机械行业职业教育技能大赛-“润泽杯”工业机器人系统应用编程技术 赛题样题

北京润泽智造科技有限公司“润泽杯”工业机器人系统应用编程技术“润泽杯”工业机器人系统应用编程技术重要说明1.比赛时间210分钟。105分钟后，选手可以弃赛，但不可提前离开赛位场地，需要在赛位指定位置，与比赛设备隔离。2.比赛共包括5个任务，总分100分，见表1。表1：任务配分表序号名称配分说明1任务一：智能传感器的安装与调试172任务二：工业机器人的安装与调试153任务三：视觉系统的安装调试104任务四：智能传感器单元综合编程225任务五：规定零件的装配运行36合计1003.除表中有说明外，限制各任务评判顺序、不限制任务中各项的先后顺序，选手在实际比赛过程中要根据赛题情况进行操作。4.比赛过程中，若发生危及设备或人身安全事故，立即停止比赛，

将取消其参赛资格。5.比赛所需要的资料及软件都以电子版的形式保存在工位计算机里指定位置E:\ZL\。6.竞赛平台系统中主要模块的IP地址分配如下表2所示。

表2：IP地址分配表序号名称IP地址备注1主控PLC192.168.8.102主控HMI触摸屏192.168.8.113RFID模块192.168.8.124视觉相机192.168.8.135工业机器人192.168.8.156编程计算机192.168.8.997监控摄像头192.168.8.307.竞赛涉及的零件包括4种，如下图所示，从左到右依次为底座、内核、上盖、干扰件。8.竞赛平台系统中立体仓库行列定义上方为第1行，下方为第2行，靠近视觉模块由近到远依次是第1列、第2列、第3列。9.选手对比赛过程中需裁判确认部分，应当先举手示意，等待裁判人员前来处理。10.参赛选手在竞赛过程中，不得使用U盘。11.选手在竞赛过程中应该遵守相关的规章制度和安全守则，如有违反，则按照相关规定在竞赛的总成绩中扣除相应分值。12.选手需要自带工具、在比赛开始前，需要统一检查工具箱，比赛开始后选手不得以任何理由借调工具。13.赛题中要求的备份和保存在电脑中的文件，需选手在计算机指定文件夹E:\2021QZ1\中命名对应文件夹（赛位号+SJ，赛位号+PLC）。赛题中所要求备份的文件请备份到对应到文件夹下，即使选手没有任何备份文件也要求建立文件夹。14.需要裁判验收的各项任务，任务完成后裁判只验收1次，请根据赛题说明，确认完成后再提请裁判验收。15.选手严禁携带任何通讯、存储设备及技术资料，如有发现将取消其竞赛资格。选手擅自离开本参赛队赛位或者与其他赛位的选手交流或者在赛场大声喧哗，严重影响赛场秩序，如有发生，将取消其参赛资格。16.选手必须认真填写各类文档，竞赛完成后所有文档按页码顺序一并上交。17.选手必须及时保存自己编写的程序及材料，防止意外断电及其它情况造成程序或资料的丢失。18.赛场提供的任何物品，不得带离赛场。

“润泽杯”工业机器人系统应用编程技术竞赛项目任务书

任务1：智能传感器的安装与调试任务描述：按照重要说明里的IP地址分配表，对计算机、PLC、触摸屏、视觉相机、RFID读写器进行网络参数配置，实现各设备之间的互联互通；正确配置立体仓库、变位机以及井式供料的电气连接，实现立体仓库的传感器信号正常接收，变位机以及井式供料的气缸正常控制使用。网络参数配置通过编程计算机的网络与Internet页面正确配置指定IP地址，实现编程计算机与其他设备的互联互通。通过视觉软件正确配置指定IP地址，实现视觉相机与其他设备的互联互通。通过RFID配置软件正确配置指定IP地址，实现RFID读写器与其他设备的互联互通。通过海康威视配置软件正确配置视频盒为指定IP地址，实现监控摄像头的正常显示与监控存储。智能传感器的安装调试通过正确连接立体仓库的信号线，完成仓库信号的电气连接，并能够在触摸屏上正确显示出来。通过对变位机气缸以及井式供料气缸的电磁阀电气连接，完成模块气缸夹紧松开的正确控制，能够通过触摸屏界面完成对气缸的正确控制。序号具体要求1网络参数配置；（1）计算机的IP地址设置正确；（2）视觉软件及视觉相机IP地址正确。（3）RFID读写器IP地址配置正确；（4）监控摄像头视频盒IP地址配置正确，能够在电脑端显示监控画面并录像。2智能传感器的安装调试；（1）正确将立体仓库的信号线连接到正确的端子处，能够将立体仓库有无料的工件信息在触摸屏上显示出来；（2）正确将井式供料模块与变位机模块的电磁阀的电气部分正确连接，能够通过触摸屏对对应的气缸进行控制；完成任务1后，举手示意裁判进行评判！

任务二：工业机器人的调试和编程任务描述：根据现场提供的部件，进行工业机器人快换装置、气动部件等外部设备的安装与调试，进行工业机器人与变位机、转台、传送带、立体仓库等设备之间动作的编程和调试。（一）完成工业机器人快换装置及夹具的安装与调试（1）完成工业机器人快换装置的安装与调试,包括机器人侧快换装置、工具侧快换手爪、气路等安装与调试，通过示教器实现工具侧快换的吸合松开控制以及手抓气缸的夹紧松开的控制。（2）完成智能传感器单元互连互通构架中机器人网络硬件连接，能够通过示教器完成变位机以及转台的转动控制。（二）机器人示教编程及调试编写工业机器人示教程序、PLC及HMI界面程序，完成：（1）工业机器人在传送带与变位机之间上下料的示教编程与调试；（2）工业机器人在立体仓库与转台之间上下料的示教编程与调试；测试工件分别摆放于立体仓库（1,1）仓位，传送带末端、机器人工具侧快换手爪放置于快换工作台上。机器人示教编程及调试具体要求如表2-1所示。

表2-1机器人示教编程及调试具体要求表序号具体要求1正确实现立体仓库与转台之间上下料；（1）示教编程工业机器人在立体仓库与转台之间的取放程序；（2）通过在PLC端HMI上选取立体仓库中（1,1）仓位的底座零件和仓库取料按钮，机器人能够从立体仓库正确取出工件。（3）通过在PLC端HMI上转台放底座按钮，机器人能够正确放置到转台放件位置；2正确实现传送带与变位机之间上下料；（1）示教编程工业机器人在传送带与变位机之间的取放程序；（2）通过在PLC端HMI上选取传送带取料按钮，机器人能够从传送带末端正确取出干扰件零件。（3）通过在PLC端HMI上变位机放料按钮，机器人能够正确放置到面向机器人倾斜15度的变位机位置,并能夹紧；HMI参考画面：（画面仅供参考，实现任务功能即可）完成任务2后，举手示意裁判进行评判！

任务三：视觉系统的安装调试任务描述：根据现场提供的视觉软件，进行视觉系统的安装与调试，能够在传送带末端识别出零件的颜色、角度、类型，并建立与PLC的通讯连接，讲识别数据发送给PLC并在HMI画面上显示出来。序号具体要求1完成视觉系统的零件识别（1）通过视觉软件的调试，能够在视觉软件的运行界面对两种测试零件的颜色、类型、角度进行识别并显示。颜色为红色或蓝色；类型为上盖或干扰件。2完成视觉系统与PLC的通讯连接；（1）通过视觉软件与PLC以及触摸屏的配置编程，能够将视觉软件识别出的颜色、类型、角度显示在HMI上。颜色为红色或蓝色；类型为上盖或干扰件。HMI参考画面：（画面仅供参考，实现任务功能即可）完成任务3后，举手示意裁判进行评判！任务四：智能传感器单元综合应用编程任务描述：基于PLC控制系统完成智能传感器单元主要设备间的互联互通、编程和调试，实现智能传感器单元中各设备的安全、协调运行。RFID标签信息编码规则如下：1.场次定义：A、B、C、D、E、F；2.零件状态定义：00：未入库01：毛坯02：已使用（一）主控PLC与智能制造单元主要设备之间的互联编写工业机器人示教程序、PLC及HMI测试界面程序，实现主控PLC、RFID、变位机、转台、传送带、立体仓库、机器人之间的连接和通信调试。主控PLC与智能传感器单元主要设备之间的互联具体要求如表4-1所示。表4-1主控PLC与智能传感器单元主要设备之间的互联具体要求表序号具体要求1调试主控PLC与RFID读写器之间的连接；（1）手动将带有RFID标签的工件放置到RFID读写器上，通过HMI的RFID读写界面依次写入（场次A，毛坯）、（场次C，未入库）、（场次E，已使用）的信息；（2）切换到读卡模式，对写完的零件倒序进行RFID信息读取，验证是否写入成功。2调试主控PLC与变位机之间的连接；（1）编写变位机的主控PLC测试程序，将变位机水平位置设置为零点，变位机面向机器人的一侧为正方向。

（2）通过HMI上的变位机正转按钮，按下变位机正转，松开变位机停止。通过HMI的变位机反转按钮按下变位机反转，松开变位机停止。（3）能够分别通过HMI上的-15度位置按钮、0度位置按钮、15度位置按钮，控制变位机依次旋转至-15度、0度、15度位置，变位机面向机器人的一侧为正方向。3调试主控PLC与转台之间的连接；（1）编写转台的主控PLC测试程序，将转台的顺时针方向设置为正向。（2）通过HMI上的转台正转按钮，按下转台正转，松开转台停止。通过HMI的转台反转按钮，按下转台反转，松开转台停止。（3）能够分别通过HMI上的转台旋转按钮位置，控制转台正向旋转60度。4调试主控PLC与传送带的连接；通过HMI上的传送带开启按钮与停止按钮，手动控制传送带的启动与停止。5调试主控PLC与立体仓库之间的连接；编写立体仓库有无料状态检测的主控PLC测试程序，实现立体仓库6个仓位的有无料状态读取，状态信息显示到HMI上。6调试主控PLC与机器人之间的连接；实现机器人模式状态的信息读取，模式信息（T1/T2/EXT/AOTU）显示到HMI上。完成任务4后，举手示意裁判进行评判！

任务五：规定零件的装配流程运行任务描述：通过智能传感器单元的综合编程和调试实现指定零件的自动抓取、自动识别、自动处理、自动装配的全自动化流程。主控PLC的编程与装配流程要求如表5-1所示。表5-1主控PLC的编程与调试具体要求表序号具体要求1通过智能传感器单元编程和调试实现如下装配流程：（1）正确放置零件位置：将底座零件摆放到立体仓库（1，1）仓位，将内核零件摆放到立体仓库（2，2）仓位，将干扰件零件，上盖零件按照顺序依次放入井式供料的料仓中；（2）恢复变位机至水平状态，变位机气缸为打开状态；（3）恢复机器人至HOME点并取下手爪放置在手爪支架上，机器人进入自动模式；（4）通过HMI的流程启动按钮启动装配流程；（5）机器人自动抓取弧口手爪（6）机器人从仓库（1，1）抓取底座零件，先进行RFID写操作，将RFID的标签内的信息更新为已使用状态；（7）机器人将底座零件放置在转台新仓位中；（8）机器人更换直口手爪；（9）机器人从仓库（2，2）抓取内核零件，并放置到转台的第二个底座零件内，机器人退回；（10）井式供料将干扰件零件推出至传送带

（11）传送带启动将上盖零件运送至转送带末端后自动停止；（12）视觉相机拍照识别零件颜色与角度，并在HMI上显示出来；（13）机器人更换弧口手爪；（14）机器人从传送带上取走干扰件零件；（15）变位机旋转至15度位置；（16）机器人将干扰件放置到变位机上并夹紧，机器人退回；（17）变位机旋转至-15度位置；（18）井式供料将上盖零件推出至传送带；（19）传送带启动将上盖零件运送至转送带末端后自动停止；（20）视觉相机拍照识别零件颜色与角度，并在HMI上显示出来；（21）机器人从传送带上取走上盖零件；（22）将上盖零件装配到转台的零件上，机器人退回；（23）机器人将手抓放置到手爪支架上，并返回HOME点位置；完成任务5后，举手示意裁判进行评判！

本项目提供的文档和资料（一）PLC程序、机器人变量表PLC程序、HMI程序、机器人变量表在E:\ZL\目录下。（二）文件目录：竞赛过程和结束后选手将结果文件保存在相应的文件夹内。路径如下：E:\2021QZ1\比赛结束保存全部比赛结果文件，包括PLC程序、视觉程序项目。

附录1：评分标准工业机器人系统应用编程技术竞赛项目满分为100分。其中智能传感器的安装与调试17分、工业机器人的调试和编程15分、视觉系统的安装调试10分、智能传感器单元综合应用编程22分、规定零件的装配运行36分。具体评分细则如表1、表2所示。表1任务评分占比竞赛内容分值评分方法审核方法公布方法智能传感器的安装与调试17现场根据评分表评分参赛选手、现场评分裁判、监督签字大赛执委会公布工业机器人的调试和编程15现场根据评分表评分参赛选手、现场评分裁判、监督签字大赛执委会公布视觉系统的安装调试10现场根据评分表评分参赛选手、现场评分裁判、监督签字大赛执委会公布智能传感器单元综合应用编程22现场根据评分表评分参赛选手、现场评分裁判、监督签字大赛执委会公布规定零件的装配运行36现场根据评分表评分参赛选手、现场评分裁判、监督签字大赛执委会公布

表2评分细则工业机器人系统应用编程技术综合应用编程任务评分表场次号___________工位号____________开始时间___________结束时间___________序号考核要点考核要求配分评分标准得分得分小计一智能传感器的安装与调试17分1.编程计算机IP地址配置正确2计算机IP地址错误扣2分2.视觉相机IP地址配置正确2视觉相机IP地址错误扣2分3.RFID读写器IP地址配置正确2RFID读写器IP地址错误扣2分4.监控视频盒IP地址配置正确2监控视频盒IP地址错误扣2分5.能够通过电脑屏幕获取实时监视画面2电脑屏幕无法监控画面扣2分6.触摸屏画面能显示立体仓库有无料信息。3每错一个扣0.5分扣完为止7.通过触摸屏能够正确控制变位机气缸2无法正确控制扣2分8.通过触摸屏能够正确控制井式供料气缸2无法正确控制扣2分二工业机器人的调试和编程15分1.工业机器人快换装置能够通过示教器控制正常吸紧和松开1吸紧、松开错误各扣0.5分2.工业机器人手爪能够通过示教器控制正常夹紧和松开1夹紧、松开错误各扣0.5分3.能够通过机器人示教器完成变位机的转动控制2变位机无法转动扣2分4.能通过机器人示教器完成转台的转动控制2转台无法转动扣2分5.通过在PLC端HMI上选取立体仓库中（1,1）仓位的底座零件和仓库取料按钮，机器人能够从立体仓库正确取出工件2物料掉落、库位错误各扣1分6.通过在PLC端HMI上转台放底座按钮，机器人能够正确放置到转台放件位置2物料掉落、库位错误各扣1分7.通过在PLC端HMI上选取传送带取料按钮，机器人能够从传送带末端正确取出干扰件零件2无法取出、无法放置各扣1分8.通过在PLC端HMI上变位机放料按钮，机器人能够正确放置到倾斜15度的变位机位置,并能夹紧3机器人无法放料、变位机无法倾斜、气缸无法夹紧各扣1分三视觉系统的安装调试10分1.能够在视觉软件的运行界面对两种测试零件的颜色进行识别并显示，颜色为红色或蓝色2无法识别红色、蓝色各扣1分2.能够在视觉软件的运行界面对两种测试零件的类型进行识别并显示，类型为上盖或干扰件2无法识别上盖、干扰件各扣1分3.能够在视觉软件的运行界面对上盖零件的角度进行识别并显示1无法显示角度扣1分4.能够将视觉软件识别出的颜色显示在HMI上。颜色为红色或蓝色2触摸屏无法显示红色、蓝色各扣1分5.能够将视觉软件识别出的类型显示在HMI上，类型为上盖或干扰件2触摸屏无法显示上盖、干扰件各扣1分6.能够将视觉软件识别出的角度显示在HMI上1触摸屏无法显示角度扣1分四智能传感器单元综合应用编程1.能够通过HMI控制RFID的手动读写，HMI上显示的三个零件的信息正确2读取和写入正确各占1分，其中每错一个零件扣0.5分扣完为止2.够通过HMI上的变位机正转按钮，按下变位机正转，松开变位机停止。正转方向为向机器人方向转动。2转动起停错误、方向错误各扣1分3.通过HMI的变位机反转按钮按下变位机反转，松开变位机停止。反转方向为背向机器人方向转动。2转动起停错误、方向错误各扣1分4.通过HMI上的-15度位置按钮控制变位机旋转至-15度位置，变位机面向机器人的一侧为正方向。2转动角度错误、方向错误各扣1分通过HMI上的0度位置按钮控制变位机旋转至0度位置，即变位机水平位置。2转动角度错误、气管发生缠绕各扣1分通过HMI上的15度位置按钮控制变位机旋转至15度位置，变位机面向机器人的一侧为正方向。2转动角度错误、方向错误各扣1分通过HMI上的转台正转按钮，按下转台正转，松开转台停止。面向转台顺时针方向为正方向2转动起停错误、方向错误各扣1分通过HMI的转台反转按钮，按下转台反转，松开转台停止。面向转台顺时针方向为正方向2转动起停错误、方向错误各扣1分通过HMI上的转台旋转按钮位置，能够控制转台正向旋转60度。面向转台顺时针方向为正方向2转动角度错误、方向错误各扣1分通过HMI上的传送带开启按钮与停止按钮，手动控制传送带的启动与停止。2启动、停止错误各扣1分HMI的画面上机器人模式信息（T1/T2/EXT/AOTU）显示正确2每个模式错误扣0.5分五规定零件的装配运行36分正确放置零件位置：将底座零件摆放到立体仓库（1，1）仓位，将内核零件摆放到立体仓库（2，2）仓位，将干扰件零件，上盖零件按照先后顺序依次放入井式供料的料仓中；1每错一个位置扣0.5扣完为止恢复变位机至水平状态，变位机气缸为收缩状态1无法水平状态、气缸无法收回各扣0.5分恢复机器人至HOME点并取下手爪放置在手爪支架上，机器人进入自动模式2机器人未在HOME点、机器人未处于自动模式各扣1分通过HMI的流程启动按钮启动装配流程，机器人能够动作2机器人无法动作扣2分机器人自动抓取弧口手爪2手爪掉落、手爪类型错误各扣1分机器人从仓库（1，1）抓取底座零件，先进行RFID写操作，将RFID的标签内的信息更新为已使用状态2库位错误、信息未更新各扣1分转台旋转60度后，机器人将底座零件放置在转