职业院校技能大赛机器人技术应用样题(1).docx
《职业院校技能大赛机器人技术应用样题(1).docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《职业院校技能大赛机器人技术应用样题(1).docx（39页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
2022年江西省职业院校技能大赛
中职组“机器人技术应用”赛项
竞赛任务书（样题）
选手须知：
1．任务书共32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。
3．参考资料（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、HMI操作手册、平台简介等）放置在“D:
\参考资料”文件夹中。
4．选手在竞赛过程中利用电脑创建的软件程序文件必须存储到“D:
\技能竞赛”文件夹中，其中PLC文件的命名格式为“PLC+场次号+工位号”，触摸屏文件的命名格式为“HMI+场次号+工位号”，三维环境搭建文件的命名格式为“ART+场次号+工位号”，涂胶离线仿真文件的命名格式为“TJ+场次号+工位号”。
未按要求保存的文件不予以评分。
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。
5．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。
6．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
1
本次任务选择工业机器人在3C行业中最典型的异形芯片插件工序为应用背景，涵盖了工业机器人系统的安装调试、集成应用与维护维修等工作领域，融合典型的涂胶、码垛、分拣、装配等工作任务，考察选手工业机器人系统应
用等专业能力、团队协作、质量控制和安全意识等职业素养与综合职业能力。
模块A工业机器人系统的安装调试
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，不能出现折弯
缠绕和绑扎变形现象，不允许出现漏气现象。
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。
模块A-1工业机器人系统机械装调
（一）工作站台面单元布局
工作站台面单元布局要求：
注意芯片料仓单元、涂胶单元、码垛单元、废品单元、工具等的布局方向和安装形式如图A-1，具体位置尺寸满足模块B中机器
人工作半径范围即可。
（二）工具快换模块法兰端安装及气路连接
1．将工具快换模块法兰端已经安装到工业机器人第6轴法兰盘上。
要求检
查工具快换模块法兰端和工业机器人第6轴法兰盘的销钉孔对齐，螺钉紧固。
2．完成工具快换模块的气路连接，可使工具快换模块法兰端与工具端正常锁定和释放，并实现对夹爪工具和吸盘工具的动作控制。
要求：
正压气路用蓝色
气管，负压气路用透明气管。
3．将气路压力调整到0.4MPa~0.6MPa，打开过滤器末端开关，测试气路连
接的正确性。
图A-1工作站台面布局要求
图A-2工具快换模块法兰端气路图
（三）单元机械装配
1．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。
图A-3涂胶单元装配图
2．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。
图A-4码垛单元平台A装配图
图A-5码垛单元平台B装配图
3．利用竞赛工位所提供的工具和零件，完成料仓单元结构件零件的安装。
图A-6料仓单元装配图
4．利用竞赛工位所提供的工具和零件，完成废品单元结构件零件的安装。
图A-7废品单元装配图
5.利用竞赛工位所提供的工具和零件，完成左侧光栅结构件零件的安装。
图A-8光栅装配器件和电气接线
（四）检测单元1号、2号工位机械安装及气路连接
1.利用竞赛工位所提供的工具和零件，完成检测单元1号、2号工位相应气
缸的电磁阀连接，并检查线路。
图A-9电磁阀安装前和安装后示意图
2.利用竞赛工位所提供的工具和零件，完成检测单元1号、2号工位的机械
结构件、气缸、导轨、检测滑台、检测灯架子等零件的安装。
图A-10检测单元1号工位装配图
图A-11检测单元2号工位装配图纸
3.利用竞赛工位所提供的工具和零件，完成检测单元1号、2号工位的气缸
气路连接，能按要求可以实现工位安装台的推进缩回动作、检测灯的升降动作。
图A-12检测单元1号工位气动原理图
图A-13检测单元2号工位气动原理图
模块A-2工业机器人系统电气装调
（一）检测单元1号、2号工位电气接线
利用竞赛工位所提供的工具和零件，完成检测单元1号、2号工位传感器、
检测灯、指示灯等的电路接线，并调整传感器的安装位置使其准确反馈气缸状态。
图A-14检测单元1号工位电气接线信号对照表
图A-15检测单元2号工位电气接线信号对照表
（二）光栅电气接线
利用竞赛工位所提供的工具和零件，完成光栅的电路接线，共需接四根
线：
信号线（PLC的输入信号线I4.0）、0V、24V和地线（PE），并调整光栅的
安装位置可准确反馈光栅信号。
图A-16光栅的电路接线部位
（三）PLC的IO信号连接
根据提供的PLC的IO信号表，完成控制面板上的PLC控制线路接线，并对线
缆进行捆扎。
注意：
不允许更改设备中原有的线路，只允许在控制面板正面接线区域利用
快接线缆完成PLC的IO的连接。
图A-17PLC的IO信号接线区域
表A-1PLC输入信号表
序号
地址
功能注解
序号
地址
功能注解
1
I0.0
急停
13
I1.4
升降气缸2上限
2
I0.1
编程/运行
14
I1.5
升降气缸2下限
3
I0.2
启动
15
I1.6
升降气缸1上限
4
I0.3
停止
16
I1.7
升降气缸1下限
5
I0.4
自动启动
17
I2.0
推动气缸1伸出位
6
I0.5
暂停
18
I2.1
推动气缸1缩回位
7
I0.6
重新
19
I2.2
推动气缸2伸出位
8
I0.7
点对点/补偿
20
I2.3
推动气缸2缩回位
9
I1.0
升降气缸4上限
21
I2.4
推动气缸3伸出位
10
I1.1
升降气缸4下限
22
I2.5
推动气缸3缩回位
11
I1.2
升降气缸3上限
23
I2.6
推动气缸4伸出位
12
I1.3
升降气缸3下限
24
I2.7
推动气缸4缩回位
表A-2PLC输出信号表
序号
地址
功能注解
序号
地址
功能注解
1
Q0.0
升降气缸1
13
Q1.4
红色指示灯1
2
Q0.1
升降气缸2
14
Q1.5
绿色指示灯1
3
Q0.2
升降气缸3
15
Q1.6
红色指示灯2
4
Q0.3
升降气缸4
16
Q1.7
绿色指示灯2
5
Q0.4
推动气缸1
17
Q2.0
红色指示灯3
6
Q0.5
推动气缸2
18
Q2.1
绿色指示灯3
7
Q0.6
推动气缸3
19
Q2.2
红色指示灯4
8
Q0.7
推动气缸4
20
Q2.3
绿色指示灯4
9
Q1.0
检测指示灯1
21
Q2.4
启动停止指示灯
10
Q1.1
检测指示灯2
22
Q2.5
自动启动指示灯
11
Q1.2
检测指示灯3
23
Q2.6
暂停指示灯
12
Q1.3
检测指示灯4
24
Q2.7
蜂鸣器
（四）工业机器人IO信号配置
在工业机器人示教器中，根据工业机器人IO信号与PLC、视觉控制器等终端
的接线图，定义各信号的类型和功能。
图A-18工业机器人数字量输入信号接线图
图A-19工业机器人数字量输出信号接线图
将交换机放置到机器人控制柜上，利用交换机和网线将机器人控制柜、欧姆龙视觉控制器、西门子PLC、威纶通触摸屏和两台电脑进行组网，各设备地址如
表A-3所示，构建工业机器人系统集成网络。
表A-3各个设备的IP地址
序号
设备名称
IP地址
1
机器人控制柜（X2）
192.168.125.1
2
PLC
192.168.125.2
3
触摸屏
192.168.125.3
4
欧姆龙视觉控制器
192.168.125.4
5
电脑1
192.168.125.5
6
电脑2
192.168.125.6
注意：
本赛程中选手可任意选择各设备间的通信方式（使用IO通信或者网络
通信），不做强制要求。
（五）工业机器人Home点
工业机器人Home点姿态为本体的1轴、2轴、3轴、4轴、6轴的关节为
0°,5轴为90°。
模块A-3工业机器人系统建模
1.利用现场提供的测量工具，完成对工作站台面上所有单元组件实际安装
位置的布局尺寸测量。
2.在离线仿真软件中，根据实际测量结果，对三维环境中的单元组件进行位
置调整，使其与本赛位竞赛平台一致，要求竞赛平台台面上所有单元均安放到位。
3.工作站模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”按钮保存到文件夹中，请勿擅自更改文件后缀。
注意：
软件操作过程中注意随时保存比赛成果。
模块B工业机器人系统的集成应用
设计触摸屏功能主画面（如图B-1所示），点击对应的按钮可以进入相应的
画面。
图B-1功能主画面
模块B-1产品的外壳涂胶
要求：
将控制面板的“模式开关”切换到“自动”模式，将触摸屏从主画面切换至产品的外壳涂胶画面。
若触发安全光栅，则报警（报警相关要求参照模块B-5）。
完成基础涂胶和定制涂胶两项任务，涂胶单元如图B-2所示，具体工艺
过程要求如下：
图B-2涂胶单元
（一）基础涂胶
1.按下触摸屏产品的外壳涂胶画面中的“运行”按钮，涂胶计时开始，工业
机器人回到Home点，拾取涂胶工具。
2.默认情况下涂胶工具的TCP位于涂胶单元轨迹线槽的中心线偏离涂胶单元平面上方5mm距离、工具Z轴垂直于涂胶表面，按照如下步骤完成基础涂胶
工艺：
（1）工业机器人以C5点为起始点，以C2点为结束点，涂胶工具速度为50mm/s，顺时针完成C轨迹基础涂胶，层数为2层，第一层涂胶时C5-C2，偏离涂胶单元上方5mm，第二层涂胶时C2-C5，偏离涂胶单元上方10mm，完成该
轨迹后，机器人回Home点，停留2s。
（2）工业机器人以B4点为起始点和结束点，顺时针完成圆形轨迹涂胶。
在B4到B1段涂胶轨迹速度为10mm/s，在B1到B2段涂胶轨迹速度为20mm/s，在B2到B3段涂胶轨迹速度为10mm/s，在B3到B4段涂胶轨迹速度为20m/s。
分别在B1、B2、B3点停留3秒。
完成该轨迹后，机器人回Home点，涂胶和计
时暂停。
注意：
基础涂胶工艺同时需在仿真软件中仿真。
（二）定制涂胶
完成基础涂胶工艺之后，开始定制涂胶工艺。
在图B-3涂胶功能画面中，参照表B-1对所有定制轨迹参数进行设定，完成定制轨迹涂胶流程。
默认情况下，涂胶工具的TCP位于涂胶单元轨迹线槽的中心线偏离涂胶单元平面上方5mm，
轨迹速度为50mm/s，工具Z轴垂直于涂胶表面。
图B-3涂胶功能画面
1、按下“运行”按钮，继续计时，按照触摸屏设定参数完成C轨迹定制涂胶。
触摸屏选择其中的两点之间为特殊涂胶段，按触摸屏设置顺时针完成涂胶；其他
涂胶段按默认情况涂胶。
机器人回Home点，暂停涂胶和计时。
2、按下“运行”按钮，按照触摸屏设定参数完成复合轨迹的定制涂胶，复合轨迹由A、B、C、D四条轨迹组成，其中A轨迹：
A1-A2-A3-A4-A5-A6；B轨迹：
B1-B2-B3-B4；C轨迹：
C1-C2-C3-C4-C5-C6；D轨迹：
D1-D2-D3-D4-D5-D6-D7。
在触摸屏设定：
四条轨迹的涂胶顺序；每条轨迹正序涂胶或逆序涂胶。
不同轨迹之间的连接走直线，并在每条轨迹的终点停留5S，涂胶速度为50mm/s。
完
成该轨迹后，机器人回Home点，暂停涂胶和计时。
3、按下“运行”按钮，工业机器人放回涂胶工具，工业机器人回到Home点，
停止涂胶计时。
表B-1定制涂胶工艺参数
序号
轨迹编号
定制工艺参数
可选参数
参数说明
1
C
起始点/结束点
C1-C6
起始点/结束点为C1-C6任意一点
特殊涂胶段点1
C1-C6
可选择C1-C6中任意一点
特殊涂胶段点2
C1-C6
可选择C1-C6中任意一点
特殊涂胶段
涂胶层数
0
为0则跳过特殊涂胶段
1
为1则单方向涂胶1次
2
为2则完成单向涂胶再往返涂胶1
次
3
为3则完成单向涂胶再往返涂胶2次
2
复合轨迹
涂胶顺序
A、B、
C、D
A、B、C、D轨迹按顺序选择
每条轨迹正/逆序
正序/逆序
每条轨迹顺/逆序，如选中A轨迹正序，则为A1-A2-A3-A4-A5-A6；逆序，则为A6-A5-A4-A3-A2-A1。
模块B-2产品的码（拆）垛
要求：
将控制面板的“模式开关”切换到“自动”模式，将触摸屏从主画面切换至码垛定制画面如图B-5所示。
若触发安全光栅，则会报警（报警相关要求参照模块B-5）。
工艺流程起始状态为工业机器人在Home点，码垛单元平台A中放置4-6个物料，码垛单元平台B中无物料。
完成产品基础码垛和定制码垛
任务，具体工艺过程要求如下：
（一）基础码垛
1.按下触摸屏码垛设定画面“运行”按钮，开始码垛计时，工业机器人回到
Home点，拾取夹爪工具。
2.工业机器人从平台A的底部依次取出3个物料码按照1-2-3的位置顺序码
放至平台B中，垛型如图B-4所示，工业机器人回到Home点，暂停3秒。
3.工业机器人按照2-1-3的顺序从平台B依次将3个物料拆垛至平台A中。
4.工业机器人放回夹爪工具，工业机器人回到Home点，暂停码垛和计时。
图B-4基础码垛垛型
（二）定制码垛
1.完成基础码垛后，首先机器人选择合适工具探测出平台A中物料数量并能在后续码垛过程中实时显示在触摸屏界面，如果为奇数则采用吸盘工具，如果为
偶数则采用夹爪工具。
2.在码垛设定画面中选择第一层码垛垛形、取料顺序（从上到下或者底部抓取）。
按下“运行”按钮，触摸屏继续计时，工业机器人拾取对应的工具，从平台A中按照设定的取料顺序取出3个物料，并按照2-3-1的位置顺序和设定垛形
码放至平台B完成底层码垛，垛型如图B-6所示。
图B-5码垛设定画面
3.完成步骤2后，机器人回home点暂停，触摸屏暂停计时。
4.在码垛设定画面设定第二层码垛顺序，按下运行，触摸屏继续计时，从平台A中将剩余物料从平台底部依次取出，按照触摸屏设定的码垛顺序摆放为触
摸屏未选择的垛型。
5.工业机器人放回工具后回到Home点，触摸屏停止计时。
6.码垛定制第一层垛型时，则触摸屏红灯常亮；码垛定制第二层垛型时，绿
灯常亮。
垛型1
垛型2
图B-6平台B垛型及物料位置编号
模块B-3产品异形芯片装配
根据任务书要求，对视觉检测组件进行设置实现对异形芯片的颜色、形状等特征参数的识别和输出，对PLC、HMI和工业机器人进行编程实现电子产品装配及质量检测任务。
评分时采用工作站“自动”模式，工业机器人“自动模式”
连续运行程序完成整个过程的演示。
（一）分拣、装配过程中注意事项
1.本任务提供两套（共8块）PCB产品，两套PCB产品相同，每套均包含
A03、A04、A05、A06四块产品。
2.系统初始状态：
升降气缸上升，推动气缸伸出，指示灯熄灭，检测灯熄灭。
3.产品检测要求：
产品所在工位推动气缸缩回，缩回到位后升降气缸下降，下降到位后检测LED灯闪烁（频率为0.5Hz）4s，升降气缸上升，上升到位后推动气缸伸出，结果指示灯点亮（检测结果有三种情况，分别为成品即OK、废品即NG、半成品即SM。
OK时，绿色指示灯常亮；NG时，红色指示灯以2.5s的
周期闪烁；SM时，红色和绿色指示灯以1s的周期交替闪烁）。
检测结果保留到
触摸屏按下“运行”按钮，继续进行产品的加工，红色和绿色指示灯熄灭。
4.芯片原料料盘、芯片回收料盘或产品中未摆放任何芯片的位置，称为空位；未安装任何芯片的产品，称为空板；若芯片原料料盘、芯片回收料盘和产品中相应位置放入了不同形状的芯片，则该芯片称为掺杂，将所有掺杂放至芯片回收料盘空位。
只可使用吸盘工具对芯片空位进行探测，在探测出空位后不得再出现吸盘上无物料空吸现象；在拾取和安装芯片过程中，芯片不得掉落；吸盘工具安装芯片时，工具不能出现抖动现象。
在分拣过程中，如出现原料盘库存不足现象，则在产品异形芯片装配画面中显示所需芯片及其型号（例：
缺少A类集成电路），机器人回Home点等待裁判手动补料，在触摸屏上设定所补芯片在原料料盘摆放的位置编号，人工放置芯片完成后，点击“补料”按钮，机器人继续
完成当前任务。
5.异形芯片的颜色和形状检测通过视觉检测组件完成，每个芯片只允许利
用视觉检测一次。
对于每次视觉检测，检测时间不得超过300ms。
6.所编写的工业机器人程序，要尽可能的满足高效率的生产要求，整个任务
过程中，机器人速度和路径要设置合理，运行安全，不允许出现撞机现象。
7.芯片在原料料盘的摆放位置编号如图B-7所示，整体料架如图B-8所示，芯片种类、颜色和型号如表B-2所示，产品初始状态如表B-3所示，产品芯片位置编号如图B-9所示，原料区初始化芯片数目如表B-4所示,产品目标安装状态
如表B-5所示。
图B-7料盘芯片摆放位置编号
图B-8整体料架
（a）A03产品（b）A04产品
（c）A05产品（d）A06产品
图B-9产品芯片位置编号图
表B-2芯片种类、外观颜色和型号
芯片
种类
CPU
集成电路
电容
三极管
外观
颜色
芯片
型号
A
B
A
B
A
B
A
B
表B-3产品初始状态
序号
工位
状态
芯片数量
有无盖板
1
一号工位
随机
随机
2
二号工位
随机
随机
3
三号工位
随机
随机
4
四号工位
随机
随机
表B-4原料区初始化芯片数目
三极管（个）
电容（个）
集成电路（个）
CPU（个）
随机
随机
随机
随机
表B-5工位上产品的目标型号
工位号
芯片种类
目标型号
工位号
芯片种类
目标型号
一号
CPU
A
三号
CPU
A
集成电路
B
集成电路
B
电容
B
电容
B
三极管
B
三极管
A
二号
CPU
B
四号
CPU
B
集成电路
A
集成电路
B
电容
B
电容
A
三极管
A
三极管
A
（二）工作站产品分拣、装配
将控制面板的“模式开关”切换到“手动”模式；然后再切换到生产监视与
调试画面，如图B-10所示，在该画面进行手动调试。
图B-10生产监视与调试
将第一套PCB中的A06产品放置到一号工位，A04产品放置到二号工位，
A05产品放置到三号工位，A03产品放置到四号工位，第二套PCB产品在后续
的二次加工中使用。
1.设备自检
按下“自动启动”按钮，自动启动指示灯点亮，系统按照如下步骤进入设
备自检流程。
（1）机器人拾取吸盘工具，回到Home点，等待1s，然后再放回工具架，
机器人再次回到Home点，触摸屏显示“吸盘工具正常”；
（2）等待3s后，机器人拾取涂胶工具，回到Home点，等待1s，然后再
放回工具架，机器人再次回到Home点，触摸屏显示“涂胶工具正常”；
（3）等待3s后，机器人拾取夹爪工具，回到Home点，等待1s，然后再
放回工具架，机器人再次回到Home点，触摸屏显示“夹爪工具正常”；
（4）等待3s后，所有工位缩回、下降、检测、红绿指示灯以1Hz的频率
交替闪烁，5s后恢复初始状态，触摸屏显示“设备正常，请开始分拣流程”。
2.简单工艺分拣流程
（1）将触摸屏切换到产品异形芯片装配画面，如图B-11所示，按下触摸屏
“运行”按钮，系统运行总时间计时开始。
图B-11产品异形芯片装配
（2）按下“运行”按钮，机器人将产品盖板按照A03-A06的产品顺序依次
拆卸放置到盖板原料区。
检测四个产品上空位的总数，进行以下操作：
若为奇数，从原料盘中各种类最大位置编号（料盘芯片摆放位置编号如图B-
7所示）开始按照A03-A06的产品顺序拾取芯片安装到有盖板的产品空位处，
升级会员 