2023年全省職業(yè)院校技能大賽高職教師組-工業(yè)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用賽項(xiàng)樣卷1

2023年全省職業(yè)院校技能大賽

高職教師組裝備制造類

工業(yè)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用賽項(xiàng)樣題

A

（總時(shí)間：2.5小時(shí)）

任

務(wù)

書

二〇二三年三月

選手須知：

1.本任務(wù)書共11頁，如出現(xiàn)任務(wù)書缺頁、字跡不清等問題，請(qǐng)及時(shí)向裁判申請(qǐng)更換

任務(wù)書。

2.請(qǐng)仔細(xì)研讀任務(wù)書，檢查比賽平臺(tái)，如有模塊缺少等設(shè)備問題，請(qǐng)及時(shí)向裁判提出。

3.請(qǐng)?jiān)?.5小時(shí)內(nèi)完成任務(wù)書規(guī)定內(nèi)容。

4.由于操作不當(dāng)?shù)仍蛞鸸I(yè)機(jī)器人控制器及I/O組件、PLC等的損壞以及發(fā)生機(jī)

械碰撞等情況，將依據(jù)扣分表進(jìn)行處理。

5.比賽現(xiàn)場不得攜帶任何通訊、存儲(chǔ)設(shè)備及技術(shù)資料，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)直接取消比賽資格。

6.比賽平臺(tái)參考資料以pdf格式存放在“D:\比賽\參考資料”文件夾下。

7.比賽過程中，請(qǐng)及時(shí)保存程序及數(shù)據(jù)，保存到“D:\比賽\**號(hào)工位”指定文件夾中。

8.比賽平臺(tái)已內(nèi)置部分程序，考生可以直接在平臺(tái)程序上進(jìn)行編程。

9.需要裁判驗(yàn)收的各項(xiàng)任務(wù)，任務(wù)完成后裁判只驗(yàn)收1次，請(qǐng)根據(jù)賽題說明，確認(rèn)完

成后再提請(qǐng)裁判驗(yàn)收。

10.選手必須及時(shí)保存自己編寫的程序及資料，防止意外斷電級(jí)其他情況造成程序或資

料的丟失。

11.賽場提供的任何物品，不得帶離賽場。

場次：工位號(hào)：日期：

1

競賽設(shè)備描述

“工業(yè)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用”競賽平臺(tái)包括機(jī)器人以及相關(guān)配套的模塊庫，模塊

庫包含有旋轉(zhuǎn)供料模塊、輸送模塊、快換裝置、立體庫、變位機(jī)、繪圖模塊、視

覺檢測、RFID模塊、裝配模塊、電機(jī)搬運(yùn)模塊等。

請(qǐng)根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需求，選擇合適的功能模塊，進(jìn)行機(jī)器人離線編程及驗(yàn)證、

系統(tǒng)調(diào)試、機(jī)器人周邊系統(tǒng)應(yīng)用編程、實(shí)現(xiàn)有關(guān)部件的上料、檢測、裝配和入庫

等過程。

關(guān)節(jié)坐標(biāo)系下匯博平臺(tái)工業(yè)機(jī)器人工作原點(diǎn)位置為[0°，-20°，20°，0°，

90°，0°]。

關(guān)節(jié)坐標(biāo)系下華中平臺(tái)工業(yè)機(jī)器人工作原點(diǎn)位置為[0°，-90°，180°，0°，

90°，0°]。

匯博平臺(tái)工件庫：

（藍(lán)色）電機(jī)外殼（藍(lán)色）電機(jī)轉(zhuǎn)子（藍(lán)色）電機(jī)端蓋（紅色）關(guān)節(jié)成品

（藍(lán)色）電機(jī)成品（黃色）關(guān)節(jié)底座（黃色）減速器（黃色）輸出法蘭

2

華中平臺(tái)工件庫：

（藍(lán)色）電機(jī)外殼（藍(lán)色）電機(jī)轉(zhuǎn)子（藍(lán)色）電機(jī)端蓋（黃色）關(guān)節(jié)成品

（黃色）電機(jī)成品（黃色）關(guān)節(jié)底座（黃色）減速器（黃色）輸出法蘭

任務(wù)一工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)安裝調(diào)試

（一）通讀任務(wù)書，根據(jù)任務(wù)書要求，篩選并安裝必要的功能模塊，進(jìn)行電

氣連接，搭建工業(yè)機(jī)器人平臺(tái)，要求連接緊固牢靠。

連接完成后，向裁判示意，由技術(shù)人員進(jìn)行確認(rèn)，未經(jīng)允許禁止上電，電氣裝配過程嚴(yán)

禁帶電操作，每個(gè)隊(duì)只有一次確認(rèn)機(jī)會(huì)，錯(cuò)誤項(xiàng)不得分，裁判現(xiàn)場評(píng)分及技術(shù)人員恢復(fù)時(shí)間計(jì)

入比賽時(shí)間。

（二）系統(tǒng)檢測與故障排除

對(duì)平臺(tái)的硬件、線路、氣路安裝進(jìn)行檢測，檢測相應(yīng)的機(jī)械位置是否合適與

穩(wěn)固，檢測線路正確性，檢測氣路正確性。

比賽開始30分鐘后，選手可向裁判申請(qǐng)技術(shù)協(xié)助，由技術(shù)人員完成“任務(wù)一”，技術(shù)協(xié)

助僅限任務(wù)一。參賽隊(duì)該項(xiàng)目不得分。

任務(wù)二工業(yè)機(jī)器人離線編程及驗(yàn)證

（一）利用工業(yè)機(jī)器人配套離線編程軟件，利用賽場提供的相關(guān)模型資料，

搭建圖1所示工業(yè)機(jī)器人繪圖工作站。

（二）編寫繪制如圖2所示模型的離線程序，并在仿真軟件中驗(yàn)證，要求工

3

業(yè)機(jī)器人從工作原點(diǎn)開始運(yùn)行，繪圖完成后返回工作原點(diǎn)。

（三）將離線編程軟件生成的程序?qū)胧窘唐髦?，手?dòng)設(shè)定繪圖模塊面向工

業(yè)機(jī)器人一側(cè)狀態(tài)（繪圖模塊，第三個(gè)槽），關(guān)聯(lián)導(dǎo)入后的繪圖程序，自動(dòng)運(yùn)行

程序?qū)崿F(xiàn)如下功能：

選手按下示教器啟動(dòng)按鈕后，工業(yè)機(jī)器人從工作原點(diǎn)開始運(yùn)行，自動(dòng)拾取繪

圖筆工具，將繪圖字樣的輪廓在繪圖模塊上繪出，要求畫筆垂直于繪圖模塊。最

后將繪圖筆放回快換裝置中，工業(yè)機(jī)器人回到原點(diǎn)，完成離線程序的在線驗(yàn)證。

按下啟動(dòng)按鈕后，選手不得進(jìn)行除急停以外的任何操作

在線驗(yàn)證完成后舉手示意，向裁判申請(qǐng)進(jìn)行評(píng)分！

（1）匯博平臺(tái)（2）華中平臺(tái)

圖1工業(yè)機(jī)器人繪圖工作站

圖2繪圖字樣

4

任務(wù)三機(jī)器人周邊系統(tǒng)組態(tài)編程及測試

打開視覺調(diào)試軟件，將輸出法蘭工件正確放置到輸送帶末端，對(duì)工件進(jìn)行學(xué)

習(xí)訓(xùn)練，并用串口調(diào)試軟件獲取工件相關(guān)特征數(shù)據(jù)。

打開PLC編程軟件，對(duì)PLC、HMI和RFID進(jìn)行組態(tài)及編程，繪制HMI畫面并

配置相關(guān)變量，實(shí)現(xiàn)HMI上正確啟動(dòng)和停止機(jī)器人，正確顯示立體庫倉位信息、

RFID讀寫數(shù)據(jù)，如圖5所示。

（1）匯博平臺(tái)

（2）華中平臺(tái)

圖5HMI控制界面示意參考圖

5

任務(wù)四機(jī)器人智能檢測與裝配應(yīng)用編程

現(xiàn)有一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人智能檢測與裝配工作站，請(qǐng)對(duì)工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行現(xiàn)場編程

或離線編程，應(yīng)用視覺軟件對(duì)工件模型進(jìn)行學(xué)習(xí)訓(xùn)練，對(duì)PLC、HMI、RFID進(jìn)行組

態(tài)和相關(guān)通信編程，在示教盒中創(chuàng)建并設(shè)置機(jī)器人控制、相機(jī)控制、PLC控制等多

個(gè)任務(wù)，編寫工業(yè)機(jī)器人程序?qū)崿F(xiàn)一套工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)部件的上料、輸送、檢測、

裝配和入庫過程。

1.工業(yè)機(jī)器人智能檢測與裝配工作站控制要求如下所示：

2.工件準(zhǔn)備：本任務(wù)需要完成一套關(guān)節(jié)部件的裝配（含3個(gè)零件的裝配，其

中關(guān)節(jié)底座、電機(jī)部件和輸出法蘭各1個(gè)）。手動(dòng)將1個(gè)關(guān)節(jié)底座和1個(gè)電機(jī)放

入立體庫（如圖6所示）；手動(dòng)將1個(gè)輸出法蘭工件放置到供料單元供料桶中。

3.工件學(xué)習(xí)訓(xùn)練：打開視覺軟件，連接相機(jī)，將需要檢測的工件以正確角度

擺放在輸送帶末端，觸發(fā)相機(jī)拍照，利用視覺軟件相關(guān)工具訓(xùn)練學(xué)習(xí)工件，獲取

工件信息。

圖6關(guān)節(jié)底座和電機(jī)放置位置圖7關(guān)節(jié)成品入庫位置

4.PLC組態(tài)及編程：打開PLC軟件，對(duì)PLC、HMI和RFID進(jìn)行組態(tài)，編寫PLC

程序，建立機(jī)器人與PLC、變位機(jī)、立體庫倉位信息的通信，編寫RFID程序，編

制HMI畫面，在HMI畫面中正確顯示輸出法蘭角度信息、RFID數(shù)據(jù)、倉位信息（如

圖5所示）。

5.工作站工作過程：

（1）系統(tǒng)初始復(fù)位：將工業(yè)機(jī)器人手動(dòng)操作至非原點(diǎn)位置，手動(dòng)將直口手爪

工具安裝在工業(yè)機(jī)器人末端，變位機(jī)處于非水平位置狀態(tài)，手動(dòng)將上料單元推料

6

氣缸伸出，手動(dòng)將裝配模塊上定位氣缸伸出，按下工業(yè)機(jī)器人示教盒程序啟動(dòng)按

鍵（之后禁止對(duì)示教器進(jìn)行任何操作），工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)將直口手爪工具放置到

快換裝置上使工業(yè)機(jī)器人末端無工具，然后返回至工作原點(diǎn)；變位機(jī)由非水平狀

態(tài)復(fù)位到水平狀態(tài)（即上下料狀態(tài)），上料單元推料氣缸縮回，裝配模塊上定位

氣缸縮回，輸送帶上沒有減速機(jī)工件，HMI上輸出法蘭角度信息和RFID數(shù)據(jù)清零。

（2）關(guān)節(jié)底座裝配：按下HMI啟動(dòng)按鈕，工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)抓取弧口手爪工具

并返回原點(diǎn)，然后機(jī)器人抓取立體庫上關(guān)節(jié)底座工件，將關(guān)節(jié)底座搬運(yùn)至RFID模

塊上進(jìn)行數(shù)據(jù)寫入，并在HMI上顯示寫入數(shù)據(jù)，再將關(guān)節(jié)底座搬運(yùn)到處于水平狀

態(tài)變位機(jī)上的定位模塊上，定位氣缸伸出固定關(guān)節(jié)底座工件，完成關(guān)節(jié)底座的裝

配；

（3）變位機(jī)旋轉(zhuǎn)至背向機(jī)器人一側(cè)：關(guān)節(jié)底座裝配完成后，變位機(jī)自動(dòng)背向

機(jī)器人一側(cè)翻轉(zhuǎn)20°，使變位機(jī)處于電機(jī)裝配狀態(tài)。

（4）電機(jī)零件裝配：機(jī)器人自動(dòng)更換合適的工具，從立體庫中正確抓取電機(jī)

工件并裝配到關(guān)節(jié)底座上；

（5）輸出法蘭上料：電機(jī)裝配完成后，機(jī)器人控制上料氣缸將供料筒中的一

個(gè)輸出法蘭推出，2秒后自動(dòng)縮回，實(shí)現(xiàn)輸出法蘭上料過程；

（6）輸出法蘭輸送：輸出法蘭上料完成后，輸送帶立即開始運(yùn)行，將輸出法

蘭輸送至輸送帶末端，待末端傳感器檢測到工件3秒后輸送帶自動(dòng)停止；

（7）輸出法蘭檢測：輸出法蘭輸送至末端且輸送帶停止后，機(jī)器人觸發(fā)相機(jī)

拍照，獲取輸出法蘭角度信息，并在HMI上正確顯示角度信息；

（8）變位機(jī)旋轉(zhuǎn)至面向機(jī)器人一側(cè)：關(guān)節(jié)底座裝配完成后，變位機(jī)自動(dòng)面向

機(jī)器人一側(cè)翻轉(zhuǎn)20°，使變位機(jī)處于輸出法蘭裝配狀態(tài)。

（9）輸出法蘭裝配：機(jī)器人自動(dòng)更換吸盤工具且獲取輸出法蘭角度信息后，

機(jī)器人調(diào)整吸盤角度正確吸持輸出法蘭工件，將輸出法蘭正確搬運(yùn)至關(guān)節(jié)底座內(nèi)，

并進(jìn)行順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°，完成輸出法蘭的裝配。

（10）變位機(jī)旋轉(zhuǎn)至水平狀態(tài)：待輸出法蘭裝配完成后，變位機(jī)自動(dòng)旋轉(zhuǎn)至

水平狀態(tài)（上下料狀態(tài)）；

7

（11）成品入庫：機(jī)器人自動(dòng)更換弧口手爪工具，正確抓取關(guān)節(jié)成品并搬運(yùn)

至RFID模塊上進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取，并在HMI上顯示讀取數(shù)據(jù)，再將關(guān)節(jié)成品搬運(yùn)至立

體庫指定位置，完成一套關(guān)節(jié)成品的裝配任務(wù)，如圖7所示；

（12）系統(tǒng)結(jié)束復(fù)位：待一套關(guān)節(jié)部件裝配完成后，機(jī)器人自動(dòng)將末端工具

放入快換裝置并返回工作原點(diǎn)，變位機(jī)自動(dòng)復(fù)位到水平狀態(tài)。