中职机器人技术应用赛项样题.docx

1、中职机器人技术应用赛项样题ChinaSkills2018年湖南省职业院校技能大赛机器人技术应用（中职组）竞赛任务书样题选手须知：1任务书共竺页，如出现任务书缺页、字迹不清等问题，请及时向裁判示 意更换。2.竞赛任务过程配有1台计算机，安装有竞赛任务要求的aR（）boiAri竞赛版”软件（任务书中所述离线编程软件均指RobotArt）。3.竞赛用参誇资料（AEE机器人编程手册、Omron视觉操作手册等）放置在“D:参考资料”文件夹中。4.参赛队应在4小时内完成任务书规定的所有内容，选手在竞赛过程中创建的软件程序文件务必存储到“D:技能竞赛”文件夹中，未存储到指 定位置的运行记录或程序文件均不予给

2、分。5.选手提交的竞赛任务书仅可用竞赛场次和赛位号进行标识，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.由于参赛队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。精品精品赛位号：第 号竞赛场次：第 场竞赛平台简介“机器人应用技术”赛项（中职组）的竞赛平台为“CHL-DS-01型工业机器 人PCE异形插件工作站”，如图1所示，该设备以桌面式关节型六轴串联工业 机器人为核心，在操作平台的四周合理分布有4种不同工艺应用的工艺工具以及 涂胶单元、搬运码垛单元、异形芯片原料单元、异形芯片装配单元、视觉检测单 元、PLC总控系统、安全光栅及操作面板等

3、组件，如图2所示，同时螺丝供料 机、供气系统和电源组件布置于工作站台架内部。图1工业机器人PCB异形插件工作站|视锣果2200mm锁腔工具矽朵平台a夹爪工具吸盘工具视觉检测单元云监控图2工作站布局冒0虫电气控制接线 区域PLC控制斷 接线区域6W平台町回收台精品工业机器人PCB异形插件工作站以3C典型产品的生产装配过程为主线，包 含了涂胶、搬运码垛、视觉分拣、装配、锁螺丝、检测等工艺过程，所有涉尺设 备均合理布置在工作站台面上，方便査看设备状态和操作编程。工作站以3C行 业最典型的异形芯片插件工艺过程为任务主线，产品由异形芯片零件、PCB电路 板及盖板构成，如图3所示。图3电子产品PCB异形芯

4、片插片产品竞赛时所提供的芯片共有4类，每类两种颜色，如图4所示，按照芯片料 库中的指定料槽摆放，如图5所示。CPU集咸电跑CPU-蓝色集成电路-红色电容一直色三极管-黄色CPUCPU-灰色袁成电路-灰色电容-黃色三様管-红色图4芯片种类和颜色精品芯mW请选手根据竞赛任务书，在4个小时内，完成以下所有竞赛任务，详细图纸 及资料见附件。任务一机械及电气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605mm,其余两个 绑扎带之间的距离不超过505mm,绑扎带切割不能留余太长，必须小于 lmm,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

5、分开走线槽，气管在型材支架上可用线夹于绑扎带固定， 两个线夹于之间的距离不超过12()mrm走线槽的气管长度应合适，不能折 弯缠绕和绑扎变形现象，不允许出现漏气。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。(_)工业机器人工具快换系统的安装及接线1.将工具快换系统的法兰端快换模块安装到工业机器人的第六轴法兰盘 上，销钉孔对齐；2.将快换工具涂胶笔和夹爪组装完成。3根据附件资料和现场提供的工业机器人工具功能要求，完成法兰端快换 模块气路接线，包括锁定气路和工具控制气路。要求正压气路用蓝色气 管，负压气路用透明

6、气管。4.通过工作站侧面气路调压阀，将气路压力调整到().4().6MPe,并打开过 滤器末端开关,测试气路连接的正确性,要求:DC)信号HandChangc_Siart 为()时快换工具上钢珠为顶岀状态，DO信号Grip为()时夹爪为松开状 态。5.根据功能要求，使用手动工具完成装配检测单元的1号和3号装配检测 工位；精品6.根据功能要求，将1号和3号工位的推动气缸和升降气缸位置传感器、 检测LED灯、检测指示灯全部连接到端于排上，要求连接可靠，不允 许出现短路和断路问题。7.要求附件资料中电磁阀功能定义及编号，完成1号和3号检测单元各气 缸到阀岛的气路连接，阀岛部分的所有气管均要按工艺要求

7、绑扎。设备 原2号和4号检测单元的电气线路和气路不需要选手重新绑扎。（二）PLC控制系统的IO接线1.将工作站切换到手动模式；2.通过气动电磁阀上的手动调试按钮，确定每个电磁阀的控制逻辑（填入 号工位升降气缸或X号工位推动气缸）；表1电磁阀控制逻揖序号电磁阀编号控制逻辑1Y12Y23Y34Y45Y56Y67Y78Y83.根据附件提供的P丄控制系统K）信号表，完成PLC控制线路接线，接线区域如图6所示;精品图6 PLC控制线路接线区域4.利用操作面板上的触摸屏的手动界面，对接线进行测试，确认功能正确。注索:竞赛开始满2小时后,可举手示意现场裁判，申请放弃该任务中“工 业机器人工具快换系统的安装及

8、接线”内容的得分，由现场技术人员辅助完成该 部分内容。从技术人员操作，开始秒表计时；如果技术员十分钟内充成，不予以 补时；如果技术员超过十分钟完成，超出时间根据实际情况酌情予以补时。任务二工业机器人维护及操作通过示教器操作工业机器人完成工具定义及TCP标定。(-)工具TCP标定利用竞赛现场工具箱中提供的涂胶工具，更换为实体尖点(工具箱内)后, 手动安装到工业机器人的工具快换系统的法兰端模块上，如图7所示；图7尖点工異1.创建名称为【TCP”的工具；精品2.设定其mass值为1 ；3.通过工作站提供的TCP标定尖点，定义该工具的TCP参数，要求：a） tTCP坐标系X轴方向与基坐标系的X轴平行，

9、方向相反；b） HTP坐标系Y轴方向与基坐标系的Y轴平行，方向相反；c） OTP坐标系Z轴方向与基坐标系的Z轴平行，方向相同；4.TCP标定后工业机器人系统计算的平均误差不可大于0.1mm,其值将影 响得分；5.完成标定后，手动取下涂胶工具并恢复原状，放回工作台的指定工具支 架上。注意：TCP标定気成后，在示教器界面出现平均课差界面时，参赛队必 须举手示意现场裁判，展示平均误差值，并由裁判当时记录并留存，参赛队 签字（场次+赛位号）确认，否则该项不得分。比赛开始3个小时后不再接 受该任务的评分申请。表2工具TCP标定信息序号项目名称1X2Y3Z4平均误差（二）工业机器人的工作原点设定通过示教器

10、手动操纵工业机器人，使其姿态处于安全工作初始姿态，即工作 原点，如图8所示，并将此点命名为Home,具体要求如下：1.第1轴关节角度为（） ；2.第2轴关节角度为（） ；3.第3轴关节角度为（） ；4.第4轴关节角度为（） ;精品5.第5轴关节角度为+90 ;6.第6轴关节角度为() ;7.使用MovcAbsj指令记录Home点到main程序第一行。图8工业机器人本体的工作原点姿态(三)离线编程三维环境搭建1利用现场提供的测量工具，完成对工作站台面上所有设备组件的布局尺 寸测量；2利用竞赛现场提供的电脑，打开RobotArl竞赛版”软件，根据实际测 量结果，对三维环境中的设备组件进行位置调整，

11、满足后续离线编程应用 要求；3.工作站原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“D:技能竞赛”文件夹中，文件重命名为“三维 环境”，请勿擅自更改文件后缀。软件操作过程中注意随时保存比赛成杲； 4完成三维环境搭建并完成另存为操作后，将“三维环境”工程文件，再 次通过工具栏“另存为”按钮，保存到“D:技能竞赛”文件夹中，文件 分别重命名为“涂胶编程”、“拆垛编程”，请勿擅自更改文件后缀。精品任务三外壳涂胶及产品码垛（一）外壳涂胶及产吊码垛利用竞赛现场提供的电脑，使用ftR）bolArt竞赛版”软件，打开任务一 中保存的“涂胶编程”工程文件，完成基于工作站的外壳涂胶

12、工艺离线编 程操作。软件操作过 程中注意随时通过工具栏中的“保存”按钮对工程文 件进行保存。软件离线编程结果和工作站实际运行结果均作为评分要求。涂胶工艺过程具体要求：1.在操作面板区域将工作站切换到手动模式；2.工艺过程的起始点为Home点；3工业机器人自动完成涂胶工具的抓取动作；4.要求涂胶工具的尖点依次沿涂胶单元（图9）上的编号为、）、的轨迹完成涂胶连续动作；5.涂胶过程中，要求涂胶工具的尖点始终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；6.涂胶工具在涂胶单元上沿涂胶轨迹运动时，要求到每条轨迹的末尾，做3s暂停等待，再继续后续动作；精品7完成涂胶轨迹后，工业机器人自动

13、完成涂胶工具的放回动作;8.工艺过程的结束点为Home点；9.涂胶过程中工具不可掉落，不得发生碰撞干涉；10完成所有工业机器人的程序编制后，验证程序。（二）产品码垛利用竞赛现场提供的电脑，使用RobotArl竞赛版”软件，在上一任务中保存在“D：技能竞赛”中的工程文件里，完成基于工作站的产品码垛工艺离线编 程及后置程序在真机工作站上的验证应用，如图10所示。软件操作过程中注意 随时通过工具栏中的“保存”按钮对工程文件进行保存。评分时打开工程文件， 首先完成执行软件仿真，后完成工作站运行的演示，仅一次机会。指定的码垛姿 态如图11所示。图 10平台厶平台B及物料工业机器人基坐标系精品图11码垛姿

14、态码垛工艺过程具体要求:1.工艺过程的起始点为Home点；2.工业机器人自动完成夹爪工具的抓取动作；3.工业机器人由平台A拾取物料时，需从平台A底部拾取，不得从平台A 顶部拾取；4.工业机器人在平台B码垛物料时，底层物料摆放姿态需与图11左侧图要 求相同，上层物料摆放姿态需与图11右侧图要求相同；5.码垛过程中物料不可掉落；6.工业机器人自动完成夹爪工具的放回动作；7.码垛工序仿真过程中，仿真过程中所有设备未发生干涉碰撞报警（安装 工具和抓取物料放置物料发生的碰撞很警除外），工业机器人运行轨迹 中不出现奇异点、轴限位点及不可达点；&工艺过程的结束点为Home点。任务四异型芯片分拣和插件结合视觉

15、检测组件，通过示教器操作工业机器人编程，利用吸盘工具，先拆 除产品上的芯片，然后再从原料料盘中选取相反颜色的芯片，并安插到安装检测 平台的安装工位上的电于产品PCB板中，其中产品一 A04放置在安装检测工装 1号工位，产品二A03放置在安装检测工装2号工位，产品三A06放置在安装检 测工装3号工位，程序模块保存为Fenjian，评分时由现场裁判随机摆放不同颜 色的异形芯片，按照指定位置摆放电于产品PCB板和盖板，采用工作站手动模 式、工业机器人手动模式连续运行程序完成整个过程的演示，仅一次机会。指定 的电于产品PCE板芯片要求如图12所示。精品图12电子产品PCB板要求异形芯片分拣和插件的工艺

16、过程要求如下：1-将工作站切换到手动模式，利用触摸屏的手动调试界面完成对工作站编 程状态的初始化姿态确定，要求安装检测工装所有工位的安装平台全部 处于伸出位置、检测器处于升起状态、检测器灯熄灭；2.工艺过程的起始点为Home点；3.将工作站切换到运行模式，按下启动和自动启动按钮后，先对设备进行自检，1、2、3、4号工作台缩回检测，检测灯闪烁3s,检测结果为红绿 灯1HZ频率交替闪烁，5s后熄灭，设备恢复初始化姿态；4.工业机器人自动完成吸盘工具的抓取动作；表3 产品目标状态产品芯片位置芯片类型芯片颜色A041CTX I蓝色0集成电路红色2电容黄色4电容蓝色二三极管黄色5.利用吸盘工具中的单吸盘

17、完成对异形芯片的拾取，将产品A06上（由裁 判随机摆放满）的芯片检测并记录该位置的芯片场景，然后将芯片放置 到芯片回收料盘；6.将产品A04、A03 （由裁判随机摆放满）的芯片检测，然后将其中符 合自身产品要求（产品A04需求如表3,产品A03与A04需求颜色相反）精品的芯片放回原位上，不符合要求的芯片优先供应产品A06 （芯片颜色与摆放的相反）,如产品A06不需要，精品将多余的芯片放置到芯片回收料盘；7检测完PCE板上的芯片后，再从原料料盘中拾取符合产品要求的芯片重 新安装到产品A03、A04、A06 ,工业机器人的动作起始位置均为Home 点；8.异形芯片在拾取和插件过程中，不得掉落；9.

18、异形芯片的颜色检测通过视觉检测组件完成，工业机器人根据反馈结果 将CCD检测OK的芯片安装到PCB板的指定位置，CCD检测NG的芯 片放回原处；10.完成所有满足要求的异形芯片的拾取插件工序，要求将异形芯片准确安 插到指定电于产品的PCE板的异形芯片位置，芯片方向不做要求，插件 顺序可自行决定；H.利用吸盘工具的双吸盘完成对盖板的拾取；12.盖板在拾取和安装过程中，不得掉落；13.将盖板准确安装到所有已完成异形芯片插件的电于产品上，安装顺序可自行决定；14.工业机器人自动完成吸盘工具的放回动作；15.工艺过程的结束点为Home点；16.完成所有工业机器人的程序编制后，完成对系统及程序的联调验证

19、。任务五电子产品装配及质量检测通过示教器操作工业机器人编程，利用锁螺丝工具和吸盘工具，完成电于 产品装配和质量检测，程序运行起始模块保存为ZhuangPei,评分时采用工作站 自动模式、工业机器人手动模式，连续运行程序完成整个过程的演示，仅一次机 会。检测产品的成品区和回收区位置如图13所示。图13成品区和回收区电于产品装配尺质量检测的工艺过程要求如下：1.将工作站切换到手动模式，利用触摸屏的手动调试界面完成对工作站编 程状态的初始化姿态确定，要求安装检测工装所有工位的安装平台全部 处于安装位置、检测器处于升起状态、检测器灯熄灭，工业机器人动作 编程过程中，可以通过手动调试界面完成相关的配合动

20、作；2.工艺过程的起始点为Home点；3.工业机器人自动完成锁螺丝工具的抓取动作；4.工业机器人返回工作原点，准备开始锁螺丝工序；5.完成对所有电于产品的四角螺丝锁紧动作，锁紧顺序可自行决定；6.螺丝锁紧过程中要求螺丝不得掉落，不得出现工业机器人运行错误或力 矩报警，爍丝处于锁紧状态；7.工业机器人自动完成锁螺丝工具的放回动作、吸盘工具的拾取动作；8.产品完成安装后，通过工业机器人与PLQ的信号通讯，依次逐个完成 A03、A04、A06三个电于产品的检测工序，并且合格亮绿灯，不合格亮 红灯（合格率50%）;9.根据PLC返回的电于产品的检测结果，将检测为合格的电于产品放置于 成品区，将检测为不

21、合格的电于产品放置于回收区；在电于产品放置到 相应位置后，清除工作台的检测结果。10.工业机器人自动完成吸盘工具的放回动作；H.工艺过程的结束点为Home点；12.完成所有工业机器人的程序编制后，将工作站切换到自动模式，并自动 启动，完成对系统的联调。注意：工作站处于自动运行模式时，工作站正面的安全光栅启动，触发会报 警。精品附件竞赛平台相关资料竞赛平台工作台面左侧为电气接线区域，如图14所示，包括PLC、继电 器、公共端于台、电磁阀和线槽，涵盖了除供电及电源期间的所有控制设备、 电气接线元件，选手需在此区域完成相关的电气接线操作。gmsstf“?I 、盏5聲摄sstfIV三三三二二-二 j-

22、二二二3 4Qrb3f !=尸將卑飯应礬sgtfff衆sstf三三三h图14电代接线区域为方便拆装操作，气路电磁阀集中布置在电气接线区域，紧密排列,各电磁阀的功能要求和编号如图15所示。*夹爪工具工貝破真空升降气缸2升降气缸4、推动气缸45判（M谟r單冒图15电磁阀功能定义及编号换工具系统法兰端气路接线图纸/隆r毎客曲I齧e精品工具快换系统气路接线图竞赛平台提供了 1个整体料架，包括芯片原料料盘、盖板原料位、产品成品位和 芯片回收料盘，如图所示，其中产品原料料盘和芯片回收料盘对于不同类型的芯片的位置序号如下图所示。整体料架:聊181419 11电容21 22 26 “极伶CPU1816集8片2

23、41226 25 20芯片原料料盘芯片回收料盘芯片料盘芯片摆放位亶编号竞赛平台提供了4种模拟芯片，每种芯片分别用两种颜色加以区分，如下 图所示。竞赛评分时，根据任务书的初始状态要求摆放，颜色排列顺序由评分裁判演示前指定。CPU 磁般CPI；-灰色 集成电賂-灰色CPUCPL-蓝色 集成电路-红色电容-黄色电容-蓝色三极管-红色三极管-黄色精品芯片种类及颜色竞赛平台提供了4种电于产品底板用以表示不同产品型号和规格,每种型 号各1个，每种产品所要求的芯片种类、数量、颜色及位置均有所区别，如 图所示。每种产 品都可以安装统一尺寸的盖板并利用螺丝锁紧，产品编号 A03、A04、A05和A06。竞赛平台

24、提供了4工位的装配检测单元，如下图所示，可用于固定产品底 板，在完成安装后，由PLC控制气缸和指示灯动作，实现产品的模拟检测工 序。电于产品底板安装在每个工位的安装台上，由机器人侧向检测工位看去， 底板上标识的型号文字正向为正确摆放姿态。1) A03产品2) A04产品厂OO1- oO O4Oo5 J3) A05产品r qCK命t AoececvC4.U4)z oI 2丨!oo153fQI 44) A06产品电子产品精品安装检测工位其中1号装配检测工位的装配爆炸如下图所示，所有紧固用螺丝和升降气 缸的传感器并未在图中表示，1号工位与2号工位的安装方式为镜像对称，1号工 位与3号工位安装方式完全

25、相同，2号工位与4号工位安装方式完全相同。精品工业机器人通信IO信号表3工业机器人数宇畳输入信号表IO板地址信号名称（DI）功能描述对应关系对应IO0Area l dctcction finish测试1区完成检测PLCQ12.01Arca 2 dctcction finish测试2区完成检测PLCQ12.12A rea 3 dc tcc tion finis h测试3区完成检测PLCQ12.23Arcadctcctioivfinish测试4区完成检测PLCQ12.34Continue继续PLCQ12.43Stop急停PLCQ12.56Mode模式切换PLCQ12.67ResultPLC检测结果

26、PLCQ12.78NcSdi l真空检知（双）工具9ViicScn 2真空检知（单）工具10Res复位PLCQ8.011Scrcw AtTivc螺丝到位工具12torque扭矩检知工具13CCP-OK视觉OK信号CCPOR14CCD.Finish视觉完成CCDGATE15CCr)Ruiming视觉运行CCDRUN表4工业机器人数宇豊输出信号表IO板地址信号名称（DO）功能描述对应关系对应K）1G()l()丄2放料完成组信号(l)-PLC13.02PLC13.1精品3PutFinish Affirm放料完成确认PLC13.24BVAC 1破真空（单）工具5Grip码垛夹爪工具6Scrcw EVh

27、c吹螺丝工具7Scrcw Hit打螺丝工具8HandChaiic Svart快换裝置工具9Wcunm l真空（双）工具10Ncunm 2真空（单）工具11AllowPhoto允许拍照CCDSTEP012GO 10_ll4CCD组信号CCDPI013CCDDI114CCPDI215CCDDI316Sccnc Affirm场景确认CCDDI7PLC控制系统与安装检测工装的1（）信号序号IO信号功能注解10( 01号工位顶升气缸70( 12号工位顶升气缸2m ?3号工位顶升气缸4DO 24号工位顶升气缸rcn 41号工位推动气缸A2号工位推动气缸7no a3号工位推动气缸KOO 74号工位推动气缸如有侵权请联系告知删除， 感谢你们的配 合！精品