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ChinaSkills

2022年全國(guó)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)（高職組）

競(jìng)賽任務(wù)書(shū)（樣題）

競(jìng)賽設(shè)備描述：

“工業(yè)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用”競(jìng)賽在“工業(yè)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)平臺(tái)”上

進(jìn)行，該設(shè)備由工業(yè)機(jī)器人、自主導(dǎo)航AGV機(jī)器人、智能2D相機(jī)、托盤(pán)

流水線(xiàn)、裝配流水線(xiàn)和碼垛機(jī)立體倉(cāng)庫(kù)等六個(gè)單元組成，如圖1所示。

圖1競(jìng)賽平臺(tái)

系統(tǒng)的主要工作目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)機(jī)器人關(guān)節(jié)的混流生產(chǎn)，基本流程為：碼

垛機(jī)器人從立體倉(cāng)庫(kù)中取出工件放置于自主導(dǎo)航AGV機(jī)器人上部輸送線(xiàn)，

通過(guò)自主導(dǎo)航AGV機(jī)器人輸送至托盤(pán)流水線(xiàn)上，利用智能3D視覺(jué)系統(tǒng)引

導(dǎo)工業(yè)機(jī)器人對(duì)托盤(pán)中無(wú)序放置的工件進(jìn)行分選，放入空托盤(pán)中。然后，

通過(guò)智能2D視覺(jué)系統(tǒng)對(duì)分選后的工件進(jìn)行識(shí)別，接著由工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行

混流裝配。裝配完成后，工業(yè)機(jī)器人抓取成品套件放置于自主導(dǎo)航AGV機(jī)

器人上部輸送線(xiàn)上，由自主導(dǎo)航AGV機(jī)器人轉(zhuǎn)運(yùn)至立體倉(cāng)庫(kù)入庫(kù)位置，完

成成品套件的入庫(kù)作業(yè)。

機(jī)器人關(guān)節(jié)由4個(gè)工（部）件組成，分別是關(guān)節(jié)底座、電機(jī)、諧波減

速器和輸出法蘭。關(guān)節(jié)底座、電機(jī)、諧波減速器和輸出法蘭各有8種類(lèi)

型，諧波減速器和輸出法蘭存在次品。各工（部）件顏色與類(lèi)型如圖2所

示，次品顏色類(lèi)型如圖3所示。

2

■O

黑色電機(jī)-1黑色諧波減速器-1黑色輸出法蘭-1

黑色關(guān)節(jié)底座-2黑色電機(jī)-2黑色諧波減速器-2黑色輸出法蘭-2

(a)黑色工件

?O

紅色電機(jī)-1紅色諧波減速器-1紅色輸出法蘭-1

◎

紅色關(guān)節(jié)底座-2紅色電機(jī)-2紅色諧波減速器-2紅色輸出法蘭-2

黃色關(guān)節(jié)底座-1黃色電機(jī)-1黃色諧波減速器-1黃色輸出法蘭-1

3

黃色關(guān)節(jié)底座-2黃色電機(jī)-2黃色諧波減速器-2黃色輸出法蘭-2

(c)黃色工件

oO

藍(lán)色關(guān)節(jié)底座-1藍(lán)色電機(jī)-1藍(lán)色諧波減速器-1藍(lán)■色輸出法蘭-1

■O

藍(lán)色關(guān)節(jié)底座-2藍(lán)色電機(jī)-2藍(lán)色諧波減速器-2藍(lán)色輸出法蘭-2

(d)藍(lán)色工件

圖2合格工件

黑色3A-1號(hào)黑色3A-2號(hào)黑色3A-3號(hào)黑色4A-1號(hào)黑色4A-2號(hào)

(a)黑色缺陷件

紅色3A-1號(hào)紅色3A-2號(hào)紅色3A-3號(hào)紅色4A-1號(hào)紅色4A-2號(hào)

(b)紅色缺陷件

4

黃色3A-3號(hào)黃色4A-1號(hào)黃色4A-2號(hào)

(c)黃色缺陷件

藍(lán)色3A-1號(hào)藍(lán)色3A-2號(hào)藍(lán)色3A-3號(hào)藍(lán)色4A-1號(hào)藍(lán)色4A-2號(hào)

(d)藍(lán)色缺陷件

圖3缺陷工件

從圖2所示的合格工件中選取2種類(lèi)型的關(guān)節(jié)底座、2種類(lèi)型的電

機(jī)、2種類(lèi)型的諧波減速器和2種類(lèi)型的輸出法蘭，共8種類(lèi)型的工件。

各種類(lèi)型工件的代號(hào)見(jiàn)表1。

表1選取的合格工件序號(hào)及代號(hào)

合格件類(lèi)型關(guān)節(jié)底座電機(jī)諧波減速器輸出法蘭

序號(hào)黑色關(guān)節(jié)底座-2黃色電機(jī)-2紅色諧波減速器-1紅色輸出法蘭-1

代號(hào)ABCD

序號(hào)藍(lán)色關(guān)節(jié)底座-1藍(lán)色電機(jī)-1黃色諧波減速器-2藍(lán)色輸出法蘭-2

代號(hào)EFGH

諧波減速器和輸出法蘭存在次品，在生產(chǎn)過(guò)程混入的2種缺陷件類(lèi)型

如表2所示。

表2缺陷件類(lèi)型類(lèi)型

缺陷件類(lèi)型諧波減速器輸出法蘭

類(lèi)型序號(hào)黑色3A-1紅色4A-2

5

工件代號(hào)NP

托盤(pán)結(jié)構(gòu)以及托盤(pán)放置工件的狀態(tài)如圖4所示，托盤(pán)兩側(cè)設(shè)計(jì)有檔

條，兩檔條的中間區(qū)域?yàn)楣ぜ胖脜^(qū)。

圖14待裝配的工件放置于托盤(pán)中的狀態(tài)

系統(tǒng)中托盤(pán)流水線(xiàn)和工件裝配生產(chǎn)線(xiàn)工位分布如圖5所示。

「?位G7

成品庫(kù)

「?位G8

裝配L位

I.位G9

備件祚

工位1：位

G2G1

圖5托盤(pán)流水線(xiàn)和裝配流水線(xiàn)工位分布

裝配流水線(xiàn)如圖6所示。由成品庫(kù)G7、裝配工位G8和備件庫(kù)工位G9

三個(gè)部分組成。定義成品庫(kù)G7工位的工作位置為裝配流水線(xiàn)回原點(diǎn)后往

中間運(yùn)動(dòng)200mm的位置；裝配工位G8的工作位置為在裝配流水線(xiàn)中間位

置；備件庫(kù)G9工位的工作位置為裝配流水線(xiàn)回原點(diǎn)后往中間運(yùn)動(dòng)200mm

的位置。

6

裝配工位G8

成品庫(kù)G7序號(hào)定位匚位序號(hào)備品庫(kù)G9序號(hào)

圖6裝配流水線(xiàn)

裝配工位配置有四個(gè)定位工作位，按圖6規(guī)定為1號(hào)位、2號(hào)位、3

號(hào)位和4號(hào)位。每個(gè)定位工作位安裝了伸縮氣缸用于工件二次定位，當(dāng)機(jī)

器人將工件送至裝配工位后，先通過(guò)氣缸將其進(jìn)行二次定位，然后再進(jìn)行

裝配，以提高機(jī)器人的抓取精度，保證順利完成裝配。

備件庫(kù)主要用于存放電機(jī)、諧波減速器和輸出法蘭等工件，也可以用

于缺陷工件的臨時(shí)存放。

成品庫(kù)主要用于存放已裝配完成的工件，也可以用于其他工件臨時(shí)存

放。

工件在裝配工位、備品庫(kù)、成品庫(kù)不允許堆疊，每個(gè)工件擺放位只能

擺放一個(gè)工件。

立體庫(kù)中托盤(pán)的位置規(guī)定如圖7所示。

圖7立體庫(kù)托盤(pán)的位置規(guī)定

7

如表3所示是預(yù)設(shè)的工業(yè)機(jī)器人IP地址，系統(tǒng)中其余主要模塊的IP

地址，各參賽隊(duì)可根據(jù)實(shí)際情況自行修改。

表3預(yù)設(shè)的工Mk機(jī)器人IP地址

序號(hào)名稱(chēng)IP地址分配備注

1工業(yè)機(jī)器人192.168.8.103預(yù)設(shè)

8

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2022年全國(guó)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)（高職組）

競(jìng)賽任務(wù)書(shū)（樣題）

第一賽程

選手須知：

1.任務(wù)書(shū)共13頁(yè),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.競(jìng)賽過(guò)程配有兩臺(tái)編程計(jì)算機(jī)，參考資料（機(jī)器人、PLC、變頻器的產(chǎn)品

手冊(cè)，設(shè)備的I。變量表）以.pdf格式放置在“D:\第一賽程'參考資料”

文件夾下。

3.附有2份不完整的圖紙和表格（控制和氣路），選手應(yīng)按任務(wù)書(shū)要求進(jìn)行

設(shè)計(jì)并補(bǔ)充圖紙和表格的內(nèi)容。

4.參賽團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)在3小時(shí)內(nèi)完成任務(wù)書(shū)規(guī)定內(nèi)容；選手在競(jìng)賽過(guò)程中創(chuàng)建的

程序文件必須存儲(chǔ)到"D:\第一賽程'賽位號(hào)”文件夾下，未存儲(chǔ)到指定

位置的運(yùn)行記錄或程序文件均不予給分。

5.選手提交的試卷不得出現(xiàn)學(xué)校、姓名等與身份有關(guān)的信息，否則成績(jī)無(wú)

效。

6.由于錯(cuò)誤接線(xiàn)、操作不當(dāng)?shù)仍蛞饳C(jī)器人控制器及I/O組件、智能相

機(jī)、PLC、變頻器、AGV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。

7.每一個(gè)任務(wù)的初始狀態(tài)和具體測(cè)試要求根據(jù)評(píng)判要求在開(kāi)賽時(shí)、任務(wù)評(píng)

分前或任務(wù)評(píng)分時(shí)給定。

8,工件在裝配工位、備品庫(kù)、成品庫(kù)不允許堆疊，一個(gè)工件擺放位同時(shí)只

能擺放一個(gè)工件。

9.在完成任務(wù)過(guò)程中，請(qǐng)及時(shí)保存程序及數(shù)據(jù)。

場(chǎng)次：工位號(hào):日期：

2

任務(wù)一：工業(yè)機(jī)器人虛擬工作站系統(tǒng)搭建

在提供的虛擬仿真軟件中，對(duì)照“工業(yè)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)平臺(tái)”實(shí)

物布局，搭建對(duì)應(yīng)的虛擬工作站系統(tǒng)。

要求如下：

1、虛擬工作站系統(tǒng)由工業(yè)機(jī)器人、AGV機(jī)器人、托盤(pán)流水線(xiàn)、裝配流

水線(xiàn)、視覺(jué)系統(tǒng)和碼垛機(jī)立體倉(cāng)庫(kù)等六個(gè)部分組成；

2、虛擬工作站系統(tǒng)各部分位置應(yīng)與實(shí)物布局有一定對(duì)應(yīng)關(guān)系。

完成任務(wù)一后,舉手示意裁判進(jìn)行評(píng)判!

任務(wù)二：主控系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)及接線(xiàn)

（一）主控柜電路接線(xiàn)圖設(shè)計(jì)

根據(jù)設(shè)備組成及主控控制流程，結(jié)合提供的硬件單元功能，正確繪制

電氣原理圖和填寫(xiě)接線(xiàn)引腳配置表。

要求如下：

在指定的附圖1T上繪制主控柜內(nèi)變頻器、步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器的電氣控制原

理圖，以及托盤(pán)流水線(xiàn)上的光電傳感器和電磁閥的電氣控制原理圖。并在

附表接線(xiàn)引腳配置表上標(biāo)注各信號(hào)的作用，例如Q2.1用于控制機(jī)器人

暫停，則描述為“某某單元+功能”，即Q2.1表示“機(jī)器人暫停”，不要求

描述完全一致，意思正確即可。

（二）主控柜元件安裝及電路接線(xiàn)

如圖1T所示是主控電路板安裝及接線(xiàn)之前的狀態(tài)，要求完成主控PLC、

步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器接線(xiàn)以及網(wǎng)線(xiàn)接頭制作、連接，如圖1-2是主控柜電路板

安裝后的狀態(tài)。

要求如下：

1）完成主控PLC、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的安裝；

2）根據(jù)繪制電氣接線(xiàn)圖和接線(xiàn)引腳配置表，完成主控PLC各接線(xiàn)端口

的連接；

3）根據(jù)繪制的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器電氣接線(xiàn)圖，完成步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的各

接線(xiàn)端口的連接；

3

4）對(duì)于電控柜中缺失的電纜，要求選手利用現(xiàn)場(chǎng)提供的工具剝線(xiàn)、壓

線(xiàn)、標(biāo)號(hào)，并連接正確的端口；

5）對(duì)于電控柜中缺失的網(wǎng)線(xiàn)，要求選手利用現(xiàn)場(chǎng)提供的工具剝線(xiàn)、壓

線(xiàn)，完成網(wǎng)線(xiàn)接頭的制作，并正確地與主控柜中各元件連接。

圖1-1主控柜電路板初始狀態(tài)圖1-2主控柜電路板安裝及接線(xiàn)后的狀態(tài)

測(cè)試要求如下：

運(yùn)行主控PLC內(nèi)的加密測(cè)試程序，要求在程序運(yùn)行之后，點(diǎn)擊觸摸屏

上“報(bào)警觸發(fā)”控制按鈕，主控柜控制面板上報(bào)警指示燈點(diǎn)亮。

聯(lián)機(jī)/單機(jī)報(bào)警急停啟動(dòng)停止急停

圖1-3主控柜控制面板上報(bào)警指示燈狀態(tài)

完成任務(wù)二中（-）-U）后,舉手示意裁判進(jìn)行評(píng)判!

任務(wù)三：工業(yè)機(jī)器人末端執(zhí)行器的氣路設(shè)計(jì)與連接

4

（一）工業(yè)機(jī)器人末端執(zhí)行器氣路設(shè)計(jì)

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)提供的氣源、氣動(dòng)元件、末端執(zhí)行器零部件，設(shè)計(jì)氣路原理

圖。

要求如下：

在指定的附圖1-2上繪制氣路原理圖，并用文字標(biāo)注元件名稱(chēng)及作用。

（二）工業(yè)機(jī)器人末端執(zhí)行器安裝及氣路連接

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)提供的氣源、氣動(dòng)元件、末端執(zhí)行器零部件，完成氣路元件的

安裝、工業(yè)機(jī)器人末端真空吸盤(pán)、氣動(dòng)三爪卡盤(pán)的機(jī)械安裝。根據(jù)設(shè)計(jì)的

氣路原理圖，完成各個(gè)氣動(dòng)元件的氣路連接。

要求如下：

1）吸盤(pán)與吸盤(pán)支架的安裝，氣管接頭的安裝；

2）三爪卡盤(pán)與支架的安裝，氣管接頭的安裝；

3）末端法蘭與機(jī)械手本體固連（連接法蘭圓端面與機(jī)械手本體J6關(guān)

節(jié)輸出軸末端法蘭）；

4）激光筆的安裝；

5）機(jī)器人手爪夾具及激光筆控制電纜的連接。

6）根據(jù)繪制的氣路原理圖，完成三爪卡盤(pán)氣路連接；

7）根據(jù)繪制的氣路原理圖，完成真空吸盤(pán)氣路連接。

測(cè)試要求如下：

1）運(yùn)行主控PLC內(nèi)的加密測(cè)試程序，要求在程序運(yùn)行之后，點(diǎn)擊觸摸

屏上控制按鈕，激光筆發(fā)出激光點(diǎn)。

2）操作機(jī)器人示教盒，控制三爪卡盤(pán)張開(kāi)和閉合；

3）操作機(jī)器人示教盒，控制雙吸盤(pán)吸取工件。

完成任務(wù)三中（-9一U’后,舉手示意裁判進(jìn)行評(píng)判!

任務(wù)四：變頻器參數(shù)設(shè)置及連接

（一）變頻器接線(xiàn)及參數(shù)設(shè)置

5

根據(jù)任務(wù)二設(shè)計(jì)的變頻器電氣控制原理圖，完成變頻器的各接線(xiàn)端口

的連接，在變頻器操作面板上設(shè)置運(yùn)行參數(shù)，實(shí)現(xiàn)通過(guò)PLC數(shù)字輸出控制

變頻器的使能、正/反轉(zhuǎn)啟停、三段速調(diào)速。

要求如下：

1）完成變頻器的各接線(xiàn)端口的連接；

2）設(shè)置控制變頻器使能的參數(shù)；（按照表1-1中的數(shù)值設(shè)置對(duì)應(yīng)參數(shù)）

3）設(shè)置變頻器用于控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)啟動(dòng)的參數(shù)；（按照表1T中的數(shù)

值設(shè)置對(duì)應(yīng)參數(shù)）

4）設(shè)置變頻器控制三段速調(diào)速參數(shù)。（按照表1T中的數(shù)值設(shè)置對(duì)應(yīng)

參數(shù)）

5）設(shè)定變頻器用于控制過(guò)載保護(hù)，力口、減速度的參數(shù)。（按照表1-1中

的數(shù)值設(shè)置對(duì)應(yīng)參數(shù)）

表1-1變頻器參數(shù)說(shuō)明和數(shù)值

參數(shù)作用參數(shù)數(shù)值參數(shù)數(shù)值的含義

執(zhí)行相應(yīng)的宏文件17雙向兩線(xiàn)制控制

設(shè)置指令"ON/OFF（OFF1）”的信號(hào)源r3333.0由兩線(xiàn)制信號(hào)啟動(dòng)變頻器

設(shè)置設(shè)定值取反的信號(hào)源「3333.1由兩線(xiàn)制信號(hào)反轉(zhuǎn)

設(shè)置正轉(zhuǎn)啟動(dòng)停止控制信號(hào)源722.2數(shù)字量輸入DI2

設(shè)置反轉(zhuǎn)啟動(dòng)停止控制信號(hào)源722.3數(shù)字量輸入DI3

停車(chē)命令指令源2722.1數(shù)字量輸入DI1定義為OFF2命令

端子DOO的信號(hào)源（端子19/20常開(kāi)）52.2變頻器運(yùn)行使能

固定速度1500轉(zhuǎn)速，單位是rpm

固定速度21000轉(zhuǎn)速，單位是rpm

設(shè)置選擇固定轉(zhuǎn)速1的信號(hào)源。722.4數(shù)字量輸入DI4

設(shè)置選擇固定轉(zhuǎn)速2的信號(hào)源。722.5數(shù)字量輸入DI5

設(shè)置主設(shè)定值的信號(hào)源rl024固定轉(zhuǎn)速設(shè)定值有效

加速時(shí)間5單位是S

減速時(shí)間5單位是S

功率單元過(guò)載反應(yīng)2降低輸出電流或輸出頻率或脈沖頻率

測(cè)試要求如下：

1）運(yùn)行主控PLC內(nèi)的加密測(cè)試程序，要求在程序運(yùn)行之后，點(diǎn)擊觸摸

屏上控制按鈕，鏈輪帶動(dòng)鏈條轉(zhuǎn)動(dòng)，無(wú)異響、無(wú)異常振動(dòng)。

完成任務(wù)四中《一）后,舉手示意裁判進(jìn)行評(píng)判!

6

任務(wù)五：智能2D視覺(jué)系統(tǒng)編程調(diào)試

（-）智能2D相機(jī)安裝及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的連接

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)提供的相機(jī)支架零部件，完成相機(jī)安裝。然后，完成相機(jī)、編

程計(jì)算機(jī)、主控單元、碼垛機(jī)單元和觸摸屏的連接。

要求如下：

1）安裝相機(jī)支架及相機(jī)；

2）連接相機(jī)的電源線(xiàn)、通信線(xiàn)。

測(cè)試要求如下：

啟動(dòng)相機(jī)編程軟件，實(shí)時(shí)顯示相機(jī)視野內(nèi)圖像，調(diào)整相機(jī)支架至合適

的位置。

（二）背光源控制設(shè)定

在主控PLC上編程，控制背光源關(guān)閉與打開(kāi)，確保在背光源關(guān)閉和打

開(kāi)的兩種狀態(tài)下，智能相機(jī)均能夠穩(wěn)定、清晰地?cái)z取圖像信號(hào)。

測(cè)試要求如下：

1）在主控PLC的觸摸屏上設(shè)計(jì)背光源測(cè)試按鈕，點(diǎn)擊按鈕控制光源的

關(guān)閉與打開(kāi)；

2）在軟件中能夠正確實(shí)時(shí)查看到現(xiàn)場(chǎng)放置于相機(jī)下方托盤(pán)中工件的圖

像，要求工件圖像清晰。實(shí)現(xiàn)后的界面效果如圖『4所示。

圖1-4背光源關(guān)閉和打開(kāi)狀態(tài)下圖像界面顯示效果示例

（三）智能相機(jī)的調(diào)試和編程

在視覺(jué)編程軟件上進(jìn)行設(shè)置和程序，完成圖像的標(biāo)定、樣本學(xué)習(xí)任務(wù)。

要求如下：

1）對(duì)圖像進(jìn)行標(biāo)定，實(shí)現(xiàn)相機(jī)中出現(xiàn)的尺寸和實(shí)際的物理尺寸一致;

7

2）對(duì)托盤(pán)內(nèi)的單一工件進(jìn)行拍照，利用視覺(jué)工具，編寫(xiě)相機(jī)視覺(jué)程序

對(duì)工件進(jìn)行學(xué)習(xí)，獲取該工件的外觀(guān)顏色信息；

3）對(duì)托盤(pán)內(nèi)的單一工件進(jìn)行拍照，獲取該工件的形狀和位置、角度偏

差，利用視覺(jué)工具，編寫(xiě)相機(jī)視覺(jué)程序?qū)ぜM(jìn)行學(xué)習(xí)。規(guī)定相機(jī)鏡頭中

心為位置零點(diǎn)，智能相機(jī)學(xué)習(xí)的工件角度為零度；

4）編寫(xiě)12種工件及缺陷件識(shí)別程序，規(guī)定每個(gè)工件地址空間的第1

個(gè)信息為工件位置X坐標(biāo)，第2個(gè)信息為工件位置Y坐標(biāo)，第3個(gè)信息為

角度偏差。

測(cè)試要求如下：

選手依次手動(dòng)將擺放有1?12號(hào)工件以及缺陷工件的托盤(pán)（每一個(gè)托盤(pán)

放置1個(gè)工件）放置于拍照區(qū)域，在InsightExplorer軟件中能夠得到和

正確顯示12種工件及2種缺陷件的位置、角度數(shù)據(jù)。

完成任務(wù)五中（-）~（^）后,舉手示意裁判進(jìn)行評(píng)判!

任務(wù)六：工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)編程調(diào)試

（一）工業(yè)機(jī)器人設(shè)定

1.工業(yè)機(jī)器人工具坐標(biāo)系設(shè)定

1）設(shè)定手爪1雙吸盤(pán)的工具坐標(biāo)系；

2）設(shè)定手爪2三爪卡盤(pán)的工具坐標(biāo)系，參考值為（0,T44.8,165.7,

90,140,-90）o

2.托盤(pán)流水線(xiàn)和裝配流水線(xiàn)位置調(diào)整

利用工業(yè)機(jī)器人手爪上的激光筆，通過(guò)工業(yè)機(jī)器人示教操作，使工業(yè)

機(jī)器人分別沿X軸、Y軸運(yùn)動(dòng)，調(diào)整托盤(pán)流水線(xiàn)和裝配流水線(xiàn)的空間位置，

使托盤(pán)流水線(xiàn)和裝配流水線(xiàn)與工業(yè)機(jī)器人相對(duì)位置正確。

（二）工業(yè)機(jī)器人示教編程

1.通過(guò)工業(yè)機(jī)器人示教器示教、編程和再現(xiàn)，能夠?qū)崿F(xiàn)依次將4種工

件從托盤(pán)流水線(xiàn)工位G1的托盤(pán)中心位置，搬運(yùn)到裝配流水線(xiàn)G7、G8、G9指

8

定的位置中。

測(cè)試要求如下：

1）將工件依次擺放于托盤(pán)中心位置，每次放一種工件，用末端工具對(duì)

工件進(jìn)行取放操作。如表1-2所示，工件取放在裝配工位G8的對(duì)應(yīng)定位工

位中，工件放到位置后，控制氣缸夾緊工件，進(jìn)行二次定位。然后，用雙吸

盤(pán)將空托盤(pán)放置于托盤(pán)收集處。

2）將擺放完成的工件取放在如表1-3所示的成品庫(kù)G7和備件庫(kù)G9中o

9

基于競(jìng)賽平臺(tái)的系統(tǒng)、組成和布局，搭建軟件在環(huán)數(shù)字學(xué)生系統(tǒng)、創(chuàng)建

數(shù)字李生模型和設(shè)置模型驅(qū)動(dòng)接口。基于競(jìng)賽平臺(tái)的系統(tǒng)通信協(xié)議，在機(jī)

電虛擬調(diào)試軟件中配置通信和信號(hào)，將配置的信號(hào)和模型驅(qū)動(dòng)接口建立一

一映射。采用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模型的方式，機(jī)電虛擬調(diào)試軟件中采集數(shù)字李生系

統(tǒng)的數(shù)據(jù)和信號(hào)驅(qū)動(dòng)數(shù)字李生模型，進(jìn)行工業(yè)機(jī)器人競(jìng)賽平臺(tái)的軟件在環(huán)

虛擬調(diào)試。

操作虛擬示教器進(jìn)行示教、編程與虛擬調(diào)試，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)將裝配流水線(xiàn)

工位G7和G9的「8號(hào)工件搬運(yùn)到裝配工位G8指定位置進(jìn)行二次定位、工

件裝配、放入成品庫(kù)和拆解，拆解后將工件擺放到裝配流水線(xiàn)的指定位置。

裝配和拆解任務(wù)虛擬調(diào)試完成后，將機(jī)器人程序下載到競(jìng)賽平臺(tái)中，并調(diào)

試程序及目標(biāo)點(diǎn)，完成工業(yè)機(jī)器人裝配與拆解等任務(wù)。

測(cè)試要求如下：

1）基于競(jìng)賽平臺(tái)的控制系統(tǒng)，構(gòu)建軟件在環(huán)數(shù)字學(xué)生系統(tǒng)，數(shù)字李生

系統(tǒng)包括虛擬工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)和虛擬PLC系統(tǒng)。虛擬工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)和競(jìng)

賽平臺(tái)具有一致的編程環(huán)境和指令，且具有虛擬示教器功能；虛擬PLC系

統(tǒng)具有同競(jìng)賽平臺(tái)PLC一致的品牌和型號(hào)。

2）基于競(jìng)賽平臺(tái)的組成和布局，機(jī)電虛擬調(diào)試軟件中導(dǎo)入競(jìng)賽平臺(tái)的

三維模型并調(diào)整布局，布局和競(jìng)賽平臺(tái)保持一致。機(jī)電虛擬調(diào)試軟件中構(gòu)

建數(shù)字李生模型，并設(shè)置模型驅(qū)動(dòng)接口。

3）基于競(jìng)賽平臺(tái)的系統(tǒng)通信協(xié)議，在機(jī)電虛擬調(diào)試軟件中配置通信、

協(xié)議及信號(hào)，采集數(shù)字?jǐn)伾到y(tǒng)中工業(yè)機(jī)器人、PLC、傳感器的數(shù)據(jù)和信號(hào)。

采用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模型的方式，數(shù)字李生系統(tǒng)能夠驅(qū)動(dòng)數(shù)字李生模型。

4）基于搭建的數(shù)字李生系統(tǒng)和數(shù)字字生模型，操作虛擬示教器能夠控

制工業(yè)機(jī)器人數(shù)字學(xué)生模型的運(yùn)動(dòng)。操作虛擬PLC系統(tǒng)能夠控制裝配流水

線(xiàn)數(shù)字李生模型的動(dòng)作。

5）機(jī)電虛擬調(diào)試軟件中按照表1-4放置裝配流水線(xiàn)工位G7和工位G9

的工件。

6）通過(guò)工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)虛擬調(diào)試，機(jī)器人自動(dòng)將裝配流水線(xiàn)G7和G9

10

工位中的工件，按照裝配次序依次抓取并放置于G8工位指定位置，每放置

一個(gè)工件完成，夾緊氣缸應(yīng)立即動(dòng)作，進(jìn)行二次定位。定位完成后，機(jī)器人

抓取工件，在G8的2號(hào)工位進(jìn)行AfBfCfD組合的裝配。裝配完成后，

機(jī)器人將裝配的A-B-C-D組合放入成品庫(kù)G7的4號(hào)工位。

7）通過(guò)工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)虛擬調(diào)試，機(jī)器人自動(dòng)將裝配流水線(xiàn)G7和G9

工位中的工件，按照裝配次序依次抓取并放置于G8工位指定位置，每放置

一個(gè)工件完成，夾緊氣缸應(yīng)立即動(dòng)作，進(jìn)行二次定位。定位完成后，機(jī)器人

抓取工件，在G8的3號(hào)工位進(jìn)行E-FfG->H組合的裝配。裝配完成后，

機(jī)器人將裝配的E-F-G-H組合放入成品庫(kù)G7的1號(hào)工位。

8）通過(guò)工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)虛擬調(diào)試，機(jī)器人對(duì)A-B-C-D組合和E-

F-GfH組合工件依次進(jìn)行自動(dòng)拆解，拆解后放置結(jié)果如表1-5所示。

9）裝配和拆解任務(wù)虛擬調(diào)試完成后，將機(jī)器人程序和PLC程序下載到

競(jìng)賽平臺(tái)中，并調(diào)試程序及目標(biāo)點(diǎn)，完成上述4?6的工作任務(wù)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)

機(jī)器人裝配和拆解作業(yè)。

11

（四）工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)虛實(shí)同步

基于“（三）工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)虛擬調(diào)試”搭建的競(jìng)賽平臺(tái)數(shù)字李生模型

及其模型驅(qū)動(dòng)接口，結(jié)合競(jìng)賽平臺(tái)開(kāi)放的通信協(xié)議，機(jī)電虛擬調(diào)試軟件中

配置通信和信號(hào)，將配置的信號(hào)和模型驅(qū)動(dòng)接口建立一一映射。采用數(shù)據(jù)

驅(qū)動(dòng)模型的方式，機(jī)電虛擬調(diào)試軟件采集物理競(jìng)賽平臺(tái)的數(shù)據(jù)和信號(hào)驅(qū)動(dòng)

數(shù)字李生模型，實(shí)現(xiàn)數(shù)字學(xué)生競(jìng)賽平臺(tái)和物理競(jìng)賽平臺(tái)的虛實(shí)同步。

測(cè)試要求如下：

1）基于物理競(jìng)賽平臺(tái)中工業(yè)機(jī)器人和PLC的通信協(xié)議，在機(jī)電虛擬調(diào)

試軟件中配置相應(yīng)的通信和信號(hào)，將配置的信號(hào)和模型驅(qū)動(dòng)接口建立一一

映射。

2）機(jī)電虛擬調(diào)試軟件采集物理競(jìng)賽平臺(tái)工業(yè)機(jī)器人的數(shù)據(jù)和信號(hào)，從

而驅(qū)動(dòng)工業(yè)機(jī)器人數(shù)字享生模型，實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人數(shù)字李生模型和物理工

業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)同步。

3）操作工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行裝配和拆解作業(yè)，根據(jù)工業(yè)機(jī)器人作業(yè)過(guò)程中

的關(guān)鍵位置點(diǎn)（如工件抓取、放置位置等），調(diào)整數(shù)字季生競(jìng)賽平臺(tái)中相關(guān)

對(duì)象的位置，實(shí)現(xiàn)數(shù)字李生競(jìng)賽平臺(tái)和物理競(jìng)賽平臺(tái)的對(duì)象位置和布局

“1:1”。

4）工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)執(zhí)行裝配和拆解作業(yè)，數(shù)字李生競(jìng)賽平臺(tái)和物理競(jìng)

賽平臺(tái)保持虛實(shí)同步。

完成任務(wù)六中《一）一（四）后,舉手示意裁判進(jìn)行評(píng)判!

12

法感：若選手未全部完成第一賽程的調(diào)試任務(wù)，則在第二賽程不能繼續(xù)對(duì)

第二賽程的任務(wù)進(jìn)行評(píng)判。

13

ChinaSkills

2022年全國(guó)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)（高職組）

競(jìng)賽任務(wù)書(shū)（樣題）

第二賽程

選手須知：

1.任務(wù)書(shū)共頁(yè)，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.競(jìng)賽過(guò)程配有兩臺(tái)編程計(jì)算機(jī)，參考資料（機(jī)器人、PLC、變頻器的產(chǎn)品

手冊(cè)，設(shè)備的I。變量表）以.pdf格式放置在“D:\第二賽程'參考資料”

文件夾下。

3.參賽團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)在3.5小時(shí)內(nèi)完成任務(wù)書(shū)規(guī)定內(nèi)容；選手在競(jìng)賽過(guò)程中創(chuàng)建

的程序文件必須存儲(chǔ)到"D:\第二賽程'賽位號(hào)”文件夾下，未存儲(chǔ)到指

定位置的運(yùn)行記錄或程序文件均不予給分。

4.選手提交的試卷不得出現(xiàn)學(xué)校、姓名等與身份有關(guān)的信息，否則成績(jī)無(wú)

效。

5.由于錯(cuò)誤接線(xiàn)、操作不當(dāng)?shù)仍蛞饳C(jī)器人控制器及I/O組件、智能相

機(jī)、PLC、變頻器、AGV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。

6.每一個(gè)任務(wù)的初始狀態(tài)和具體測(cè)試要求根據(jù)評(píng)判要求在開(kāi)賽時(shí)、任務(wù)評(píng)

分前或任務(wù)評(píng)分時(shí)給定。

7.工件在裝配工位、備品庫(kù)、成品庫(kù)不允許堆疊，一個(gè)工件擺放位同時(shí)只

能擺放一個(gè)工件。

8.在完成任務(wù)過(guò)程中，請(qǐng)及時(shí)保存程序及數(shù)據(jù)。

場(chǎng)次：工位號(hào)：日期：

2

任務(wù)一：檢查賽程一的任務(wù)準(zhǔn)確性

賽程二正式開(kāi)始后，參賽選手需要通過(guò)目測(cè)、手動(dòng)觸摸等手段，完成如

下操作：

1）檢查主控柜電氣元件的安裝與接線(xiàn)，如有異常，請(qǐng)向裁判報(bào)告；

2）檢查工業(yè)機(jī)器人本體各部件，重點(diǎn)檢查末端執(zhí)行器，如有異常，請(qǐng)

向裁判報(bào)告；

3）檢查托盤(pán)流水線(xiàn)各部件，如有異常，請(qǐng)向裁判報(bào)告；

4）檢查裝配流水線(xiàn)各部件，如有異常，請(qǐng)向裁判報(bào)告；

5）檢查自主導(dǎo)航AGV機(jī)器人各部件，如有異常，請(qǐng)向裁判報(bào)告；

6）檢查立體倉(cāng)庫(kù)和碼垛機(jī)各部件，如有異常，請(qǐng)向裁判報(bào)告。

在檢查過(guò)程中，要求：

1）選手不能操作機(jī)器人；

2）選手不能操作電腦；

3）選手不能點(diǎn)擊觸摸屏；

4）選手可以閱讀賽程二的任務(wù)書(shū)。

檢查過(guò)程共持續(xù)30分鐘，在選手檢查設(shè)備各單元并確認(rèn)無(wú)誤后，在確

認(rèn)表上簽寫(xiě)賽位號(hào)以確認(rèn)。（不能簽寫(xiě)學(xué)校、姓名等真實(shí)信息）

任務(wù)二：總控單元功能調(diào)試

完成總控單元各模塊（托盤(pán)流水線(xiàn)、裝配流水線(xiàn)）的控制功能調(diào)試。

裝配流水線(xiàn)的板鏈上已安裝了裝配工位、備件庫(kù)和成品庫(kù)底板，為防

止裝配流水線(xiàn)移動(dòng)時(shí)可能導(dǎo)致的設(shè)備損壞，發(fā)生嚴(yán)重機(jī)械碰撞事故。

企操作時(shí)應(yīng)注意：

1.裝配流水線(xiàn)移動(dòng)時(shí)，不要超出運(yùn)動(dòng)邊界（建議左右最大位移不超

260mm）；

2.尋原點(diǎn)操作時(shí)，請(qǐng)注意裝配流水線(xiàn)的運(yùn)動(dòng)方向，并在可運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)

完成尋原點(diǎn)操作。

3

（一）托盤(pán)流水線(xiàn)編程調(diào)試

設(shè)置變頻器地址、功率、使能信號(hào)等參數(shù)。編寫(xiě)PLC控制程序和觸摸

屏控制界面，實(shí)現(xiàn)倍速鏈正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止控制，及相應(yīng)狀態(tài)指示。編寫(xiě)

PLC程序和觸摸屏界面，實(shí)現(xiàn)托盤(pán)在流水線(xiàn)上的正常流轉(zhuǎn)，調(diào)試界面參考示

例如圖2-所示，不要求界面設(shè)計(jì)風(fēng)格與示例界面一致，要求顯示的信息與

示例界面一致，要求控制按鈕功能與示例界面一致。

測(cè)試要求如下：

1）手動(dòng)點(diǎn)擊觸摸屏按鈕，控制倍速鏈正反向運(yùn)動(dòng)、停止運(yùn)動(dòng)。

2）手動(dòng)點(diǎn)擊觸摸屏按鈕，控制各工位氣檔升降。

3）手動(dòng)將托盤(pán)放置到托盤(pán)流水線(xiàn)入口處，入口光電開(kāi)關(guān)檢測(cè)到信號(hào),

倍速鏈啟動(dòng)正轉(zhuǎn)；

4）當(dāng)拍照工位光電開(kāi)關(guān)檢測(cè)到托盤(pán)，拍照工位氣擋升起，延時(shí)3s拍

照工位氣擋下降；

5）當(dāng)抓取工位光電開(kāi)關(guān)檢測(cè)到托盤(pán)，抓取工位氣擋升起，延時(shí)3s后

倍速鏈停止運(yùn)行。

托盤(pán)流水線(xiàn)

運(yùn)行速度設(shè)，：|000。I

AGV離開(kāi)■正轉(zhuǎn)啟動(dòng)■拍照上位氣缸點(diǎn)動(dòng)

入口光電：?AGV到達(dá)流水線(xiàn)?

拍照工位光電：?拍照工位氣缸輸出點(diǎn)：?

抓取工位光電：—抓取工位氣缸輸出點(diǎn)：—

圖2-1觸摸屏控制界面示意圖

（二）裝配流水線(xiàn)編程調(diào)試

設(shè)置驅(qū)動(dòng)器參數(shù)，編寫(xiě)PLC及觸摸屏程序，實(shí)現(xiàn)裝配流水線(xiàn)手動(dòng)正轉(zhuǎn)、

反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。調(diào)試界面參考示例如圖2-所示，不要求界面設(shè)計(jì)風(fēng)格與示例界

面一致，要求顯示的信息與示例界面一致，要求控制按鈕功能與示例界面

4

一致。

測(cè)試要求如下：

1)通過(guò)觸摸屏控制裝配流水線(xiàn)，實(shí)現(xiàn)尋原點(diǎn)操作運(yùn)行及狀態(tài)顯示；

2)通過(guò)觸摸屏控制裝配流水線(xiàn)，分別運(yùn)行到G7、G8、G9工位，并顯

示相應(yīng)運(yùn)行數(shù)據(jù)。

裝配流水線(xiàn)

尋原點(diǎn)完成：?

尋原點(diǎn)■位置A位置A:+000nun

位置B:1000mm

位置C:iOOOmm

當(dāng)前位置:+000nun

當(dāng)前速度:+000nnn/s

圖2-2裝配流水線(xiàn)運(yùn)行界面

完成任務(wù)二中(-)-(^)后,舉手示意裁判進(jìn)行評(píng)判!

任務(wù)三：自主導(dǎo)航AGV機(jī)器人調(diào)試

(-)建立環(huán)境地圖

利用自主導(dǎo)航AGV地圖建模軟件控制其在競(jìng)賽單元場(chǎng)地運(yùn)動(dòng)，結(jié)合其

自帶的智能傳感器，構(gòu)建環(huán)境地圖。在環(huán)境地圖中設(shè)置導(dǎo)航點(diǎn)，完成AGV自

主導(dǎo)航與移動(dòng)。

具體的任務(wù)要求：

(1)利用AGV地圖建模軟件，控制其在競(jìng)賽單元場(chǎng)地運(yùn)動(dòng)，構(gòu)建環(huán)境

地圖。

(2)在環(huán)境地圖中設(shè)置導(dǎo)航點(diǎn)，設(shè)置合理的“起始點(diǎn)”，在“立體倉(cāng)

庫(kù)”附近設(shè)置合理的導(dǎo)航點(diǎn)；在“托盤(pán)流水線(xiàn)”的上料區(qū)一側(cè)，設(shè)置合理

的導(dǎo)航點(diǎn)；在“裝配流水線(xiàn)”的工位附近，設(shè)置合理的導(dǎo)航點(diǎn)；以及中間

過(guò)渡導(dǎo)航點(diǎn)。

5

（3）測(cè)試移動(dòng)機(jī)器人的自主導(dǎo)航功能，控制移動(dòng)機(jī)器人，使其自主地

從立體倉(cāng)庫(kù)”附近導(dǎo)航點(diǎn)移動(dòng)至“裝配流水線(xiàn)”的工位附近導(dǎo)航點(diǎn)。

測(cè)試要求：

（1）要求選手在裁判評(píng)判時(shí)，展示環(huán)境地圖的構(gòu)建結(jié)果。

（2）要求選手在裁判評(píng)判時(shí)，按要求啟動(dòng)上述任務(wù)要求中第（3）點(diǎn)所

述的自動(dòng)化任務(wù)流程。

（-）工業(yè)機(jī)器人與自主導(dǎo)航AGV的協(xié)同作業(yè)

對(duì)由AGV、工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行對(duì)接聯(lián)合調(diào)試，首先控制自主導(dǎo)航AGV從指

定位置向“裝配”導(dǎo)航點(diǎn)自主移動(dòng)，然后工業(yè)機(jī)器人抓取成品套件，放置于

自主導(dǎo)航AGV的上部輸送帶上，最后自主導(dǎo)航AGV運(yùn)動(dòng)至“立體倉(cāng)庫(kù)”導(dǎo)

航點(diǎn)。

具體的任務(wù)要求：

（1）編寫(xiě)程序，完成如下自動(dòng)化任務(wù)流程：

a）自主導(dǎo)航AGV自主地從起始點(diǎn)導(dǎo)航點(diǎn)移動(dòng)至“裝配”導(dǎo)航點(diǎn)；

b）工業(yè)機(jī)器人將成品套件放置于自主導(dǎo)航AGV的上部輸送帶上；

c）移動(dòng)機(jī)器人自主移動(dòng)至“立體倉(cāng)庫(kù)”導(dǎo)航點(diǎn)；

測(cè)試要求：

（1）要求選手在裁判評(píng)判時(shí)，啟動(dòng)上述任務(wù)要求中第（2）點(diǎn)所述的自

動(dòng)化任務(wù)流程。

完成任務(wù)三中（-）~《二）后,舉手示意裁判進(jìn)行評(píng)判!

任務(wù)四：立體倉(cāng)庫(kù)碼垛機(jī)調(diào)試

（一）碼垛機(jī)單軸功能調(diào)試

根據(jù)實(shí)際控制需要，設(shè)置碼垛機(jī)X/Y/Z軸變頻器相關(guān)參數(shù)（電機(jī)參數(shù)、

使能、報(bào)警等）。編寫(xiě)碼垛機(jī)立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)調(diào)試程序，能夠?qū)崿F(xiàn)手動(dòng)控制碼

垛機(jī)各軸運(yùn)動(dòng)。碼垛機(jī)立體倉(cāng)庫(kù)的調(diào)試界面參考示例如下圖2-3所示，不

6

要求界面設(shè)計(jì)風(fēng)格與示例界面一致，要求顯示的信息與示例界面一致，要

求控制按鈕功能與示例界面一致。

X軸前進(jìn)限位?Z軸前伸限位

X軸后退限位?Z軸后伸網(wǎng)位注:④

Y軸上升限位?Z軸原點(diǎn)開(kāi)關(guān)11、Z在中間位置時(shí).

原點(diǎn)開(kāi)關(guān)彳J效。

軸下降限位?軸原點(diǎn)開(kāi)關(guān)2、Z箱在中間位置時(shí),

YZ2X軸才可以運(yùn)動(dòng).

圖2-3碼垛機(jī)立體倉(cāng)庫(kù)的調(diào)試界面

測(cè)試要求如下：

1）正確設(shè)置變頻器相關(guān)參數(shù)，使PLC能夠正常控制各軸運(yùn)動(dòng)和顯示狀

態(tài)信息；

2）正確手動(dòng)控制碼垛機(jī)X軸、Y軸和Z軸的正反向運(yùn)動(dòng)，到達(dá)各軸對(duì)

應(yīng)方向的限位時(shí)，自動(dòng)停止運(yùn)動(dòng)。

（二）碼垛機(jī)出庫(kù)功能調(diào)試

編寫(xiě)碼垛機(jī)立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)調(diào)試程序，能夠?qū)崿F(xiàn)碼垛機(jī)立體倉(cāng)庫(kù)的基本

運(yùn)動(dòng)和狀態(tài)顯示，如圖2-4所示，不要求界面設(shè)計(jì)風(fēng)格與示例界面一致，

要求顯示的信息與示例界面一致，要求控制按鈕功能與示例界面一致：包

括碼垛機(jī)的復(fù)位功能，碼垛機(jī)停止功能，顯示碼垛機(jī)各個(gè)軸的運(yùn)行狀態(tài)、

限位、定位和原點(diǎn)傳感器狀態(tài)，顯示立體倉(cāng)庫(kù)中有無(wú)托盤(pán)信息。

7

碼垛機(jī)與立體倉(cāng)庫(kù)

當(dāng)前行：I+0I起點(diǎn)行：I+0I終點(diǎn)行：I+0I

當(dāng)前列：|+0I起點(diǎn)列：|+01起點(diǎn)列：|+01

圖24倉(cāng)庫(kù)界面示例

測(cè)試要求如下:

1）控制碼垛機(jī)運(yùn)動(dòng)，觀(guān)察界面上數(shù)據(jù)變化。

2）正確實(shí)現(xiàn)碼垛機(jī)的復(fù)位和停止。

3）根據(jù)評(píng)判要求參賽選手手動(dòng)放置2個(gè)托盤(pán)于立體倉(cāng)庫(kù)，在調(diào)試界面

顯示倉(cāng)位信息，碼垛機(jī)正確從立體庫(kù)取托盤(pán)，并運(yùn)動(dòng)至出庫(kù)位置。

完成任務(wù)四中（-）-U）后,舉手示意裁判進(jìn)行評(píng)判!

注意：若選手未全部完成第二賽程的調(diào)試任務(wù)，則在第三賽程不能繼續(xù)對(duì)

第二賽程的任務(wù)進(jìn)行評(píng)判。

8

ChinaSkills

2022年全國(guó)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)（高職組）

競(jìng)賽任務(wù)書(shū)（樣題）

第三賽程

選手須知：

1.任務(wù)書(shū)共13頁(yè),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.競(jìng)賽過(guò)程配有兩臺(tái)編程計(jì)算機(jī)，參考資料（機(jī)器人、PLC、變頻器的產(chǎn)品

手冊(cè)，設(shè)備的I。變量表）以.pdf格式放置在“D:\第一賽程'參考資料”

文件夾下。

3.參賽團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)在3.5小時(shí)內(nèi)完成任務(wù)書(shū)規(guī)定內(nèi)容；選手在競(jìng)賽過(guò)程中創(chuàng)建

的程序文件必須存儲(chǔ)到"D:\第一賽程'賽位號(hào)”文件夾下，未存儲(chǔ)到指

定位置的運(yùn)行記錄或程序文件均不予給分。

4.選手提交的試卷不得出現(xiàn)學(xué)校、姓名等與身份有關(guān)的信息，否則成績(jī)無(wú)

效。

5.由于錯(cuò)誤接線(xiàn)、操作不當(dāng)?shù)仍蛞饳C(jī)器人控制器及I/O組件、智能相

機(jī)、PLC、變頻器、AGV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。

6.每一個(gè)任務(wù)的初始狀態(tài)和具體測(cè)試要求根據(jù)評(píng)判要求在開(kāi)賽時(shí)、任務(wù)評(píng)

分前或任務(wù)評(píng)分時(shí)給定。

7.工件在裝配工位、備品庫(kù)、成品庫(kù)不允許堆疊，一個(gè)工件擺放位同時(shí)只

能擺放一個(gè)工件。

8.在完成任務(wù)過(guò)程中，請(qǐng)及時(shí)保存程序及數(shù)據(jù)。

場(chǎng)次：工位號(hào)：日期：

2

任務(wù)一：檢查賽程二任務(wù)準(zhǔn)確性

賽程三正式開(kāi)始后，參賽選手需要通過(guò)目測(cè)、手動(dòng)觸摸等手段，完成如

下操作：

1）檢查視覺(jué)系統(tǒng)程序，如有異常，請(qǐng)向裁判報(bào)告；

2）檢查工業(yè)機(jī)器人程序，重點(diǎn)檢查末端執(zhí)行器，如有異常，請(qǐng)向裁判

報(bào)告；

3）檢查托盤(pán)流水線(xiàn)程序，如有異常，請(qǐng)向裁判報(bào)告；

4）檢查裝配流水線(xiàn)程序，如有異常，請(qǐng)向裁判報(bào)告。

在檢查過(guò)程中，要求：

1）選手不能編寫(xiě)機(jī)器人程序；

2）選手不能在電腦上進(jìn)行編程操作；

3）選手可以點(diǎn)擊觸摸屏，測(cè)試第二賽程已完成的任務(wù)；

4）選手可以查看賽程三的任務(wù)書(shū)。

檢查過(guò)程共持續(xù)30分鐘，在選手檢查設(shè)備各單元并確認(rèn)無(wú)誤后，在確

認(rèn)表上簽寫(xiě)賽位號(hào)以確認(rèn)。（不能簽寫(xiě)學(xué)校、姓名等真實(shí)信息）

任務(wù)二：?jiǎn)卧?lián)機(jī)功能驗(yàn)證

（一）智能2D視覺(jué)系統(tǒng)與主控系統(tǒng)聯(lián)調(diào)

編寫(xiě)視覺(jué)識(shí)別程序和主控PLC中視覺(jué)系統(tǒng)調(diào)試模塊程序，使相機(jī)能夠

自動(dòng)識(shí)別托盤(pán)中的工件，并將工件信息包括位置、角度和工件編號(hào)等顯示

在人機(jī)界面中。

編寫(xiě)視覺(jué)調(diào)試界面，參考示例如下圖3-1所示，不要求界面設(shè)計(jì)風(fēng)格

與示例界面一致，要求顯示的信息與示例界面一致，要求控制按鈕功能與

示例界面一致。

3

圖3-1視覺(jué)調(diào)試界面參考示例

測(cè)試要求如下：

1）選手人工放置裝有工件的托盤(pán)于相機(jī)識(shí)別工位。

2）在主控PLC人機(jī)界面啟動(dòng)相機(jī)拍照后，在人機(jī)界面上正確顯示識(shí)別

工件信息包括位置、角度和工件編號(hào)。當(dāng)放置缺陷工件時(shí)要求對(duì)應(yīng)托盤(pán)TYPE

一欄顯示缺陷件序號(hào)，用來(lái)指示缺陷工件類(lèi)型。

3）測(cè)試工件為B、F號(hào)工件以及P號(hào)缺陷件。3種工件人工隨機(jī)放置于

3個(gè)托盤(pán)內(nèi)，1個(gè)托盤(pán)裝有1個(gè)工件。

（二）智能2D視覺(jué)系統(tǒng)引導(dǎo)工業(yè)機(jī)器人抓取聯(lián)調(diào)

編寫(xiě)主控PLC中工業(yè)機(jī)器人程序系統(tǒng)調(diào)試模塊任務(wù)，能夠自動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)

托盤(pán)流水線(xiàn)上托盤(pán)中的工件進(jìn)行識(shí)別、分選、放置于指定位置，并且能夠

把空托盤(pán)放置于托盤(pán)庫(kù)中，并且包含如下功能：

1）能夠?qū)崿F(xiàn)相機(jī)坐標(biāo)系到機(jī)器人坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換，要求人機(jī)界面上顯示

在機(jī)器人坐標(biāo)系中的抓取相對(duì)坐標(biāo)值。

2）具有機(jī)器人啟動(dòng)、停止、暫停以及歸位等功能。在工業(yè)機(jī)器人運(yùn)行

過(guò)程中，能夠?qū)崿F(xiàn)安全護(hù)欄操作門(mén)打開(kāi)，工業(yè)機(jī)器人暫停運(yùn)行的功能。

3）機(jī)器人任務(wù)狀態(tài)號(hào)傳輸?shù)街骺豍LC,并在人機(jī)界面顯示，機(jī)器人狀

態(tài)分為機(jī)器人處于待機(jī)、運(yùn)行、抓取錯(cuò)誤等狀態(tài)。

4

表3-1機(jī)器人運(yùn)行狀態(tài)示例

序號(hào)機(jī)器人狀態(tài)號(hào)機(jī)器人狀態(tài)

1100待機(jī)

2200運(yùn)行

3300抓取錯(cuò)誤

測(cè)試要求如下:

1）點(diǎn)擊按鈕，啟動(dòng)工業(yè)機(jī)器人，觀(guān)察界面上機(jī)器人位姿、坐標(biāo)等數(shù)據(jù)

變化狀態(tài)。

2）啟動(dòng)托盤(pán)流水線(xiàn)，在工件作業(yè)流水線(xiàn)入口處參賽選手依次手動(dòng)放入

3個(gè)托盤(pán)，托盤(pán)中分別放置D、G號(hào)工件和N號(hào)缺陷件,工件位置隨機(jī)放置。

3）在相機(jī)拍照工位對(duì)托盤(pán)上的工件進(jìn)行識(shí)別，把識(shí)別結(jié)果傳輸給主控

PLCo

4）主控PLC經(jīng)過(guò)處理，傳輸視覺(jué)識(shí)別的數(shù)據(jù)給工業(yè)機(jī)器人，工業(yè)機(jī)器

人根據(jù)PLC傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，在工位G1抓取識(shí)別后托盤(pán)上的工件。

5）抓取合格工件后，放置于裝配作業(yè)流水線(xiàn)的裝配工位G8的任意位

置，并控制氣缸對(duì)合格工件進(jìn)行二次定位。

6）抓取缺陷工件后，放置于裝配作業(yè)流水線(xiàn)的備件庫(kù)G9的配套位置。

7）托盤(pán)為空時(shí)，工業(yè)機(jī)器人把空托盤(pán)放入空托盤(pán)收集處。

（三）自主導(dǎo)航AGV機(jī)器人輸送托盤(pán)功能調(diào)試

分別在主控PLC、立體倉(cāng)庫(kù)PLC、自主導(dǎo)航AGV上編寫(xiě)程序，實(shí)現(xiàn)托盤(pán)

從立體倉(cāng)庫(kù)輸送至托盤(pán)流水線(xiàn)的任務(wù)。

測(cè)試要求如下：

1）參賽選手手動(dòng)放置3個(gè)托盤(pán)于立體倉(cāng)庫(kù)，在調(diào)試界面顯示倉(cāng)位信息,

碼垛機(jī)正確從立體庫(kù)取托盤(pán)放置到自主導(dǎo)航AGV機(jī)器人上部輸送線(xiàn)上；

2）自主導(dǎo)航AGV機(jī)器人記錄放入的托盤(pán)數(shù)量，每放入一個(gè)托盤(pán)計(jì)數(shù)加

1,依次放置托盤(pán)數(shù)量達(dá)到3個(gè)時(shí)，自主導(dǎo)航AGV機(jī)器人自動(dòng)離開(kāi)立體倉(cāng)庫(kù)

端；

3）自主導(dǎo)航AGV機(jī)器人運(yùn)動(dòng)到托盤(pán)流水線(xiàn)端，自主導(dǎo)航AGV機(jī)器人上

5

部輸送帶將托盤(pán)輸送至托盤(pán)流水線(xiàn)上，每輸送一個(gè)托盤(pán)計(jì)數(shù)減1;

4）輸送完畢后，自主導(dǎo)航AGV機(jī)器人自動(dòng)返回立體倉(cāng)庫(kù)端。

完成任務(wù)二中（-）-（=）后,舉手示意裁判進(jìn)行評(píng)判!

任務(wù)三：系統(tǒng)綜合任務(wù)實(shí)現(xiàn)

（如果參賽隊(duì)沒(méi)有完成碼垛機(jī)程序，可采用人工放置托盤(pán)到AGV小車(chē)

上，但必須報(bào)告裁判，參賽隊(duì)該項(xiàng)目中關(guān)于碼垛機(jī)和AGV的相關(guān)任務(wù)均不

得分）。

系統(tǒng)綜合工作任務(wù)如下：

（一）HMI交互功能設(shè)計(jì)

1.在HMI主控界面設(shè)計(jì)黃、綠、紅三種狀態(tài)信號(hào)燈：綠色狀態(tài)信號(hào)燈

指示初始狀態(tài)正常，紅色狀態(tài)信號(hào)燈指示初始狀態(tài)不正常，黃色狀態(tài)信號(hào)

燈指示任務(wù)完成。能夠在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，正確顯示當(dāng)前系統(tǒng)的工作狀態(tài)。

2.能夠在主控系統(tǒng)HMI觸摸屏上，操控碼垛機(jī)完成啟動(dòng)、停止、暫停

和復(fù)位功能。

（二）MES交互功能設(shè)計(jì)

根據(jù)綜合任務(wù)要求，由選手自行編寫(xiě)與MES對(duì)接的PLC程序，要求滿(mǎn)

足以下基本功能：

1.能夠在MES系統(tǒng)倉(cāng)庫(kù)管理界面中選擇指定庫(kù)位，控制碼垛機(jī)對(duì)選擇

位置的物料進(jìn)行出庫(kù)操作（庫(kù)位工件信息按照）；

6

?CS?開(kāi)始出庫(kù)

2.能夠在MES系統(tǒng)（如下圖所示）設(shè)備管理-＞總控操作頁(yè)面上實(shí)現(xiàn)系

統(tǒng)的復(fù)位、啟動(dòng)、停止等功能:

W設(shè)為tm8??作

1）系統(tǒng)復(fù)位為系統(tǒng)中工業(yè)機(jī)器人、托盤(pán)流水線(xiàn)、裝配流水線(xiàn)以及碼

垛機(jī)立體倉(cāng)庫(kù)處于初始?xì)w零狀態(tài)；

2）系統(tǒng)啟動(dòng)為系統(tǒng)自動(dòng)按照綜合任務(wù)運(yùn)行；

3）系統(tǒng)停止為停止系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)，包括系統(tǒng)中的工業(yè)機(jī)器人、托盤(pán)流水

線(xiàn)、裝配流水線(xiàn)以及碼垛機(jī)立體倉(cāng)庫(kù)等模塊。

7

系統(tǒng)的初始狀態(tài)是指：

1）工業(yè)機(jī)器人、視覺(jué)系統(tǒng)、變頻器、伺服驅(qū)動(dòng)器、PLC處于聯(lián)機(jī)狀態(tài)；

2）工業(yè)機(jī)器人處于工作原點(diǎn)；

3）托盤(pán)流水線(xiàn)上沒(méi)有托盤(pán)；

4）碼垛機(jī)X軸、Y軸以及Z軸處于原點(diǎn)。

上述條件中任一條件不滿(mǎn)足，則紅色警示燈以1Hz的頻率閃爍，黃色

和綠色燈均熄滅，這時(shí)系統(tǒng)不能啟動(dòng)。如果網(wǎng)絡(luò)正常且上述各工作站均處

于初始狀態(tài)，則綠色警示燈常亮。

3.能夠在MES系統(tǒng)中完成工作參數(shù)的配置，不同成品BOM的編制，看

板數(shù)據(jù)的對(duì)接及生產(chǎn)訂單的下發(fā)等功能。

1）配置MES系統(tǒng)中設(shè)置相關(guān)工作參數(shù)，讓MES系統(tǒng)能夠與PLC、機(jī)器

人等設(shè)備進(jìn)行正常通訊；

2）根據(jù)任務(wù)書(shū)要求，在MES系統(tǒng)（如下圖所示）工藝設(shè)計(jì)->EBOM中完

成產(chǎn)品BOM表的編制，并配置配件相關(guān)信息；

伊號(hào)PBgW0號(hào)產(chǎn)品集中產(chǎn)3B8名零時(shí)闊■注

1以色工內(nèi)PR21H300002未知2021-11-301020:196SM

99配杵名的：EffSW?f?RS配件材股配杵種集Ett■建梅”

1PA21H3000141目物4016￡??□.??

2紅色關(guān)節(jié)底”1PA211I30001)1月制401S

3O6ttl出於TPA21113000121自制4014￡COHMC

4底色眼廂如PA211130001114013

3）在PLC側(cè)，按照附件表，完成與MES通訊數(shù)據(jù)塊的創(chuàng)建；

4）在MES系統(tǒng)中下發(fā)產(chǎn)品種類(lèi)和對(duì)應(yīng)數(shù)量等信息到主控PLC；

5）能夠利用MES系統(tǒng)，啟動(dòng)整個(gè)產(chǎn)線(xiàn)的運(yùn)行；

6）在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)過(guò)程中，能夠在MES系統(tǒng)中實(shí)時(shí)查看裝配工位的工件

狀態(tài)信息和當(dāng)前完成情況；

7）能夠在MES數(shù)據(jù)看板中，查看工業(yè)機(jī)器人和碼垛機(jī)的當(dāng)前工作狀態(tài)

8

信息；

8）能夠調(diào)出MES數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析看板（設(shè)備利用率，產(chǎn)品完成統(tǒng)計(jì)等數(shù)

據(jù)）

（三）系統(tǒng)綜合任務(wù)實(shí)現(xiàn)

提供12個(gè)合格工件：可組裝成1套I型成品、1套n型成品和HI型成

品，以及2個(gè)不成套的工件；（I型成品、n型成品和HI型成品的組合類(lèi)

型，參見(jiàn)競(jìng)賽任務(wù)書(shū)（附件），但不得在請(qǐng)求任務(wù)評(píng)判前提供）

另外，提供2個(gè)缺陷工件。所有工件存放于立體倉(cāng)庫(kù)和備件庫(kù)中，立體

倉(cāng)庫(kù)中的每個(gè)托盤(pán)中放置一個(gè)工件。

任務(wù)要求：

1.工業(yè)機(jī)器人在裝配工位G8指定位置進(jìn)行裝配；

2.工業(yè)機(jī)器人裝配過(guò)程中抓取的工件為缺陷工件時(shí)，紅色指示燈亮，

擺放完畢后紅色指示燈滅；

3.訂單系統(tǒng)根據(jù)I型成品、n型成品和in型成品套件的設(shè)置，規(guī)

劃裝配工藝；

4.所有待裝配工件必須經(jīng)氣缸二次定位后，才可進(jìn)行裝配；

5.工業(yè)機(jī)器人擺放工件時(shí)，必須將該工位移動(dòng)至裝配流水線(xiàn)規(guī)定的工

作工位位置（見(jiàn)競(jìng)賽設(shè)備描述中裝配流水線(xiàn)的規(guī)定）;

6.所有生產(chǎn)任務(wù)完成后，裝配工位G8不能有工件、缺陷件以及成品，

并且綠色指示燈1Hz閃爍；

7.入庫(kù)時(shí)，需將所有的成品，放到立體倉(cāng)庫(kù)指定的區(qū)域；

8.入庫(kù)時(shí)，工業(yè)機(jī)器人從托盤(pán)收集處每次取出一個(gè)托盤(pán)，將所有待入

庫(kù)物品依次放到流水線(xiàn)托盤(pán)，每個(gè)托盤(pán)只放一個(gè)物品；空托盤(pán)可以放置在

托盤(pán)收集處，也可以通過(guò)返庫(kù)流程運(yùn)送到立體倉(cāng)庫(kù)的待作業(yè)工件區(qū)；

9.入庫(kù)完成后，設(shè)備處于初始狀態(tài)，并且綠色指示燈0.5Hz閃爍；

10.在入庫(kù)過(guò)程中，托盤(pán)在從倍速鏈流向小車(chē)的過(guò)程中，可以人工輔助

工件順利運(yùn)送到小車(chē)上，其它情況下