工业机器人技术应用(高职组)赛项样题(2015.6.3).pdf

工业机器人技术应用(高职组)赛项样题(2015.6.3).pdf

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12015年全国职业院校技能大赛工业机器人技术应用赛项（高职组）2015年全国职业院校技能大赛工业机器人技术应用赛项（高职组）竞赛任务书（样题）竞赛任务书（样题）选手须知：

选手须知：

1.任务书共16页，另有电路图附件一份，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.竞赛任务完成过程配有两台笔记本计算机，参考资料放置在“D:

参考资料”文件夹下。

3.参赛团队应在4.5小时4.5小时内完成任务书规定内容；选手在竞赛过程中创建的程序文件必须存储到“D:

技能竞赛工位号”文件夹下，未存储到指定位置的运行记录或程序文件均不予给分。

4.选手提交的试卷用赛位号标识，不得出现学校、姓名等与身份有关的信息，否则成绩无效。

5.由于错误接线、操作不当等原因引起机器人控制器及I/O组件、智能视觉系统、PLC、变频器、AGV机器人的损坏，将取消选手竞赛资格。

6.在完成任务过程中，请及时保存程序及数据。

批次：

日期：

赛位号：

2竞赛设备描述：

竞赛设备描述：

“工业机器人技术应用”竞赛在“HBHX-RCPS-C10型工业机器人技术应用实训平台”上进行，该设备由工业机器人、AGV机器人、托盘生产线、工件盒生产线、视觉和立库等六大系统组成，如图1所示。

图1竞赛平台结构图系统的主要工作目标是将从立体仓库上取出的工件，通过AGV机器人，搬运到托盘生产线上，通过视觉系统对工件进行识别，然后由工业机器人进行装箱。

图2是需要分拣的工件。

系统的主要工作目标是将从立体仓库上取出的工件，通过AGV机器人，搬运到托盘生产线上，通过视觉系统对工件进行识别，然后由工业机器人进行装箱。

图2是需要分拣的工件。

12345678图2需要分拣的工件图2中默认从左至右、从上到下工件编号为1-8号。

3图3分拣工件放置于托盘中的状态托盘结构如图3所示，两侧设计有档条，两条档条中间为工件放置区。

以下为本次竞赛的各项任务，请选手根据竞赛任务书，在4.5个小时内，完成竞赛设备部分硬件安装、智能相机系统调试、工业机器人示教编程、人机界面开发、控制程序编写及系统调试等任务。

以下为本次竞赛的各项任务，请选手根据竞赛任务书，在4.5个小时内，完成竞赛设备部分硬件安装、智能相机系统调试、工业机器人示教编程、人机界面开发、控制程序编写及系统调试等任务。

任务一：

硬件安装任务一：

硬件安装

（一）传感器的安装传感器的安装安装并调试传感器（含线体传感器、AGV对接传感器、安全护栏传感器）。

图4托盘生产线传感器布置图5AGV与托盘生产线信号对接位置4图6安全护栏传感器位置图7主控柜柜内接线端子图图8生产线转接盒接线端子图

（二）工业机器人外部工装安装

（二）工业机器人外部工装安装1.吸盘与吸盘支架的安装；2气管接头与吸盘支架的安装;53吸盘支架与连接杆的安装；4连接杆与法兰的安装；5吸盘手爪法兰与机械手本体固连（连接法兰圆端面与机械手本体J6关节输出轴端面）；6气管与气管接头的连接。

图9工业机器人手爪结构图10气动手爪连接后的效果（三）视觉系统的连接（三）视觉系统的连接6连接电源控制器、相机及编程计算机。

（四）AGV机器人上部输送线安装与调试（四）AGV机器人上部输送线安装与调试1主动轴的安装；2同步带传动机构的安装及调试；3从动轴的安装；4平皮带张紧度的调节；5托盘导向板的安装。

图11AGV机器人上部输送线结构爆炸图7图12AGV机器人上部输送线结构图任务二：

视觉系统调试任务二：

视觉系统调试智能相机的默认IP地址为192.168.8.3，计算机的IP地址需要与智能相机IP地址在同一个网段内。

（一）视觉软件设定

（一）视觉软件设定打开X-SIGHTSTUDIO信捷智能相机软件，连接相机，配置并调整相机，可实时查看现场图像，使用软件工具箱设定作业方式，并输出监控数据，具体操作步骤及方法参考x-sight使用手册。

（二）智能相机的调试

（二）智能相机的调试1调整相机镜头焦距及亮度，使智能相机稳定、清晰地摄取图像信号；2设置视觉控制器触发方式、Modbus参数，调试视觉控制器MODBUSRTU端口与主控PLC的通信；3图像的标定以及坐标摄取流程编辑，要求如下：

1）智能相机对托盘内的单一工件进行拍照，获取该工件的形状和位置、角8度偏差。

相机镜头中心为位置零点，智能相机学习的物品角度为零度。

2）编写视觉程序，要求如下：

识别1号工件，并编号，且记录该工件的位置，角度和形状。

识别2号工件，并编号，且记录该工件的位置，角度和形状。

识别3号工件，并编号，且记录该工件的位置，角度和形状。

识别4号工件，并编号，且记录该工件的位置，角度和形状。

通过网络传输将视觉检测结果信息提供给主控PLC，各类工件的信息及对应地址见表2-1所示，此处规定第一个信息为编号，第二个信息为工件位置信息，第三个信息为角度偏差，并把相关信息在触摸屏上显示出来。

表2-1智能相机工件信息及对应通信地址类型工件Modbus通讯地址123456789图13软件操作示意任务三：

工业机器人设置与编程调试任务三：

工业机器人设置与编程调试工业机器人控制器作为服务器端，设备号为1,其IP地址为192.168.8.103，使用modbusTCP/IP协议方式。

（一）工业机器人系统的设定及示教编程

（一）工业机器人系统的设定及示教编程1打开工业机器人手爪上的激光笔，通过示教操作，使工业机器人分别沿X轴、Y轴运动，调整工件盒生产线的空间位置，使工件生产线与工业机器人相对位置正确；2在托盘中放置一种工件，置于托盘生产线1号工位，在工件盒生产线的中间位置放置一个工件盒，如图14所示。

利用示教器进行工业机器人示教操作，将托盘中的工件分别放置在工件盒指定的四个小格中（标号：

1，2，7，8）；10图14托盘生产线和工件盒生产线的工位3通过示教，记录该工件的位置信息，将空托盘放置在托盘收集处；4示教结束，更换托盘及工件盒，工业机器人程序再现时，应能沿以上示教轨迹重复4种工件的抓取及空托盘收集动作。

（此环节每完成一个工件任务需要举手示意裁判）

（二）工业机器人工具坐标系建立

（二）工业机器人工具坐标系建立设定单吸盘手爪工具坐标;通过给定数据（x=0，y=161.42,z=158.28,a=-900,b=1400,c=900）计算确定双吸盘手爪的工具坐标。

（三）工业机器人系统联机测试（三）工业机器人系统联机测试编写PLC、触摸屏及智能相机程序，与工业机器人进行通信，通过操作触摸屏测试界面进行联机测试。

要求如下：

1启动托盘生产线，在托盘生产线入口处放入装有一个工件的托盘；112利用相机对工件进行识别，并在触摸屏上显示种类、坐标、角度等信息；3示教工业机器人程序，PLC传输视觉识别的数据给工业机器人，工业机器人根据相机采集的数据和识别的结果，按规定放置于工件盒生产线的对应位置；4在工件盒生产线1号工位，按规定角度将4种工件放置入工件盒的4个小格中，如图15所示，即1、2、7、8位置。

图15工件摆放位置5暂停功能测试：

在工业机器人运行过程中，按下托盘生产线上的停止按钮或安全护栏操作门打开，工业机器人暂停运行，同时触摸屏上相应指示灯闪烁。

按下主控柜启动按钮，工业机器人继续运行。

（此环节工作任务完成需要举手示意裁判）任务四：

系统综合编程调试

（一）触摸屏与PLC变量对接任务四：

系统综合编程调试

（一）触摸屏与PLC变量对接以下四个触摸屏界面现场已经提供，编写PLC程序及触摸屏程序，完成变量对接。

12图16主控制界面示例图17生产线调试界面示例13图18工业机器人监控界面示例图19生产线工件数据监控界面示例

（二）系统程序开发与运行

（二）系统程序开发与运行141系统初始状态检查1系统初始状态检查人机界面切换到运行界面后，主控PLC程序应首先检查网络通信是否正常，各外围系统是否处于初始状态。

初始状态是指：

1）工业机器人、视觉系统、变频器、PLC通信正常；2）工业机器人处于工作原点；3）托盘生产线上没有托盘。

启动AGV机器人，进行与码垛机器人、托盘生产线的对接。

2系统综合编程调试2系统综合编程调试设定系统参数，编制工业机器人、PLC、触摸屏等程序，并进行调试，工作任务主要步骤如图20所示。

图20工作任务主要步骤1）托盘和工件已经位于立体仓库中。

在立体仓库触摸屏操作界面随机选取20个有托盘的仓位准备出库，如图21所示。

按下码垛机器人运行按钮，码垛机器人将根据选手选择的仓位顺序依次将托盘取出并送入AGV机器人上部输送线。

15图21触摸屏上选择需要自动出货的货位2）AGV机器人运送工件：

三个托盘装满后，AGV将自动运行至托盘生产线位置进行对接，自动对接完成后AGV上的托盘将被输送至托盘生产线。

托盘输送完毕，AGV自动返至立体仓库继续取工件，如此循环直至所有工件输送完毕。

3）运送托盘合计20个，工件有四种（在8种工件中任选），总数在（2430）之间。

每个托盘中工件数量可以为0-3个，单个托盘中工件种类最大为3种。

4）托盘进入托盘生产线的智能相机位置处，利用相机识别托盘中工件的种类、位置、角度等信息，并传送给PLC。

图22-1工件的摆放

（1）16图22-2工件的摆放

（2）5）根据现场提供的编程环境及函数库编写PLC程序，控制工件盒生产线、工业机器人等设备，完成工件的识别、空托盘的回收（注：

空托盘回收台最大容量为11个托盘，当达到最大容量时应自动暂停运行，待人工取走所有空托盘后可继续运行）、不同工件的分类。

（工件的抓取采用单吸盘，空托盘的抓取采用双吸盘）。

工业机器人抓取托盘生产线上的工件，并按照图22要求依次摆入工件盒中。

要求同一小格两层工件类型一样。

6）如图23所示，工业机器人摆放工件时，工件盒必须位于工件盒生产线的中间位（工位8）。

图23自动线工位分布（此环节工作任务完成需要举手示意裁判）