第十七屆“振興杯”全國(guó)青年職業(yè)技能大賽（學(xué)生組）工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)操作員模塊二樣題

第十七屆“振興杯”全國(guó)青年職業(yè)技能大賽

工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)操作員

樣

題

主辦單位

共青團(tuán)中央

人力資源和社會(huì)保障部

2021年9月

注意事項(xiàng)

選手參加本模塊比賽，需要佩戴防護(hù)頭盔，護(hù)目鏡，穿著長(zhǎng)袖工作服，電工絕

緣鞋，攜帶必須的工具、儀表和文具方可進(jìn)行比賽。如果選手未按照要求著裝和

佩戴防護(hù)用品，則本模塊不可參賽，成績(jī)記為零分，并且不得重賽。

選手進(jìn)入本模塊賽場(chǎng)后，需要等待現(xiàn)場(chǎng)裁判員抽簽確認(rèn)本任務(wù)書中指定的

要求后方可開始比賽。

模塊二：工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)仿真操作與系統(tǒng)調(diào)試

任務(wù)1-1：構(gòu)建系統(tǒng)作業(yè)場(chǎng)景

競(jìng)賽任務(wù)要求：

1、選手根據(jù)附件1布局圖，導(dǎo)入賽場(chǎng)提供的實(shí)訓(xùn)臺(tái)、輸送模塊、快換工裝模塊、碼垛

模塊、倉(cāng)儲(chǔ)模塊、書寫模塊、電機(jī)端蓋等器件的3D模塊文件，在仿真軟件中進(jìn)行布局。

序號(hào)工藝要求

1建立正確的工業(yè)機(jī)器人

設(shè)備模塊（輸送模塊、快換工裝模塊、加工臺(tái)模塊、倉(cāng)儲(chǔ)模塊、書寫模塊、電機(jī)

2

端蓋）正確導(dǎo)入到系統(tǒng)中

3將工業(yè)機(jī)器人安裝在實(shí)訓(xùn)臺(tái)上

將輸送模塊、快換工裝模塊、加工臺(tái)模塊、倉(cāng)儲(chǔ)模塊、書寫模塊、碼垛模塊安裝

4

在實(shí)訓(xùn)臺(tái)上

5仿真軟件中的設(shè)備模塊整體布局與圖紙一致

6仿真軟件中的安裝位置滿足布局圖中的尺寸要求，偏差不能超過(guò)2mm；

任務(wù)1-2：工業(yè)機(jī)器人程序及外圍設(shè)備仿真

任務(wù)功能描述：

輸送線模塊的供料機(jī)構(gòu)輸出工件（電機(jī)端蓋），經(jīng)輸送線傳輸后，工業(yè)機(jī)器人抓取工件

送至碼垛模塊的定位卡盤內(nèi)，對(duì)電機(jī)端蓋的內(nèi)邊緣進(jìn)行打磨作業(yè)，打磨作業(yè)完成后，要求

系統(tǒng)對(duì)電機(jī)端蓋的特征曲線（特征曲線在書寫模塊上用線條進(jìn)行標(biāo)識(shí)）進(jìn)行記錄，并將其

繪制在書寫模塊上。記錄完成要求將該電機(jī)端蓋按要求存儲(chǔ)在倉(cāng)儲(chǔ)模塊中。工業(yè)機(jī)器人的

附件軸要求根據(jù)工藝流程進(jìn)行自動(dòng)控制。

競(jìng)賽任務(wù)要求：

1、模型和物料屬性設(shè)置。按照系統(tǒng)功能描述分別對(duì)工業(yè)機(jī)器人、輸送線模塊、快換工

裝模塊、定位卡盤的模型進(jìn)行設(shè)置，并按實(shí)際硬件模塊增加傳感器信號(hào)，設(shè)置物料的路徑

和產(chǎn)出功能，實(shí)現(xiàn)物料的自動(dòng)供給和輸送。

第2頁(yè)共4頁(yè)

要求傳送帶初始速度為50mm/s，氣缸初始速度為20mm/s，出料的間隔時(shí)間默認(rèn)的為

5s。

2、在仿真軟件中根據(jù)生產(chǎn)功能要求編寫工業(yè)機(jī)器人及相關(guān)程序，并進(jìn)行工業(yè)機(jī)器人的

仿真運(yùn)行調(diào)試，按系統(tǒng)功能要求完成相關(guān)任務(wù)。

序號(hào)工作流程（仿真軟件中測(cè)試）

1完成輸送線模塊帶中的工件供給設(shè)置；

2完成模塊中的傳感器信號(hào)設(shè)置，并與機(jī)器人連接正確；

3輸送線模塊中的供料機(jī)構(gòu)輸出工件；

4輸送線模塊中的傳送帶能夠自動(dòng)輸送工件，工件到傳送帶末端后停止；

5工業(yè)機(jī)器人檢測(cè)到工件到位后，抓取工件；

6工業(yè)機(jī)器人抓取工件后，傳送帶繼續(xù)輸送下一個(gè)工件；

7工業(yè)機(jī)器人將工件抓取后放置在碼垛模塊打開的定位卡盤中；

8定位卡盤夾緊；

9工業(yè)機(jī)器人更換打磨工具；

10工業(yè)機(jī)器人對(duì)電機(jī)端蓋的內(nèi)邊緣進(jìn)行打磨作業(yè)；

11工業(yè)機(jī)器人更換書寫工具；

工業(yè)機(jī)器人在書寫模塊上測(cè)繪電機(jī)端蓋的特征曲線（僅第一個(gè)工件需記錄特征曲

12

線）；

13工業(yè)機(jī)器人更換氣動(dòng)手抓4號(hào)工具

14定位卡盤松開；

15工業(yè)機(jī)器人抓取工件；

16工業(yè)機(jī)器人將工件存儲(chǔ)在倉(cāng)儲(chǔ)模塊的1號(hào)庫(kù)位；

17工業(yè)機(jī)器人繼續(xù)打磨和搬運(yùn)作業(yè)，并依次將工件存儲(chǔ)在2號(hào)、3號(hào)和4號(hào)庫(kù)位；

當(dāng)四個(gè)庫(kù)位存儲(chǔ)倉(cāng)滿后，工業(yè)機(jī)器人依次將倉(cāng)庫(kù)中的四個(gè)工件按入庫(kù)的順序抓取

18

至輸送模塊料筒中；

19工業(yè)機(jī)器人繼續(xù)執(zhí)行作業(yè)；

20機(jī)器人在整個(gè)操作過(guò)程中，無(wú)碰撞。

任務(wù)1-3：系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行

競(jìng)賽任務(wù)要求：

1、將機(jī)器人仿真程序下載到競(jìng)賽設(shè)備的工業(yè)機(jī)器人控制中，編寫相應(yīng)PLC程序，參照

仿真的生產(chǎn)工藝完成實(shí)際生產(chǎn)線的功能。工業(yè)機(jī)器人的附件軸要求根據(jù)工藝流程進(jìn)行自動(dòng)

控制。電氣接線圖見附件2。

要求：系統(tǒng)有手動(dòng)模式和自動(dòng)模式。

（1）在手動(dòng)模式下，將機(jī)器人調(diào)整到原點(diǎn)位置；

表1工業(yè)機(jī)器人原點(diǎn)姿態(tài)

軸序號(hào)機(jī)器人姿態(tài)軸序號(hào)機(jī)器人姿態(tài)

（KUKA）（ABB）

軸10°軸10°

軸2-90°軸20°

軸3+90°軸30°

第3頁(yè)共4頁(yè)

軸40°軸40°

軸50°軸50°

軸60°軸60°

（2）在自動(dòng)模式下，按下啟動(dòng)按鈕，生產(chǎn)線自動(dòng)運(yùn)行，按系統(tǒng)功能完成任務(wù)，機(jī)

器人操作和運(yùn)行過(guò)程要求遵守安全操作。

工作流程

接通電源，SW2選擇手動(dòng)工作模式，紅色指示燈HL2常亮，綠色指示燈HL1

1

滅，按下急停按鈕ES1后解除，紅色指示燈HL2閃爍（閃爍頻率1Hz）；

手動(dòng)模式下，解除急停按鈕ES1，當(dāng)工業(yè)機(jī)器人不在原點(diǎn)時(shí)，紅色指示燈HL2

2

以2Hz頻率閃爍，手動(dòng)將工業(yè)機(jī)器人調(diào)整到原點(diǎn)位置，紅色指示燈HL2常亮。

SW2選擇自動(dòng)工作模式，HL1以1Hz頻率閃爍，當(dāng)工業(yè)機(jī)器人在原點(diǎn)時(shí)，按

3

下復(fù)位按鈕SB2，輸送線模塊、碼垛模塊卡盤打開，傳送帶停止運(yùn)行；

4手動(dòng)在輸送線模塊的供料機(jī)構(gòu)中放置工件，按下啟動(dòng)按鈕SB1，HL1常亮；

輸送線模塊輸出工件后，傳送帶運(yùn)行，將工件輸送至傳送帶末端后傳送帶停

5

止；

6工業(yè)機(jī)器人移至快換工位，自動(dòng)安裝氣動(dòng)手抓4號(hào)工具；

7工業(yè)機(jī)器人檢測(cè)到工件到位后，抓取工件；

8工業(yè)機(jī)器人抓取工件后，傳送帶繼續(xù)輸送下一個(gè)工件；

9工業(yè)機(jī)器人將工件抓取后放置在碼垛模塊打開的定位卡盤中；

10定位卡盤夾緊；

11工業(yè)機(jī)器人更換打磨工具；

12工業(yè)機(jī)器人對(duì)電機(jī)端蓋的內(nèi)邊緣進(jìn)行打磨作業(yè)；

13工業(yè)機(jī)器人更換書寫工具；

工業(yè)機(jī)器人在書寫模塊上測(cè)繪電機(jī)端蓋的特征曲線（僅第一個(gè)工件需記錄特

14

征曲線）；

15工業(yè)機(jī)器人更換手抓4號(hào)工具；

16定位卡盤松開；

17工業(yè)機(jī)器人抓取工件；

18工業(yè)機(jī)器人將工件存儲(chǔ)在倉(cāng)儲(chǔ)模塊的指定庫(kù)位；

19工業(yè)機(jī)器人繼續(xù)打磨和搬運(yùn)作業(yè)，并依次將工件存儲(chǔ)在指定庫(kù)位；

當(dāng)指定的全部庫(kù)位都有工件后，工業(yè)機(jī)器人依次將倉(cāng)庫(kù)中的工件按入庫(kù)的順

20

序抓取至輸送模塊料筒中；

21工業(yè)機(jī)器人繼續(xù)執(zhí)行作業(yè)；

當(dāng)按下停止按鈕SB3，工業(yè)機(jī)器人立即停止動(dòng)作，輸送線模塊停止運(yùn)行，HL1

22

燈滅；

再次按下啟動(dòng)按鈕SB1，系統(tǒng)啟動(dòng)運(yùn)行，HL1常亮，工業(yè)機(jī)器人繼續(xù)完成當(dāng)

23

前任務(wù)；

24機(jī)器人在整個(gè)操作過(guò)程中，無(wú)碰撞

在評(píng)判過(guò)程中，當(dāng)系統(tǒng)處于手動(dòng)或自動(dòng)模式時(shí)，要求示教器處于外部自動(dòng)模式，不允

許調(diào)整機(jī)器人姿態(tài)，如果工業(yè)機(jī)器人運(yùn)行過(guò)程發(fā)生碰撞，評(píng)判結(jié)束。演示過(guò)程中有某一步

驟錯(cuò)誤，則后續(xù)步驟不再評(píng)分。

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0123456789

AA

+GM

-SW1

L-XT51L3L12L12L12

BB

N-XT52N3N7N7N7

電源進(jìn)線20A

-XT4

1

PE

CC

LNPE1

123-QF1-QF2-QF3

-XP16A3A3A2

L13N8L15N9L17

D-FU1-FU2-FU3D

RT18-32/1PRT18-32/1PRT18-32/1P

-XT42

L18VC1.PE

LPEN

-VC13

5A

E+V-VE

VC1.+VVC1.-V

L14L16-XT11

3.2:A3.3:H+GM/1.0:A

3.2:A3.3:A3.3:H+GM/1.0:B

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