“華中數(shù)控杯”工業(yè)機(jī)器人裝調(diào)與應(yīng)用技術(shù)賽項(xiàng)樣題（高校組）

2023-2024年度機(jī)械行業(yè)職業(yè)教育技能大賽

“華中數(shù)控杯”工業(yè)機(jī)器人裝調(diào)與應(yīng)用技術(shù)

賽項(xiàng)

高校組

樣

題

（虛擬仿真）

1

選手須知：

1.本任務(wù)書(shū)如出現(xiàn)任務(wù)書(shū)缺頁(yè)、字跡不清等問(wèn)題，請(qǐng)及時(shí)向裁判申請(qǐng)更換任務(wù)書(shū)。

2.請(qǐng)仔細(xì)研讀任務(wù)書(shū)，檢查考核平臺(tái)，如有模塊缺少、設(shè)備問(wèn)題、網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題，請(qǐng)及時(shí)向考

評(píng)人員提出。

3.競(jìng)賽現(xiàn)場(chǎng)不得攜帶任何電子存儲(chǔ)設(shè)備。

4.請(qǐng)?jiān)?20分鐘內(nèi)完成任務(wù)書(shū)規(guī)定內(nèi)容。

5.參考資料以pdf格式存放在“D:\工業(yè)機(jī)器人數(shù)字孿生虛擬調(diào)試軟件\參考資料”文件夾

下。

6.競(jìng)賽過(guò)程中，請(qǐng)及時(shí)保存工業(yè)機(jī)器人工作站場(chǎng)景文件。具體保存位置為“D:\工業(yè)機(jī)器

人數(shù)字孿生虛擬調(diào)試軟件\**號(hào)工位”指定文件夾中。

7.競(jìng)賽完成的工業(yè)機(jī)器人工作站場(chǎng)景文件和錄制視頻文件均需要選手放置在“D:\工業(yè)機(jī)

器人數(shù)字孿生虛擬調(diào)試軟件\**號(hào)工位”指定文件夾中，放置其它位置將無(wú)法參與評(píng)分。

8.競(jìng)賽時(shí)間結(jié)束后進(jìn)行統(tǒng)一評(píng)判。

9.當(dāng)選手完成情況一至?xí)r，完成提交時(shí)間將作為評(píng)定依據(jù)，用時(shí)短者排名靠前。

10.請(qǐng)服從裁判的管理與安排。

11．仿真運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)參與評(píng)分內(nèi)容。

12．比賽全程需要保持網(wǎng)絡(luò)通暢。

2

系統(tǒng)描述：

現(xiàn)有一個(gè)工業(yè)機(jī)器人裝配工作站、工作站中有工業(yè)機(jī)器人、快換夾具模塊、立體倉(cāng)庫(kù)

模塊、井式供料模塊、皮帶傳送模塊、變位機(jī)模塊、旋轉(zhuǎn)供料模塊和4種裝配工件。工業(yè)

機(jī)器人的關(guān)節(jié)坐標(biāo)原點(diǎn)從附加軸到軸六依次為{0、0、-90、180、0、90、0}。

圖1-1工業(yè)機(jī)器人裝配工作站

模塊介紹：

1.實(shí)訓(xùn)臺(tái)。實(shí)訓(xùn)臺(tái)是用于固定機(jī)器人及其外部設(shè)備設(shè)施的操作平臺(tái)，工業(yè)機(jī)器人、快

換夾具模塊、立體倉(cāng)庫(kù)模塊、井式供料模塊、皮帶傳送模塊、變位機(jī)模塊、旋轉(zhuǎn)供料模塊

都需要放置在該平臺(tái)上。

3

圖1-2實(shí)訓(xùn)臺(tái)

2.工業(yè)機(jī)器人。HSR-JR603型工業(yè)機(jī)器人臂展571.5mm，負(fù)載能力為3KG，末端最大

運(yùn)行速度為3m/s。機(jī)器人安裝在行走軸上可拓寬機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)空間，在一些狹小位置可以

為機(jī)器人提供更加靈活的操作。機(jī)器人工作范圍：附加軸具有600MM行程、軸1{-180°—

180°}、軸2{-155°—5°}、軸3{-20°—240°}、軸4{-180°—180°}、軸5{-95°—

95°}、軸6{-360°—360°}。

4

圖1-3工業(yè)機(jī)器人參數(shù)

3.裝配工件。裝配工件一共有4種，分別為關(guān)節(jié)底座工件、電機(jī)工件、減速器工件、

輸出法蘭工件。其中關(guān)節(jié)底座放置在立體倉(cāng)庫(kù)模塊、電機(jī)工件放置在立體倉(cāng)庫(kù)模塊或旋轉(zhuǎn)

供料模塊、減速器工件放置在井式料倉(cāng)模塊、輸出法蘭工件放置在旋轉(zhuǎn)供料模塊或井式供

料模塊。

圖1-4裝配工件

4.快換夾具模塊。工作站中需要使用的快換夾具有3種，分別為弧口夾具、吸盤(pán)工具、

直口夾具。其中弧口夾具用于取放關(guān)節(jié)底座工件、直口夾具用于取放電機(jī)工件、吸盤(pán)工具

用于取放減速器工件和輸出法蘭工件。

5

圖1-5快換夾具模塊

5.立體倉(cāng)庫(kù)模塊。倉(cāng)儲(chǔ)模塊含4層*3個(gè)存儲(chǔ)位，每個(gè)存儲(chǔ)位均搭載1個(gè)工件檢測(cè)傳感

器，檢測(cè)距離最大15mm，每個(gè)存儲(chǔ)位均可用于放置關(guān)節(jié)底座工件、電機(jī)工件。

注：成品工件必須放置在立體倉(cāng)庫(kù)模塊。當(dāng)電機(jī)工件放置在立體倉(cāng)庫(kù)模塊時(shí)、半成品

工件放置在旋轉(zhuǎn)供料模塊時(shí)，需要將料倉(cāng)物料底座在當(dāng)前位置的基礎(chǔ)上沿RY方向再旋轉(zhuǎn)90

度。

圖1-6立體倉(cāng)庫(kù)模塊

6.井式料倉(cāng)模塊。井式供料模塊由圓柱形料筒和伸縮氣缸組成，圓柱型料筒內(nèi)徑為

50mm，可同時(shí)裝入減速器工件和輸出法蘭工件兩種圓形物料，氣缸配置磁性開(kāi)關(guān)可檢測(cè)動(dòng)

作是否執(zhí)行。

6

圖1-7井式料倉(cāng)模塊

7.皮帶傳送模塊。皮帶傳送模塊用于傳送減速器工件和輸出法蘭工件，主要由皮帶線

輸送機(jī)、工件上料檢測(cè)傳感器、工件到位檢測(cè)傳感器組成。

圖1-8皮帶傳送模塊

8.變位機(jī)模塊。變位機(jī)模塊用于工件的裝配，該模塊采用機(jī)器人外部軸控制，可通過(guò)

示教器對(duì)其進(jìn)行編程和操作。運(yùn)動(dòng)范圍通過(guò)機(jī)械限位設(shè)置為±90°。變位機(jī)模塊主要由伸

縮氣缸和工件定位夾緊塊組成。

7

圖1-9變位機(jī)模塊

9.旋轉(zhuǎn)供料模塊。旋轉(zhuǎn)供料模塊可用于關(guān)節(jié)底座工件、電機(jī)工件、輸出法蘭工件、半

成品工件的存放。該模塊具有6個(gè)工件放置位，沿圓盤(pán)圓周方向陣列。

注：當(dāng)半成品工件放置在旋轉(zhuǎn)供料模塊時(shí)，需要將旋轉(zhuǎn)供料模塊上的物料底座在當(dāng)前位

置的基礎(chǔ)上沿RY方向再旋轉(zhuǎn)90度。

圖1-10旋轉(zhuǎn)供料模塊

任務(wù)描述：

現(xiàn)需要在虛擬仿真軟件中完成工業(yè)機(jī)器人裝配虛擬仿真工作站的搭建、并通過(guò)場(chǎng)景中

8

信號(hào)和模塊動(dòng)作的關(guān)聯(lián)，編寫(xiě)工業(yè)機(jī)器人程序，使工業(yè)機(jī)器人能夠在虛擬工作站中完成半

成品工件的裝配。

圖1-11系統(tǒng)思維導(dǎo)圖

注：半成品工件由關(guān)節(jié)底座和減速器工件組成，其中減速器工件放置在關(guān)節(jié)底座中如圖1-12所示，

在進(jìn)行裝配時(shí)需要首先將減速器工件取出放置在物料筒體中，然后再進(jìn)行電機(jī)工件、減速器工件、輸出

法蘭工件的裝配。

圖1-12半成品工件詳情

任務(wù)一工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)仿真布局搭建

根據(jù)任務(wù)要求，打開(kāi)工業(yè)機(jī)器人數(shù)字孿生虛擬調(diào)試軟件，新建機(jī)器人工作站場(chǎng)景，從模

型庫(kù)中導(dǎo)入功能模型，對(duì)功能模塊位置進(jìn)行調(diào)整，且各模塊布局在實(shí)訓(xùn)臺(tái)上且無(wú)穿模，機(jī)

器人工作范圍可達(dá)，保證后續(xù)仿真流程可以正常執(zhí)行，模型布局不能和圖1-1的布局方式

一致。

（一）工業(yè)機(jī)器人裝配工作站布局

任務(wù)描述：根據(jù)半成品裝配要求，完成工業(yè)機(jī)器人裝配工作站的模型加載和布局搭建。

（1）各模塊合理布局在實(shí)訓(xùn)臺(tái)上，各功能模塊之間沒(méi)有重疊交叉，且與實(shí)訓(xùn)臺(tái)之間沒(méi)

有穿模現(xiàn)象；

9

（2）僅能使用一個(gè)實(shí)訓(xùn)臺(tái)完成裝配任務(wù)，實(shí)訓(xùn)臺(tái)上每個(gè)功能模塊僅能出現(xiàn)一次。

（二）工業(yè)機(jī)器人可達(dá)工作空間

任務(wù)描述：搭建的快換夾具模塊、立體倉(cāng)庫(kù)模塊、皮帶傳送模塊、變位機(jī)模塊、旋轉(zhuǎn)

供料模塊、皮帶運(yùn)輸模塊、井式料倉(cāng)模塊均在工業(yè)機(jī)器人的工作范圍內(nèi)，保證后續(xù)仿真流

程可以正常執(zhí)行。

具體要求：

（1）工業(yè)機(jī)器人使用弧口夾具能夠到達(dá)立體料倉(cāng)模塊倉(cāng)位7的物料底座中心，倉(cāng)位號(hào)

根據(jù)模塊功能描述；

圖1-13物料底座中心

（2）工業(yè)機(jī)器人使用弧口夾具能夠到達(dá)旋轉(zhuǎn)料倉(cāng)模塊倉(cāng)位的物料底座中心，靠近工業(yè)

機(jī)器人一邊的倉(cāng)位即可；

（3）工業(yè)機(jī)器人使用弧口夾具能夠到達(dá)變位機(jī)模塊氣缸與擋塊中間位置；

圖1-14氣缸與擋塊中間位置

（4）工業(yè)機(jī)器人使用快換夾頭能夠到達(dá)快換臺(tái)模塊，并與弧口夾具對(duì)接；

（5）工業(yè)機(jī)器人使用吸盤(pán)夾具伸入到井式料倉(cāng)的料筒中。

10

圖1-15吸盤(pán)夾具伸入到井式料倉(cāng)的料筒中

（三）添加裝配工件

任務(wù)描述：為工業(yè)機(jī)器人工作站添加裝配工件，根據(jù)模塊功能描述存放對(duì)應(yīng)工件。

具體要求：

（1）立體倉(cāng)庫(kù)存在2個(gè)半成品工件，倉(cāng)位號(hào)不限；

圖1-16立體倉(cāng)庫(kù)倉(cāng)位編號(hào)

（2）旋轉(zhuǎn)料倉(cāng)存在3個(gè)電機(jī)工件，倉(cāng)位號(hào)不限；

11

圖1-17旋轉(zhuǎn)料倉(cāng)倉(cāng)位編號(hào)

（3）井式料倉(cāng)中存在1個(gè)法蘭盤(pán)工件。

完成任務(wù)一后，舉手示意裁判進(jìn)行評(píng)判！

任務(wù)二工業(yè)機(jī)器人裝配應(yīng)用運(yùn)動(dòng)仿真設(shè)計(jì)

任務(wù)描述：在虛擬調(diào)試軟件中完成機(jī)器人快換夾具、單控氣缸、圓形回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、傳送

帶、傳感器的運(yùn)動(dòng)對(duì)象仿真設(shè)計(jì)。開(kāi)啟仿真實(shí)現(xiàn)功能模塊的仿真動(dòng)作。

（1）通過(guò)控制使能信號(hào)，實(shí)現(xiàn)弧口夾具、直口夾具的張開(kāi)和夾緊；

圖1-18夾具控制

（2）通過(guò)控制使能信號(hào)，實(shí)現(xiàn)變位機(jī)氣缸夾緊關(guān)節(jié)底座工件；

12

圖1-19氣缸控制

（3）通過(guò)控制使能信號(hào)，讓旋轉(zhuǎn)料倉(cāng)的料盤(pán)以10°/s的速度，旋轉(zhuǎn)到73°的位置，

并在虛擬調(diào)試軟件界面中實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前位置。

圖1-20旋轉(zhuǎn)料倉(cāng)控制、

（4）通過(guò)控制使能信號(hào)，讓井式料倉(cāng)氣缸把減速器工件推出到物料傳輸模塊的皮帶上，

皮帶將減速器工件運(yùn)輸?shù)阶ト∥恢茫⒐┝蠙z測(cè)光電顯示有料反饋。

13

圖1-21傳送帶控制

完成任務(wù)二后，舉手示意裁判進(jìn)行評(píng)判！

任務(wù)三工業(yè)機(jī)器人虛擬裝配邏輯程序設(shè)計(jì)

任務(wù)描述：結(jié)合工作站中創(chuàng)建的運(yùn)動(dòng)對(duì)象，編寫(xiě)工業(yè)機(jī)器人程序并示教點(diǎn)位，再配置

工業(yè)機(jī)器人程序容器，以保證啟動(dòng)仿真運(yùn)行后工業(yè)機(jī)器人能夠完成拾取和放置吸盤(pán)夾具，

直口夾具，弧口夾具動(dòng)作。

具體要求：

（1）完成工業(yè)機(jī)器人能夠從快換臺(tái)拾取和放置3種快換夾具，點(diǎn)位示教和程序的編

寫(xiě)；

（2）完成機(jī)器人程序容器配置，保證快換夾具拾取放置過(guò)程中不會(huì)與快換臺(tái)發(fā)生穿

模情況，使用過(guò)程中快換夾具不會(huì)發(fā)生掉落；

（3）能夠任意指定機(jī)器人完成一種夾具拾取與放置的動(dòng)作；

（4）完成工業(yè)機(jī)器人拾取弧口夾具，然后機(jī)器人抓取半成品工件并搬運(yùn)到變位機(jī)模

塊的點(diǎn)位示教和程序的編寫(xiě)；

（5）半成品工件搬運(yùn)到變位機(jī)位置后，需要控制變位機(jī)氣缸夾緊；

（6）完成機(jī)器人程序容器配置，保證半成品工件搬運(yùn)過(guò)程中不會(huì)與快換臺(tái)發(fā)生穿模

情況，使用過(guò)程中半成品工件（包含底座工件和減速器工件）不會(huì)發(fā)生掉落；

14

圖1-22快換夾具模塊

完成任務(wù)三后，舉手示意裁判進(jìn)行評(píng)判！

任務(wù)四工業(yè)機(jī)器人虛擬裝配系統(tǒng)聯(lián)調(diào)

根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行要求，結(jié)合任務(wù)二中功能模塊的運(yùn)動(dòng)仿真設(shè)計(jì)和任務(wù)三機(jī)器人程序，完

成半成品裝配工藝的機(jī)器人編寫(xiě)程序與點(diǎn)位示教，啟動(dòng)仿真使用視頻錄制功能，錄制一整

套工業(yè)機(jī)器人裝配減速器工件半成品的裝配流程。

圖1-23工業(yè)機(jī)器人工藝流程圖

（注:視頻錄制文件參與評(píng)分內(nèi)容、如視頻錄制不完整只按照提交視頻部分進(jìn)行評(píng)分）

（1）半成品工件裝配。啟動(dòng)錄制功能，開(kāi)啟仿真，首先工業(yè)機(jī)器人拾取弧口夾具，然

后機(jī)器人抓取半成品工件并搬運(yùn)到變位機(jī)模塊，半成品工件搬運(yùn)到變位機(jī)位置后控制變位

15

機(jī)氣缸夾緊。

（2）減速器工件拆除。工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)更換吸盤(pán)工具，吸取半成品工件中的減速器工

件，并搬運(yùn)到井式供料模塊的料筒中。

（3）電機(jī)工件裝配。工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)更換直口夾具，抓取電機(jī)工件，然后將電機(jī)工件

裝配到變位機(jī)氣缸夾緊的關(guān)節(jié)底座中。

（4）減速器工件裝配。工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)更換吸盤(pán)工具并發(fā)送“井式氣缸彈料”信號(hào)，

井式氣缸彈出減速器工件、傳送帶啟動(dòng)、當(dāng)光電傳感器檢測(cè)到減速器工件時(shí)、傳送帶停止，

機(jī)器人將減速器工件裝配到變位機(jī)氣缸夾緊的關(guān)節(jié)底座中。

（5）輸出法蘭工件裝配。工業(yè)機(jī)器人使用吸盤(pán)工件吸取自定義位置的輸出法蘭工件，

然后將輸出法蘭工件裝配到變位機(jī)氣缸夾緊的關(guān)節(jié)底座中。

（6）成品入庫(kù)。工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)更換弧口夾具，移動(dòng)到變位機(jī)模塊夾取成品工件，變

位機(jī)氣缸松開(kāi)，然后機(jī)器人將成品工件放入立體倉(cāng)庫(kù)中，接著釋放弧口夾具并放回原點(diǎn)。

（7）視頻文件保存。系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)束，停止視頻錄制，將錄制視頻文件保存到“D:\工

業(yè)機(jī)器人數(shù)字孿生虛擬調(diào)試軟件\**號(hào)工位”指定文件夾中。

完成任務(wù)四后，舉手示意裁判進(jìn)行評(píng)判！

16

2023-2024年度機(jī)械行業(yè)職業(yè)教育技能大賽

“華中數(shù)控杯”工業(yè)機(jī)器人裝調(diào)與應(yīng)用技術(shù)

賽項(xiàng)

高校組

樣

題

（實(shí)際操作）

17

選手須知：

1.比賽時(shí)間180分鐘（包含裁判評(píng)分時(shí)間）。90分鐘后，選手可以棄賽，但不

可提前離開(kāi)位場(chǎng)地，需要在賽位指定位置，與比賽設(shè)備隔離。

2.請(qǐng)務(wù)必閱讀各任務(wù)的重要提示，除任務(wù)中有說(shuō)明外，限制各任務(wù)評(píng)判順序、

但不限制任務(wù)中各項(xiàng)的先后順序，選手在實(shí)際比賽過(guò)程中要根據(jù)賽題情況進(jìn)

行操作。

3.比賽過(guò)程中，若選手操作不當(dāng)發(fā)生危及設(shè)備或人身安全事故，立即停止比賽，

將取消其參賽資格。

4.比賽所需要的相關(guān)資料都以電子版的形式保存在工位計(jì)算機(jī)里指定位置

D:\ZL\。

5.選手對(duì)比賽過(guò)程中需裁判確認(rèn)部分，應(yīng)當(dāng)先舉手示意，等待裁判人員前來(lái)處

理。

6.選手在競(jìng)賽過(guò)程中應(yīng)該遵守相關(guān)的規(guī)章制度和安全守則，如有違反，則按照

相關(guān)規(guī)定在競(jìng)賽的總成績(jī)中扣除相應(yīng)分值。

7.賽題中要求的備份和保存在電腦中的文件，需在計(jì)算機(jī)電腦D盤(pán)創(chuàng)建指定文

件夾（文件名日期+場(chǎng)次+工位號(hào)，如：2020年10月12日比賽第01場(chǎng)次第

2工位，文件名為202010120102），其他盤(pán)符及目錄無(wú)效。

8.需要裁判驗(yàn)收的各項(xiàng)任務(wù)，任務(wù)完成后裁判只驗(yàn)收1次，請(qǐng)根據(jù)賽題說(shuō)明，

確認(rèn)完成后再提請(qǐng)裁判驗(yàn)收。

9.選手嚴(yán)禁攜帶任何通訊、存儲(chǔ)設(shè)備及技術(shù)資料，如有發(fā)現(xiàn)將取消其競(jìng)賽資格。

選手擅自離開(kāi)本參賽位或者與其他賽位的選手交流或者在賽場(chǎng)大聲喧嘩，嚴(yán)

重影響賽場(chǎng)秩序，如有發(fā)生，將取消其競(jìng)賽資格。

10.選手提交的所有資料不得出現(xiàn)學(xué)校、姓名等與身份有關(guān)的信息。

11.選手必須及時(shí)保存自己編寫(xiě)的程序及資料，防止意外斷電及其它情況造

成程序或資料的丟失。

12.賽場(chǎng)提供的任何物品，不得帶離賽場(chǎng)。

18

競(jìng)賽設(shè)備描述：

現(xiàn)有一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用編程一體化創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，該平臺(tái)由工業(yè)機(jī)器人、快換裝置、

裝配模塊、井式供料模塊、變位機(jī)單元、皮帶運(yùn)輸模塊、RFID模塊、視覺(jué)檢測(cè)模塊、立體

庫(kù)單元等組成，各模塊布局如圖1所示。關(guān)節(jié)坐標(biāo)系下工業(yè)機(jī)器人工作原點(diǎn)位置為[0°，-90°，

180°，0°，90°，0°]。

圖1工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用編程一體化創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)平臺(tái)效果圖

平臺(tái)所用機(jī)器人末端工具如圖2所示，其中繪圖筆工具用于繪制圖形，弧口手爪工具

用于取放關(guān)節(jié)底座，直口手爪工具用于取放電機(jī)，吸盤(pán)工具用于取放減速器和輸出法蘭。

19

圖2機(jī)器人末端工具

裝配零件如圖3所示

（1）關(guān)節(jié)底座（2）電機(jī)（3）減速器（4）輸出法蘭

圖3裝配零件示意圖

工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)部件的裝配步驟：

步驟①：關(guān)節(jié)底座在裝配模塊上正確定位；

步驟②：電機(jī)裝配到關(guān)節(jié)底座中；

步驟③：諧波減速器裝配到關(guān)節(jié)底座中；

步驟④：輸出法蘭裝配到關(guān)節(jié)底座中；

步驟⑤：裝配好的關(guān)節(jié)成品返回立體庫(kù)指定位置（如圖4所示）。

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圖4立體倉(cāng)庫(kù)位置示意圖

任務(wù)一：工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)安裝調(diào)試

任務(wù)描述：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)提供的部件，對(duì)工業(yè)機(jī)器人工作站的機(jī)械、電氣、氣路系統(tǒng)進(jìn)行

安裝調(diào)試，做好工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用前的準(zhǔn)備工作。

（一）硬件安裝

任務(wù)描述：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)提供的部件，選擇合適的模塊及夾具搭建競(jìng)賽環(huán)境，硬件搭建完

成后，如下圖效果。

模塊庫(kù)：

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工業(yè)機(jī)器人快換裝置弧口手爪工具

平口手爪工具吸盤(pán)工具金屬筆工具

工具標(biāo)定尖搬運(yùn)模塊碼垛模塊

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電機(jī)裝配模塊繪圖模塊曲面模塊

井式供料模塊變位機(jī)模塊裝配模塊

RFID模塊旋轉(zhuǎn)供料模塊立體庫(kù)模塊

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行走軸模塊工件暫存模塊視覺(jué)檢測(cè)模塊

輸送模塊稱(chēng)重模塊棋盤(pán)模塊

電機(jī)外殼電機(jī)轉(zhuǎn)子電機(jī)端蓋

電機(jī)成品關(guān)節(jié)底座減速器

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輸出法蘭關(guān)節(jié)成品

（二）線路連接

注意:不允許給設(shè)備通電

根據(jù)平臺(tái)的硬件安裝，按照電氣原理圖進(jìn)行相應(yīng)的操作，完成工作站任務(wù)所需的電氣

的布局及接線。

（三）氣路連接

根據(jù)平臺(tái)的硬件安裝，按照下面氣路圖進(jìn)行相應(yīng)的操作，完成工作站任務(wù)所需的氣路

搭建。

（四）系統(tǒng)檢測(cè)與故障排除

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對(duì)平臺(tái)的硬件、線路、氣路安裝進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)相應(yīng)的機(jī)械位置是否合適與穩(wěn)固，檢

測(cè)線路正確性，檢測(cè)氣路正確性，電磁閥的手動(dòng)功能是否正常。

注意事項(xiàng)：在未完成安裝前，不得通電通氣。

完成任務(wù)一后，舉手示意裁判進(jìn)行評(píng)判！

任務(wù)二：智能視覺(jué)系統(tǒng)調(diào)試

任務(wù)描述：根據(jù)任務(wù)要求，對(duì)智能視覺(jué)系統(tǒng)的視覺(jué)進(jìn)行調(diào)整，相機(jī)標(biāo)定，智能視覺(jué)系

統(tǒng)的調(diào)試，能用視覺(jué)軟件正確獲取工件位置、形狀和顏色，以及通訊設(shè)置，能將視覺(jué)數(shù)據(jù)

傳送給機(jī)器人。

（一）視覺(jué)調(diào)整

打開(kāi)安裝在計(jì)算機(jī)上的智能視覺(jué)軟件，通過(guò)調(diào)整相機(jī)，使智能相機(jī)穩(wěn)定、清晰地?cái)z取

圖像信號(hào)，在軟件中能夠?qū)崟r(shí)查看放置于相機(jī)下方傳送帶上的物料圖像，要求物料圖像清

晰。

（二）視覺(jué)軟件標(biāo)定

打開(kāi)視覺(jué)軟件，調(diào)用標(biāo)定流程圖，正確設(shè)置相機(jī)圖像相應(yīng)參數(shù)，對(duì)“高精度特征匹配”

進(jìn)行設(shè)置，對(duì)“N點(diǎn)標(biāo)定”進(jìn)行設(shè)設(shè)置，完成相機(jī)標(biāo)定，生成標(biāo)定文件。

（三）智能視覺(jué)系統(tǒng)的調(diào)試

制作減速器和輸出法蘭的特征模板，調(diào)試流程，將減速器和輸出法蘭工件正確放置到

輸送帶末端，并用視覺(jué)軟件獲取工件位置、形狀和顏色。

（四）通訊設(shè)置與結(jié)果顯示

打開(kāi)PLCInterface，進(jìn)行VM通信參數(shù)和PLC通信參數(shù)正確設(shè)置，分別將白黃藍(lán)三種顏

色的法蘭和減速器放置在視覺(jué)下方，進(jìn)行拍照，通過(guò)觀察機(jī)器人示教器R寄存器數(shù)值，查

看結(jié)果是否正確。（R[100]-R[105]）

完成任務(wù)二后，舉手示意裁判進(jìn)行評(píng)判！

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任務(wù)三：工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)編程和調(diào)試

任務(wù)描述：根據(jù)任務(wù)書(shū)要求，通過(guò)示教器完成坐標(biāo)系標(biāo)定和示教編程。實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器

人自動(dòng)完成一套關(guān)節(jié)部件的裝配（含3個(gè)零件的裝配，其中關(guān)節(jié)底座、電機(jī)模塊、減速器

各1個(gè)），并將裝配好的部件放到指定位置。

（一）工業(yè)機(jī)器人工具坐標(biāo)系標(biāo)定

通過(guò)示教器完成吸盤(pán)工具坐標(biāo)的標(biāo)定，標(biāo)定完成后，檢驗(yàn)其標(biāo)定的正確性，選擇標(biāo)定

的工具坐標(biāo)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，圍繞著吸盤(pán)中心旋轉(zhuǎn)。

（二）工業(yè)機(jī)器人裝配

1.根據(jù)任務(wù)要求編寫(xiě)相應(yīng)程序，通過(guò)工業(yè)機(jī)器人示教再現(xiàn)，完成一套關(guān)節(jié)部件的裝配

（含3個(gè)零件的裝配，其中關(guān)節(jié)底座、電機(jī)模塊、減速器各1個(gè)）。裝配開(kāi)始前手動(dòng)將關(guān)節(jié)

底座放入立體庫(kù)101位置，電機(jī)模塊放置在旋轉(zhuǎn)供料模塊，手動(dòng)將1個(gè)減速器放置到傳輸

帶視覺(jué)檢測(cè)傳感器處。要求如下：

（1）關(guān)節(jié)底座裝配：在自動(dòng)模式下，加載工業(yè)機(jī)器人程序，按下啟動(dòng)按鈕，工業(yè)機(jī)器

人自動(dòng)抓取弧口手爪工具并返回工作原點(diǎn)，然后機(jī)器人抓取立體倉(cāng)庫(kù)上關(guān)節(jié)底座工件，將

關(guān)節(jié)底座搬運(yùn)到處于水平狀態(tài)變位機(jī)上的定位模塊上，完成關(guān)節(jié)底座的裝配；

（2）電機(jī)模塊裝配：機(jī)器人自動(dòng)更換直口手爪工具，機(jī)器人正確在旋轉(zhuǎn)供料模塊抓取

電機(jī)，將電機(jī)正確搬運(yùn)并裝配到關(guān)節(jié)底座上，完成電機(jī)的裝配；

（3）減速器裝配：機(jī)器人自動(dòng)更換吸盤(pán)工具，機(jī)器人正確吸持減速器工件，將減速器

正確搬運(yùn)并裝配到電機(jī)模塊上，完成減速器的裝配；

（4）成品入庫(kù)：機(jī)器人自動(dòng)更換弧口手爪工具，正確抓取關(guān)節(jié)成品將關(guān)節(jié)成品搬運(yùn)至

立體庫(kù)101位置，完成一套關(guān)節(jié)成品的裝配任務(wù)。

（5）系統(tǒng)還原：在機(jī)器人完成裝配任務(wù)后，自動(dòng)將機(jī)器人末端的夾具歸還到快換夾具

架，最后回到工作原點(diǎn)。

完成任務(wù)三后，舉手示意裁判進(jìn)行評(píng)判！

任務(wù)四：系統(tǒng)綜合編程調(diào)試

任務(wù)描述：根據(jù)任務(wù)書(shū)要求，對(duì)系統(tǒng)的人機(jī)界面開(kāi)發(fā)及控制程序設(shè)計(jì)，完成工業(yè)機(jī)器

人系統(tǒng)的聯(lián)機(jī)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)一套工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)部件的上料、輸送、檢測(cè)、裝配和入庫(kù)過(guò)程。

（一）PLC程序的編寫(xiě)與調(diào)試

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根據(jù)綜合任務(wù)要求，由選手自行設(shè)計(jì)PLC程序，滿足以下基本功能：

1．編寫(xiě)總控PLC中工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)模塊任務(wù)，能夠自動(dòng)實(shí)現(xiàn)總控PLC與機(jī)器人數(shù)據(jù)的

交換，以及PLC對(duì)機(jī)器人外部模式的控制，滿足以下功能：

1）總控PLC和機(jī)器人的通訊建立，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人與PLC數(shù)據(jù)交互的通訊。

2）機(jī)器人在外部模式下，總控PLC控制機(jī)器人的運(yùn)行流程，實(shí)現(xiàn)PLC對(duì)機(jī)器人外部模

式的控制，機(jī)器人使能打開(kāi)和關(guān)閉，程序加載和卸載，機(jī)器人啟動(dòng)、暫停、停止等功能。

2．編寫(xiě)總控PLC中視覺(jué)系統(tǒng)模塊任務(wù)，能夠指定工件類(lèi)型和工件顏色，自動(dòng)對(duì)收到的

視覺(jué)模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，將比較的結(jié)果存儲(chǔ)在相應(yīng)變量中，為后續(xù)自動(dòng)運(yùn)行做準(zhǔn)備。

3.編寫(xiě)總控PLC程序，協(xié)調(diào)機(jī)器人、外部軸、視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)以及工作站各個(gè)模塊配合

工作，完成一套工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)部件的上料、輸送、檢測(cè)、裝配和入庫(kù)過(guò)程。

（二）人機(jī)交互功能設(shè)計(jì)

根據(jù)綜合任務(wù)要求，由選手自行組態(tài)觸摸屏并設(shè)計(jì)控觸摸屏界面，滿足以下基本功能：

1．編寫(xiě)旋轉(zhuǎn)供料模塊控制界面，通過(guò)觸摸屏能夠?qū)崿F(xiàn)手動(dòng)在不同速度下實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)供料

模塊的正反轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)供料模塊回零點(diǎn)和零點(diǎn)校準(zhǔn)，以及顯示旋轉(zhuǎn)供料模塊的當(dāng)前位置和速

度。

旋轉(zhuǎn)供料模塊調(diào)試界面參考示例如下圖5所示。

圖5旋轉(zhuǎn)供料模塊調(diào)試界面參考示例

2．編寫(xiě)裝配模塊和井式供料輸送模塊界面，通過(guò)觸摸屏能夠?qū)崿F(xiàn)裝配氣缸的伸出和縮

回，井式供料氣缸的伸出和縮回，輸送帶的運(yùn)輸和停止。

裝配模塊和井式供料輸送模塊界面參考示例如下圖6所示。

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圖6裝配模塊和井式供料輸送模塊界面參考示例

3．編寫(xiě)工件代碼錄入界面，通過(guò)觸摸屏能夠選擇不同倉(cāng)位進(jìn)行工件代碼錄入和清除，

錄入完成后，在對(duì)應(yīng)倉(cāng)位顯示代碼類(lèi)型，可以設(shè)置運(yùn)行時(shí)減速器和輸出法蘭顏色，相關(guān)工

件代碼定義，見(jiàn)下表。

注：評(píng)判時(shí)，隨機(jī)指定倉(cāng)位進(jìn)行RFID讀寫(xiě)及倉(cāng)位顯示。

單個(gè)工件代碼說(shuō)明

關(guān)節(jié)底座11）單個(gè)工件代碼如左所示；

2）半成品代碼為單個(gè)工件代碼的組合，如代

電機(jī)

2碼13表示關(guān)節(jié)底座、減速器組成的半成品，

減速器3代碼124表示關(guān)節(jié)底座、電機(jī)和法蘭組成的半

品；

輸出法蘭

43）成品代碼為99；

工件代碼錄入界面參考示例如下圖7所示。

圖7工件代碼錄入界面參考示例

4．編寫(xiě)演示界面，通過(guò)觸摸屏能夠控制機(jī)器人的啟動(dòng)、暫停和停止，顯示倉(cāng)位信息和

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RFID信息，選擇不同演示程序，進(jìn)行系統(tǒng)回原點(diǎn)操作和啟動(dòng)停止。

演示界面參考示例如下圖8所示。

圖8演示界面參考示例

完成任務(wù)四（一）和（二）后，舉手示意裁判進(jìn)行評(píng)判！

（三）工作站綜合任務(wù)實(shí)現(xiàn)

根據(jù)任務(wù)要求，實(shí)現(xiàn)一套工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)部件的上料、輸送、檢測(cè)、裝配和入庫(kù)過(guò)程。

具體要求如下：

1）工件準(zhǔn)備：本任務(wù)需要完成一套關(guān)節(jié)部件的裝配（含4個(gè)零件的裝配，其中關(guān)節(jié)底

座、電機(jī)模塊、減速器和輸出法蘭各1個(gè)）。手動(dòng)將1個(gè)關(guān)節(jié)底座放入立體庫(kù)201位置，1

個(gè)