2024年全省職業(yè)院校技能大賽（中職教師組）裝備制造類智能制造設(shè)備技術(shù)賽項競賽樣題1

2024年甘肅省中等職業(yè)學校學生技能大賽

智能制造設(shè)備技術(shù)應用項目賽題

（教師組樣題）

1.如出現(xiàn)任務書缺頁、字跡不清等問題，請及時向裁判示意，并進行任務書

的更換。

2.參賽隊應在3小時內(nèi)完成任務書規(guī)定內(nèi)容。

3.參考資料(工業(yè)機器人操作手冊、視覺控制器操作手冊、PLC控制器操作

手冊、HMI操作手冊、平臺簡介、設(shè)備單元圖片、編號、接線圖等資料)放置在

“D:\參考資料”文件夾中。

4.選手選手在比賽過程中利用電腦創(chuàng)建的軟件程序文件必須存儲到“D:\技

能比賽”文件夾中，其中PLC文件的命名格式為“PLC+場次號+位號”，觸摸屏

文件的命名格式為“HMI+場次號+位號”，離線仿真文件的命名格式為“FZ+場次

號+位號”。未按要求保存的文件不予以評分。計算機編輯文件請實時存盤，建

議10-15分鐘存盤一次，客觀原因斷電情況下，酌情補時不超過15分鐘。

5.任務書中只得填寫比賽相關(guān)信息，不得出現(xiàn)學校、姓名等與身份有關(guān)的信

息或與比賽過程無關(guān)的內(nèi)容，否則成績無效。

6.由于參賽選手人為原因?qū)е卤荣愒O(shè)備損壞，以致無法正常繼續(xù)比賽，將取

消參賽隊比賽資格。

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模塊一智能制造設(shè)備安裝與調(diào)試

安裝工藝要求如表1-1所示。

表1-1安裝工藝表

序號工藝要求

1嚴格按照裝配圖的要求，將明細欄中的零件裝配到對應位置。

2各裝配組件機構(gòu)運行順暢，不得有卡滯、異響現(xiàn)象。

3裝配過程中不可造成各零部件損傷。

4模型組件固定牢靠、不得有松動現(xiàn)象。

5部件安裝不可有歪斜現(xiàn)象。

6選手安裝的機構(gòu)組件定位尺寸與布局圖尺寸保持一致，誤差不超過2mm。

7氣路連接正確。

8氣管端口剪切平齊，與氣管接頭連接緊固，所有的氣動連接處不得發(fā)生泄漏。

9所有氣管都必須使用線纜托架進行固定。

氣管綁扎每隔60±5mm間距，綁扎電纜和氣管必須分開綁扎，間隔均勻，整

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體美觀。

11氣管不得因為折彎、扎帶太緊等原因造成氣流受阻。

12氣管不得從線槽中穿過(氣管不可放入線槽內(nèi))。

13氣管長度適中。運行期間，不允許氣管與驅(qū)動器、線纜或工件間發(fā)生接觸。

14工作區(qū)域內(nèi)工作臺面和地面進行清理，無跌倒和絆倒的可能性。

任務1-1智能制造設(shè)備的機械裝調(diào)

(一)整體布局安裝

根據(jù)提供的工作臺面布局圖（見附件1)，按照圖紙尺寸和工藝要求，將指定

單元模塊安裝固定在工作臺上，并能滿足工業(yè)機器人工作半徑范圍。(尺寸不做

具體要求)

(二)單元機械裝配

根據(jù)提供的機械裝配圖(見附件2)，按照圖紙要求完成指定單元的機械安裝

與調(diào)試，要求安裝牢固，單元機械功能正常。(可拆部分：裝配檢測工位、視覺、

光柵、打磨單元、料倉單元、碼垛單元、繼電器)

(三)單元氣路安裝

根據(jù)提供的氣動原理圖(見附件3)，按照圖紙要求完成指定單元的氣動回路

安裝與調(diào)試，安裝完成后將工作氣壓調(diào)整到0.4-0.6Mpa，求氣路安裝牢固、不漏

氣、工藝符合要求，氣路功能正常。

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任務1-2智能制造設(shè)備的電氣裝調(diào)

(一)單元電氣接線

根據(jù)提供的電氣原理圖(見附件4)，嚴格按照圖紙和工藝要求，完成指定單

元電氣線路的連接，要求連接牢固、不松動、工藝符合要求，電路功能正常。

(二)PLC的I/O信號連接

根據(jù)提供的電氣原理圖(見附件4)及PLC輸入輸出信號表，完成PLC控制線路

接線，要求連接牢固、不松動、工藝符合要求，電路功能正常。

(三)工業(yè)機器人I/O信號配置

在工業(yè)機器人示教器中，根據(jù)提供的電氣原理圖(見附件4)及工業(yè)機器人數(shù)

字量輸入、輸出信號接線圖，來完成工業(yè)機器人I/O信號與PLC、視覺控制器等終

端的實際接線，定義各信號的類型和功能。

(四)工業(yè)機器人安全點

設(shè)定工業(yè)機器人安全點Home點，ABB機器人Home點姿態(tài)為1軸、2軸、3軸、

4軸、6軸關(guān)節(jié)為0°，5軸關(guān)節(jié)為90°。珞石機器人Home點姿態(tài)為1軸、2軸、

4軸、6軸為0°3軸、5軸為90°。

任務1-3智能制造設(shè)備的建模仿真

(一)三維布局搭建

在離線仿真軟件中，根據(jù)提供的布局裝配圖尺寸，對三維環(huán)境中的單元組件

進行位置調(diào)整，使其與本賽位比賽平臺一致，要求比賽平臺臺面上所有單元均安

放到位。

(二)智能制造設(shè)備仿真

1.涂膠仿真

要求：完成涂膠任務，涂膠軌跡為為黨育人。順序為為黨，育人。

2.碼垛仿真

要求：完成碼垛任務，碼垛兩層，工藝要求，碼垛第一層碼垛型二、第二層

碼垛型三(要求碼垛過程料塊有滑落現(xiàn)象，夾爪能實現(xiàn)夾取料塊)。

3.裝配仿真

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要求：完成裝配任務仿真運行，要求使用合適快換工具，依次抓取零件B原

料區(qū)上的零件，安裝到檢測工位1上的零件A1板上，并模擬打4顆螺絲，完成后抓

取成品入庫，放回快換工具。

模塊二智能制造設(shè)備的維護及維修

任務2-1智能制造設(shè)備維修測試

(一)智能制造設(shè)備維修

1.正確完成機器人線纜連接。

2.根據(jù)提供的氣動原理圖(見附件3)和電氣原理圖(見附件4)，完成機器人末

端夾具的維修及手動功能測試。(完成夾爪、吸盤快換工具的維修及測試)

(二)工業(yè)機器人坐標系建立及測試

1.完成工業(yè)機器人6個關(guān)節(jié)軸的零點標定。

2.使用提供的尖點工具，操作工業(yè)機器人，完成TCP夾具工具坐標系標定。

3.利用機器人完成碼垛平臺的工件坐標系標定，要求工件坐標系的X軸與工

業(yè)機器人基座標X軸相反，Y軸與工業(yè)機器人基座標Y軸相同。

任務2-2智能制造設(shè)備維護驗證

(一)力控裝配功能驗證

使用機器人，通過裝配減速機的行星齒輪機構(gòu)，驗證其力控裝配功能。具體

要求如下：

1.通過觸摸屏“力控驗證”按鈕啟動流程；

2.機器人拾取合適的快換工具；

3.機器人將已經(jīng)安裝的3個行星齒輪拆卸到對應的齒輪座中；

4.編寫力控指令，將3個行星齒輪按力控方式安裝至輪架中。每個行星齒輪

僅允許安裝一次，安裝后行星輪之間必須可以實現(xiàn)嚙合旋轉(zhuǎn)運動。

5.機器人放回快換工具。

(二)輸送線跟蹤功能驗證

通過機器人配合輸送線，完成輸送線運動過程中物料的抓取任務，具體工藝

過程要求如下：

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1.通過觸摸屏“跟蹤驗證”按鈕啟動流程；

2.機器人從Home點出發(fā)，拾取合適快換工具；

3.裁判手動將包含軌跡8的涂膠板放置于輸送線前端；

4.機器人控制輸送線運轉(zhuǎn)；

5.機器人從輸送線上跟蹤運動中的軌跡8的1-4段進行涂膠作業(yè)，軌跡偏移

5mm；

6.機器人控制輸送線停止；

7.機器人將物料放回料庫；

8.機器人放回快換工具。

(三)視覺分揀功能驗證

通過機器人與視覺系統(tǒng)配合，完成料盤中隨機零件的抓取任務，具體工藝過

程要求如下：

1.使用提供的校準板，完成機器人與視覺的校準；

2.編寫視覺檢測模板；

3.編寫機器人與視覺通信程序；

4.編寫機器人動作程序，要求完成以下動作流程：

(1)通過觸摸屏“分揀驗證”按鈕啟動流程；

(2)機器人從Home點出發(fā)，拾取吸盤工具；

(3)機器人運動到料盤進行拍照，獲取視覺坐標；

(4)機器人從料盤中分別拾取1個B1、2個B4零件，并放置到暫存區(qū)，放置

要求包含字體描述的面朝上。(機器人若檢測不到合適的零件或出現(xiàn)重疊，可通

過料盤震動后，重新視覺檢測，抓取零件)

(5)機器人放回吸盤工具。

模塊三智能制造設(shè)備的程序編制與運行

本模塊的主要任務是對工業(yè)機器人、PLC、觸摸屏、視覺等進行程序編制與

調(diào)試，實現(xiàn)智能制造設(shè)備的涂膠、碼垛、裝配等典型工藝任務，需設(shè)計觸摸屏

多個畫面，如“主頁面”、“涂膠頁面”、“碼垛頁面”、“裝配頁面”、“生

產(chǎn)統(tǒng)計頁面”等，并能夠完成不同頁面的切換，“主頁面”作為開機頁面。

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任務3-1產(chǎn)品的涂膠

要求：將觸摸屏從主畫面切換至產(chǎn)品的涂膠畫面,觸摸屏選擇涂膠工藝模式。

完成基礎(chǔ)涂膠和定制涂膠兩項任務，涂膠軌跡如下圖所示，一共4段軌跡(軌

跡5---軌跡8)，具體工藝過程要求如下：

(一)基礎(chǔ)涂膠

1.按下觸摸屏產(chǎn)品涂膠畫面中的“運行”按鈕，涂膠計時開始，工業(yè)機器

人回到安全點，拾取涂膠工具。

2.默認情況下涂膠工具位于涂膠單元上方、工具Z軸垂直于涂膠表面，按

照如下步驟完成基礎(chǔ)涂膠工藝：

(1)工業(yè)機器人完成軌跡5基礎(chǔ)涂膠，偏移距離15mm，軌跡速度為

100mm/s。完成該軌跡后，機器人回安全點。

(2)工業(yè)機器人完成軌跡6基礎(chǔ)涂膠，偏移距離10mm，軌跡速度為

100mm/s。完成該軌跡后，機器人回安全點。

(3)工業(yè)機器人完成軌跡7基礎(chǔ)涂膠，偏移距離5mm，軌跡速度為

200mm/s。完成該軌跡后，機器人回安全點。

(4)工業(yè)機器人完成軌跡8基礎(chǔ)涂膠，偏移距離8mm，軌跡速度為

200mm/s。完成該軌跡后，機器人回安全點。

(二)定制涂膠

1.完成基礎(chǔ)涂膠工藝之后，開始定制涂膠工藝。在涂膠功能畫面中，進行參

數(shù)設(shè)定，完成定制軌跡涂膠流程。

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2.按下觸摸屏“定制涂膠”按鈕，涂膠開始計時，按照觸摸屏設(shè)定參數(shù)，完

成任意指定的起始點、結(jié)束點、涂膠次數(shù)、涂膠方向、涂膠順序等定制要求。

(定制涂膠要求見下表1所示)完成該軌跡后，機器人回到安全點，暫停涂膠和

計時。

3.完成定制涂膠后，工業(yè)機器人放回涂膠工具，工業(yè)機器人回到安全點，產(chǎn)

品的涂膠流程結(jié)束。

表1定制涂膠工藝參數(shù)

軌跡段定制工藝參數(shù)可選參數(shù)參數(shù)說明

軌跡起始點2、3、4、5、6

起點編號大于終點編

號

軌跡結(jié)束點1、2、3、4、5

軌跡5

停留點3、4

偏移高度5mm—20mm

傾斜角度30°、45°

次數(shù)：1-3次運行軌跡6可選（例如

軌跡6涂膠次數(shù)和方向

12341、43654）

順序：順時針、逆時針

涂膠：使用涂膠工具完

成軌跡7順時針涂膠

軌跡7涂膠模式涂膠、吹膠吹膠：使用小吸盤吹氣

功能，完成軌跡7逆時

針吹膠

在特殊區(qū)域1中工業(yè)機

器人降速到20%運行

特殊區(qū)域1：1到3在特殊區(qū)域2中工業(yè)機

軌跡8特殊區(qū)域

器人向上偏移10mm涂

特殊區(qū)域2：4到6

膠，同時三色燈紅燈以

1hz頻率閃爍

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任務3-2產(chǎn)品的碼垛

要求：將觸摸屏從主畫面切換至產(chǎn)品的碼垛畫面,觸摸屏選擇碼垛工藝模式。

完成基礎(chǔ)碼垛和定制碼垛兩項任務，碼垛垛型可參考附件6(碼垛垛型示意圖)，

具體工藝過程要求如下：

(一)基礎(chǔ)碼垛

具體工藝過程要求如下：

1.按下觸摸屏的“運行”按鈕，工業(yè)機器人回到安全點，拾取吸盤工具，碼

垛工藝開始。

2.工業(yè)機器人完成一層碼垛，使用垛型方式3。

3.放回工具，工業(yè)機器人回到安全點。

(二)定制碼垛

裁判隨機在碼垛平臺A上放置4-6塊碼垛料塊。

1.在觸摸屏上按下“開始”按鈕，機器人拾取合適的工具，判斷碼垛平臺A

上面剩余物料塊，觸摸屏上實時顯示碼垛平臺A上剩余碼垛料塊數(shù)量。

2.碼垛平臺A上剩余料塊若為奇數(shù)第一層碼垛垛型2，若為偶數(shù)第一層碼垛

垛型3，完成后機器人放回工具，回到Home點。

3.設(shè)定第二層碼垛參數(shù)，參數(shù)可選碼垛工具，碼垛順序，按下觸摸屏的“開

始”按鈕，機器人從Home點出發(fā)，開始第二層定制碼垛流程和實時顯示剩余碼垛

塊數(shù)量。

4.碼垛數(shù)量不夠時，機器人暫停，觸摸屏提示“人工補料XX塊”(XX為實際

需要補料數(shù)量)，由人工補料后，再次按下“開始”按鈕，機器人完成剩余碼垛

任務。

5.完成后機器人回到Home點，放回工具，停止碼垛。

任務3-3產(chǎn)品零部件裝配與倉儲

完成PLC、觸摸屏、視覺及工業(yè)機器人程序編寫與調(diào)試，實現(xiàn)產(chǎn)品零件檢測、

裝配、加蓋、鎖螺絲、出入庫等任務。

加工產(chǎn)品說明：產(chǎn)品由零件A、B、C三部分組成，零件B位于零件A與

零件C之間，零件A(4種類型)、零件B(8種類型)和零件C(4種類

型)，零部件類型說明可參考附件7(設(shè)備附件說明表)。

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(一)智能制造設(shè)備的功能測試

1.產(chǎn)品裝配調(diào)試

初始狀態(tài)：零件A1放置在1號檢測位，零件A2放置在2號檢測位，零件A3放置

在3號檢測位，零件A4放置在4號檢測位。零件B按類型隨機擺放到零件A上對應裝

配位置；零件B按類型隨機擺放到零件B原料區(qū)上對應位置。

1.產(chǎn)品檢測調(diào)試

(1)第1次按下觸摸屏上的“檢測”按鈕，同時對1-4號檢測位產(chǎn)品進行檢

測，要求產(chǎn)品所在工位推動氣缸縮回，縮回到位后升降氣缸下降，下降到位，等

待4s后，升降氣缸上升，上升到位后推動氣缸伸出，結(jié)果指示燈點亮：1、2號工

位亮綠燈，代表合格品；3、4號工位亮紅燈，代表廢品。上述任務完成后，觸摸

屏顯示“檢測完成：1、2號檢測位合格品；3、4號檢測位廢品”。

(2)在HMI界面隨機設(shè)置1-4號檢測位產(chǎn)品的合格、半成品、廢品屬性，

第2次按下觸摸屏上的“檢測”按鈕，同時對1-4號檢測位進行檢測，要求產(chǎn)品

所在工位推動氣缸縮回，縮回到位后升降氣缸下降，下降到位，等待4s后，升

降氣缸上升，上升到位后推動氣缸伸出，結(jié)果指示燈點亮:合格品工位亮綠燈，

半成品紅綠燈以1hz交替閃爍，廢品工位亮紅燈。完成后觸摸屏顯示“檢測完

成：X號檢測位合格品；X號檢測位半成品；X號檢測位廢品”，X與實際產(chǎn)品

位號相符。

3.RFID功能測試

(1)A1板的RFID預存有數(shù)字信息。信息是1-100(評分時按裁判要求寫

入1-100的其他一個數(shù))，編寫RFID芯片手動讀寫測試程序，并在觸摸屏顯

示對應手動讀寫測試。

(2)編寫自動化控制程序，實現(xiàn)RFID的自動讀寫，完成不同工藝流程，具

體功能要求如下：若讀出為奇數(shù)，則移動至打磨單元對零件底部進行打磨，停留

3s；若讀出為偶數(shù)，則移動至打磨單元對零件側(cè)面進行打磨，停留5s；然后

RFID寫入“讀到的數(shù)據(jù)+1”的數(shù)值(如讀到10，則寫入11)，然后放回原

位。

（3）在觸摸屏上要設(shè)置讀寫窗口可實現(xiàn)RFID的手動寫入以及讀取信息呈

現(xiàn)。

(二)智能制造設(shè)備的自動運行

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初始狀態(tài)：零件A1放置在1號檢測位，零件A2放置在2號檢測位，零件A3放置

在3號檢測位，零件A4放置在4號檢測位。零件A上沒有零件B；零件B按類型隨機

擺放到零件B原料區(qū)上對應位置，每種類型各2個，共16個。

要求：將觸摸屏切換至訂單頁面,按以下要求完成智能制造設(shè)備自動運行任

務。

1.按下觸摸屏復位按鈕，觸摸屏復位燈常亮，觸摸屏運行燈1Hz閃爍，各氣

缸回到原位，工業(yè)機器人回到Home點后停止，等待PLC發(fā)送啟動信號。

2.在觸摸屏訂單頁面設(shè)定：在零件A的4個裝配位置上，裝配4個不同

類型的零件B，位置1可選B1或B2，位置2可選B3或B4，位置3可選

B5或B6，位置4可選B7或B8；鎖螺絲數(shù)量可選數(shù)為(2-4)。

3.設(shè)置完成后，點擊“生成訂單”按鈕，觸摸屏能顯示零件A的4個裝配

位置的類型及鎖螺絲數(shù)量。

4.重復以上(2)-(3)步操作，完成2個訂單設(shè)定。

5.按下操作面板或觸摸屏啟動按鈕，復位燈熄滅，運行燈常亮。

6.工業(yè)機器人從夾具庫抓取合適的工具。

7.抓取零件B到視覺單元進行檢測，不合適放回原位，合適則對零件裝配。

8.將零件B裝配到零件A指定位置。

9.重復以上(7)-(8)步操作，完成訂單1的4個零件B的裝配。

10.使用涂膠筆工具完成工位上的