工业机器人综合应用及系统集成赛项实操样题Word文件下载.docx

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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体的搬运动作。

图3电磁阀与快换头实物图

任务三：

工业机器人示教编程与离线编程（15分）

（一）机器人转数计数器更新、工作原点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，创建主程序，并将此时机器人姿态记录到主程序main（）第一条语句。

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（）的第二条语句。

图4机器人工作原点

3.使用赛场提供的尖端辅助工具完成夹爪/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的Z轴方向与笔伸出方向一致；

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。

新建的工具坐标的平均误差不超过0.5mm。

图5夹爪/笔工具

（二）机器人码垛编程与调试

如图6所示，机器人依次将储料区中的六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轨迹板上卸料区的规划方式要求一致。

a.储料区b.卸料区

图6码垛搬运区域

图7两层物料块排列方式

要求说明：

1.每层物料块必须按照图7所示排列方式进行码放。

2.每相邻两个物料块之间的间距不超过2mm。

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

根据比赛主办方提供的设备部件三维模型，在RobotArt软件中通过场景布置、TCP设置、工件校准、生成轨迹、仿真运行等系列操作，完成3D轨迹板中复杂轨迹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离线编程应用

1.机器人运动轨迹与3D轨迹板中的轨迹误差不超过1mm。

2.机器人运动点与3D轨迹板表面接触距离2-3mm。

3.机器人各阶段运动速度设置合理，运行安全，不允许出现撞机现象。

任务四：

工业机器人综合应用（45分）

某公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、加工工艺模块、视觉模块、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产线

工业机器人与PLC的编程与调试

1.切割模块

（1）通过PLC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，不允许出现撞机现象。

（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，并将其放置到切割工作台。

（4）通过示教编程方式，完成激光切割工具的更换（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，运行的轨迹误差不超过1mm。

图10工具台

（6）通过示教编程方式，完成机器人使用夹爪/笔工具剔除切割废料（白色部分）的过程，如图11所示；

图11活塞零件激光切割工作台

2.视觉检测及条码识别模块

（1）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（能识别出完整字母的零件为合格产品，否则为不合格产品）。

（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、不合格产品剔除处理的功能。

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块、工艺模块、视觉检测模块、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.触摸屏界面设计

根据综合任务要求，由选手自行设计部分功能：

（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测启动按钮，实现对活塞零件的拍照功能。

5.系统的运行测试

（1）系统断电，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“一键回原”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，其中合格产品入库，不合格产品剔除。

任务五职业素养（10分）

1.现场操作遵守安全规范、文明参赛。

2.工具摆放、接线等符合职业岗位要求。

3.团队分工合作合理。

4.着装规范整洁，爱护设备，保持竞赛环境清洁有序。

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：

I/O表

输入

功能描述

输出

PLC1（CPU1214）I/O地址分配

%I0.0

行走伺服下限

%Q0.0

轴_1_脉冲

%I0.1

行走伺服原点

%Q0.1

转盘步进脉冲

%I0.2

行走伺服上限

%Q0.2

输送步进脉冲

%I0.3

行走伺服报警

%Q0.3

旋转步进脉冲

%I0.4

行走伺服定位完成

%Q0.4

轴_1_方向

%I0.5

轴_1_DriveReady

%Q0.5

转盘步进方向

%I0.6

拍照完成

（1）

%Q0.6

输送步进方向

%I0.7

拍照OK

%Q0.7

旋转步进方向

%I1.0

备用3

%Q1.0

备用

（1）

%I1.1

备用4

%Q1.1

备用

（2）

%I1.2

备用5

%Q2.0

识别站启动指示

%I1.3

转盘步进原点开关

%Q2.1

识别站自动启动指示灯

%I1.4

备用7

%Q2.2

识别站暂停指示灯

%I1.5

备用8

%Q2.3

识别站故障

%I2.0

识别站急停

%Q2.4

备用（3）

%I2.1

识别站手/自动

%Q2.5

两爪气缸张开

%I2.2

识别站启动

%Q2.6

两爪气缸夹紧

%I2.3

识别站停止

%Q2.7

CCD拍照

%I2.4

识别站自动启动按钮

%Q3.0

装配站启动指示

%I2.5

识别站暂停按钮

%Q3.1

装配站自动启动

%I2.6

识别站复位

%Q3.2

装配站暂停

%I2.7

转盘步进故障

%Q3.3

装配站故障

%I3.0

转盘1#位

%Q3.4

三爪气缸张开

%I3.1

备用23

%Q3.5

三爪气缸夹紧

%I3.2

备用24

%Q3.6

手指气缸张开

%I3.3

备用25

%Q3.7

手指气缸夹紧

%I3.4

转盘电机定位

%Q4.0

滑台伸出

%I3.5

两爪气缸张开位

%Q4.1

滑台缩回

%I3.6

两爪气缸夹紧位

%Q4.2

推塞伸出

%I3.7

两爪气缸有料检测

%Q4.3

推塞缩回

%I4.0

CCDOK

%Q4.4

压紧气缸压紧

%I4.1

备用9

%Q4.5

压紧气缸松开

%I4.2

备用10

%Q4.6

备用（4）

%I4.3

备用11

%Q4.7

备用（5）

%I4.4

装配站急停

%Q5.0

轴_1_启动驱动器

%I4.5

装配站手/自动

%Q5.1

行走伺服急停

%I4.6

装配站启动

%Q5.2

行走伺服复位

%I4.7

装配站停止

%Q5.3

备用（6）

%I5.0

装配站自动启动按钮

%Q5.4

备用（7）

%I5.1

装配站暂停按钮

%Q5.5

备用（8）

%I5.2

装配站复位

%Q5.6

备用（9）

%I5.3

输送步进原点

%Q5.7

备用

%I5.4

输送步进停止

%I5.5

输送步进异常

%I5.6

旋转步进异常

%I5.7

三爪气缸张开位

%I6.0

三爪气缸夹紧位

%I6.1

手指气缸张开位

%I6.2

手指气缸夹紧位

%I6.3

滑台气缸伸出位

%I6.4

滑台气缸缩回位

%I6.5

推塞气缸伸出位

%I6.6

推塞气缸缩回位

%I6.7

压紧气缸压紧位

%I7.0

压紧气缸松开位

%I7.1

配重块高度感应开关

%I7.2

连杆1#

%I7.3

连杆2#

%I7.4

连杆3#

%I7.5

活塞1#

%I7.6

活塞2#

%I7.7

活塞3#

%I8.0

缸体1#

%I8.1

缸体2#

%I8.2

缸体3#

%I8.3

连杆活塞暂存位检测

%I8.4

缸体装配位检测

%I8.5

塞体有物——推缸气缸处

%I8.6

机器人夹具吸真空检测

%I8.7

备用13

%I9.0

备用14

%I9.1

备用15

%I9.2

备用16

%I9.3

备用17

%I9.4

备用18

%I9.5

备用19

%I9.6

备用20

%I9.7

备用21

PLC1（CPU1212）I/O地址分配

升降伺服下限

升降伺服脉冲

升降伺服原点

皮带步进脉冲

升降伺服上限

升降伺服抱闸使能

升降伺服报警

备用2

升降伺服定位完成

升降伺服方向

升降伺服准备好

皮带步进方向

升降伺服抱闸检测

编程站启动指示

编程站自动启动

编程站急停

编程站暂停

编程站手/自动

编程站故障

编程站启动

固定气缸伸出

编程站停止

固定气缸缩回

编程站自动启动按钮

升降气缸伸出

编程站暂停按钮

升降气缸缩回

编程站复位

升降伺服使能

输送步进故障

升降伺服急停

固定气缸伸出到位

升降伺服复位

固定气缸缩回到位

升降气缸伸出到位

加工处吸真空

升降气缸缩回到位

加工处破真空

加工台光电

棒料入料光电

加工站启动指示

皮带到位光电

加工站自动启动

棒料吸真空检测

加工站暂停

加工站急停

加工站故障

加工站手/自动

砂带电机

加工站启动

去毛刺电机

加工站停止

抛光电机

加工站自动启动按钮

机器人急停

加工站暂停按钮

机器人交讯1

加工站复位

机器人交讯2

机器人交讯

（1）

机器人交讯3

机器人交讯

（2）

机器人交讯4

机器人交讯（3）

机器人交讯5

机器人交讯（4）

机器人交讯6

机器人交讯（5）

机器人交讯7

机器人交讯（6）

机器人交讯8

机器人交讯（7）

机器人交讯（8）

机器人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