的采光、照明和通风。

九、技术规范

（一）职业素养

1.敬业爱岗，忠于职守，严于律已，刻苦钻研；

2.勤于学习，善于思考，勇于探索，敏于创新；

3.认真负责，吃苦耐劳，团结协作，精益求精；

4.遵守操作规程，安全、文明生产；

5.着装规范整洁，爱护设备，保持工作环境清洁有序。

（二）相关知识与技能

1.机电技术应用

2.机电设备安装与维修

3.链传动、带传动、齿轮传动等典型机械传动技术、气动控制技术

4.变频调速、步进驱动系统、交流伺服驱动系统原理与应用

5.PLC自动控制技术

6.运动控制技术及精确定位控制技术

7.视觉识别技术

8.机器人控制技术

9.离线编程软件技术

（三）相关职业标准

校企结合，嵌入相关职业资格标准要求。

1.维修电工国家职业标准（职业编码6-07-06-05）

2.工具钳工国家职业标准（职业编码6-05-02-02）

3.装配钳工国家职业标准（职业编码6-05-02-01）

4.机械设备安装工国家职业标准（职业编码6-23-10-01）

5.可编程控制系统设计师国家职业标准（职业编码X2-02-13-10）

十、技术平台

正式比赛的设备平台，软件，工具、耗材统一提供。

正式比赛赛场设备指定供应厂商为：

江苏汇博机器人技术有限公司和长春合心机械制造有限公司。

正式比赛设备平台只选用图1技术平台的AGV运料系统、托盘流水线、礼品盒流水线、多关节机器人四个模块中的全部或部分设备。

离线编程软件：

北京华航唯实机器人科技有限公司，RobotArt。

技术平台组成如图1所示：

图1比赛设备组成

（一）主要技术参数

如表1所示

表1主要技术参数

项目

参数

数值

电源规格

AC380V/50Hz/8KW

气源规格

进气管φ12；0.5-0.8Mpa

环境温度

－5℃～+45℃

相对湿度

≤96%

系统整体

场地尺寸（长×宽）mm：

8000×4000

AGV运料系统

行走速度最大720mm/s

输送带速度最大554mm/s

电源电压48V

托盘流水线

输送速度最大554mm/s

礼品盒流水线

输送速度最大554mm/s

安全防护网

外形尺寸（长×宽×高）mm：

3000×3000×1300

（二）结构组成与功能

1.AGV运料系统

AGV运料系统的外形尺寸为：

长820mm，宽480mm，高774mm，总质量约70kg，载重为200N，采用磁导式循线方式，行走电机采用两台带电磁抱闸装置的步进电机，实现差速控制，最高速度为0.72m/s，定位精度为±5mm，AGV前后均有碰撞保护装置，实现碰撞后立即断电停车。

AGV上部为平带输送装置，采用步进电机驱动，实现与流水线及码垛机对接以运送货物，上有3个货位（一次最多运送３个货物），每个货位均有传感器以检查货物装载状态。

皮带离地面高度为774mm，输送带前端有电磁铁控制的阻挡机构。

AGV安装有用于操作及显示使用的7寸触摸屏以及一个三色塔灯（AGV工作警示灯），其控制采用PLC控制系统，可与托盘流水线及码垛机进行实时通讯，保证相互之间信息交流及工作对接。

AGV主要参数规格如下：

外形尺寸：

（长×宽×高）720mm×480mm×610mm

直线运行速度：

18m/min弯道运行速度：

10～15m/min

纵向地标定位精度：

±3mm横向地标定位精度：

±3mm

最小转弯半径：

650mm

额定载重：

30Kg

最大载重：

50Kg

自动导引传感器：

专用磁导循迹传感器

电源：

磷酸铁锂电池组DC48V24AH

充电方式：

外置充电器

最大噪音：

≤70db

2.托盘流水线系统

该单元下部为铝型材框架，其上面安装的对射式传感器，用于AGV运料系统与托盘流水线系统之间的通讯。

上部输送装置采用交流电机驱动的倍速链传动，并在第2、4工位前端下方放置止动气缸，1、2、4、6工位放置电感式接近开关（最前方为第1工位），传动平稳且定位精度高。

输送带总长1200mm，宽度622mm，离地面高度774mm，最多可容纳6个托盘。

托盘流水线的入口处成喇叭形状且加装流利条导向。

系统侧面还有1个托盘回收装置。

如图2所示。

图2托盘流水线示意图

托盘采用透明形式，在4#工位下部安装有LED照明灯，4#工位上部安装有视觉识别系统。

因此4号工位为物料识别工位。

托盘经过视觉识别后，排队进入1、2、3工位，其中1#工位为机器人分类抓取工位，待1#工位托盘物料全部抓取完毕后，机器人将空托盘抓取放入托盘搜集处，可以进入下一托盘物料的分类抓取。

3.礼品盒流水线系统

如图3所示，下方为铝型材框架，上方采用板链输送。

板链上方有定位元件，3个礼品盒固定在板链上不会滑动。

采用步进电机驱动，运动精度高，可以进行双向运动。

板链输送带上安装有原点、极限行程开关，配合步进电机的运动，可以精确定位礼品盒具体位置。

输送带上方还可安装对射式传感器，用于检测礼品盒位置。

输送带长度为2000mm，宽度为600mm，离地面高度774mm。

礼品盒流水线从左到右设为1-5工位，当前礼品盒处于234工位，定义为礼品盒A、B、C，机械手装载3号工位的礼品盒，即B礼品盒。

若礼品盒内某一规定品种的格子已经装满，可以通过礼品盒的正反向双向运动更换工作礼品盒。

图3礼品盒流水线

4.HR20-1700-C10型多关节机器人

多关节机器人，6个自由度，最大负荷20KG，臂展>1.5m。

机器人第六轴安装有气动真空吸盘的工作爪。

PLC通过通信方式控制机器人抓取托盘内的物料放置在礼品盒中规定的格子内，并将空托盘放置入托盘搜集处。

如图4所示

图4HR20-1700-C10型六关节机器人

工业机器人参数如表2所示：

表2工业机器人参数

结构形式

6-DOF串联关节

负载能力

20KG

驱动方式

全伺服电机驱动

重复定位精度

±0.08mm

每轴最大运动范围

关节1

±180°

关节2

65°～-145°

关节3

175°～-65°

关节4

±180°

关节5

±135°

关节6

±360°

每轴最大运动速度

关节1

170°/S

关节2

165°/S

关节3

170°/S

关节4

360°/S

关节5

360°/S

关节6

600°/S

最大展开半径

1722mm

通信方式

MODBUSTCP/IP

本体重量

220Kg（不含安装底座）

操作方式

示教再现/编程

供电电源

三相380V、50Hz、5KW

5.安全防护网

金属防护网结构，长宽各3米，高1.3米，防护网上开有2个安全门，门打开时机器停止工作。

6.控制系统网络拓扑结构

图5控制系统网络拓扑图

注：

图5中的控制网络拓扑和设备型号仅供参考，具体以实际比赛设备为准。

7.RobotArt离线编程软件

基于Windows系统开发，在电脑的三维虚拟环境中进行机器人的动作定义和规划；用三维视图来进行机器人工作仿真模拟；在仿真过程中进行碰撞检测，可达性检测，奇异点检测，轴超限检测。

主要功能：

7.1导入机器人及其他工作单元模型。

7.2根据模型的几何数据生成机器人轨迹，轨迹与模型关