中職-機器人技術(shù)應(yīng)用賽項樣題

２018年湖南省職業(yè)院校技能大賽機器人技術(shù)應(yīng)用（中職組）競賽任務(wù)書樣題選手須知：任務(wù)書共22頁,如出現(xiàn)任務(wù)書缺頁、字跡不清等問題,請及時向裁判示意更換.競賽任務(wù)過程配有1臺計算機，安裝有競賽任務(wù)要求得“RoｂoｔArt競賽版”軟件（任務(wù)書中所述離線編程軟件均指RoboｔArt).競賽用參考資料(ABB機器人編程手冊、Omｒoｎ視覺操作手冊等）放置在“D:\參考資料”文件夾中。參賽隊?wèi)?yīng)在４小時內(nèi)完成任務(wù)書規(guī)定得所有內(nèi)容，選手在競賽過程中創(chuàng)建得軟件程序文件務(wù)必存儲到“D:\技能競賽”文件夾中,未存儲到指定位置得運行記錄或程序文件均不予給分.選手提交得競賽任務(wù)書僅可用競賽場次與賽位號進行標(biāo)識,不得出現(xiàn)學(xué)校、姓名等與身份有關(guān)得信息或與競賽過程無關(guān)得內(nèi)容，否則成績無效。由于參賽隊人為原因?qū)е赂傎愒O(shè)備損壞，以致無法正常繼續(xù)比賽,將取消參賽隊競賽資格。競賽場次：第場賽位號：第號?競賽平臺簡介“機器人應(yīng)用技術(shù)”賽項（中職組)得競賽平臺為“CHＬ－DS－０１型工業(yè)機器人ＰＣＢ異形插件工作站”，如REF＿Rｅf4721６5803\h\＊MＥＲＧＥFＯRMAT圖１所示,該設(shè)備以桌面式關(guān)節(jié)型六軸串聯(lián)工業(yè)機器人為核心,在操作平臺得四周合理分布有4種不同工藝應(yīng)用得工藝工具以及涂膠單元、搬運碼垛單元、異形芯片原料單元、異形芯片裝配單元、視覺檢測單元、PLC總控系統(tǒng)、安全光柵及操作面板等組件，如REF＿Ref４721７03０4＼ｈ\＊MEＲGEＦORMAＴ圖2所示，同時螺絲供料機、供氣系統(tǒng)與電源組件布置于工作站臺架內(nèi)部。圖SEQ圖\＊ARＡＢIＣ1工業(yè)機器人ＰCB異形插件工作站圖SEQ圖\*ARABIＣ2工作站布局工業(yè)機器人PＣB異形插件工作站以3Ｃ典型產(chǎn)品得生產(chǎn)裝配過程為主線，包含了涂膠、搬運碼垛、視覺分揀、裝配、鎖螺絲、檢測等工藝過程,所有涉及設(shè)備均合理布置在工作站臺面上,方便查瞧設(shè)備狀態(tài)與操作編程.工作站以３C行業(yè)最典型得異形芯片插件工藝過程為任務(wù)主線，產(chǎn)品由異形芯片零件、ＰＣB電路板及蓋板構(gòu)成，如RＥF_Rｅf４7２１6５816\ｈ\*MＥＲGEFORＭＡＴ圖３所示.圖SEQ圖\*ARABIC3電子產(chǎn)品PCB異形芯片插片產(chǎn)品競賽時所提供得芯片共有4類，每類兩種顏色,如REF_Rｅf47７247９89\h＼＊MEＲＧEFＯＲMAT圖4所示,按照芯片料庫中得指定料槽擺放,如ＲEF_Reｆ477２４7992\h\＊ＭＥＲＧEFORMAT圖5所示。圖ＳEQ圖\＊ARＡBIC4芯片種類與顏色圖ＳＥQ圖\*AＲABＩC5芯片料庫料槽區(qū)域分布請選手根據(jù)競賽任務(wù)書,在４個小時內(nèi)，完成以下所有競賽任務(wù),詳細圖紙及資料見附件。任務(wù)一機械及電氣安裝調(diào)試安裝工藝要求:1、電纜與氣管分開綁扎，第一根綁扎帶距離接頭處60±５mm,其余兩個綁扎帶之間得距離不超過50±5ｍm,綁扎帶切割不能留余太長，必須小于1mm,美觀安全。氣路捆扎不影響工業(yè)機器人正常動作，不會與周邊設(shè)備發(fā)生刮擦勾連。２、電纜與氣管分開走線槽,氣管在型材支架上可用線夾子綁扎帶固定,兩個線夾子之間得距離不超過１2０ｍm.走線槽得氣管長度應(yīng)合適,不能折彎纏繞與綁扎變形現(xiàn)象，不允許出現(xiàn)漏氣。3、機械安裝需選擇合適工具，按提供模塊零件完成單元裝配，安裝完畢后機械單元部分沒有晃動與松動.執(zhí)行元器件氣缸動作平緩，無強烈碰撞。?(一）工業(yè)機器人工具快換系統(tǒng)得安裝及接線將工具快換系統(tǒng)得法蘭端快換模塊安裝到工業(yè)機器人得第六軸法蘭盤上,銷釘孔對齊;將快換工具涂膠筆與夾爪組裝完成。根據(jù)附件資料與現(xiàn)場提供得工業(yè)機器人工具功能要求，完成法蘭端快換模塊氣路接線，包括鎖定氣路與工具控制氣路。要求正壓氣路用藍色氣管，負壓氣路用透明氣管.通過工作站側(cè)面氣路調(diào)壓閥，將氣路壓力調(diào)整到0、４～０、6MPa，并打開過濾器末端開關(guān),測試氣路連接得正確性,要求：DO信號HandＣhaｎge_Stａｒt為0時快換工具上鋼珠為頂出狀態(tài),DO信號Grip為０時夾爪為松開狀態(tài).根據(jù)功能要求，使用手動工具完成裝配檢測單元得1號與３號裝配檢測工位；根據(jù)功能要求，將１號與3號工位得推動氣缸與升降氣缸位置傳感器、檢測ＬＥD燈、檢測指示燈全部連接到端子排上，要求連接可靠,不允許出現(xiàn)短路與斷路問題。要求附件資料中電磁閥功能定義及編號，完成1號與3號檢測單元各氣缸到閥島得氣路連接，閥島部分得所有氣管均要按工藝要求綁扎。設(shè)備原2號與4號檢測單元得電氣線路與氣路不需要選手重新綁扎。(二）PＬC控制系統(tǒng)得IO接線將工作站切換到手動模式；通過氣動電磁閥上得手動調(diào)試按鈕，確定每個電磁閥得控制邏輯(填入Ｘ號工位升降氣缸或X號工位推動氣缸）；表SEQ表\*ＡRAＢIC1電磁閥控制邏輯序號電磁閥編號控制邏輯1Y1２Ｙ２3Ｙ34Y45Ｙ５6Y6７Ｙ７8Ｙ８根據(jù)附件提供得ＰＬC控制系統(tǒng)IO信號表,完成PLC控制線路接線,接線區(qū)域如REF_Reｆ4７7270５6８\ｈ\*MERGEFOＲMAT圖6所示;圖SＥＱ圖\＊ＡRABIC6PＬC控制線路接線區(qū)域利用操作面板上得觸摸屏得手動界面，對接線進行測試，確認功能正確。注意:競賽開始滿２小時后，可舉手示意現(xiàn)場裁判,申請放棄該任務(wù)中“工業(yè)機器人工具快換系統(tǒng)得安裝及接線”內(nèi)容得得分,由現(xiàn)場技術(shù)人員輔助完成該部分內(nèi)容。從技術(shù)人員操作，開始秒表計時;如果技術(shù)員十分鐘內(nèi)完成,不予以補時;如果技術(shù)員超過十分鐘完成，超出時間根據(jù)實際情況酌情予以補時。任務(wù)二工業(yè)機器人維護及操作通過示教器操作工業(yè)機器人完成工具定義及TCＰ標(biāo)定。(一)工具TCP標(biāo)定利用競賽現(xiàn)場工具箱中提供得涂膠工具,更換為實體尖點(工具箱內(nèi)）后，手動安裝到工業(yè)機器人得工具快換系統(tǒng)得法蘭端模塊上,如REF_Rｅf4７8９10006\h\＊MERGEFＯRＭAT圖7所示；圖7尖點工具創(chuàng)建名稱為“ｔTCP”得工具；設(shè)定其masｓ值為1;通過工作站提供得ＴCP標(biāo)定尖點，定義該工具得ＴCP參數(shù),要求:ｔTＣＰ坐標(biāo)系X軸方向與基坐標(biāo)系得X軸平行,方向相反;ｔTCP坐標(biāo)系Ｙ軸方向與基坐標(biāo)系得Y軸平行，方向相反；ｔＴＣP坐標(biāo)系Ｚ軸方向與基坐標(biāo)系得Z軸平行，方向相同;ＴCP標(biāo)定后工業(yè)機器人系統(tǒng)計算得平均誤差不可大于0、1mm，其值將影響得分;完成標(biāo)定后，手動取下涂膠工具并恢復(fù)原狀，放回工作臺得指定工具支架上。注意:TCP標(biāo)定完成后，在示教器界面出現(xiàn)平均誤差界面時，參賽隊必須舉手示意現(xiàn)場裁判,展示平均誤差值，并由裁判當(dāng)時記錄并留存,參賽隊簽字（場次＋賽位號)確認，否則該項不得分。比賽開始3個小時后不再接受該任務(wù)得評分申請。表SEQ表\＊ARABＩC2工具TＣP標(biāo)定信息序號項目名稱數(shù)值1X2Y3Z4平均誤差（二)工業(yè)機器人得工作原點設(shè)定通過示教器手動操縱工業(yè)機器人，使其姿態(tài)處于安全工作初始姿態(tài),即工作原點，如ＲＥF_Ｒef476３772３8\ｈ\＊MEＲＧEＦＯRMAT圖8所示，并將此點命名為Home,具體要求如下:第１軸關(guān)節(jié)角度為０°；第２軸關(guān)節(jié)角度為0°;第3軸關(guān)節(jié)角度為0°；第4軸關(guān)節(jié)角度為0°；第5軸關(guān)節(jié)角度為+9０°；第６軸關(guān)節(jié)角度為０°;使用MｏveAbsｊ指令記錄Ｈｏｍe點到maｉn程序第一行.圖ＳEQ圖\*AＲABIC8工業(yè)機器人本體得工作原點姿態(tài)(三）離線編程三維環(huán)境搭建1、利用現(xiàn)場提供得測量工具,完成對工作站臺面上所有設(shè)備組件得布局尺寸測量；2、利用競賽現(xiàn)場提供得電腦,打開“ＲoboｔＡｒt競賽版”軟件，根據(jù)實際測量結(jié)果，對三維環(huán)境中得設(shè)備組件進行位置調(diào)整，滿足后續(xù)離線編程應(yīng)用要求；3、工作站原型文件可通過工具欄“工作站”按鈕打開使用，通過工具欄“另存為”按鈕保存到“D：＼技能競賽”文件夾中，文件重命名為“三維環(huán)境"，請勿擅自更改文件后綴。軟件操作過程中注意隨時保存比賽成果；４、完成三維環(huán)境搭建并完成另存為操作后,將“三維環(huán)境”工程文件，再次通過工具欄“另存為"按鈕,保存到“D：＼技能競賽”文件夾中，文件分別重命名為“涂膠編程”、“拆垛編程”，請勿擅自更改文件后綴.任務(wù)三外殼涂膠及產(chǎn)品碼垛(一）外殼涂膠及產(chǎn)品碼垛利用競賽現(xiàn)場提供得電腦,使用“RｏｂotＡrｔ競賽版"軟件,打開任務(wù)一中保存得“涂膠編程”工程文件,完成基于工作站得外殼涂膠工藝離線編程操作.軟件操作過程中注意隨時通過工具欄中得“保存"按鈕對工程文件進行保存。軟件離線編程結(jié)果與工作站實際運行結(jié)果均作為評分要求.起點起點圖SEQ圖\＊ARＡBIC9涂膠軌跡涂膠工藝過程具體要求：在操作面板區(qū)域?qū)⒐ぷ髡厩袚Q到手動模式；工藝過程得起始點為Hoｍe點；工業(yè)機器人自動完成涂膠工具得抓取動作;要求涂膠工具得尖點依次沿涂膠單元(圖９)上得編號為ｅq\o＼aｃ(○，1）、eｑ\o\ac（○,4）、eq\ｏ\ac（○,3)、eq\ｏ\ac（○，5）得軌跡完成涂膠連續(xù)動作;涂膠過程中，要求涂膠工具得尖點始終位于涂膠單元軌跡線槽得中心線,偏離涂膠單元平面上方5mm距離;涂膠工具在涂膠單元上沿涂膠軌跡運動時,要求到每條軌跡得末尾，做3s暫停等待,再繼續(xù)后續(xù)動作；完成涂膠軌跡后,工業(yè)機器人自動完成涂膠工具得放回動作;工藝過程得結(jié)束點為Ｈomｅ點;涂膠過程中工具不可掉落,不得發(fā)生碰撞干涉；完成所有工業(yè)機器人得程序編制后,驗證程序。（二）產(chǎn)品碼垛利用競賽現(xiàn)場提供得電腦,使用“RｏbotAｒｔ競賽版”軟件，在上一任務(wù)中保存在“D：＼技能競賽”中得工程文件里,完成基于工作站得產(chǎn)品碼垛工藝離線編程及后置程序在真機工作站上得驗證應(yīng)用，如RＥF_Ｒef476４77932＼ｈ＼*MERGEFOＲＭAT圖10所示.軟件操作過程中注意隨時通過工具欄中得“保存"按鈕對工程文件進行保存。評分時打開工程文件,首先完成執(zhí)行軟件仿真，后完成工作站運行得演示,僅一次機會。指定得碼垛姿態(tài)如ＲEF_Ref4764７7940\h\＊ＭＥRGEFORＭAＴ圖11所示.圖SＥQ圖\*ＡRAＢＩＣ1０平臺A、平臺B及物料圖SEQ圖\＊ARＡBIＣ１１碼垛姿態(tài)碼垛工藝過程具體要求：工藝過程得起始點為Home點；工業(yè)機器人自動完成夾爪工具得抓取動作;工業(yè)機器人由平臺A拾取物料時，需從平臺A底部拾取，不得從平臺A頂部拾取；工業(yè)機器人在平臺Ｂ碼垛物料時,底層物料擺放姿態(tài)需與圖11左側(cè)圖要求相同,上層物料擺放姿態(tài)需與圖11右側(cè)圖要求相同；碼垛過程中物料不可掉落；工業(yè)機器人自動完成夾爪工具得放回動作;碼垛工序仿真過程中，仿真過程中所有設(shè)備未發(fā)生干涉碰撞報警（安裝工具與抓取物料放置物料發(fā)生得碰撞報警除外），工業(yè)機器人運行軌跡中不出現(xiàn)奇異點、軸限位點及不可達點;工藝過程得結(jié)束點為Home點。任務(wù)四異型芯片分揀與插件結(jié)合視覺檢測組件,通過示教器操作工業(yè)機器人編程,利用吸盤工具，先拆除產(chǎn)品上得芯片,然后再從原料料盤中選取相反顏色得芯片,并安插到安裝檢測平臺得安裝工位上得電子產(chǎn)品PCB板中,其中產(chǎn)品一A04放置在安裝檢測工裝1號工位,產(chǎn)品二Ａ03放置在安裝檢測工裝２號工位,產(chǎn)品三Ａ06放置在安裝檢測工裝3號工位,程序模塊保存為FｅnJｉａn，評分時由現(xiàn)場裁判隨機擺放不同顏色得異形芯片，按照指定位置擺放電子產(chǎn)品PCＢ板與蓋板,采用工作站手動模式、工業(yè)機器人手動模式連續(xù)運行程序完成整個過程得演示，僅一次機會。指定得電子產(chǎn)品ＰCB板芯片要求如REF_Reｆ4763８811７＼ｈ\＊ＭERＧEFＯRＭAT圖12所示。圖SEＱ圖＼＊ARABIC１2電子產(chǎn)品PCB板要求異形芯片分揀與插件得工藝過程要求如下：將工作站切換到手動模式，利用觸摸屏得手動調(diào)試界面完成對工作站編程狀態(tài)得初始化姿態(tài)確定,要求安裝檢測工裝所有工位得安裝平臺全部處于伸出位置、檢測器處于升起狀態(tài)、檢測器燈熄滅;工藝過程得起始點為Home點;將工作站切換到運行模式，按下啟動與自動啟動按鈕后，先對設(shè)備進行自檢，1、2、3、4號工作臺縮回檢測，檢測燈閃爍3s,檢測結(jié)果為紅綠燈1ＨZ頻率交替閃爍，5s后熄滅,設(shè)備恢復(fù)初始化姿態(tài);工業(yè)機器人自動完成吸盤工具得抓取動作；表3?產(chǎn)品目標(biāo)狀態(tài)產(chǎn)品芯片位置芯片類型芯片顏色A041ＣPU藍色２集成電路紅色３電容黃色４電容藍色５三極管黃色利用吸盤工具中得單吸盤完成對異形芯片得拾取，將產(chǎn)品A０6上（由裁判隨機擺放滿）得芯片檢測并記錄該位置得芯片場景，然后將芯片放置到芯片回收料盤；將產(chǎn)品A０4、A０3上（由裁判隨機擺放滿)得芯片檢測,然后將其中符合自身產(chǎn)品要求(產(chǎn)品A04需求如表3,產(chǎn)品A0３與A04需求顏色相反)得芯片放回原位上,不符合要求得芯片優(yōu)先供應(yīng)產(chǎn)品A06(芯片顏色與擺放得相反）,如產(chǎn)品Ａ0６不需要，將多余得芯片放置到芯片回收料盤；檢測完P(guān)ＣB板上得芯片后，再從原料料盤中拾取符合產(chǎn)品要求得芯片重新安裝到產(chǎn)品A03、A０４、A06上,工業(yè)機器人得動作起始位置均為Hｏmｅ點;異形芯片在拾取與插件過程中，不得掉落;異形芯片得顏色檢測通過視覺檢測組件完成,工業(yè)機器人根據(jù)反饋結(jié)果將CＣD檢測ＯK得芯片安裝到ＰCＢ板得指定位置，CCＤ檢測NG得芯片放回原處；完成所有滿足要求得異形芯片得拾取插件工序，要求將異形芯片準確安插到指定電子產(chǎn)品得ＰＣB板得異形芯片位置，芯片方向不做要求，插件順序可自行決定;利用吸盤工具得雙吸盤完成對蓋板得拾??；蓋板在拾取與安裝過程中,不得掉落；將蓋板準確安裝到所有已完成異形芯片插件得電子產(chǎn)品上，安裝順序可自行決定;工業(yè)機器人自動完成吸盤工具得放回動作；工藝過程得結(jié)束點為Home點；完成所有工業(yè)機器人得程序編制后,完成對系統(tǒng)及程序得聯(lián)調(diào)驗證。任務(wù)五電子產(chǎn)品裝配及質(zhì)量檢測通過示教器操作工業(yè)機器人編程,利用鎖螺絲工具與吸盤工具,完成電子產(chǎn)品裝配與質(zhì)量檢測,程序運行起始模塊保存為ZhuaｎgPei,評分時采用工作站自動模式、工業(yè)機器人手動模式，連續(xù)運行程序完成整個過程得演示，僅一次機會。檢測產(chǎn)品得成品區(qū)與回收區(qū)位置如REF＿Ref４76388802\h\＊ＭERGＥFＯＲＭAT圖1３所示。圖ＳEQ圖＼＊ＡRAＢIC１3成品區(qū)與回收區(qū)電子產(chǎn)品裝配及質(zhì)量檢測得工藝過程要求如下:將工作站切換到手動模式，利用觸摸屏得手動調(diào)試界面完成對工作站編程狀態(tài)得初始化姿態(tài)確定，要求安裝檢測工裝所有工位得安裝平臺全部處于安裝位置、檢測器處于升起狀態(tài)、檢測器燈熄滅,工業(yè)機器人動作編程過程中,可以通過手動調(diào)試界面完成相關(guān)得配合動作；工藝過程得起始點為Home點；工業(yè)機器人自動完成鎖螺絲工具得抓取動作；工業(yè)機器人返回工作原點，準備開始鎖螺絲工序;完成對所有電子產(chǎn)品得四角螺絲鎖緊動作,鎖緊順序可自行決定;螺絲鎖緊過程中要求螺絲不得掉落，不得出現(xiàn)工業(yè)機器人運行錯誤或力矩報警,螺絲處于鎖緊狀態(tài)；工業(yè)機器人自動完成鎖螺絲工具得放回動作、吸盤工具得拾取動作;產(chǎn)品完成安裝后,通過工業(yè)機器人與ＰLC得信號通訊，依次逐個完成Ａ03、Ａ０4、Ａ06三個電子產(chǎn)品得檢測工序,并且合格亮綠燈，不合格亮紅燈(合格率5０％）；根據(jù)PLC返回得電子產(chǎn)品得檢測結(jié)果,將檢測為合格得電子產(chǎn)品放置于成品區(qū)，將檢測為不合格得電子產(chǎn)品放置于回收區(qū)；在電子產(chǎn)品放置到相應(yīng)位置后,清除工作臺得檢測結(jié)果。工業(yè)機器人自動完成吸盤工具得放回動作;工藝過程得結(jié)束點為Ｈome點；完成所有工業(yè)機器人得程序編制后，將工作站切換到自動模式，并自動啟動，完成對系統(tǒng)得聯(lián)調(diào)。注意:工作站處于自動運行模式時,工作站正面得安全光柵啟動，觸發(fā)會報警。附件競賽平臺相關(guān)資料競賽平臺工作臺面左側(cè)為電氣接線區(qū)域,如HYPERLINＫ\ｌ”_bｏoｋmaｒk４”圖1４所示,包括PLＣ、繼電器、公共端子臺、電磁閥與線槽,涵蓋了除供電及電源期間得所有控制設(shè)備、電氣接線元件,選手需在此區(qū)域完成相關(guān)得電氣接線操作.圖1４電氣接線區(qū)域為方便拆裝操作,氣路電磁閥集中布置在電氣接線區(qū)域,緊密排列，各電磁閥得功能要求與編號如圖15所示。圖15電磁閥功能定義及編號換工具系統(tǒng)法蘭端氣路接線圖紙工具快換系統(tǒng)氣路接線圖競賽平臺提供了1個整體料架，包括芯片原料料盤、蓋板原料位、產(chǎn)品成品位與HYＰERＬINＫ\ｌ"＿bｏokｍａrk9"芯片回收料盤，如圖所示,其中產(chǎn)品原料料盤與芯片回收料盤對于不同類型得芯片得HYPEＲLIＮK\ｌ＂_boｏｋmａrｋ10"整體料架芯片料盤芯片擺放位置編號競賽平臺提供了４種模擬