2017年全国职业院校技能大赛中职组

2019年长兴县职工技能大比武“机器人技术应用”赛项规程一、竞赛项目

项目名称：机器人技术应用

竞赛方式：个人项目

二、竞赛内容

“机器人技术应用”赛项竞赛内容围绕工业机器人及外围设备的安装、离线仿真、示教编程、系统调试等内容，主要考察选手机电通用设备的机械及电气安装调试能力、工业机器人本体的基础操作和编程调试能力、利用计算机辅助软件对工艺的简化编程及仿真能力。

本赛项以单人比赛方式进行，参赛选手独立操作，完成竞赛任务。各参赛手按照竞赛任务书的要求，在持续不间断的210分钟内完成以下工作任务。比赛总成绩满分100分。

表1 操作任务表

任务一 机械及电气安装调试（15%）

根据任务书要求，参考相应的图纸及技术标准，利用所提供的部件和零件，合理选择拆装工具，完成竞赛设备的线缆的连接和机器人的夹具的安装，达到任务书规定的功能要求。

任务二 离线编程（25%）

根据任务书要求，参考相应的图纸及技术标准，利用提供的工作站及轨迹描绘模块的三维模型，在离线编程软件里完成指定轨迹的描绘仿真。

任务三 示教编程（45%）

根据任务书要求，参考相应的图纸及技术标准，利用示教器，完成对工业机器人码垛程序示教编程，配合吸盘工具和周边设备，按要求完成指定的码垛垛型。

任务四 系统联调（10%）

结合任务三的要求，根据任务书描述，参照相应的图纸及技术标准，配置机器人I\O，进行系统联调操作，实现在触摸屏控制工作站的启动、停止、复位、急停。

任务五 职业素养（5%）

在竞赛过程中，从参赛选手的安全防护、设备操作的规范性、装配耗材使用的合理性、专用工具及量具的操作及安全生产的认识程度等方面对参赛选手进行综合评价。

三、竞赛方式

（一）竞赛采用单人赛方式，统计选手的总成绩进行排序。

（二）竞赛采取多场次进行，由赛项执委会按照竞赛流程组织各选手参加公开抽签，确定各选手参赛场次。

（三）赛场的赛位统一编制工位号，参赛选手进场前15分钟抽签决定工位号，抽签结束后，随即按照抽取的工位号进场，然后在对应的工位上完成竞赛规定的任务。

（四）竞赛日期由赛项执委会统一规定，竞赛安排1天，竞赛流程由赛项执委会在竞赛前宣告。

四、竞赛环境

1.承办单位根据报名人数及设备最终数量，提供面积与竞赛规模相适应的竞赛场地。竞赛场地平整、明亮、通风良好。

2.每个竞赛工位由承办校提供编程用电脑1台，配置要求如下（或更高）：

(1)Intel i5，2.7GHz主频

(2)4GB内存，500GB硬盘

(3)NVIDA独立显卡，1GB显存

(4)17英寸彩色显示器

(5)操作系统为Windows10

五、技术平台

“机器人技术应用”赛项竞赛平台采用浙江天煌科技实业有限公司提供的THARJC-1型 工业机器人工作站（以下简称工作站），如下图所示，整体尺寸2500mm×3000mm×2000mm（长宽高），采用工作台设计方式，不会损伤竞赛场地地面。

工业机器人工作站

（一）控制系统

控制柜单元主要由可编程控制器、人机界面、气动系统、电气控制架等组成，配备西门子S7-200 SMART可编程控制器，昆仑通态 TPC1061Ti 触摸屏。

（二）码垛模块

码垛模块包含码垛工作站和夹具各1套，码垛工作站采用铝材加工氧化的物料摆放底板和码垛底板组成，固定到操作台，根据要求物料块被摆放到摆放底板上，机器人通过吸盘夹具按要求拾取物料块进行码垛任务，物料块为长方形，操作者可根据需要选择摆放。可根据需要自由组合码垛出多种形状，练习对机器人码垛、阵列的理解并快速编程示教的应用技能。码垛夹具采用吸盘式夹具，包含真空吸盘、吸盘夹具、机器人法兰盘连接件等组成。

效果图仅供参考

（三）其他

竞赛现场每个竞赛工位提供1台计算机，安装软件如下：

1．操作系统为Windows10

2．Word 2007或以上版本

3．Robotstudio工业机器人离线编程软件

4．STEP 7 MicroWIN SMART V2.1或以上版本。

10、 成绩评定

表2 评分细则

一级指标

比例

二级指标

比例

机械及电气安装

15%

1.吸盘夹具的安装

2%

2.吸盘气路的安装

2%

3.机器人主电缆连接

2%

4.示教器的连接

2%

5.控制台电缆连接

2%

6.控制台操作面连线

5%

工业机器人

软件仿真部分

25%

1.新建工业机器人仿真工作站

5%

2.添加IRB20型机器人及带有709-1 DeviceNet Master/Slave 总线的系统

2%

3.将模型导入仿真工作站

5%

4.仿真机器人基础学习工作站轨迹

13%

示教编程部分

45%

1.正确命名码垛程序

5%

2.采用码垛程序要求的点位名称

5%

3.程序简洁

10%

5.吸取、摆放物料精准且能完整运行

25%

系统联调

10%

1.补全输入输出信号

3%

2.正确关联信号

4%

3.系统整体运行调试

3%

职业素养与职业规范

5%

安全操作，操作规范，无事故，赛位清洁、着装合格，正确使用工、量具

5%

总计

100%

附件：竞赛样题

2019年长兴县职工技能大比武

“机器人技术应用”项目

任

务

书

工位号 抽签号

竞赛任务书（样题）

注意事项

1. 任务书共: 10页，如出现任务书缺页、字迹不清等问题，请及时向裁判示意，并进行任务书的更换。

2. 竞赛任务完成过程配有二台计算机，一台为笔记本电脑，用于程序编制及保存；一台为台式电脑，可用于设备及程序调试。

3. 参赛团队应在210分钟内完成任务书规定内容；选手在竞赛过程中创建的程序文件必须存储到“D:\技能比武\工位号”文件夹下，未存储到指定位置的运行记录或程序文件均不予给分。

4. 选手提交的试卷用工位号标识，不得出现单位、姓名等与身份有关的信息，否则成绩无效。

5. 由于错误接线、操作不当等原因引起机器人控制器、PLC、触摸屏等器件损坏，将取消选手竞赛资格。

日期： 工位号： 竞赛设备描述：

“工业机器人技术应用”竞赛在“THARJC-1型 工业机器人模块教学工作站”上进行，该工作站包含由工业机器人、PLC控制系统、电气控制台、安全防护系统以及轨迹描绘实训套件、搬运码垛实训套件、装配实训套件组成，可进行机械组装、电气线路设计与接线、PLC编程与调试、工业机器人编程与调试等多种实训, 能够完成搬运、码垛、装配等典型工作任务训练。

竞赛设备除了任务中需要完成的装配、接线、调试工作外，其余器件、电路、气路均已按电气原理图装配、连接、调试正常。

竞赛提供一套PLC控制程序存放在当前工位计算机的桌面上，选手需自行下载相关程序到PLC主机中。该程序可实现在触摸屏上控制设备启动、停止、复位、急停。

以下为本次竞赛的各项任务，请选手根据竞赛任务书，在210分钟内，完成竞赛设备部分电气线路连接、PLC控制程序的下载和机器人控制程序的示教编程、系统调试运行等工作任务。

任务一 机械及电气安装

1. 将图1所示的吸盘夹具安装到机器人法兰盘上，安装时注意定位销的位置。

图1吸盘夹具

2. 将吸盘夹具上的气管插到图2机器人本体的气路接口2上。

图2本体气路接口

3. 机器人主电缆连接

图3本体与控制器接口示意图

将机器人连接电缆的【R1.MP】插头连接到机器人本体的【R1.MP】插座中，并紧固插头两侧的螺丝。将机器人连接电缆的【XP1】插头连接到机器人控制器的【XS1】插座中，并卡牢电缆的快速卡头。

机器人连接电缆的【R1.SMB】插头连接到机器人本体的【R1.SMB】插座中,并旋紧插头。将机器人连接电缆的【XP2】插头连接到机器人控制器的【XS2】插座中，并旋紧插头。

4. 示教器的连接

将示教单元连接电缆的【XS4】插头连接到机器人控制器中的【XS4】插座中，并旋紧插头。

5. 控制台电缆连接

用航空电缆将实训台机器人本体信号端与控制台的机器人本体信号端相连，将机器人控制的输入输出航空插头分别插到控制台的控制器输出信号端和控制器输入信号端上。

6. 控制台操作面连线

根据下表机器人IO的定义完成操作面板的连线。

连接端A-

连接端A+

连接端B-

连接端B+

I1.4

DQ00

Q0.7

DI00

I1.5

DQ01

Q1.0

DI01

I2.0

DQ02

Q1.1

DIO2

I2.1

DQ03

Q2.0

DIO3

1M

0V

Q2.1

DI04

2M

RI04

0V

3L

24V

RI02

DQ11

3M

0V

任务二 离线编程

选手根据所提供的机器人Robotstudio软件以及基础学习站的仿真模型，实现图中1、2、3轨迹的离线编程。

描绘轨迹示意图

1. 新建一个机器人工作站。

2. 在此新建的工作站中，添加IRB120型机器人并新建机器人系统，此系统内应含有709-1 DeviceNet Master/Slave 总线。

3. 将基础工作站模型导入机器人Robotstudio新建的工作站中。

4. 根据Robotstudio内部库文件，在机器人上安装合适的工具，并通过软件仿真实现基础学习工作站的轨迹描绘工作任务。

任务三 示教编程

选手根据提供的码垛样例进行机器人码垛示教编程，能够以简洁的程序将物料精准的码垛。其中：选手要将码垛程序命名为“rMaduo”，选手码垛程序的点位名称只能在pMaduo1-pmaduo60中任意新建与选用。

第一层垛型 第二层垛型

任务四 系统联调

选手根据配置好的d652板卡，配置并补全部分缺少的输入输出信号，并将部分输入输出信号关联到机器人的motor on、motor off、start、start at main 、stop、等信号，实现整套设备的完整运行，能够通过触摸屏、PLC完整控制设备的完整运行。

其中，各个信号的说明如下：

Motor on

自动模式下机器人伺服上电信号

Motor off

自动模式下机器人伺服断电信号

Start

自动模式下机器人开始运行信号

Start at main

自动模式下机器人在main程序开始运行信号

Stop

自动模式下机器人停止信号

一、以下是配置一个DI00信号的步骤，其它信号的配置方法与配置DI00的方法基本相同。

1.点击示教器的菜单，点击“控制面板”，进入如下图界面。

2.点击“配置”按钮后，将进入如下图所示界面。

3.进入“signal”选项，将进入下图所示界面。

4. 点击“添加”，将要配置的DI00信号的参数写成下图格式，点击“确定”。

5. 注意：DI代表的是数字输入信号，Do代表输出信号，所以“Type of Signal”处选择：“Digital Input”，如果要配置数字输出信号，则把“Type of Signal”处改成“Digital Output”。“Assigned to Device”处选择配置好的“d652”板卡。“Device Mapping”处是指机器人信号的映射地址，其范围是0-15，为了方便检查以及核对信号，我们将DI00-DI15的信号映射地址分别与0-15一一对应，输入信号之间不可采用相同的信号映射地址。输出信号的映射地址也是由Do00-Do15与0-15一一对应，输出信号之间也不可采用相同的信号映射地址。

6. 在配置好信号后，需要重启机器人控制器使信号生效。

二、下面以DI00信号为例，将此信号关联至Start信号，步骤如下所示。

1. 点击示教器的菜单，点击“控制面板”，进入如下图界面。

2. 点击“配置”，进入如下图界面。

3.点击“System Input”，如下图所示。

4.点击“添加”，并将图中所示参数输入到指定位置，点击“确定”，然后重启机器人控制器使配置生效。

DI信号与机器人关联信号如下表所示：

DI00

Start

“Argument 1”处选择“Cycle”

DI01

Stop

DI02

Start at main

“Argument 1”处选择“Cycle”

DI03

Motor on

DI04

Motor off

10