2020年全國職業(yè)院校技能大賽（高職）河北選拔賽制造單元智能化改造與集成技術(shù)技能大賽賽項規(guī)程

一、

比賽的職業(yè)、標(biāo)準(zhǔn)、方式和內(nèi)容（一）職業(yè)：可編程序控制系統(tǒng)設(shè)計師、電氣設(shè)備安裝工、機械設(shè)備安裝工、數(shù)控機床操作工、計算機程序設(shè)計員等。（二）標(biāo)準(zhǔn)：序號標(biāo)準(zhǔn)號中文標(biāo)準(zhǔn)名稱1GB/T30976.1-30976.2工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全2GB/T16977-2005工業(yè)機器人坐標(biāo)系和運動命名原則3GB/T19399-2003工業(yè)機器人編程和操作圖形用戶接口4GB11291-1997工業(yè)機器人安全規(guī)范5GB/T14284-1993工業(yè)機器人通用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)6GB/T5465.2-1996電氣設(shè)備用圖形符號7GB5226.1-2002機械安全

機械電氣設(shè)備

第1部分8GB/Z20830-2007基于PROFIBUSDP和PROFINETIO的功能安全通信行規(guī)-PROFIsafe9GB/T16657.2-2008工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)

現(xiàn)場總線規(guī)范

第2部分:

物理層規(guī)范和服務(wù)定義10GB/Z25105.3-2010工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)

現(xiàn)場總線規(guī)范

類型10:PROFINETIO

規(guī)范

第3部分:PROFINETIO

通信行規(guī)11GB/T18725-2008制造業(yè)信息化

技術(shù)術(shù)語12GB21746-2008教學(xué)儀器設(shè)備安全要求總則13GB21748-2008教學(xué)儀器設(shè)備安全要求

儀器和零部件的基本要求14JB/T8832.1-2001機床數(shù)控系統(tǒng)

通用技術(shù)條件（三）比賽方式1.

競賽以團體賽方式進行。每支參賽隊3名選手，參賽選手必須是2019年度高等職業(yè)學(xué)校全日制在籍學(xué)生或五年制高職四至五年級（含四年級）全日制在籍學(xué)生，不限性別，年齡須不超過25周歲，年齡計算的截止時間以2019年12月1日為準(zhǔn)。往屆全國職業(yè)院校技能大賽中獲一等獎的選手，不得參加同一賽項同一組別的賽項。2.

競賽隊伍組成：由河北省各高等職業(yè)院校為單位組隊參賽，同一學(xué)校相同項目報名參賽隊不超過2支，不得跨校組隊；指導(dǎo)教師須為本校專兼職教師，每隊限報2名指導(dǎo)教師。（四）比賽內(nèi)容本賽項以汽車行業(yè)輪轂的生產(chǎn)制造為背景，采用智能制造技術(shù)完成制造單元系統(tǒng)的改造與集成，充分體現(xiàn)“兩化深度融合”在傳統(tǒng)制造業(yè)升級改造中的技術(shù)應(yīng)用。競賽過程中，選手需要根據(jù)任務(wù)書要求，自行設(shè)計實施方案，在三維軟件中搭建競賽平臺并完成產(chǎn)品生產(chǎn)流程仿真，完成真實競賽平臺的系統(tǒng)搭建和線路連接，對工業(yè)機器人進行點位示教和控制程序編制，對數(shù)控系統(tǒng)進行加工程序編制和通訊參數(shù)設(shè)置，對視覺系統(tǒng)進行檢測識別參數(shù)設(shè)定和優(yōu)化，對可編程控制器進行控制程序編制及調(diào)試，從而實現(xiàn)輪轂產(chǎn)品根據(jù)不同的生產(chǎn)工藝要求及訂單需求，完成倉庫存儲、數(shù)控加工、打磨加工、檢測識別、分揀入位等工藝流程，通過制造執(zhí)行系統(tǒng)對生產(chǎn)過程信息和設(shè)備狀態(tài)實時采集和可視化顯示，智能終端利用云端實現(xiàn)安全的制造數(shù)據(jù)遠程監(jiān)控。本賽項主要考察選手對于可編程控制器、工業(yè)機器人、數(shù)控系統(tǒng)、集成視覺等控制設(shè)備的編程調(diào)試和復(fù)雜機電設(shè)備系統(tǒng)聯(lián)調(diào)的自動化能力，兼顧考核選手在工業(yè)網(wǎng)絡(luò)及數(shù)據(jù)歸檔處理的信息化能力，充分考驗選手面對復(fù)雜任務(wù)要求的分析處理以及解決方案的制定實施能力，展現(xiàn)選手的綜合職業(yè)素質(zhì)和創(chuàng)新水平。本賽項采用團體比賽方式，3名選手在5小時內(nèi)協(xié)作完成如下競賽任務(wù)。任務(wù)一

制造單元改造方案設(shè)計（15%）參考制造流程要求，細(xì)化完整的生產(chǎn)工藝路徑，將工序內(nèi)容與實現(xiàn)設(shè)備一一對應(yīng)；在場地面積條件下，合理設(shè)計單元的布局形式，完成完整工序內(nèi)容；根據(jù)工序流程和控制系統(tǒng)要求，確定控制網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；利用虛擬仿真軟件，在三維環(huán)境中按照設(shè)計的布局形式，搭建硬件環(huán)境，規(guī)劃功能單元的動作軌跡，仿真驗證布局設(shè)計有效性。任務(wù)二

硬件搭建及電氣接線（10%）根據(jù)集成設(shè)計方案，將所選的功能單元按照布局規(guī)劃拼接固定；根據(jù)功能要求，完成各單元的機械安裝、電氣接線、氣動連接、控制網(wǎng)絡(luò)線路部署等內(nèi)容；手動測試單元功能動作正確。任務(wù)三

制造單元的系統(tǒng)集成（35%）對PLC控制器和遠程IO進行組態(tài)操作，滿足控制設(shè)計要求；對PLC、工業(yè)機器人、數(shù)控系統(tǒng)、視覺系統(tǒng)編程調(diào)試，分別實現(xiàn)工業(yè)機器人更換不同工具、工業(yè)機器人從立體倉庫中拾取零件、工業(yè)機器人將待加工零件放入/取出數(shù)控機床、選取指定加工程序完成加工任務(wù)、工業(yè)機器人對零件表面打磨加工、視覺系統(tǒng)對零件產(chǎn)品加工結(jié)果的檢測與判別、對零件進行分揀入位等功能動作。任務(wù)四

控制網(wǎng)絡(luò)的集成調(diào)試（30%）根據(jù)產(chǎn)品生產(chǎn)制造流程，對立體庫、工業(yè)機器人、數(shù)控系統(tǒng)進行編程聯(lián)調(diào)，利用物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)以太網(wǎng)實現(xiàn)產(chǎn)品、設(shè)備和控制器之間的信息交互，滿足加工流程自動化；合理優(yōu)化程序邏輯和設(shè)備運行參數(shù)，滿足任務(wù)的生產(chǎn)效率要求，可對異常情況進行監(jiān)控并做出合理判斷，確保生產(chǎn)安全；利用MES系統(tǒng)開發(fā)平臺完成信息采集、產(chǎn)品數(shù)據(jù)追溯、制造流程可視化、設(shè)備狀態(tài)可視化等功能模塊，并完成智能制造單元的功能流程控制操作面板開發(fā)，實現(xiàn)對生產(chǎn)流程控制。任務(wù)五

云端數(shù)據(jù)服務(wù)的調(diào)試（5%）在MES系統(tǒng)開發(fā)平臺中，將任務(wù)要求的生產(chǎn)流程數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)信息存儲到指定的云服務(wù)器中，可使智能終端實時獲取數(shù)據(jù)并圖形化顯示；在MES系統(tǒng)開發(fā)平臺中，將智能制造單元的功能流程控制接口開放到云服務(wù)器中，在網(wǎng)絡(luò)安全、用戶認(rèn)證后，可使智能終端遠程控制單元制造加工。任務(wù)六

職業(yè)素養(yǎng)（5%）競賽過程中，對參賽選手的技術(shù)應(yīng)用合理性、工具操作規(guī)范性、機械電氣工藝規(guī)范性、耗材使用環(huán)保性、功耗控制節(jié)能性以及賽場安全、文明生產(chǎn)等進行綜合評價。二、比賽的軟硬件環(huán)境（1）硬件環(huán)境（每個競賽工位）序號設(shè)備名稱設(shè)備數(shù)量品牌1智能制造單元系統(tǒng)集成應(yīng)用平臺1套北京華航唯實機器人科技股份有限公司2工具及耗材1套無3安全帽3頂無4計

算

機2臺無（2）軟件環(huán)境（每個競賽工位）序號軟件名稱軟件版本1操作系統(tǒng)Windows10

專業(yè)版2輸入法搜狗輸入法

9.1

正式版3文本處理軟件WPSOffice2016（10.1.0.7698）4文本處理軟件AdobereaderXI（11.0.20）5SIEMENS

SIMATICSTEP7Basic編程軟件SIEMENSTIAPortalV15STEP76RobotArt工業(yè)機器人離線編程軟件競賽版RobotArt工業(yè)機器人離線編程軟件競賽版（V5.2.0.2760）7SIEMENS

SIMATICWinCCProfessional編程軟件SIEMENSTIAPortalV15WinCCProfessional三、競賽流程競賽流程安排日期時間事項地點參加人員第一天9:00-14:00參賽隊報到住宿酒店參賽隊15:30-16:30領(lǐng)隊會、場次抽檢會議室參賽隊、裁判長、監(jiān)督長16:30-17:00熟悉賽場競賽場地參賽隊17:00封閉賽場競賽場地裁判長、監(jiān)督長第二天6:00-6:30競賽相關(guān)人員到達競賽場地并完成參賽隊檢錄競賽場地裁判、工作人員、監(jiān)督6:30-7:00競賽隊伍工位抽簽賽前準(zhǔn)備競賽場地裁判、工作人員、監(jiān)督7:00-12:00正式比賽（第1場）競賽場地裁判、技術(shù)人員、監(jiān)督12:00-13:30參賽隊退場、午餐及裁判評分競賽場地裁判、監(jiān)督13:30-14:45競賽設(shè)備恢復(fù)競賽場地技術(shù)人員14:30-15:00競賽相關(guān)人員到達競賽場地并完成參賽隊檢錄競賽場地裁判、工作人員、監(jiān)督15:00-15:30競賽隊伍工位抽簽賽前準(zhǔn)備競賽場地裁判、工作人員、監(jiān)督15:30-20:30正式比賽（第2場）競賽場地裁判、技術(shù)人員、監(jiān)督20:30-22:00參賽隊退場、晚餐裁判評分競賽場地裁判、監(jiān)督22:00-23:15競賽設(shè)備恢復(fù)競賽場地技術(shù)人員第三天6:00-6:30競賽相關(guān)人員到達競賽場地并完成參賽隊檢錄競賽場地裁判、工作人員、監(jiān)督6:30-7:00競賽隊伍工位抽簽賽前準(zhǔn)備競賽場地裁判、工作人員、監(jiān)督7:00-12:00正式比賽（第3場）競賽場地裁判、技術(shù)人員、監(jiān)督12:00-13:30參賽隊退場、午餐及裁判評分競賽場地裁判、監(jiān)督13:30-14:45競賽設(shè)備恢復(fù)競賽場地技術(shù)人員14:30-15:00競賽相關(guān)人員到達競賽場地并完成參賽隊檢錄競賽場地裁判、工作人員、監(jiān)督15:00-15:30競賽隊伍工位抽簽賽前準(zhǔn)備競賽場地裁判、工作人員、監(jiān)督15:30-20:30正式比賽（第4場）競賽場地裁判、技術(shù)人員、監(jiān)督20:30-22:00參賽隊退場、晚餐裁判評分競賽場地裁判、監(jiān)督22:00-23:15競賽設(shè)備恢復(fù)競賽場地技術(shù)人員第四天10:00-11:00閉賽式會議室參賽隊、裁判、監(jiān)督、工作人員四、競賽賽卷（一）賽項組委會下設(shè)的賽項專家組負(fù)責(zé)本賽項賽題的編制工作。賽題編制遵從公開、公平、公正原則。（二）比賽前10天左右，由專家組負(fù)責(zé)組建10套賽卷。（三）正式比賽前三天內(nèi)，對賽卷隨機排序后，在監(jiān)督長的監(jiān)督下，由裁判長指定相關(guān)人員抽取正式賽卷與備用賽卷。（四）競賽試題樣卷見附件。五、評分規(guī)定本屆制造單元智能化改造與集成技術(shù)大賽比賽時間為300分鐘，評分為五個部分：系統(tǒng)集成方案設(shè)計、硬件搭建及電氣接線、制造單元的集成改造、控制網(wǎng)絡(luò)的集成調(diào)試、云端數(shù)據(jù)服務(wù)的調(diào)試、職業(yè)素養(yǎng)，共計總分為100分。（一）

評分細(xì)則評分指標(biāo)權(quán)重分配一級指標(biāo)比例二級指標(biāo)配分制造單元改造方案15%1.系統(tǒng)布局方案設(shè)計（1）系統(tǒng)布局規(guī)劃框圖繪制（2）布局位置與真實設(shè)備布置相同（3）清楚注明各單元名稱3分2.控制系統(tǒng)方案設(shè)計（1）控制系統(tǒng)拓?fù)鋱D繪制（2）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與實際TIA設(shè)備網(wǎng)絡(luò)設(shè)置相同（3）清楚注明各設(shè)備名稱（4）清楚注明各設(shè)備IP地址3分3.虛擬仿真（1）根據(jù)實際布局情況完成三維環(huán)境搭建（2）完成輪轂零件的檢測工序流程動作（3）完成輪轂零件的其他工藝流程動作（4）動作流程中不得出現(xiàn)工業(yè)機器人不可達點、軸超限點或奇異點（5）動作流程中不得出現(xiàn)工具與工業(yè)機器人脫離情況（6）動作流程中不得出現(xiàn)輪轂未按照流程移動情況9分硬件搭建及電氣接線10%1.硬件搭建（1）工作站各單元安裝牢固、穩(wěn)定（2）工作站外側(cè)門板全部安裝（3）工作站內(nèi)側(cè)門板全部拆卸4分2.電路氣路通訊接線（1）工作站各單元電路連接（2）工作站各單元氣路連接（3）工作站各單元通信連接（4）線槽蓋全部蓋好（5）電源線放入線槽（6）氣管無漏氣現(xiàn)象6分制造單元的集成改造35%1.控制系統(tǒng)組態(tài)設(shè)置（1）完成控制系統(tǒng)組態(tài)設(shè)置，每個遠程IO模塊通訊正常（2）完成工業(yè)機器人的組態(tài)設(shè)置，IO輸出正常（3）完成智能視覺的通訊組態(tài)，能觸發(fā)拍照和結(jié)果輸出（4）完成WinCC的項目建立和通訊組態(tài)，變量通訊正常5分2.執(zhí)行單元和工具單元智能化改造（1）平移滑臺移動時工業(yè)機器人保持安全姿態(tài)（2）平移滑臺根據(jù)流程要求定位移動（3）工業(yè)機器人實現(xiàn)快換工具更換動作（4）工業(yè)機器人利用工具拾取/釋放輪轂零件及打磨輪轂零件8分3.倉儲單元智能化改造（1）根據(jù)任務(wù)要求完成各流程動作（2）工業(yè)機器人快換工具的正常使用（3）輪轂產(chǎn)品正常拾?。?）輪轂產(chǎn)品準(zhǔn)確放置4分4.加工單元智能化改造（1）在數(shù)控系統(tǒng)中建立刀具信息表，能觸發(fā)虛擬刀庫調(diào)用（2）在機床未動作時主軸位置處于機床坐標(biāo)系原點，不影響上下料動作（3）按圖紙完成加工程序編制，能實現(xiàn)對零件數(shù)控加工（4）根據(jù)任務(wù)要求完成各流程動作5分5.打磨單元智能化改造（1）根據(jù)任務(wù)要求完成各流程動作（2）工業(yè)機器人快換工具的正常使用（3）輪轂產(chǎn)品正常拾?。?）輪轂產(chǎn)品準(zhǔn)確放置4分6.檢測單元智能化改造（1）根據(jù)任務(wù)要求完成各流程動作（2）工業(yè)機器人快換工具的正常使用（3）輪轂產(chǎn)品正常拾?。?）輪轂產(chǎn)品準(zhǔn)確放置5分7.分揀單元智能化改造（1）根據(jù)任務(wù)要求完成各流程動作（2）工業(yè)機器人快換工具的正常使用（3）輪轂產(chǎn)品正常拾?。?）輪轂產(chǎn)品準(zhǔn)確放置4分控制網(wǎng)絡(luò)的集成調(diào)試30%1.應(yīng)用平臺界面開發(fā)（1）完成歡迎界面的界面繪制和功能定義（2）完成手動界面的界面繪制和功能定義（3）完成監(jiān)控界面的界面繪制和功能定義（4）完成訂單界面的界面繪制和功能定義8分2.應(yīng)用平臺初始狀態(tài)（1）在流程開始前，應(yīng)用平臺處于要求的初始狀態(tài)（2）在流程結(jié)束后，應(yīng)用平臺處于要求的狀態(tài)2分3.批量化生產(chǎn)自動化流程（1）按照要求完成輪轂零件生產(chǎn)的完整流程（2）工業(yè)機器人處于自動模式完成流程演示（3）按照任務(wù)要求通過按鈕啟動流程（4）三色燈按照流程要求亮滅（5）流程演示過程中，不得出現(xiàn)需要跳轉(zhuǎn)程序情況10分4.定制化生產(chǎn)自動化流程（1）按照要求完成輪轂零件生產(chǎn)的完整流程（2）工業(yè)機器人處于自動模式完成流程演示（3）按照任務(wù)要求通過按鈕啟動流程（4）三色燈按照流程要求亮滅（5）流程演示過程中，不得出現(xiàn)需要跳轉(zhuǎn)程序情況10分云服務(wù)的集成調(diào)試5%1.平板顯示連接成功2.云數(shù)據(jù)服務(wù)器有數(shù)據(jù)上傳記錄3.平板監(jiān)控界面各項參數(shù)與實際狀態(tài)相同5分職業(yè)素養(yǎng)5%1.選手未身穿比賽服裝、未穿電工絕緣鞋2.氣路連接及測試過程不符合安全規(guī)范3.比賽過程中脫下安全帽4.比賽過程中機器人工具掉落5.比賽結(jié)束后，工具擺放雜亂，廢料未清掃，耗材使用不合理6.違反比賽規(guī)定，提前進行比賽操作或比賽終止仍繼續(xù)操作的7.其他不符合職業(yè)素養(yǎng)行為等8.嚴(yán)重違反賽場紀(jì)律按特殊情況處理5分注：該評分細(xì)則對應(yīng)附件競賽樣卷，競賽評分中各任務(wù)的配分比例原則不變，根據(jù)不同競賽試題，由競賽執(zhí)委會與專家組對子項目和評分點做適當(dāng)修改。（二）成績評定成績評定過程中，選手根據(jù)裁判要求展示競賽成果和任務(wù)完成情況。裁判嚴(yán)格按照評分表，依照選手實際發(fā)生的動作情況完成評定過程，確保公平公正。選手不得圍觀和議論其他選手評定情況。裁判不得將選手表現(xiàn)和評定結(jié)果泄露。工作人員根據(jù)裁判要求配合評定工作，不得擅自進入賽位影響評判過程。（三）比賽公布記分員將解密后的各參賽隊伍（選手）成績匯總成比賽成績，經(jīng)裁判長、監(jiān)督組簽字后，公示比賽結(jié)果。公示2小時無異議后，公布成績并頒發(fā)證書。六、競賽須知（一）參賽隊須知1.各校在組織參賽隊時，為參賽選手購買競賽期間的人身意外傷害保險。2.各校參賽隊組成后，制定相關(guān)安全管理制度，落實安全責(zé)任制，確定安全責(zé)任人，簽訂安全承諾書，與賽項責(zé)任單位一起共同確保參賽期間參賽人員的人身財產(chǎn)安全。3.參賽隊按照競賽賽程安排，憑賽項組委會頒發(fā)的參賽證和有效身份證件、學(xué)生證參加比賽及相關(guān)活動。（二）指導(dǎo)教師須知1.各參賽代表隊指導(dǎo)教師要發(fā)揚良好道德風(fēng)尚，聽從指揮，服從裁判，不弄虛作假。指導(dǎo)教師經(jīng)報名、審核后確定，一經(jīng)確定不得更換。如發(fā)現(xiàn)弄虛作假者，取消參賽資格，名次無效。2.在比賽階段，不允許指導(dǎo)教師上場指導(dǎo)，禁止在未經(jīng)裁判長允許的情況下使用通訊工具與選手私下溝通交流。3.指導(dǎo)老師應(yīng)及時查看競賽有關(guān)賽項的通知和內(nèi)容，認(rèn)真研究和掌握本賽項競賽的規(guī)程、技術(shù)規(guī)范和賽場要求，指導(dǎo)選手做好賽前的一切技術(shù)準(zhǔn)備和競賽準(zhǔn)備。（三）參賽選手須知1.嚴(yán)格遵守技能競賽規(guī)則、技能競賽紀(jì)律和安全操作規(guī)程，尊重裁判和賽場工作人員，自覺維護賽場秩序。2.佩帶參賽證件及穿著統(tǒng)一服裝進入比賽場地，穿著具備絕緣標(biāo)志的電工鞋（自備），并接受裁判的檢查，服裝上不得有學(xué)校、身份標(biāo)識。3.進入賽場前須將手機等通訊工具交賽場相關(guān)人員妥善保管。參賽選手請勿攜帶與競賽無關(guān)的電子設(shè)備、通訊設(shè)備及其他資料與用品進入比賽場地。4.嚴(yán)格遵守賽事時間規(guī)定，準(zhǔn)時抵達檢錄區(qū)，提供參賽隊選手的身份證、學(xué)生證、參賽證，缺一不可，在開賽15分鐘后不準(zhǔn)入場，開賽后未經(jīng)允許不得擅自離開賽場。5.競賽結(jié)束時間到，應(yīng)立即停止一切競賽內(nèi)容操作，不得拖延。競賽完成后按裁判要求迅速離開賽場，不得在賽場內(nèi)滯留。6.參賽選手須在確認(rèn)競賽內(nèi)容和現(xiàn)場設(shè)備等無誤后開始競賽。在競賽過程中，如有疑問、設(shè)備軟件故障、身體不適等情況出現(xiàn)，參賽選手應(yīng)舉手示意。7.在比賽過程中，參賽選手由于操作失誤導(dǎo)致設(shè)備不能正常工作，或造成安全事故不能進行比賽的，將被終止比賽。（四）工作人員須知1.配合裁判完成競賽過程相關(guān)工作，嚴(yán)格遵守競賽規(guī)章制度，文明禮貌，認(rèn)真做好服務(wù)工作。2.所有工作人員必須統(tǒng)一佩戴由大賽組委會簽發(fā)的相應(yīng)證件，著裝整齊，賽場除現(xiàn)場工作人員以外，其他人員未經(jīng)允許不得進入賽場。3.新聞媒體等進入賽場必須經(jīng)過賽項組委會允許，并且聽從現(xiàn)場工作人員的安排和管理，不能影響競賽進行。七、申訴與仲裁（一）申訴（1）參賽隊對不符合競賽規(guī)定的軟硬件設(shè)備，有失公正的評判，以及對工作人員的違規(guī)行為等，均可提出申訴；（2）申訴時，應(yīng)遞交由參賽隊領(lǐng)隊親筆簽字同意的書面報告，報告應(yīng)對申訴事件的現(xiàn)象、發(fā)生的時間、涉及的人員、申訴依據(jù)與理由等進行充分、實事求是的敘述。事實依據(jù)不充分、僅憑主觀臆斷的申訴不予受理；（3）申訴時效：競賽結(jié)束后1小時內(nèi)提出，超過時效將不予受理申訴；（4）申訴處理：賽場專設(shè)仲裁工作組受理申訴，收到申訴報告之后，根據(jù)申訴事由進行審查，3小時內(nèi)書面通知申訴方，告知申訴處理結(jié)果；（5）申訴人不得無故拒不接受處理結(jié)果，不允許采取過激行為刁難、攻擊工作人員，否則視為放棄申訴。（二）仲裁（1）組委會下設(shè)仲裁工作組，負(fù)責(zé)受理競賽中出現(xiàn)的所有申訴并進行仲裁，以保證競賽的順利進行和競賽結(jié)果公平、公正；（2）仲裁工作組的裁決為最終裁決，參賽隊不得因申訴或?qū)μ幚硪庖姴环Ｖ贡荣惢蜃淌?，否則按棄權(quán)處理。附件：

2020年全國職業(yè)院校技能大賽（高職）河北選拔賽“制造單元智能化改造與集成技術(shù)”賽項競賽任務(wù)書（樣卷）

選手須知：1.任務(wù)書共33頁，如出現(xiàn)任務(wù)書缺頁、字跡不清等問題，請及時向裁判示意，并進行任務(wù)書的更換。2.參賽隊?wèi)?yīng)在5小時內(nèi)完成任務(wù)書規(guī)定內(nèi)容。3.競賽工位提供2臺電腦，參考資料存儲在“D:\參考資料”文件夾中。選手在競賽過程中利用電腦創(chuàng)建的程序文件必須存儲到“D:\技能競賽”文件夾中，未存儲到指定位置的程序文件不作為競賽成果予以評分。請及時對程序文件存儲，建議每10-15分鐘1次，因不可抗力因素導(dǎo)致電腦重新啟動出現(xiàn)文件資料丟失情況，酌情補時不超過15分鐘。4.任務(wù)書中只得填寫競賽相關(guān)信息，不得出現(xiàn)學(xué)校、姓名等與身份有關(guān)的信息或與競賽過程無關(guān)的內(nèi)容，否則成績無效。5.競賽過程中嚴(yán)禁更改競賽平臺各單元內(nèi)部電路、氣路接線。由于參賽選手人為原因?qū)е赂傎愒O(shè)備損壞，以致無法正常繼續(xù)比賽，將取消參賽隊競賽資格。

競賽場次：第

場

賽位號：第

號制造單元改造需求及產(chǎn)品生產(chǎn)要求1.背景介紹公司需要對現(xiàn)有輪轂零件的生產(chǎn)單元升級改造，以滿足不同類型輪轂零件的共線生產(chǎn)。以智能制造技術(shù)為基礎(chǔ)，在現(xiàn)有設(shè)備單元的基礎(chǔ)上，結(jié)合工業(yè)機器人、視覺等設(shè)備，實現(xiàn)柔性化生產(chǎn)；選用工業(yè)以太網(wǎng)通訊方式完成設(shè)備端的控制和信息采集，增加MES系統(tǒng)完成對生產(chǎn)全流程的監(jiān)控和優(yōu)化，實現(xiàn)智能化生產(chǎn)；利用互聯(lián)網(wǎng)將產(chǎn)品制造過程數(shù)據(jù)和設(shè)備運行狀態(tài)數(shù)據(jù)上傳到云服務(wù)器中存儲，在確保身份信息驗證正確的前提下可通過移動終端實現(xiàn)對云服務(wù)器中數(shù)據(jù)的實時訪問。請根據(jù)具體任務(wù)要求和硬件條件，完成智能制造單元改造的集成設(shè)計、安裝部署、編程調(diào)試，并實現(xiàn)試生產(chǎn)驗證。2.生產(chǎn)對象生產(chǎn)對象為汽車行業(yè)的輪轂零件，是完成粗加工后的半成品鑄造鋁制零件。輪轂零件在其正面、背面分別布置有定位基準(zhǔn)、電子標(biāo)簽區(qū)域、視覺檢測區(qū)域、數(shù)控加工區(qū)域和打磨加工區(qū)域，如圖1和圖2所示。

圖1

輪轂零件正面特征分布

圖2

輪轂零件背面特征分布（1）輪轂零件在應(yīng)用平臺各單元中通過外圓輪廓和定位基準(zhǔn)實現(xiàn)準(zhǔn)確定位，正面背面定位方式相同。（2）電子標(biāo)簽區(qū)域

1

是產(chǎn)品系列編碼，貼有二維碼標(biāo)簽，二維碼內(nèi)容是產(chǎn)品系列數(shù)字編碼（例如：0001

表示產(chǎn)品屬于

1

系列；0002

表示產(chǎn)品屬于

2

系列），可通過檢測單元的智能視覺對其掃描進行識別。（3）電子標(biāo)簽區(qū)域

2

是加工工序編碼，貼有二維碼標(biāo)簽，二維碼內(nèi)容是定制加工工序代碼或標(biāo)準(zhǔn)加工工序代碼（例如：B2C2C3；C1C3B1，且工序不可調(diào)整），可通過檢測單元的智能視覺對其掃描進行識別。（4）視覺檢測區(qū)域，通過貼有不同顏色（紅/綠）的貼紙代表產(chǎn)品的加工狀態(tài)，可通過檢測單元的智能視覺對顏色進行識別。具體的視覺檢測功能描述如下：u

視覺檢測區(qū)域1用于識別異形件或標(biāo)準(zhǔn)件：檢測識別結(jié)果為紅色則是異形件，輸出結(jié)果為NG，檢測識別結(jié)果為綠色則是標(biāo)準(zhǔn)件，輸出結(jié)果為OK；u

視覺檢測區(qū)域2用于識別零件是否存在瑕疵：檢測識別結(jié)果為紅色則存在瑕疵，輸出結(jié)果為NG，檢測識別結(jié)果為綠色則不存在瑕疵，輸出結(jié)果為OK；u

視覺檢測區(qū)域3用于識別標(biāo)準(zhǔn)加工或定制加工：檢測識別結(jié)果為紅色則是定制加工，輸出結(jié)果為NG，檢測識別結(jié)果為綠色則是標(biāo)準(zhǔn)加工，輸出結(jié)果為OK；u

視覺檢測區(qū)域4用于識別精加工件或粗加工件：檢測識別結(jié)果為紅色則是精加工件，輸出結(jié)果為NG，檢測識別結(jié)果為綠色則是粗加工件，輸出結(jié)果為OK。（5）數(shù)控加工區(qū)域為可替換的塑料圓片，利用加工單元在其上進行雕刻加工，具體加工內(nèi)容由工序決定。注意：僅輪轂正面中間位置可進行數(shù)控加工。（6）打磨加工區(qū)域為輪轂表面指定區(qū)域，利用打磨工具對其進行打磨加工。3.產(chǎn)品生產(chǎn)工藝流程目前公司需要對客戶定制需求類的輪轂生產(chǎn)進行智能改造和響應(yīng)。無需定制的加工工序為標(biāo)準(zhǔn)加工工序，需要定制的加工工序為定制加工工序；標(biāo)準(zhǔn)加工工序和定制加工工序均由電子標(biāo)簽區(qū)域

2

的加工工序編碼二維碼指定，需要由檢測單元的智能視覺對其掃描進行識別，并最終通過硬件接線、程序編寫、畫面組態(tài)、數(shù)據(jù)通信等任務(wù)，在上位機管理系統(tǒng)中實現(xiàn)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)加工工序或定制加工工序，并能夠?qū)崿F(xiàn)輪轂零件生產(chǎn)的全過程自動化執(zhí)行。請注意：倉儲單元是上下兩層，每層3個倉位，共計6個倉位；最初存儲輪轂零件數(shù)量為6個，隨機擺放在不同的倉位托盤上，每個輪轂零件的特征信息已知（如下表

1：輪轂零件特征值初始信息表）；其中，輪轂序號無實際意義。請注意：請選手拿到賽卷后，首先檢查輪轂數(shù)量、顏色貼紙數(shù)量、編號二維碼貼紙數(shù)量和加工工序編碼二維碼貼紙數(shù)量，并按照如下特征值初始信息表，將相應(yīng)的貼紙粘貼到輪轂零件的相應(yīng)位置，并按指定朝向隨機放入任意倉位中。貼紙內(nèi)容或數(shù)量有誤需及時報告裁判進行更換。貼紙粘貼錯誤所引起的比賽結(jié)果與成績評定由選手自己負(fù)責(zé)。表

1

輪轂零件特征值初始信息表賽卷編號輪轂序號初始放置倉位初始放置方向正面電子標(biāo)簽1二維碼初始值（產(chǎn)品系列編號）背面電子標(biāo)簽2二維碼初始值（標(biāo)準(zhǔn)/定制加工工序編碼）視覺檢測區(qū)域1視覺檢測區(qū)域2視覺檢測區(qū)域3視覺檢測區(qū)域4賽卷3輪轂1選手自行隨機放置于任意倉位中正面朝下0001B1C5C7C2紅色綠色綠色綠色輪轂20002C2C5B1綠色綠色綠色紅色輪轂30002C9B1C2紅色紅色綠色綠色輪轂40001B2C5綠色綠色紅色綠色輪轂50002C6B2C7C2紅色綠色紅色綠色輪轂60002B2C8C2綠色紅色紅色綠色

圖

3

定制化生產(chǎn)產(chǎn)品工藝流程圖任務(wù)一

制造單元改造方案設(shè)計1.系統(tǒng)布局方案設(shè)計根據(jù)產(chǎn)品生產(chǎn)工藝流程，結(jié)合所提供的硬件單元尺寸和功能，合理設(shè)計各單元的布局分布，并在任務(wù)書最后附一（任選1份任務(wù)書）上繪制布局方案，各單元用框圖表示并用文字標(biāo)識，比例適當(dāng)。2.控制系統(tǒng)方案設(shè)計根據(jù)產(chǎn)品生產(chǎn)工藝流程，結(jié)合提供的硬件單元功能，合理設(shè)計控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并在任務(wù)書最后附二（任選1份任務(wù)書）上繪制控制系統(tǒng)通訊拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。要求：各功能單元的遠程IO模塊必須連接到總控單元的PLC上，通過連線體現(xiàn)出所有網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備的連接情況，并注明設(shè)備名稱和其IP地址。3.虛擬仿真三維環(huán)境搭建根據(jù)系統(tǒng)布局方案設(shè)計結(jié)果，在RobotArt軟件中，完成對應(yīng)用平臺所有單元的布置拼裝。要求：布局方式與系統(tǒng)布局方案設(shè)計結(jié)果一致。工作站模型文件可通過工具欄“工作站”按鈕打開使用，通過工具欄“另存為”按鈕保存到指定文件夾中，請勿擅自更改文件后綴。軟件操作過程中注意隨時保存比賽成果。4.生產(chǎn)工藝流程虛擬仿真根據(jù)輪轂零件定制化生產(chǎn)產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝流程圖，結(jié)合下面表

2

的初始特征及狀態(tài)信息，在RobotArt軟件中，對工業(yè)機器人運動軌跡編程和各單元動作信號設(shè)置，完成應(yīng)用平臺的1個輪轂零件的定制化生產(chǎn)流程，可通過仿真模擬全過程動作效果。動作過程中工業(yè)機器人不可出現(xiàn)不可達點、軸限位點和奇異點。僅針對虛擬仿真過程，輪轂零件初始狀態(tài)如表

2

所示，以便確定流程內(nèi)容。選手需根據(jù)輪轂實際狀態(tài)決定放回倉儲單元前是否需要自行增加翻轉(zhuǎn)工序，最終要求輪轂零件正面朝下放回倉儲單元。表2

虛擬仿真過程輪轂初始狀態(tài)輪轂放置倉位輪轂放置方向正面產(chǎn)品編號背面產(chǎn)品編號視覺檢測區(qū)域1視覺檢測區(qū)域2視覺檢測區(qū)域3視覺檢測區(qū)域44背面向上0001B2C5綠色/OK綠色/OK紅色/NG綠色/OK任務(wù)二

硬件搭建及電氣接線1.單元布局搭建及固定根據(jù)系統(tǒng)布局方案設(shè)計，調(diào)整各單元的相對位置，完成應(yīng)用平臺的硬件拼裝固定。要求：（1）根據(jù)布局設(shè)計完成各單元位置調(diào)整。要求：各單元地腳支撐升起，各單元間通過連接板固連。（2）對各單元的底柜門板做調(diào)整。要求：應(yīng)用平臺底柜內(nèi)部連通、無門板遮擋，外側(cè)四周全部安裝門板，多余門板放置在U型支架內(nèi)。2.電氣、通訊接線根據(jù)系統(tǒng)布局方案設(shè)計和控制系統(tǒng)方案設(shè)計，完成各單元的電源、氣源、通訊線路連接和布線，完成電腦與監(jiān)控終端（電視）的高清視頻線纜連接，完成工業(yè)機器人示教器的線纜連接。要求：（1）電源線纜由單元底柜的底板快接插頭安裝后通過底柜的下部線槽鋪設(shè)；氣源、通訊線纜由設(shè)備端安裝后通過底柜的上部線槽鋪設(shè)。（2）單元間電源線纜未放入線槽部分，不能出現(xiàn)折彎，整齊擺放在底柜底板上。（3）應(yīng)用平臺總電源線路完成連接后用賽位內(nèi)提供的臨時線槽覆蓋。（4）氣源線纜在臺面部分必須進入線槽，未進入線槽部分利用線夾和扎帶固定在臺面或立柱上，要求裁剪長度合適，不能出現(xiàn)折彎、纏繞和變形，不允許出現(xiàn)漏氣。（5）通訊線纜在臺面部分必須進入線槽，未進入線槽部分利用線夾和扎帶固定在臺面或立柱上，不能出現(xiàn)折彎、纏繞和變形。（6）工業(yè)機器人示教器線纜在插接時注意接口方向和旋緊螺母的使用方法，不得在未完全插入前轉(zhuǎn)動快接插頭。任務(wù)三

制造單元的系統(tǒng)集成1.制造單元通訊組態(tài)及調(diào)試（1）總控單元PLC組態(tài)設(shè)置根據(jù)控制系統(tǒng)方案設(shè)計結(jié)果，在TIA編程軟件對總控單元的PLC、各單元的遠程IO模塊和執(zhí)行單元內(nèi)PLC進行配置，為每個設(shè)備設(shè)置其IP地址使其建立正常通訊，并分配各遠程IO模塊的IO起始地址。根據(jù)所提供的各單元內(nèi)部接線圖，建立信號表。（2）工業(yè)機器人組態(tài)設(shè)置對工業(yè)機器人示教器進行操作，在“DeviceNetDevice”中添加工業(yè)機器人的DSQC652模塊，其模塊參數(shù)如表3所示。根據(jù)所提供的執(zhí)行單元內(nèi)部接線圖，建立信號表。表3

DSQC652模塊參數(shù)序號參數(shù)項參數(shù)值1地址（Address）10對工業(yè)機器人示教器進行操作，在“DeviceNetDevice”中添加工業(yè)機器人的擴展IO模塊，其模塊參數(shù)如表4所示。根據(jù)所提供的執(zhí)行單元內(nèi)部接線圖，建立信號表。表4

擴展IO模塊參數(shù)序號參數(shù)項參數(shù)值1地址（Address）112設(shè)備代碼（VendorID）99993產(chǎn)品代碼（ProductCode）674設(shè)備類型（DeviceType）125通訊類型（ConnectionType）Polled6輸出長度（ConnectionOutputSize）127輸入長度（ConnectionInputSize）2（3）智能視覺通訊設(shè)置根據(jù)控制系統(tǒng)方案設(shè)計結(jié)果，對智能視覺通訊端口和與其完成通訊的控制設(shè)備網(wǎng)絡(luò)端口進行設(shè)置，使其可以建立正常通信并實現(xiàn)信號交互。（4）WinCC組態(tài)設(shè)置根據(jù)控制系統(tǒng)方案設(shè)計結(jié)果，在TIA編程軟件中建立WinCC工程項目，并使其與總控單元PLC建立正常通訊并實現(xiàn)信號交互。對數(shù)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信端口進行設(shè)置，并在TIA編程軟件中對WinCC工程項目進行通訊設(shè)置，使數(shù)控系統(tǒng)和WinCC建立通訊連接并可在線設(shè)置交互信號。2.執(zhí)行單元和工具單元智能化改造（1）工業(yè)機器人安全姿態(tài)設(shè)定對工業(yè)機器人操作與編程，確定工業(yè)機器人本體的安全姿態(tài)，此姿態(tài)下工業(yè)機器人本體不會與周邊設(shè)備發(fā)生碰撞。當(dāng)執(zhí)行單元平移滑臺運行時，工業(yè)機器人本體必須保持此姿態(tài)，不得同時動作。工業(yè)機器人安全姿態(tài)各軸設(shè)定參數(shù)要求如下表5。表5

工業(yè)機器人安全姿態(tài)各軸設(shè)定參數(shù)軸1軸2軸3軸4軸5軸6軸角度0°-30°30°0°90°0°（2）執(zhí)行單元平移滑臺改造①對執(zhí)行單元中的PLC編程，設(shè)置PLC對于伺服電機的控制參數(shù)，其中伺服電機編碼器分辨率為131072pulses/rev（17線），伺服電機驅(qū)動器電子齒輪已設(shè)置為900:1，減速機減速比3:1，同步帶減速比1.5:1，滾珠絲杠導(dǎo)程5mm。要求：平移滑臺運動速度不得超過25mm/s。②根據(jù)所提供的執(zhí)行單元內(nèi)部接線圖，對執(zhí)行單元內(nèi)部的PLC進行編程，使平移滑臺實現(xiàn)回原點、定位運動、定速運動功能，原點傳感器位于標(biāo)尺零刻度一側(cè)。（3）快換工具的拾取與放回對工業(yè)機器人操作與編程，使工業(yè)機器人可以完成對所需工具的拾取與放回，動作過程連貫無碰撞?？鞊Q工具在工具架的位置根據(jù)使用需求自行調(diào)整。注意：工業(yè)機器人不得懸空釋放工具使其掉落到工具架上。（4）快換工具的使用對工業(yè)機器人操作與編程，使工業(yè)機器人可以完成對所使用的工具的動作，如夾爪類工具的夾緊/松開、吸盤類工具的吸取/釋放、打磨類工具的打磨/停止等動作切換，并實現(xiàn)輪轂的拾取、釋放和打磨加工。3.倉儲單元智能化改造（1）倉儲單元立體倉庫改造根據(jù)控制系統(tǒng)方案設(shè)計結(jié)果和所提供的倉儲單元內(nèi)部接線圖，實現(xiàn)以下功能：①由外部信號控制指定編號的倉位托盤推出和縮回。②每個倉位的傳感器可以感知當(dāng)前是否有輪轂零件存放在倉位中。③倉位指示燈根據(jù)倉位內(nèi)輪轂零件存儲狀態(tài)點亮，當(dāng)倉位內(nèi)沒有存放輪轂零件時亮紅燈，當(dāng)倉位內(nèi)存放有輪轂零件時亮綠燈。（2）A1流程要求①工業(yè)機器人由倉儲單元將輪轂零件取出。②輪轂取出順序為：先取奇數(shù)號倉位的輪轂零件（奇數(shù)號從大到?。?，后取偶數(shù)號倉位的輪轂零件（偶數(shù)號從大到?。?。③若此倉位的輪轂零件已被加工檢測過，或者此倉位無輪轂零件，則跳過此倉位。④取出順序可以循環(huán)多次，直至完全遍歷

6

個輪轂。（3）A2流程要求①工業(yè)機器人將所持輪轂零件放回倉儲單元前，要求選手需根據(jù)輪轂實際狀態(tài)決定是否需要自行增加翻轉(zhuǎn)工序，最終要求輪轂零件正面朝下放回倉儲單元。②輪轂零件屬于異形件的，按序放置于料倉的偶數(shù)號倉位（倉位編號從小到大）；輪轂零件屬于標(biāo)準(zhǔn)件的，按序放置于料倉的奇數(shù)號倉位（倉位編號從小到大）。③若目標(biāo)倉位已有輪轂零件，則需先將該倉位的輪轂零件取出，隨機放置于傳送帶上光電傳感器檢測不到的區(qū)域（避免誤觸發(fā)），將目標(biāo)輪轂零件放回目標(biāo)倉位，再將放置于傳送帶上的輪轂零件放回空閑的倉位中。4.加工單元智能化改造（1）數(shù)控系統(tǒng)刀具信息建立對數(shù)控系統(tǒng)進行操作設(shè)置，根據(jù)虛擬刀庫刀具信息新建對應(yīng)刀具，以便后續(xù)數(shù)控加工編程使用。其中，加工單元中虛擬刀庫內(nèi)已存有

6

把刀具，各刀具信息如表

6

所示，刀庫中編號

01-06

分別對應(yīng)

T1-T6。在數(shù)控系統(tǒng)中建立刀具信息時，單刃螺旋銑刀、雙刃螺旋銑刀對應(yīng)數(shù)控系統(tǒng)中的“銑刀”類型，球頭銑刀對應(yīng)數(shù)控系統(tǒng)中的“圓柱形球頭模具銑刀”類型，刀具長度參數(shù)對應(yīng)刀庫中刀具的總長度數(shù)據(jù)。表6

虛擬刀庫刀具信息表刀具編號刀具類型刀具直徑mm刀刃長度mm刀具總長度mm01單刃螺旋銑刀2153802單刃螺旋銑刀2103803雙刃螺旋銑刀2153804雙刃螺旋銑刀2103805球頭銑刀2153806球頭銑刀21038（2）建立機床坐標(biāo)系原點對數(shù)控系統(tǒng)進行操作設(shè)置，設(shè)定數(shù)控機床坐標(biāo)系原點，使主軸位置不影響工業(yè)機器人對輪轂零件的上下料。（3）數(shù)控加工程序編程①若輪轂零件加工工序為標(biāo)準(zhǔn)加工工序（即：視覺檢測區(qū)域

3

的顏色為綠色，加工工序二維碼編碼含“B1”），則需完成：ü

按加工工序二維碼編碼順序完成全部工序流程（如：假設(shè)加工工序二維碼編碼為

C1B1C2C3，則應(yīng)按順序依次完成工序：C1→B1→C2→C3）；ü

其中

B1

流程，應(yīng)根據(jù)圖

4

所示的車標(biāo)

LOGO

加工圖紙和表

7

所示工藝要求（僅供參考），對數(shù)控系統(tǒng)進行編程，完成數(shù)控加工；表

7

標(biāo)準(zhǔn)加工---數(shù)控加工工藝表工步工步內(nèi)容刀具主軸轉(zhuǎn)速（r/min）進給速度（mm/min）切削深度（mm）類型刀刃直徑（mm）1粗銑a區(qū)域雙刃螺旋銑刀Φ

230002001②若輪轂零件加工工序為定制加工工序（即：輪轂背面視覺檢測區(qū)域

3

的顏色為紅色，加工工序二維碼編碼含“B2”），則需完成：ü

按加工工序二維碼編碼順序完成全部工序流程（如：假設(shè)加工工序二維碼編碼為

C1B2C2C3，則應(yīng)按順序依次完成工序：C1→B2→C2→C3）；ü

其中

B2

流程，應(yīng)根據(jù)表

8

所示工藝要求（僅供參考），對數(shù)控系統(tǒng)進行編程，完成定制加工工序編碼的數(shù)控加工（即通過數(shù)控編程在加工圓片內(nèi)實現(xiàn)定制加工工序編碼“C1B2C2C3”的“雕刻”）；表8

定制加工---數(shù)控加工工藝表工步工步內(nèi)容刀具主軸轉(zhuǎn)速（r/min）進給速度（mm/min）切削深度（mm）類型刀刃直徑（mm）1粗銑a區(qū)域雙刃螺旋銑刀Φ

230002000.5③

注意要求：

ü

須在數(shù)控加工圓片范圍內(nèi)加工；ü

數(shù)字

1-9、英文字母

A、B、C、D、E

的數(shù)控加工圖紙已提前編制，其存放路徑為：計算機\D

盤：\參考資料文件夾；ü

數(shù)字

1-9、英文字母

A、B、C、D、E

的數(shù)控加工程序已提前編制，其存放

路

徑

為

：

程

序

管

理

器

(PROGRAMMAINAGEG)\

工件文件夾\DS11A.WPD，數(shù)控加工完成定制工序編碼（即

B2

工序）可直接調(diào)用相關(guān)數(shù)控程序；ü

數(shù)控加工完成車標(biāo)

LOGO（即

B1

工序）需選手自行完成數(shù)控編程；ü

數(shù)控加工后能夠清晰的看出車標(biāo)

LOGO

或定制加工工序編碼即可，其他不做特別要求；ü

加工開始和結(jié)束時主軸位置處于機床坐標(biāo)系原點。圖4

車標(biāo)

LOGO

數(shù)控加工圖紙（4）B1

流程要求①工業(yè)機器人將所持輪轂零件上料到加工單元數(shù)控機床的夾具上。②工業(yè)機器人退出加工單元。③數(shù)控機床完成圖

4

所示的車標(biāo)

LOGO

加工。④工業(yè)機器人將輪轂零件由加工單元數(shù)控機床的夾具上拾取出來。（5）B2

流程要求①工業(yè)機器人將所持輪轂零件上料到加工單元數(shù)控機床的夾具上。②工業(yè)機器人退出加工單元。③數(shù)控機床完成定制加工工序編碼的“雕刻”加工。④工業(yè)機器人將輪轂零件由加工單元數(shù)控機床的夾具上拾取出來。5.打磨單元智能化改造（1）打磨單元翻轉(zhuǎn)工裝改造根據(jù)控制系統(tǒng)方案設(shè)計結(jié)果和所提供的打磨單元內(nèi)部接線圖，實現(xiàn)以下功能：①當(dāng)工業(yè)機器人準(zhǔn)備將輪轂零件放置到打磨工位或準(zhǔn)備將輪轂由打磨工位取走時，翻轉(zhuǎn)工裝處于旋轉(zhuǎn)工位一側(cè)。②當(dāng)工業(yè)機器人準(zhǔn)備將輪轂零件放置到旋轉(zhuǎn)工位或準(zhǔn)備將輪轂由旋轉(zhuǎn)工位取走時，翻轉(zhuǎn)工裝處于打磨工位一側(cè)。③翻轉(zhuǎn)工裝可將輪轂零件在打磨工位和旋轉(zhuǎn)工位間翻轉(zhuǎn)并準(zhǔn)確定位。④打磨加工只需將打磨刷與輪轂表面接觸后開啟打磨，保持

3s

后關(guān)閉打磨。（2）C1

流程要求①翻轉(zhuǎn)工裝動作到打磨工位一側(cè)。②工業(yè)機器人將所持輪轂零件放置到旋轉(zhuǎn)工位上。③翻轉(zhuǎn)工裝將輪轂零件由旋轉(zhuǎn)工位翻轉(zhuǎn)到打磨工位上。④翻轉(zhuǎn)工裝動作到旋轉(zhuǎn)工位一側(cè)。⑤工業(yè)機器人由打磨工位將輪轂零件取出。（3）C2

流程要求①工業(yè)機器人將輪轂零件放置到吹屑工位內(nèi)部，輪轂零件完全進入吹屑工位內(nèi)，夾爪不松開。②吹屑

2s，同時使輪轂零件在吹屑工位內(nèi)順時針旋轉(zhuǎn)

90°，確保碎屑完全吹除。③工業(yè)機器人將輪轂零件由吹屑工位內(nèi)取出。（4）C3

流程要求①翻轉(zhuǎn)工裝動作到打磨工位一側(cè)。②工業(yè)機器人將所持輪轂零件放置到旋轉(zhuǎn)工位上。③對位于旋轉(zhuǎn)工位上的輪轂零件的打磨加工區(qū)域

3

進行打磨加工。④工業(yè)機器人由旋轉(zhuǎn)工位將輪轂零件取出。（5）C4

流程要求①翻轉(zhuǎn)工裝動作到打磨工位一側(cè)。②工業(yè)機器人將所持輪轂零件放置到旋轉(zhuǎn)工位上。③對位于旋轉(zhuǎn)工位上的輪轂零件的打磨加工區(qū)域

4

進行打磨加工。④旋轉(zhuǎn)工位逆時針旋轉(zhuǎn)

180°。⑤工業(yè)機器人由旋轉(zhuǎn)工位將輪轂零件取出。⑥旋轉(zhuǎn)工位氣缸復(fù)位。（6）C5

流程要求①翻轉(zhuǎn)工裝動作到打磨工位一側(cè)。②工業(yè)機器人將所持輪轂零件放置到旋轉(zhuǎn)工位上。③旋轉(zhuǎn)工位順時針旋轉(zhuǎn)

180°。④工業(yè)機器人由旋轉(zhuǎn)工位將輪轂零件取出。⑤旋轉(zhuǎn)工位氣缸復(fù)位。（7）C6

流程要求①翻轉(zhuǎn)工裝動作到打磨工位一側(cè)。②工業(yè)機器人將所持輪轂零件放置到旋轉(zhuǎn)工位上。③對位于旋轉(zhuǎn)工位上的輪轂零件的打磨加工區(qū)域

1

進行打磨加工。④工業(yè)機器人由旋轉(zhuǎn)工位將輪轂零件取出。（8）C7

流程要求①翻轉(zhuǎn)工裝動作到打磨工位一側(cè)。②工業(yè)機器人將所持輪轂零件放置到旋轉(zhuǎn)工位上。③對位于旋轉(zhuǎn)工位上的輪轂零件的打磨加工區(qū)域

2

進行打磨加工。④工業(yè)機器人由旋轉(zhuǎn)工位將輪轂零件取出。（9）C8

流程要求①翻轉(zhuǎn)工裝動作到打磨工位一側(cè)。②工業(yè)機器人將所持輪轂零件放置到旋轉(zhuǎn)工位上。③對位于旋轉(zhuǎn)工位上的輪轂零件的打磨加工區(qū)域

2

進行打磨加工。④旋轉(zhuǎn)工位逆時針旋轉(zhuǎn)

180°。⑤工業(yè)機器人由旋轉(zhuǎn)工位將輪轂零件取出。⑥旋轉(zhuǎn)工位氣缸復(fù)位。（10）C9

流程要求①翻轉(zhuǎn)工裝動作到打磨工位一側(cè)。②工業(yè)機器人將所持輪轂零件放置到旋轉(zhuǎn)工位上。③對位于旋轉(zhuǎn)工位上的輪轂零件的打磨加工區(qū)域

1

進行打磨加工。④旋轉(zhuǎn)工位順時針旋轉(zhuǎn)

180°。⑤工業(yè)機器人由旋轉(zhuǎn)工位將輪轂零件取出。⑥旋轉(zhuǎn)工位氣缸復(fù)位。（11）上述

C1～C9

將逐一考評，實行單項計分；在單項計分過程中，僅允許選手手動演示或手動觸發(fā)必要條件及相關(guān)設(shè)備，禁止改動軟件程序、硬件接線及IO

設(shè)置。6.檢測單元智能化改造（1）在檢測單元對輪轂零件指定位置的清晰圖像提取對工業(yè)機器人操作與編程，使工業(yè)機器人可穩(wěn)定拾取輪轂零件置于檢測單元的視覺相機視野中，并對檢測單元的相機鏡頭焦距/光圈、光源亮度、采集圖像對比度等進行調(diào)整，使視覺控制器可采集到清晰穩(wěn)定的圖像。（2）在檢測單元對輪轂零件指定信息的提?、賹σ曈X控制器進行操作與編程，使其可對于輪轂零件正面所貼的電子標(biāo)簽區(qū)域

1——產(chǎn)品系列編碼（二維碼）進行識別，輸出產(chǎn)品加工系列編碼（如：0001表示產(chǎn)品屬于

1

系列；0002

表示產(chǎn)品屬于

2

系列）。②對視覺控制器進行操作與編程，使其可對于輪轂零件背面所貼的電子標(biāo)簽區(qū)域

2——產(chǎn)品加工工序編碼（標(biāo)準(zhǔn)加工工序編碼或定制加工工序編碼，且工序不可調(diào)整）（二維碼）進行識別，輸出產(chǎn)品加工工序編碼（如

B1C1C2，且工序順序不可調(diào)整）。③對視覺控制器進行操作與編程，使其可對于輪轂零件正面所貼的視覺檢測區(qū)域

1——不同顏色（紅/綠）的貼紙進行識別；視覺檢測區(qū)域1用于識別異形件或標(biāo)準(zhǔn)件：檢測識別結(jié)果為紅色則是異形件，輸出結(jié)果為

NG，檢測識別結(jié)果為綠色則是標(biāo)準(zhǔn)件，輸出結(jié)果為

OK。④對視覺控制器進行操作與編程，使其可對于輪轂零件正面所貼的視覺檢測區(qū)域

2——不同顏色（紅/綠）的貼紙進行識別；視覺檢測區(qū)域2用于識別零件是否存在瑕疵：檢測識別結(jié)果為紅色則存在瑕疵，輸出結(jié)果為

NG，檢測識別結(jié)果為綠色則不存在瑕疵，輸出結(jié)果為

OK。⑤對視覺控制器進行操作與編程，使其可對于輪轂零件背面所貼的視覺檢測區(qū)域

3——不同顏色（紅/綠）的貼紙進行識別；視覺檢測區(qū)域3用于識別標(biāo)準(zhǔn)加工或定制加工：檢測識別結(jié)果為紅色則是定制加工，輸出結(jié)果為

NG，檢測識別結(jié)果為綠色則是標(biāo)準(zhǔn)加工，輸出結(jié)果為OK。⑥對視覺控制器進行操作與編程，使其可對于輪轂零件背面所貼的視覺檢測區(qū)域

4——不同顏色（紅/綠）的貼紙進行識別；視覺檢測區(qū)域4用于識別精加工件或粗加工件：檢測識別結(jié)果為紅色則是精加工件，輸出結(jié)果為

NG，檢測識別結(jié)果為綠色則是粗加工件，輸出結(jié)果為OK。⑦通過交互信號建立，使得檢測單元可以由外部信號控制在不同檢測功能程序間選擇后執(zhí)行，并將檢測輸出結(jié)果輸出到工業(yè)機器人。（3）D1

流程要求①視覺檢測輪轂零件當(dāng)前面的視覺檢測區(qū)域

1。②檢測結(jié)果為標(biāo)準(zhǔn)件，進入后序左側(cè)流程。③檢測結(jié)果為異形件，進入后序右側(cè)流程。（4）D2

流程要求①視覺檢測輪轂零件當(dāng)前面的電子標(biāo)簽區(qū)域

1。②檢測結(jié)果為系列

1，進入后序左側(cè)流程。③檢測結(jié)果為系列

2，進入后序右側(cè)流程。（5）D3

流程要求①視覺檢測輪轂零件當(dāng)前面的視覺檢測區(qū)域

2。②檢測結(jié)果為有瑕疵，進入后序左側(cè)流程。③檢測結(jié)果為無瑕疵，進入后序右側(cè)流程。（6）D4

流程要求①視覺檢測輪轂零件當(dāng)前面的視覺檢測區(qū)域

3。②檢測結(jié)果為標(biāo)準(zhǔn)加工，進入后序左側(cè)流程。③檢測結(jié)果為定制加工，進入后序右側(cè)流程。（7）上述

D1～D4

將逐一考評，實行單項計分；在單項計分過程中，僅允許選手手動演示或手動觸發(fā)必要條件及相關(guān)設(shè)備，禁止改動軟件程序、硬件接線及IO

設(shè)置。任務(wù)四

控制網(wǎng)絡(luò)的集成調(diào)試1.應(yīng)用平臺界面開發(fā)賽題中所給出的界面樣式僅做參考非開發(fā)依據(jù)，界面效果不做評分要求，選手根據(jù)賽題要求自行設(shè)計，滿足信息展示和操作功能即可。界面開發(fā)所需的全部圖片素材（含本賽題任務(wù)書中的流程圖，選手需在

20

個流程圖圖片中自行選取唯一與本賽題任務(wù)書完全一致的正確流程圖）均存儲在“計算機:\D

盤:\參考資料”文件夾中。（1）歡迎界面①利用

TIA

編程軟件，在

WinCC

項目中新建頁面，并將其設(shè)定為啟動頁面。②對頁面屬性和項目運行參數(shù)進行設(shè)置，使

WinCC

項目在仿真運行時，可以在監(jiān)控終端（電視）上正常顯示，不會出現(xiàn)信息顯示不全等問題。③對頁面控件進行布局和開發(fā)，可以通過按鈕點擊實現(xiàn)進入“手動界面”、“監(jiān)控界面”、“訂單界面”功能界面，并能夠?qū)崿F(xiàn)在各頁面之間的相互返回與切換。圖5

歡迎界面（2）訂單界面①利用

TIA

編程軟件，在

WinCC

項目新建界面，可通過“歡迎界面”的相關(guān)控件打開畫面，且該畫面可退回到“歡迎界面”。②對頁面屬性和項目運行參數(shù)進行設(shè)置，使

WinCC

項目在仿真運行時，可以在監(jiān)控終端（電視）上正常顯示，不會出現(xiàn)信息顯示不全等問題。③訂單界面中，能夠自動顯示當(dāng)前所加工的輪轂零件的基本信息，包括：n

輪轂零件的計數(shù)信息；n

輪轂零件的定制/標(biāo)準(zhǔn)信息；n

輪轂零件的產(chǎn)品系列信息；n

輪轂零件的加工工序編碼信息（定制加工工序編碼或標(biāo)準(zhǔn)加工工序編碼）。④訂單界面中，能夠自動顯示當(dāng)前所加工的輪轂零件的加工流程圖，并且在加工流程圖中，紅色線框表示該輪轂零件所處的當(dāng)前加工步驟。⑤按下“開始自動生產(chǎn)”按鈕后，可啟動輪轂零件生產(chǎn)流程的自動化執(zhí)行。圖

6

訂單界面---加工信息顯示與流程圖替換下面給出實際的輪轂零件在自動生成過程中，訂單界面的顯示畫面。需要說明的是，訂單界面顯示畫面中的相關(guān)流程圖、狀態(tài)信息、數(shù)據(jù)信息都僅為參考，選手應(yīng)當(dāng)根據(jù)實際的輪轂零件狀態(tài)信息制作相關(guān)畫面及顯示信息。圖

7

訂單界面---實際生產(chǎn)運行中的加工信息顯示與流程圖運行狀態(tài)（3）監(jiān)控界面①利用

TIA

編程軟件，在

WinCC

項目新建界面，可通過“歡迎界面”的相關(guān)控件打開畫面，且該畫面可退回到“歡迎界面”。②對頁面屬性和項目運行參數(shù)進行設(shè)置，使

WinCC

項目在仿真運行時，可以在監(jiān)控終端（電視）上正常顯示，不會出現(xiàn)信息顯示不全等問題。③對頁面控件進行布局和開發(fā)，可以實現(xiàn)對表

9

中所示參數(shù)進行監(jiān)控。

圖

8

監(jiān)控界面表

9

監(jiān)控參數(shù)列表序號單元參數(shù)項1倉儲單元各倉位是否存儲輪轂零件2檢測單元按加工順序顯示輪轂的產(chǎn)品系列信息3按加工順序顯示輪轂背面的視覺檢測區(qū)域

3的顏色檢測信息4加工單元加工單元主軸

X/Y/Z

坐標(biāo)5主軸轉(zhuǎn)速6安全門前門打開/關(guān)閉狀態(tài)7安全門后門打開/關(guān)閉狀態(tài)8打磨單元打磨工位是否存儲輪轂零件9旋轉(zhuǎn)工位是否存儲輪轂零件10翻轉(zhuǎn)工裝當(dāng)前位置（4）手動界面①利用

TIA

編程軟件，在

WinCC

項目新建界面，可通過“歡迎界面”的相關(guān)控件打開畫面，且該畫面可退回到“歡迎界面”。②對頁面屬性和項目運行參數(shù)進行設(shè)置，使

WinCC

項目在仿真運行時，可以在監(jiān)控終端（電視）上正常顯示，不會出現(xiàn)信息顯示不全等問題。③對頁面控件進行布局和開發(fā)，可以實現(xiàn)對由總控單元

PLC

板載

IO、各單元的遠程

IO

模塊、執(zhí)行單元

PLC

板載

IO

和擴展

IO

模塊所控制的電磁閥、伺服電機、傳感器等，方便應(yīng)用平臺調(diào)試動作配合和在出現(xiàn)危險狀態(tài)時手動恢復(fù)設(shè)備。參照下圖9所示的手動控件設(shè)計必要的遠程IO手動操作控件并實現(xiàn)其功能。注意：選手需結(jié)合任務(wù)書實際任務(wù)內(nèi)容，開發(fā)設(shè)計相關(guān)的手動模塊，任務(wù)內(nèi)容未涉及到的手動模塊可以不考慮。圖

9

手動界面2.應(yīng)用平臺初始狀態(tài)在流程開始前和流程結(jié)束后，應(yīng)用平臺處于初始狀態(tài)。初始狀態(tài)要求如下：①工業(yè)機器人處于安全姿態(tài)，無安裝工具。②平移滑臺處于原點位置。③快換工具按照需求擺放穩(wěn)當(dāng)。④倉儲單元所有倉位托盤縮回，指示燈正常點亮。⑤加工單元主軸停轉(zhuǎn)，主軸位于機床坐標(biāo)系原點，數(shù)控機床安全門關(guān)閉，夾具位于前端并松開。⑥打磨單元打磨工位和旋轉(zhuǎn)工位夾具松開，翻轉(zhuǎn)工裝位于旋轉(zhuǎn)工位，旋轉(zhuǎn)工位旋轉(zhuǎn)氣缸處于原位。⑦分揀單元傳送帶停止，分揀機構(gòu)所