工业机器人综合应用及系统集成赛项实操样题.docx
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工业机器人综合应用及系统集成赛项实操样题
附件4：
2016年全国机械行业职业院校技能大赛-
“华翩唯实杯”工业机器人技术应用技能夫赛
工业机器人综合应用及系统集成赛项（高职组）
实操任务书
样
题
工位号：
竞赛时间：
210分钟
以下为本次克赛的各项任务，请选手根据克赛任务书，在3.5个小时,完成竞赛设备工业机器人基础工作站编程与调试，活塞发动机自动装配生产线的硬件安装、电路安装与电路图绘制、工业机器人编程与调试、PLC人机界面开发等任务。
任务一：
安全知识（10分）
1・选择題
（1）机器人控制柜发生火灾，应该使用以下阿种灭火方式？
（）
A浇水B二氧化碳灭火器C泡沫灭火器D沙子
（2）I业机器人的主电淵开关在什么位置？
（）
A机器人本体上B示教器上C控制柜上D需外接
（3）本比赛中使用的工业机器人有几个自由度？
（）
A1个B3fC4个D6个
（4）对于本比赛中使用的机器人，制aiW®按钮可以控制几个轴？
（）
A1个B3个C4个D6个
（5）关同机器人控制柜电源后必须等几分绅后才可以再次开机？
（）A1B2C5D10
2别断題
（1）工业机器人急停开关不允弁被短接。
（）
（2）机器人处于自动模式下时，不允许进人其运动所及的区域。
（）
（3）意外或不正常情况下，均可使用E-Stop3，停止运ffo（）
（4）在编程、嚴试及维修时必须注意即便在低速时,机器人仍然是非常有力的，其动量很大，必须将机器人置于手动模式。
（）
（5）可以使用落剂、洗涤剂或擦洗海绵清洁示教器触模屏。
（）
任务二：
机械电气安装调试（20分）
（-）机械硬件安装
完成克赛设备平台活塞原料送料装置机械硬件的安装与调试（其结构如图1、图2所示）。
图1送科芸置实物图
图2送料装置爆炸图
（二）电气和气路连接
完成工业机器人未端工具快换头的气路连接，并连接控制机器人快换头气路的电础阀电气线路，如图3所示。
要求：
1•能通过示教器I/O信号控制，实现机械快换工具对夹爪/笔工具，以及搬
运的夹紧和松开动作。
2.能通过示教器I/O信号控制，实现夹爪笔工具中夹爪的夹紧和松开动作。
3•能通过示教器I/O信号控制,实现搬运吸盘工具中吸盘对活塞发动机缸ft的搬运动作。
图3电憊阴与快换头实物图
任务三：
工业机器人示教编程与离线编程（15分）
（一）机器人转数廿数器更新、工作原直设置和工具坐标系的建立
1.根据机器人本体表面刻度标识，完成机器人机械原点的校正，皿建主程序,并将此时机器人姿态记录到主程序main（）第一条培句。
2.操作示教器使机器人1、2、3、4、6轴位置都为0度，调整机器人5轴，使机器人法兰盘上的机械快换工具（即快换头）轴线方向为竖直向下,如图4所示。
该位置设置为工作原点，并记录到主程序main（）的第二条培句。
图4机器人工作原点
3.使用赛场提供的尖端iflUI具完成夹爪/笔工具（如图5所示）笔尖的
工具坐标系建立，要求所建立的工具坐标系Mzi方向与笔伸岀方向一致；机器人在工作原点时，新建工具坐标x轴和机器人基坐标的x轴方向相同,z轴相反。
要求：
新建的工具坐标的平均娱差不超过0.5mm。
图5夹爪/笔工具
（二）机器人码垛编程与過试
如图6所示，机器人依次将储料区中的穴个物料块搬运并码垛到卸料区,要求进行双层码放。
每层物料块的排列方式请按照图7示意，下层物料块码放方式与3D珈谨檢上卸料区的规划方式要求一致。
a.储科区b.卸料区
图6码垛搬运区域
图7两层物料挟徉列方式
要求说明:
1•每层物料挟必须按照图7所示排列方式进行码放。
2.每相邻两个物料块之间的间更不超过2mmo
3.机器人各阶段运动速度合理，运行安全，不允许出现碰撞现象。
（三）机器人离线编程与测试
根据比赛主亦方提供的设备部件三维模型，在RobotArt软件过场景布置、TCP设置、工件校准、生成轨谨、仿真运行等系列操作，完成3D轨迹檢中复杂乱迷的离线编程仿真任务，如图8所示，然后进行后置代码操作，使用比赛现场提供的专用U盘将代码导入机器人并完成代码运行测试。
机器人使用的工具为夹爪/笔工具。
图8离线编f?
应用
要求说明:
1•机器人运动轨谨与3D乱谨檢中的乱诬误差不超过1mmo
2.机器人运动点与3D軌迹板表面接触距离2-3mmo
3.机器人各阶段运动速度设置合理，运行安全，不允弁出现撞机现象。
任务EL工业机器人综合应用（45分）
某仗司负责交付一条活塞发动机自动装配生产线给客户，用以实现装配过程的自动化。
生产线主要由切割模块、加工工艺模挟、视觉模挟、智能装配模块及机器人外部行走模块组成，其布置简图如图9所示。
图9活塞发动机自动装配生严线
工业机器人与PLC的编程与调试
1•切割模块
（1）通11PLC编程完成活塞原料在送料装置传送带上的启停控制。
（2）通过示教编程方式，实现机器人抓取和放下夹爪/笔工具的运动过程，速度设置合理，运行安全，不允弁出现撞机现象。
（3）通过示教编程方式，实现机器人利用夹爪/笔工具来搬运传送带末端的活塞原料，并将其放置到fflil作台。
（4）通过示教编程方式，完成激光tnji具的更换（如图10所示）。
（5）通过离线编程方式，完成活塞原料的激光切割过程，要求速度设置合理，运行安全，不允许出现撞机现象，激光头与活塞原料表面距离1-2mm,运行的珈违误差不超过1mm。
（6）通过示教编程方式，完成机器人使用夹爪/笔工具别除切割废料（白色部分）的过程，如图11所示；
图11活塞零件激光tOJI作台
2.视觉检測及条码识别模块
⑴通过PLC编程，完成分度盘转动的启停控制,实现CDD视觉检测控制,要求对活塞零件中的图案字母“Rob”进行检测，筛选出合格产品（能识别岀完整字母的零件为合格产品，否呱为不合格产品）。
（2）通过示教编程方式，实现机器人使用激光/吸盘工具在合格产品上贴标签的过程。
（3）通过示教编程方式，实现机器人对合格产品入库、不合格产品剧除处理的功能。
3.机器人行走轴模块
建立五个例行程序,能通过示教器I/O信号控制，分别完成机器人本体在切割模挟、工艺模挟、视觉检測模块、智能装配1模块、智能装配2模块行走和停止的控制，运行安全，不允许出现撞机现象。
4.顒模屏界面设廿
根据综合任务要求,由选手自行设廿部分功能:
（1）手动模式下，通过点击屏幕按钮，实现送料装置传送带启动、停止、正向传输、反向传输。
（2）手动模式下，通过点击屏幕按钮，实现分度盘启动、停止、正向传输、反向传输。
（3）手动模式下，通过点击屏幕视觉检測启动按钮，实现对活塞零件的拍照劝能。
5•系统的运行測试
（1）系统斷电，然后重新上电，机器人处于手动模式下，在人机界面窗口中按下"一坯回原”按钮，此时机器人行走轴回原点，送料装置回初始状态，视觉检测分度盘回原点。
（2）将旋钮开关切换到自动模式，然后按下每个模块的"启动”按钮。
（3）通过人工方式依次放置3个活塞原料到送料装置的料井中，其中包括两个合格产品和一个不合格产品。
（4）实现机器人依次对3个活塞原料进行视觉检测并处理的过程，其中合格产品人库，不合格产品别除。
任务五职业素养（10分）
1•现场操作遵守安全规、文明参赛。
2.工具瞿赦、接线等符合职业岗位要求。
3•团臥分工合作合理。
4.着装规整洁，爱护设备,保持克赛环境淸洁有序。
5•公平竞赛,遵守赛场纪律，抗工作环境干扰能力强、善于与裁判沟通。
附件一：
1/0表
输入
功能描述
输出
劝能描述
PLC1（CPU1214）I/O地址分配
%10.0
行走伺服下限
%Q0.0
Ml丄脉冲
%10.1
行走伺服原点
%Q0.1
转盘步进脉冲
%10.2
行走何励上限
%Q0.2
输送步进脉冲
%10.3
行走何励报警
%Q0.3
6H专步逍脉冲
%10.4
行走伺服定位完成
%Q0.4
轴丄方向
%10.5
轴丄DriveReady
%Q0.5
转盘步进方向
%10.6
抽照完
%Q0.6
输送步进方向
%10.7
ttJROK
%Q0.7
施转步进方向
%11.0
备用3
%Q1.0
备用⑴
%11.1
备用4
%Q1.1
备用
（2）
%11.2
备用5
%Q2.0
识别站启动指示
%11.3
转盘步进原点开关
%Q2.1
识别站自动启动指示灯
%11.4
备用7
%Q2.2
识别站暫停指示灯
%11.5
备用8
%Q2.3
识别站故障
%12.0
别站急停
%Q2.4
备用（3）
%12.1
别站手/自动
%Q2.5
两爪气毓开
%12.2
讥别站自动
%Q2.6
两爪气毓夹紧
%12.3
讥别站停止
%Q2.7
CCD拍照
%12.4
识别站自动启3）按钮
%Q3.0
装配姑启动指示
%I2.5
识别站暂停按钮
%Q3.1
装配站自动启动
%12.6
讥别站复位
%Q3.2
装B!
站暫停
%12.7
转盘步进故障
%Q3.3
装配站故障
%13.0
转盘1#位
%Q3.4
三爪气亂开
%13.1
备用23
%Q3.5
三爪气亂夹紧
%13.2
备用24
%Q3.6
手指气41开
%13.3
备用25
%Q3.7
手指气飯夹紧
%13.4
转盘电#1定位
%Q4.0
滑台伸出
%13.5
两爪气亂开位
%Q4.1
滑台细回
%13.6
两爪气亂夹紧位
%Q4.2
推塞伸岀
%13.7
两爪气亂有料检濾
%Q4.3
推塞细回
%14.0
CCD0K
%Q4.4
压紧气毓压紧
%14.1
备用9
%Q4.5
压紧气毓松开
%14.2
备用10
%Q4.6
备用（4）
%14.3
备用11
%Q4.7
备用（5）
%14.4
装配站急停
%Q5.0
轴一L启动躯动器
%14.5
装配站手/自动
%Q5.1
行走伺服急停
%14.6
装配站启动
%Q5.2
行走伺ffigli
%14.7
装配站停止
%Q5.3
备用（6）
%15.0
装配站自动启动按钮
%Q5.4
备用（7）
%15.1
装配站暫停按鈕
%Q5.5
备用（8）
%15.2
装配站夏位
%Q5.6
备用（9）
%I5.3
输送步进原点
%Q5.7
爸用
%15.4
输送步谨停止
%15.5
输送步避异常
%15.6
陡转步进异常
%15.7
三爪气II开位
%16.0
三爪气亂夹紧位
%16.1
手指气亂开位
%16.2
手指气亂夹紧位
%16.3
滑台气亂仲岀位
%16.4
滑台气卸编回位
%16.5
推塞气制伸出位
%16.6
推塞气»［编回位
%16.7
压紧气飯压累4
%17.0
压紧气n松开4
%17.1
Bi重块髙度感应开关
%17.2
连杆1#
%17.3
连杆2#
%17.4
连杆3#
%17.5
活塞1#
%17.6
活塞2#
%17.7
活塞3#
%18.0
a«1#
%I8.1
illt2#
%I8.2
%18.3
连杆活塞暂存位检
%18.4
缸体装91位检鬧
%18.5
塞It有物一推亂气制处
%18.6
机器人夹具吸真空检測
%18.7
备用13
%19.0
备用14
%19.1
备用15
%19.2
备用16
%19.3
备用17
%19.4
备用18
%19.5
备用19
%19.6
备用20
%19.7
备用21
PLC1（CPU1212）I/O地址分配
%10.0
升降何服下限
%Q0.0
升强伺版脉冲
%10.1
升降何服原点
%Q0.1
皮带步iS脉冲
%10.2
开棒伺服上限
%Q0.2
升降伺KffiN使能
%10.3
开棒伺服报警
%Q0.3
备用2
%10.4
升强伺服定位完成
%Q0.4
升瞬伺服方向
%10.5
升强伺服准备好
%Q0.5
皮带步进方向
%10.6
升降何服抱闸检測
%Q2.0
编程站启动指示
%10.7
备用
%Q2.1
编程站自动启动
%12.0
编程站急停
%Q2.2
编程站暫停
%12.1
编程站手/自动
%Q2.3
编程站故障
%12.2
编程站启动
%Q2.4
固定气亂仲出
%12.3
编程站停止
%Q2.5
固定气41编回
%12.4
编程站自动启动按钮
%Q2.6
升强气41伸出
%12.5
编程站暫停按S1
%Q2.7
升强气41编回
%12.6
编程站复位
%Q3.0
升降伺服使能
%12.7
输送步进故障
%Q3.1
升降伺服急停
%13.0
固定气制伸出到位
%Q3.2
升瞬伺ffigfi
%13.1
固定气iisa到位
%Q3.3
备用3
%13.2
开降气卸伸岀到位
%Q3.4
加工处吸真空
%13.3
升，亂编n到位
%Q3.5
加工处破真空
%13.4
加工台光电
%Q3.6
备用4
%13.5
备用⑴
%Q3.7
备用5
%13.6
棒料入料光电
%Q4.0
加工姑启动指示
%13.7
皮带到位光电
%Q4.1
加工站自动启动
%14.0
棒料吸真空检n
%Q4.2
加I«g停
%14.1
Witt急停
%Q4.3
加工站故障
%14.2
mitt手/自动
%Q4.4
砂带电机
%14.3
m工站启动
%Q4.5
去毛剌电机
%I4.4
in工曲停止
%Q4.6
抛光电Hl
%14.5
Mitt自动启动按鈕
%Q4.7
机器人急停
%14.6
HIM暂停按鈕
%Q5.0
机器人交AM
%14.7
%Q5.1
机器人交爪2
%15.0
机器人交讯
（1）
%Q5.2
机器人交爪3
%15.1
机器人交fll
（2）
%Q5.3
机器人交爪4
%15.2
机器人交讯（3）
%Q5.4
机器人交爪5
%15.3
机器人交A（41
%Q5.5
机器人交爪6
%15.4
器人交讯（5）
%Q5.6
机器人交爪7
%15.5
器人交讯（6）
%Q5.7
机器人交爪8
%15.6
机器人交讯（7）
%15.7
机器人交讯（8）
81器人I/O地址分配
Do10_1
机器人更换工具信号
Do10_2
机器人夹爪信号
Do10_3
机器人吸盘信号
升级会员 