2023第五屆全國智能制造應用技術技能大賽河南省選拔賽-機電設備維修工樣題

2023年全國行業(yè)職業(yè)技能競賽

—第五屆全國智能制造應用技術技能大賽

河南省選拔賽競賽規(guī)程

機電設備維修工

（智能制造生產(chǎn)運維方向）

職工組/學生組

實操題

（樣題）

河南省組委會技術工作委員會

2023年10月

1

重要說明

1.如出現(xiàn)任務書缺頁、字跡不清等問題，請及時向裁判申請更

換任務書。

2.參賽團隊應在180分鐘內(nèi)完成任務書規(guī)定內(nèi)容。

3.比賽共包括5個任務，總分100分，見表1。

表1比賽任務及配分

序號名稱配分說明

1任務一：智能制造單元系統(tǒng)檢查與故障處理20

2任務二：系統(tǒng)配置與測試25

3任務三：工業(yè)機器人系統(tǒng)運行與維護35

4任務四：系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集與遠程狀態(tài)監(jiān)測15

5任務五：職業(yè)素養(yǎng)與安全操作5

合計100

4.除有說明外，限制各任務評判順序，但不限制任務中各項的

先后順序，選手在實際比賽過程中要根據(jù)賽題情況進行操作。

5.請務必閱讀各任務的重要提示。

6.比賽過程中，若發(fā)生危及設備或人身安全事故，立即停止比

賽，將取消其參賽資格。

7.比賽所需要的資料及軟件都以電子版的形式保存在工位編程

計算機里指定位置D:\ZL\。

8.選手對比賽過程中需裁判確認部分，應當先舉手示意，等待

裁判人員前來處理。

2

9.參賽選手在競賽過程中，不得使用U盤等移動存儲設備。

10.選手在競賽過程中應該遵守相關的規(guī)章制度和安全守則，

如有違反，則按照相關規(guī)定在競賽的總成績中扣除相應分值。

11.選手在比賽開始前，認真對照工具清單檢查工位設備，并確

認后開始比賽；選手完成任務后的檢具、儀表和部件，現(xiàn)場需統(tǒng)一

收回再提供給其他選手使用。

12.賽題中要求的備份和保存在電腦中的文件，需選手在計算機

指定文件夾（D:\競賽文件夾\）中命名對應文件夾（賽位號+ROB，

賽位號+PLC，賽位號+HMI等）。賽題中所要求備份的文件請備份

到對應到文件夾下。

13.需要裁判驗收的各項任務，任務完成后裁判只驗收1次，

請根據(jù)賽題說明，確認完成后再提請裁判驗收。

14.選手嚴禁攜帶任何通訊設備及相關技術資料，如有發(fā)現(xiàn)將取

消其競賽資格。選手擅自離開本參賽隊賽位或者與其他賽位的選手

交流或者在賽場大聲喧嘩，嚴重影響賽場秩序，如有發(fā)生，將取消

其競賽資格。

15.選手必須認真填寫各類文檔，競賽完成后所有文檔按頁碼順

序一并上交。

16.選手必須及時保存自己編寫的程序及材料，防止意外斷電及

其它情況造成程序或資料的丟失。

17.賽場提供的任何物品，不得帶離賽場。

18.競賽平臺系統(tǒng)中主要模塊的預設IP地址分配見下表2。

表2：預設IP地址分配表

3

序號名稱IP地址分配備注

1主控系統(tǒng)PLC192.168.1.20

2主控HMI觸摸屏192.168.1.60

3工業(yè)機器人192.168.1.150

4視覺控制器192.168.1.180

編程計算機1192.168.1.100

5

編程計算機2192.168.1.101

6

一、競賽項目任務書

競賽設備描述：

競賽平臺主要由搬運方料塊、搬運碼垛模塊、原料庫模塊、

伺服變位機模塊、工業(yè)機器人及工業(yè)機器人末端夾具組成，控制

系統(tǒng)包含PLC、觸摸屏、視覺系統(tǒng)、安全光柵等。

圖1工業(yè)機器人系統(tǒng)運維員考核平臺

4

任務一：智能制造單元系統(tǒng)檢查與故障處理

1．線纜連接

完成工業(yè)機器人本體與控制柜的電纜連接。電纜連接包括：工

業(yè)機器人控制柜外部電機動力線纜、電機編碼器線、主電源進線電

纜、示教器連接線、網(wǎng)絡通訊線，按照要求正確連接在工業(yè)機器人

控制柜對應接口上。

2.單元機械裝配

根據(jù)提供的《裝配圖樣》（見二裝配圖樣），完成原料庫托

盤支架、零件碼垛模塊、快換夾具支架、焊接變位機模塊、安全光

柵零件的裝配與測試（裝配效果如圖1，各裝配模塊如表1-1所

示）。

表1-1裝配所需模塊列表

序號名稱圖片數(shù)量

1原料庫托盤支架1套

2零件碼垛模塊1套

3快換夾具支架1套

4焊接變位機模塊1套

5安全光柵1套

3.整體布局安裝

5

根據(jù)提供的布局圖，嚴格按照圖紙尺寸和工藝要求，將裝配

完成的模塊在任務平臺上進行安裝固定。

4.單元氣路連接

根據(jù)提供的氣動原理圖，嚴格按照圖紙和工藝要求完成各模

塊的氣動回路搭建與調(diào)試。搭建完成后將工作氣壓調(diào)整到0.4-

0.6Mpa。

5.故障檢查與維修

完成系統(tǒng)運行時的檢查與故障診斷，檢查日志文件，消除報警。

（1）在臺體網(wǎng)孔板配電盤處有5處提前設置的電氣故障，選

手根據(jù)提供的電氣原理圖，排除這些故障。

（2）檢查并維修氣路系統(tǒng)部件，排除這些故障。

（3）故障排除后舉手示意裁判進行評判。待賽事技術服務人

員確認后系統(tǒng)方可上電，檢查工業(yè)機器人啟動是否正常；工業(yè)機器

人啟動異常時，在示教器上檢查報警狀態(tài)，消除報警。

注意：排故過程中不允許上電，比賽開始1小時后，仍無法完

成該項任務的選手，可提出申請放棄該項任務，該項不得分，且技

術支持恢復故障時間計入競賽總時間內(nèi)。

完成任務一后，舉手示意裁判進行評判！

任務二系統(tǒng)配置與測試

具體要求如下：

（1）工業(yè)機器人語言已設置為英語，需切換成中文。

6

（2）完成工業(yè)機器人16輸入16輸出IO信號板配置。

（3）完成PROFINET信號配置，要求修改名稱為Kuk，字節(jié)

數(shù)為1024，輸入、輸出均從2001開始配置。

（4）根據(jù)提供的TCP標定輔助工具（如圖2-1所示），完成

單吸盤工具坐標系標定，新工具坐標系名稱為Tool4。

根據(jù)提供的工件坐標系標定工具，完成工件坐標系標定（坐標

系方向如圖2-2所示），新用戶坐標系名稱為Wobj_4。

圖2-1TCP標定輔助工具圖2-2工件坐標標定輔助工具

完成任務二后，舉手示意裁判進行評判！

任務三：工業(yè)機器人系統(tǒng)運行維護

根據(jù)任務要求，配置工業(yè)機器人及周邊設備參數(shù)，校準末端執(zhí)

行器，編寫工業(yè)機器人及周邊設備程序。

1.工業(yè)機器人程序編寫

（1）將工業(yè)機器人通訊IP地址設置為：192.168.1.149。

（2）編寫工業(yè)機器人程序，完成搬運碼垛任務（完成如下4

和5中搬運碼垛任務，此處不配分）。

（3）工業(yè)機器人能以本地（AUTO）或外部啟動方式（EXT）

啟動。

7

2.視覺系統(tǒng)程序編寫

（1）修改視覺系統(tǒng)參數(shù)，編寫視覺系統(tǒng)程序，新建模板，并

與工業(yè)機器人配合進行N點標定。

（2）將視覺控制器IP地址設置為：192.168.1.182。

（3）配置工業(yè)機器人視覺通訊參數(shù)，編寫工業(yè)機器人程序，

示教位置點，能準確抓取工件。

（4）視覺系統(tǒng)能識別工件圖案及準確坐標值，并發(fā)送給工業(yè)

機器人。

3.編寫PLC及觸摸屏程序

（1）完成PLC與工業(yè)機器人Profinet通訊連接。

（2）完成PLC與伺服變位機Modbus通訊。

（3）將PLC的IP地址設置為：192.168.1.19。

（4）將觸摸屏的IP地址設置為：192.168.1.61。

（5）觸摸屏包含3個畫面，分別為“碼垛頁面”（如圖3-7）、

“機器人數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控頁面”（如圖4-2）、“變位機操作頁面”

（如圖3-8），并能夠完成不同頁面的切換（畫面切換按鈕選手自

行設計），“機器人數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控頁面”作為開機頁面。

4.工業(yè)機器人程序編寫與調(diào)試（手動模式）

4-1.搬運碼垛（手動模式）

（1）運行前，將9個黃色方形工件（尺寸：30×30×20mm）

（如圖3-1所示）擺放在碼垛模塊A區(qū)（如圖3-4所示）。

（2）將操作面板的“模式開關”切換到“手動”模式，工業(yè)

機器人切換到“AUT”模式，運行已編寫好的程序。

8

（3）工業(yè)機器人自動抓取單吸盤夾具（如圖3-2所示）。

圖3-1方形工件圖3-2單吸盤夾具圖3-3搬運碼垛模塊

（4）準確抓取碼垛模塊A區(qū)擺放的黃色工件，并放置到碼垛

模塊B區(qū)1號位（如圖3-4所示）。

（5）重復以上第4步動作，共完成9個工件的搬運碼垛后

（按1-4-7-2-5-8-3-6-9）的順序碼放到碼垛模塊B區(qū)，如圖3-4所

示），工業(yè)機器人將單吸盤夾具放回夾具庫，工業(yè)機器人回安全點

（六個關節(jié)角度J1-J6分別為0°、-90°、90°、0°、90°、0°，

即5軸垂直朝下），流程結束。

圖3-4工件擺放位置示意圖

5.工業(yè)機器人程序編寫與調(diào)試（自動模式）

要求：

在自動模式下程序運行過程中任意時刻按下操作面板“急?！?/p>

按鈕，所有動作立即停止，操作面板及觸摸屏“啟動”指示燈熄滅；

松開“急?！卑粹o，操作面板及觸摸屏“停止”指示燈常亮；按下

操作面板或觸摸屏“啟動”按鈕，操作面板及觸摸屏“停止”指示

9

燈熄滅，操作面板及觸摸屏“啟動”指示燈常亮，系統(tǒng)恢復自動運

行。

5-1.搬運碼垛（自動模式）

（1）運行前，選手將9個黃色方形工件（尺寸：30×30×20mm）

隨機擺放在原料托盤（如圖3-5所示）。

圖3-5方料塊搬運碼垛示意圖

（2）將操作面板的“模式開關”切換到“自動”模式，工業(yè)

機器人打到“EXT”（外部啟動）模式，在觸摸屏上選擇“搬運碼

垛”程序。

（3）按下操作面板或觸摸屏（如圖3-7所示）復位按鈕，操

作面板及觸摸屏（如圖3-7所示）“復位”指示燈常亮。

（4）工業(yè)機器人回到Home點后停止，等待啟動信號。

（5）操作面板及觸摸屏“復位”指示燈熄滅，操作面板及觸

摸屏“啟動”指示燈（如圖3-7所示）以2Hz頻率閃爍。

（6）在觸摸屏（如圖3-7所示）上選擇碼垛程序（如圖3-7所

示）、按照9-6-3-8-5-2-7-4-1的碼垛順序（數(shù)字按照碼垛模塊B區(qū)

絲印號）。

10

圖3-6工件擺放位置示意圖

（7）按下操作面板或觸摸屏啟動按鈕（如圖3-7所示），操

作面板及觸摸屏“啟動”指示燈常亮。

（8）工業(yè)機器人自動抓取單吸盤夾具（如圖3-2所示）。

（9）控制視覺拍照。

（10）準確抓取隨機擺放的黃色工件，按照（6）中設定的順

序放置到碼垛模塊B區(qū)對應的方框內(nèi)。

（11）重復以上步驟（9）-步驟（10）動作，共完成9個工件

的搬運碼垛（按（6）中設定順序碼放到碼垛模塊B區(qū)，如圖3-6

所示）。

（12）工件碼垛完成后，工業(yè)機器人將單吸盤夾具放回夾具庫，

工業(yè)機器人回安全點（初始位置），流程結束。

（13）執(zhí)行完成后，操作面板及觸摸屏“啟動”指示燈熄滅，

操作面板及觸摸屏“停止”指示燈2Hz閃爍，工業(yè)機器人暫停運行。

11

圖3-7碼垛頁面

6.完成伺服驅動器的參數(shù)設置及程序編寫

變位機伺服驅動器參數(shù)已恢復為出廠設置，根據(jù)任務要求修改

相應的參數(shù)，完成控制要求，并與PLC進行Modbus通訊。

要求：

（1）將變位機伺服驅動器通訊地址參數(shù)設置為：2。

（2）能實時顯示變位機實時角度，能修改變位機運行速度、

加減速時間。能準確到達-90度、0度、90度位置，能點動正轉

和點動反轉（點動是指按下對應按鈕后轉運臺保持對應方向的運行，

松開按鈕時停止運行），能控制伺服下使能，能把任意位置設為伺

服零點，如圖3-8所示。

12

圖3-8變位機操作頁面

注意：

1.操作面板模式開關在“自動模式”時，工業(yè)機器人應能采用

外部啟動（EXT）方式運行，若不能以外部啟動（EXT）方式運行

將丟失啟動方式分數(shù)；若能以“AUT”方式繼續(xù)運行，則不影響功

能評分。若“AUT”方式仍無法運行，則該項不得分。

2.選手按照任務要求，做好評判準備。

3.評分前選手可進行工件準備。但不允許修改、下載程序、示

教點位等操作。

4.只有一次演示機會，且自動運行過程中人工干預一次扣2分，

扣完為止。

完成任務三后，舉手示意裁判進行評判！

13

任務四：系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集與遠程狀態(tài)監(jiān)測

根據(jù)任務要求，建立工業(yè)機器人、可編程邏輯控制器、觸摸屏、

編程計算機等之間的通信連接。參考系統(tǒng)網(wǎng)絡拓撲圖（如圖4-1所

示，具體IP地址根據(jù)題目要求設置）完成系統(tǒng)組網(wǎng)。

通訊網(wǎng)絡拓撲圖如圖4-1所示。

圖4-1通訊網(wǎng)絡拓撲圖

修改完善工業(yè)機器人程序，編寫PLC及觸摸屏程序，對工業(yè)

機器人進行實時數(shù)據(jù)采集及狀態(tài)監(jiān)控。

1.修改完善工業(yè)機器人程序

（1）需要與PLC進行Profinet通訊。

（2）完善工業(yè)機器人程序，對工業(yè)機器人運行狀態(tài)進行數(shù)據(jù)

采集及狀態(tài)監(jiān)控。

2.編寫PLC及觸摸屏程序

（1）完成PLC與工業(yè)機器人Profinet通訊連接。

（2）編寫PLC及觸摸屏程序，采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)，監(jiān)控機器人實

時運行狀態(tài)。

3.數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控

14

要求如下：

在觸摸屏上實時顯示工業(yè)機器人的軸關節(jié)角度以及笛卡爾坐標，

如圖4-2所示。

圖4-2工業(yè)機器人數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控頁面

完成任務四后，舉手示意裁判進行評判！

任務五：職業(yè)素養(yǎng)與安全操作

在整個比賽期間，選手應嚴格防止機器人運動造成人身傷害，

嚴格遵循相關職業(yè)素養(yǎng)要求及安全規(guī)范，包括安全文明參賽，著裝、

操作規(guī)范，工具擺放整齊，資料歸檔完整等。

完成任務五后，舉手示意裁判進行評判！

15

二、裝配圖樣

1、快換夾具支架

頂部

正面

底部

三維圖

16

2、零件碼垛模塊

頂部

正面

17

底部

3、原料庫托盤支架

頂部

底部

18

側面

19

4、焊接變位機模塊

頂部

側面

底部

側面

20

21

附件一

2023年中國技能大賽--第五屆智能制造應用技術技能大賽

河南省選拔賽選手自帶物品清單

一、選手自帶的儀器和工具

推薦選手自帶的儀器、工具等物品，清單如下表所示。

序號名稱建議型號數(shù)量

1電工用螺絲刀一字型1只/選

2防滑手套3M2副/選

3壁紙刀18*1001個手/選

4電工剪138mm1把手/選

5尖嘴鉗7寸1把手/選

6剝線鉗6寸1把/選

7斜口鉗6寸1把手/選

8萬用表掌上型030051個手/選

99件套公制球頭內(nèi)六M1.5-M101套手/選

10電角工扳膠手布18*101把手/選

11一字螺絲刀5*751把手/選

12一字螺絲刀253-*5705mm1把手/選

13十字螺絲刀5*751把手/選

14十字螺絲刀3*751把手/選

15螺絲批組9件一字/十字1套手/選

16強力