2022年全省職業(yè)院校學(xué)生技能大賽高職學(xué)生組工業(yè)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用賽項(xiàng)賽題（A）

年甘肅省職業(yè)院校技能大賽工業(yè)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用賽項(xiàng)試題（總時(shí)間：2.5小時(shí)）任務(wù)書二〇二二年三月選手須知：1.本任務(wù)書共9頁，如出現(xiàn)任務(wù)書缺頁、字跡不清等問題，請及時(shí)向裁判申請更換任務(wù)書。2.請仔細(xì)研讀任務(wù)書，檢查比賽平臺，如有模塊缺少等設(shè)備問題，請及時(shí)向裁判提出。3.請?jiān)?.5小時(shí)內(nèi)完成任務(wù)書規(guī)定內(nèi)容。4.由于操作不當(dāng)?shù)仍蛞鸸I(yè)機(jī)器人控制器及I/O組件、PLC等的損壞以及發(fā)生機(jī)械碰撞等情況，將依據(jù)扣分表進(jìn)行處理。5.比賽現(xiàn)場不得攜帶任何通訊、存儲(chǔ)設(shè)備及技術(shù)資料，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)直接取消比賽資格。6.比賽平臺參考資料以pdf格式存放在“D:\比賽\參考資料”文件夾下。7.比賽過程中，請及時(shí)保存程序及數(shù)據(jù)，保存到“D:\比賽\**號工位”指定文件夾中。8.比賽平臺已內(nèi)置部分程序，考生可以直接在平臺程序上進(jìn)行編程。9.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，請根據(jù)賽題說明，確認(rèn)完成后再提請裁判驗(yàn)收。10.選手必須及時(shí)保存自己編寫的程序及資料，防止意外斷電級其他情況造成程序或資料的丟失。11.賽場提供的任何物品，不得帶離賽場。場次：工位號：日期：競賽設(shè)備描述“工業(yè)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用”競賽平臺包括機(jī)器人以及相關(guān)配套的模塊庫，模塊庫包含有旋轉(zhuǎn)供料模塊、輸送模塊、快換裝置、立體庫、變位機(jī)、繪圖模塊、視覺檢測、RFID模塊、裝配模塊、電機(jī)搬運(yùn)模塊等。請根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需求，選擇合適的功能模塊，進(jìn)行機(jī)器人離線編程及驗(yàn)證、系統(tǒng)調(diào)試、機(jī)器人周邊系統(tǒng)應(yīng)用編程、實(shí)現(xiàn)有關(guān)部件的上料、檢測、裝配和入庫等過程。關(guān)節(jié)坐標(biāo)系下匯博平臺工業(yè)機(jī)器人工作原點(diǎn)位置為[0°，-20°，20°，0°，90°，0°]。關(guān)節(jié)坐標(biāo)系下華中平臺工業(yè)機(jī)器人工作原點(diǎn)位置為[0°，-90°，180°，0°，90°，0°]。匯博平臺工件庫：（藍(lán)色）電機(jī)外殼（藍(lán)色）電機(jī)轉(zhuǎn)子（藍(lán)色）電機(jī)端蓋（紅色）關(guān)節(jié)成品（藍(lán)色）電機(jī)成品（黃色）關(guān)節(jié)底座（黃色）減速器（黃色）輸出法蘭華中平臺工件庫：（藍(lán)色）電機(jī)外殼（藍(lán)色）電機(jī)轉(zhuǎn)子（藍(lán)色）電機(jī)端蓋（黃色）關(guān)節(jié)成品（黃色）電機(jī)成品（黃色）關(guān)節(jié)底座（黃色）減速器（黃色）輸出法蘭任務(wù)一工業(yè)機(jī)器人離線編程及驗(yàn)證1.利用工業(yè)機(jī)器人配套離線編程軟件，利用賽場提供的相關(guān)模型資料，搭建圖1所示工業(yè)機(jī)器人繪圖工作站。2.編寫繪制如圖2所示模型的離線程序，并在仿真軟件中驗(yàn)證，要求工業(yè)機(jī)器人從工作原點(diǎn)開始運(yùn)行，繪圖完成后返回工作原點(diǎn)。3.將離線編程軟件生成的程序?qū)胧窘唐髦?，手?dòng)設(shè)定繪圖模塊面向工業(yè)機(jī)器人一側(cè)狀態(tài)（繪圖模塊，第三個(gè)槽），關(guān)聯(lián)導(dǎo)入后的繪圖程序，自動(dòng)運(yùn)行程序?qū)崿F(xiàn)如下功能：選手按下示教器啟動(dòng)按鈕后，工業(yè)機(jī)器人從工作原點(diǎn)開始運(yùn)行，自動(dòng)拾取繪圖筆工具，將繪圖字樣在繪圖模塊上繪出，要求畫筆垂直于繪圖模塊。最后將繪圖筆放回快換裝置中，工業(yè)機(jī)器人回到原點(diǎn)，完成離線程序的在線驗(yàn)證。按下啟動(dòng)按鈕后，選手不得進(jìn)行除急停以外的任何操作！在線驗(yàn)證完成后舉手示意，向裁判申請?jiān)u分！允許放棄任務(wù)一?。?）匯博平臺（2）華中平臺圖1工業(yè)機(jī)器人繪圖工作站圖2繪圖字樣任務(wù)二系統(tǒng)調(diào)試1.通讀任務(wù)書，根據(jù)任務(wù)書要求，篩選并安裝必要的功能模塊，進(jìn)行電氣連接，搭建工業(yè)機(jī)器人平臺，要求連接緊固牢靠。連接完成后，向裁判示意，由技術(shù)人員進(jìn)行確認(rèn)，未經(jīng)允許禁止上電，電氣裝配過程嚴(yán)禁帶電操作，每個(gè)隊(duì)只有一次確認(rèn)機(jī)會(huì)，錯(cuò)誤項(xiàng)不得分，裁判現(xiàn)場評分及技術(shù)人員恢復(fù)時(shí)間計(jì)入比賽時(shí)間。2.上電測試比賽開始30分鐘后，選手可向裁判申請技術(shù)協(xié)助，由技術(shù)人員完成“任務(wù)二”，技術(shù)協(xié)助僅限任務(wù)二。參賽隊(duì)該項(xiàng)目不得分。任務(wù)三立體倉庫物料準(zhǔn)備在HMI上實(shí)現(xiàn)立體庫庫位物料有無的信息顯示，立體庫庫位標(biāo)號及HMI顯示界面參考示意如圖3所示。完成后舉手示意，現(xiàn)場裁判將關(guān)節(jié)底座放入立體庫的庫位中，進(jìn)行隨機(jī)驗(yàn)證，現(xiàn)場評分!（1）匯博平臺（2）華中平臺圖3立體庫庫位號及HMI顯示界面參考示意任務(wù)四電機(jī)裝配1.在示教器上創(chuàng)建并命名任務(wù)，命名規(guī)則為：“GZ##**”，“##”為場次號，“**”為工位號，對工業(yè)機(jī)器人平臺進(jìn)行在線編程，滿足電機(jī)裝配需求。2.模塊物料準(zhǔn)備匯博平臺：將一套藍(lán)色的電機(jī)組件（電機(jī)外殼、電機(jī)轉(zhuǎn)子和電機(jī)端蓋各1個(gè)），一個(gè)紅色電機(jī)成品以及一個(gè)黃色電機(jī)轉(zhuǎn)子、一個(gè)黃色電機(jī)端蓋放置在電機(jī)搬運(yùn)模塊的槽位中。華中平臺：將一套藍(lán)色的電機(jī)組件（電機(jī)外殼、電機(jī)轉(zhuǎn)子和電機(jī)端蓋各1個(gè)），一個(gè)白色電機(jī)成品以及一個(gè)黃色電機(jī)轉(zhuǎn)子、一個(gè)黃色電機(jī)端蓋放置在電機(jī)搬運(yùn)模塊的槽位中。放置位置選手自定義3.電機(jī)成品裝配1（1）在電機(jī)搬運(yùn)模塊上利用藍(lán)色電機(jī)組件完成第一套電機(jī)成品的裝配，電機(jī)成品由電機(jī)外殼、電機(jī)轉(zhuǎn)子和電機(jī)端蓋組成。（2）將該電機(jī)成品放置到立體庫空位中。4.電機(jī)成品裝配2（1）在示教器上對變位機(jī)進(jìn)行監(jiān)控，變位機(jī)傾斜停止在朝向機(jī)器人本體方向-15°的位置。（2）抓取旋轉(zhuǎn)供料模塊上的黃色電機(jī)外殼，放置在變位機(jī)上，抓取點(diǎn)擊搬運(yùn)模塊上黃色電機(jī)轉(zhuǎn)子、黃色電機(jī)端蓋在變位機(jī)模塊傾斜位置上完成第二套電機(jī)成品的裝配。黃色電機(jī)外殼放置位置由裁判定義（3）將該電機(jī)成品放置到立體庫空位中。5.電機(jī)成品下料將電機(jī)搬運(yùn)模塊上紅色或者白色電機(jī)成品暫存到立體庫空位中。6.電機(jī)成品入庫將三套電機(jī)成品搬運(yùn)至旋轉(zhuǎn)供料模塊的庫位中，使其分別擺放在指定編號庫位中（匯博平臺放置于4、5、6號庫位，華中平臺放置于3、2、1號庫位），放置完成后，旋轉(zhuǎn)供料模塊回原點(diǎn)。旋轉(zhuǎn)供料模塊庫位示意如圖4所示。圖4旋轉(zhuǎn)供料模塊庫位示意7.自動(dòng)運(yùn)行驗(yàn)證（1）手動(dòng)將工業(yè)機(jī)器人操作到非原點(diǎn)位置、變位機(jī)處于非水平位置狀態(tài)、裝配模塊上定位氣缸伸出、旋轉(zhuǎn)供料模塊非原點(diǎn)位置。（2）將工業(yè)機(jī)器人調(diào)整到自動(dòng)運(yùn)行模式，按下示教器程序啟動(dòng)按鍵，機(jī)器人返回至工作原點(diǎn)；變位機(jī)由非水平狀態(tài)復(fù)位到水平上料狀態(tài)，旋轉(zhuǎn)供料模塊順時(shí)針運(yùn)行至原點(diǎn)位置，裝配模塊上定位氣缸縮回，RFID數(shù)據(jù)清零。自此除急停外，禁止對示教器進(jìn)行任何操作（3）按下工作臺或者HMI界面綠色啟動(dòng)按鈕，工業(yè)機(jī)器人從工作原點(diǎn)開始自動(dòng)抓取手爪工具，自動(dòng)完成三個(gè)電機(jī)成品裝配并完成下料和入庫后，將手爪送回快換裝置，工業(yè)機(jī)器人返回工作原點(diǎn)。以上裝配任務(wù)完成后，舉手示意，現(xiàn)場裁判評分任務(wù)五關(guān)節(jié)成品裝配通過示教器在線編程完成三套關(guān)節(jié)成品的裝配，關(guān)節(jié)成品由關(guān)節(jié)底座、電機(jī)成品、減速機(jī)和輸出法蘭組成，要求關(guān)節(jié)成品各組件顏色一致。匯博平臺提供黃色、藍(lán)色、紅色各一套；華中平臺提供白色、黃色、藍(lán)色各一套。1.減速機(jī)與輸出法蘭物料準(zhǔn)備匯博平臺：減速機(jī)和輸出法蘭數(shù)量（紅色，黃色，藍(lán)色各2個(gè)），根據(jù)模塊選擇和布局情況，進(jìn)行減速機(jī)和輸出法蘭的擺放，擺放位置不超過4個(gè)華中平臺：減速機(jī)和輸出法蘭數(shù)量（白色，黃色，藍(lán)色各2個(gè)），根據(jù)模塊選擇和布局情況，進(jìn)行減速機(jī)和輸出法蘭的擺放，擺放位置不超過4個(gè)。物料準(zhǔn)備確認(rèn)完成后，選手除在裁判指令下進(jìn)行界面展示的切換操作，其余不得再對HMI進(jìn)行任何操作，出現(xiàn)違規(guī)行為，單次扣除5分，且物料準(zhǔn)備任務(wù)不得分！2.視覺檢測模塊（1）隨機(jī)將輸出法蘭放置為任意角度，使其在相機(jī)視野范圍內(nèi)。（2）觸發(fā)相機(jī)拍照，將輸出法蘭相關(guān)數(shù)據(jù)信息顯示在HMI或者機(jī)器人上，如圖5，圖6所示。圖5HMI顯示界面示意圖6機(jī)器人顯示界面示意完成后舉手示意，裁判現(xiàn)場評分!3.RFID模塊將一個(gè)帶芯片的電機(jī)底座或者關(guān)節(jié)底座（只寫其中一個(gè)）手動(dòng)放置在RFID讀寫頭上，在HMI上實(shí)現(xiàn)指定信息的寫入和查詢，并將寫入和查詢到的信息顯示在HMI上，如圖7所示。（1）匯博平臺（2）華中平臺圖7HMI顯示界面示意4.電機(jī)上料、裝配（1）將電機(jī)成品放置在立體倉庫空庫位上。（2）選擇合適的工具，將關(guān)節(jié)底座放置到變位機(jī)上，夾緊關(guān)節(jié)底座。（3）調(diào)整變位機(jī)使其傾斜停止在朝向機(jī)器人本體方向-10°的位置。（4）將電機(jī)裝配到關(guān)節(jié)底座上；5.減速機(jī)或輸出法蘭檢測觸發(fā)相機(jī)拍照，獲取工件信息。如果不是當(dāng)前所需物料，則將此物料搬運(yùn)至?xí)捍嫖恢?，進(jìn)行下一個(gè)物料的檢測。如果是當(dāng)前所需物料，則進(jìn)行下一步裝配。6.減速機(jī)裝配選擇合適的工具，完成減速機(jī)的裝配。7.輸出法蘭裝配調(diào)整吸盤角度，吸持輸出法蘭，將輸出法蘭裝配至關(guān)節(jié)底座內(nèi)，嵌入卡槽后鎖定，完成輸出法蘭的裝配，要求緊固牢靠。8.成品入庫選擇并自動(dòng)更換合適工具，正確抓取關(guān)節(jié)成品并搬運(yùn)至RFID模塊上，寫入RFID工序信息，并在HMI數(shù)據(jù)欄進(jìn)行顯示，再將關(guān)節(jié)成品搬運(yùn)至立體庫中。9.重復(fù)同樣的方式完成剩余兩套關(guān)節(jié)成品的裝配和入庫。10.自動(dòng)運(yùn)行驗(yàn)證系統(tǒng)初始復(fù)位，按下工作臺或者HMI界面綠色啟動(dòng)按鈕，工業(yè)機(jī)器人從工作原點(diǎn)開始，自動(dòng)抓取或更換適當(dāng)工具，自動(dòng)完成三個(gè)關(guān)節(jié)成品裝配和入庫，將工具送回快換裝置，工業(yè)機(jī)器人返回工作原點(diǎn)。任務(wù)六旋轉(zhuǎn)供料模塊在HMI上實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)供料模塊的使能、點(diǎn)動(dòng)正反轉(zhuǎn)以及每次60°的相對位移操作，自動(dòng)搜索工件、回原點(diǎn)并顯示原點(diǎn)傳感器狀態(tài)信息，如圖8所示。（1）匯博平臺（2）華中平臺圖8HMI顯示界面示意任務(wù)七關(guān)節(jié)部件拆卸（1套）1.拆卸輸出法蘭（1）選擇合適的工具，將關(guān)節(jié)底座放置到變位機(jī)上，夾緊關(guān)節(jié)底座。（2）調(diào)整變位機(jī)使其傾斜停止在朝向機(jī)器人本體方向-5