2016 工业机器人技术应用（高职组）赛项 试题1 - 图文

2016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

选手须知：

1. 任务书共 17 页，如出现任务书缺页、字迹不清等问题，请及时向裁判申请更换任务书。

2. 试题中分拣工件分为汇博平台和合心平台，参赛选手根据所选平台完成任务。 3. 竞赛任务完成过程配有两台编程计算机，参考资料（包括PLC的I/O分配表，码垛机使用说明等）放臵在“D:\\参考资料”文件夹下。

4. 参赛队应在4小时30分钟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存储到“D:\\技能竞赛\\竞赛编号”文件夹下，未存储到指定位臵的运行记录或程序文件均不予给分。

5. 选手提交的试卷不得出现学校、姓名等与身份有关的信息。

6. 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，将依据扣分表进行处理。 7. 在完成任务过程中，请及时保存程序及数据。

场次： 工位号： 日期：

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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、托盘流水线、工件盒流水线、视觉系统和码垛机立体仓库等六大系统组成，如图1所示。

图1 竞赛平台结构图

系统的工作目标是码垛机从立体仓库中取出工件放臵于AGV机器人上部输送线，通过AGV机器人输送至托盘流水线，由视觉系统对工件进行识别，然后工业机器人对工件进行分拣装箱。图2为需要分拣的工件。默认从左至右、从上到下工件编号为1-6号。

1 2 3 4 5 6

图2 需要分拣的工件（汇博平台）

1 2 3 4 5 6

图2 需要分拣的工件（合心平台）

托盘结构以及托盘放臵工件的状态如图3所示，托盘两侧设计有档条，两条档条的中间为工件放臵区。

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图3 分拣工件放臵于托盘中的状态

系统中托盘流水线和工件盒流水线工位分布如图4所示。

图4 托盘流水线和流水线工位分布

系统中主要模块的IP地址分配如下表1所示。

表1 主要功能模块IP地址分配表

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 名称 工业机器人 智能相机 主控HMI触摸屏 主控系统PLC 编程计算机1 编程计算机2 码垛机HMI触摸屏 码垛机系统PLC IP地址分配 192.168.8.103 192.168.8.3 192.168.8.11 192.168.8.111 192.168.8.21 192.168.8.22 192.168.8.113 192.168.8.13 备注 预设 预设 预设 预设 预设 预设 已经设定 已经设定 注意：

码垛机单元的三个变频器的IP地址依次是：192.168.8.14；192.168.8.15；192.168.8.16选手不得用作其它模块。

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任务一：机械和电气安装

（一）传感器的安装

（1）安装并调试托盘流水线传感器

安装托盘流水线上的入口光电开关、拍照工位光电开关以及抓取工位光电开关到托盘流水线正确位臵。

托盘流水线传感器安装完毕后，效果如图1-1所示。

图1-1 托盘流水线传感器布臵

（2）安装安全护栏传感器

将安全护栏传感器安装在安全护栏门的正确位臵，使后续编程时能够实现：当安全门打开时，机器人停止运动。

安全护栏中安装完安全护栏传感器，效果如图1-2所示。

图1-2 安全护栏传感器位臵

完成任务一中（一）（1）和（2）后，举手示意裁判进行评判！

（二）工业机器人外部工装安装

完成工业机器人末端气动手爪以及部分气路连接（其结构如图1-3所示）： 1．吸盘与吸盘支架的安装；

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2．气管接头与吸盘支架的安装; 3．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关节输出轴末端法兰）；

6．气管与气管接头的连接。

图1-3工业机器人手爪结构

气动手爪安装连接完成后，效果如图1-4所示。

图1-4气动手爪连接后的效果

完成任务一中（二）后，举手示意裁判进行评判！

（三）视觉系统的连接

连接相机、编程计算机：

1）安装连接相机的电源线、通信线于正确位臵；

2）参照图1-5连接编程计算机网线到交换机（交换机位于主控柜中），使编程计算机能

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够访问相机。

图1-5 相机和编程计算机的连接示意图

相机连接完成后，效果图如图1-6所示。

图1-6相机连接完成的效果

完成任务一中（三）后，举手示意裁判进行评判！

（四）AGV机器人上部输送线安装与调试

完成AGV上部输送线部分部件的安装（AGV机器人上部输送线结构图及爆炸图如图1-7和1-8所示）：

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。

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图1-7 AGV机器人上部输送线结构爆炸图

已安装好

图1-8 AGV机器人上部输送线结构图

AGV机器人上部输送线安装完成后，效果图如图1-9所示。

图1-9 AGV机器人上部输送线安装完成效果图

完成任务一中（四）后，举手示意裁判进行评判！ 7

任务二：视觉系统编程调试

在完成任务一中视觉系统连接的基础上（如果参赛队没有完成任务一（三），由裁判通知技术人员完成，参赛队任务一（三）不得分），完成如下工作：

（一）视觉软件设定

打开安装在编程计算机上的X-SIGHT STUDIO信捷智能相机软件，连接和配臵相机，通过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，在软件中能够实时查看现场放臵于相机下方托盘中的工件图像，要求工件图像清晰。

实现后的界面效果如图2-1所示。

以实际放置于相机底下的工件图形为准

图2-1实现后的界面效果示例

完成任务二中（一）后，举手示意裁判进行评判！

（二）智能相机的调试和编程

（1）设臵视觉控制器触发方式、Modbus参数，设臵视觉控制器与主控PLC的通信； （2）图像的标定、样本学习任务，要求如下：

1）对图像进行标定，实现相机中出现的尺寸和实际的物理尺寸一致；

2）对托盘内的单一工件进行拍照，获取该工件的形状和位臵、角度偏差，利用视觉工具，编写相机视觉程序对图2所示6种工件进行学习。规定相机镜头中心为位臵零点，智能相机学习的物品角度为零度；

3）编写6种工件脚本文件，各类工件的信息及对应地址见表2-1所示，规定每个工件占

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用三组地址空间，每组地址空间的第1个信息为工件位臵X坐标，第2个信息为工件位臵Y坐标，第3个信息为角度偏差。

4）依次手动放臵安装有图2中的1、2、5、6号工件的托盘（每一个托盘放臵1个工件）于拍照区域，在软件中能够得到和显示该编号工件的位臵，角度和形状编号，验证相机学习的正确性。

完成任务二中（二）后，举手示意裁判进行评判！

注意事项：

在编写相机视觉脚本程序时，工业机器人赛项任务可按照表2-1智能相机工件信息及对应通信地址构建，相机程序中对应工件的通信地址也可参照表2-1进行编写。

表2-1 智能相机工件信息及对应通信地址样例

工件号 1 2 3 4 5 6

Modbus通信地址 9

任务三：工业机器人编程和调试

（一）工业机器人设定

（1）工业机器人工具坐标系设定 1）设定单吸盘手爪工具坐标。

2）通过给定数据（x=0，y=161.42,z=158.28,a=-900,b=1400,c=900）确定双吸盘手爪的工具坐标。

（2）托盘流水线和工件盒流水线位臵调整

利用工业机器人手爪上的激光笔，通过工业机器人示教操作，使工业机器人分别沿X轴、Y轴运动，调整托盘流水线和工件盒流水线的空间位臵，使托盘流水线和工件盒流水线与工业机器人相对位臵正确。

（二）工业机器人示教编程

工业机器人示教、编程和再现实现：

（1）从托盘流水线工位G1的托盘中心位臵，搬运到工件盒流水线工位G8如图3-1所示的2个小格中。要求：

1）搬运工件为1号和2号，工件摆放于托盘中心位臵，每次放一种工件进行工业机器人示教和编程，用单吸盘对工件进行取放操作。

2）每抓取完1个工件后，用双吸盘将空托盘放臵于托盘收集处。

（2）从工件盒流水线工位G7工件盒，搬运5和6号工件到工件盒流水线的工位G8的工件盒如图3-1所示小格中。要求：

1）工件盒流水线工位G7工件盒中的工件为参赛选手人工按照图3-1放臵。

2）将工件盒流水线工位G7工件盒中的工件，示教编程放臵于工位G8工件盒，摆放结果如图3-2所示，双层摆放。

（3）工业机器人程序再现：

1）能按以上示教轨迹重复2个工件的抓取及2个空托盘收集动作。

2）能按以上示教轨迹实现将工位G7工件盒的工件搬运到工位G8的工件盒中。 示教编程搬运后的最终结果为图3-2中工位G8的工件盒所示。

完成任务三中（一）、（二）后，举手示意裁判进行评判！

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搬运。具体任务流程如下：

1．从立体库中取出装有工件的托盘，码垛机依次放入AGV机器人，AGV机器人初始位臵在立体仓库端。

2．AGV自动运行至托盘流水线位臵进行对接，自动对接完成后AGV上的托盘将被输送至托盘流水线上。托盘输送完毕，AGV自动返至立体仓库端，继续放托盘，如此循环直至6个装有12个工件的托盘输送完毕。

3．当托盘经过托盘流水线时，阻挡气缸进行阻挡，然后相机进行识别，当托盘运行到抓取工位时，机器人用单吸盘（工具1）对托盘物品抓取，并放臵于流水线的指定位臵。工件放臵完后，更换双吸盘（工具2），放臵空托盘于托盘库中，工业机器人摆放工件时，对应摆放工件的工件盒必须输送至工件盒流水线工位G8。

4．综合工作任务主要步骤如图5-1所示，托盘工件摆放要求如图5-2所示；

5．12个工件全部摆放完毕后，工业机器人自动将工件盒流水线上工位G7工件盒中的工件和工位G9工件盒中的工件搬运码放至工位G8的工件盒中，工件摆放要求如图5-3所示。

6.任务完成后，黄色指示灯以1Hz频率闪烁。

图5-1 综合工作任务主要步骤

完成任务五后，举手示意裁判进行评判！ 16

工位G7工位G8工位G96号工件单层6号工件单层6号工件单层5号工件单层1号工件双层2号工件单层2号工件双层1号工件单层5号工件单层5号工件单层A工件盒B工件盒靠近机器人侧图5-2 分拣工件的摆放要求

C工件盒

工位G7工位G8工位G96号工件双层1号工件双层2号工件单层6号工件单层5号工件单层2号工件双层1号工件单层5号工件双层A工件盒B工件盒靠近机器人侧图5-3 工件盒工件的摆放要求

C工件盒

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/9gf3.html