第十七届“振兴杯”全国青年职业技能大赛（学生组）工业机器人系统操作员模块一样题

第十七届“振兴杯”全国青年职业技能大赛

工业机器人系统操作员

样

题

主办单位

共青团中央

人力资源和社会保障部

2021年9月

注意事项

选手参加本模块比赛，需要佩戴防护头盔，护目镜，穿着长袖工作服，电工绝

缘鞋，携带必须的工具、仪表和文具方可进行比赛。如果选手未按照要求着装和

佩戴防护用品，则本模块不可参赛，成绩记为零分，并且不得重赛。

选手进入本模块赛场后，需要等待现场裁判员抽签确认本任务书中指定的

要求后方可开始比赛。

模块一：工业机器人系统装调及编程操作

任务1-1：机械零部件装配、安装与调整

竞赛任务要求：

根据附件1快换工装模块机械总装图中的图纸，选手对赛场提供的吸盘夹具、气动手

抓4号工具等模块进行组装。

序号工艺要求

1严格按照装配图的要求将明细栏中每个零件装配到对应位置。

2各装配组件机构运行顺畅，不得有卡滞、异响现象。

3装配过程中不可造成各零部件损伤

4模型组件固定牢靠、不得有松动现象；

5部件安装不可有歪斜现象；

6选手安装的机构组件定位尺寸与布局图尺寸保持一致，误差不超过2mm；

任务1-2：系统电路连接与测试

竞赛任务要求：

1、选手需要根据附件2电控箱电气图、附件3电控箱面板布局图，在竞赛设备的控制

柜面板上安装元器件，在柜内进行配线并对控制柜进行安全测试，并将控制柜与工业机器

人系统通过电气方式连接在一起，电气布线需遵守相关国家规范要求。

序号工艺要求

1隔离开关安装方式和安装位置正确

2按钮及转换开关安装方式和安装位置正确

3指示灯安装方式和安装位置正确

配线要求导线颜色按照规定选用（AC220V使用红色1.5平方毫米软导线，零线

使用浅蓝色1.5平方毫米软导线，地线采用黄绿色1.5平方毫米软导线，+24V

4

使用棕色0.5平方毫米软导线，0V使用蓝色0.5平方毫米软导线，其他使用白

色0.5平方毫米软导线）。

空开的连接导线要求使用U型冷压端子，其余连接导线必须使用管状冷压端子连

5

接，并且成型为圆形或方形，不可压扁

6端子压接牢固，用手轻拉导线铜芯不可和端子脱离。

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7端子压接导线时，端子后端不可露铜。

8端子前端必须可看见导线铜芯，并且铜芯不可超过端子前端1mm。

9所有导线必须走行线槽，没有飞线，行线槽上盖板完整。

10所有导线进入器件必须连接牢固，用手轻拉不可脱落。

11器件的每一个端子上连接导线不可超过2根以上。

12器件上连接单根导线时，导线应该从接线柱左侧接入，不可从右侧接入。

器件上连接两根导线时，导线可以使用并线端子，也可以使用两个端子，分别从

13

接线柱两侧接入。不同截面的两根导线不得接在同一端子。

14所有导线在行线槽内留长合理，不可回绕，不可牵扯。

15导线整理时，导线从端子进入线槽视觉上应该直入直出，不可交叉。

16所有导线要求按图纸进行标识

2、选手需要对配电盘进行安全测试，并将配电盘与工业机器人通过电气方式连接在一

起。

（1）安全测试主要是目视检查和电阻检查。

（2）安全测试前请不要盖上线槽盖，所有导线需要入槽，线槽中导线没有断头接续现

象，完成接线后请裁判员进行监督评测。

（3）目视检查主要检查选手是否有导线悬置。

（4）电阻检查主要是检查选手接线是否有短路现象，由选手使用万用表检查电路中的

总电阻（+24V和0V之间），在各个主令开关器件动作的情况下是否有短路现象。

（5）安全测试结束后，选手需要盖好线槽盖，然后可以通电进行后续工作。

注意：安全测试不排除选手通电后因为接线错误，由于继电器动作，由继电器触点引

发的电源短路故障。如果发生此类现象，选手不可继续进行工作，本模块比赛结束，由技

术人员进行评估设备是否会影响后续比赛。

测试项目安全测试内容

测试前选手将工作区域内工作台面和地面进行清理，无跌倒和绊倒

的可能性。

目视

选手不能盖上线槽盖，配电盘无导线悬置，线槽中导线没有断头接

续现象。

L线和N线之间直接测试无短路。

隔离开关动作，QF1闭合，5L线和5N线之间直接测试无短路。

仪表检查

隔离开关动作，QF2闭合，6L线和6N线之间直接测试无短路。

+24V和0V之间测试无短路。

隔离开关进线端电压值

接通隔离开关，QF3闭合，直流电源输入端电压值

上电前检测直流电源输出端电压值，PLC电源指示灯正常工作

PLC输入信号连接正确

PLC输出信号连接正确

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任务1-3：系统气路连接与测试

竞赛任务要求：

根据附件4模块气路图完成输送线模块、快换工装模块的气路连接。

序号工艺要求

1气路连接正确

2气管端口剪切平齐，与气管接头连接紧固，所有的气动连接处不得发生泄漏。

3所有气管都必须使用线缆托架进行固定。

气管绑扎每隔60±5mm间距，绑扎电缆和气管必须分开绑扎，间隔均匀，整体美

4

观；

5不得因为气管折弯、扎带太紧等原因造成气流受阻。

6气管不得从线槽中穿过（气管不可放入线槽内）

7气管长度适中，运行期间，不允许气管与驱动器、线缆或工件间发生接触。

任务1-4：工业机器人示教编程与调试

竞赛任务要求：

选手需要根据工业机器人工作任务要求对工业机器人进行编程，使工业机器人完成规

定的工作任务。

（1）建立码垛盘的工件坐标BASE111

（2）标定机器视觉模块，设置机器视觉参数，机器视觉与工业机器人之间要求采用以

太网通讯方式，机器视觉用于检测托盘的形状、颜色以及托盘相对于码垛模块标识线的旋

转角度。

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图1-1托盘标识图1-2码垛模块标识线

（3）在手动模式下，将工业机器人按下列要求调整机器人姿态，并定义为原点。

表1工业机器人原点姿态

轴序号机器人姿态轴序号机器人姿态

（KUKA）（ABB）

轴10°轴10°

轴2-90°轴20°

轴3+90°轴30°

轴40°轴40°

轴50°轴50°

轴60°轴60°

（4）在手动模式下，手动示教工业机器人在输送线模块抓取托盘、在机器视觉检测区、

在码垛区放置托盘等不同位置的姿态。

工作流程

按照图示建立码垛盘的工件坐标，标识为BASE111，该工件坐标与实物坐标

1

一致。

2手动示教工业机器人运行至快换区，装配气动手抓4号工具。

手动示教工业机器人运行至输送线模块抓取位，工业机器人输出到位信号

3

（绿色指示灯亮1s后灭）。

4手动示教工业机器人抓取托盘。

手动示教工业机器人至视觉检测位置，工业机器人输出到位信号（绿色指示

5

灯亮1s后灭）。

手动示教工业机器人至码垛区放置位，工业机器人输出到位信号（绿色指示

6

灯亮1s后灭）。

7手动示教工业机器人放置托盘。

手动示教工业机器人回到原点姿态，工业机器人输出到位信号（绿色指示灯

8

亮常亮）。

在评判过程中，要求示教器位于手动模式，系统处于手动模式，不允许调整机器人姿

态，如果工业机器人运行过程发生碰撞，评判结束。演示过程中有某一步骤错误，则后续

步骤不再评分。

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任务1-5：系统自动运行

竞赛任务要求：

自动模式下，系统的初始状态如下：

1）在输送线模块的供料机构中手动放置不同类型的托盘；

2）工业机器人在原点，第6轴末端无工装模块；

3）码垛模块码盘上托盘码垛区为空，物料区有六个不同类型的物料；

4）气动抓手4号工具和吸盘工具在快换工装支架上。

在初始状态下，按下启动按钮，输送线模块供料机构推出托盘，工业机器人分别抓取

托盘送到机器视觉检验区进行检测，根据表2中要求的颜色、形状及角度，工业机器人分

别将不同托盘放置在指定位置。

表2托盘放置要求说明表

放置角度

托盘类型放置区域

红色蓝色

圆形210°200°1

菱形240°230°2

三角形270°260°3

梯形150°160°4

正方形120°130°5

星形90°100°6

托盘放置完成后，工业机器人分别将不同形状的物料放置在对应形状的托盘内。

工业机器人的附件轴要求根据工艺流程进行自动控制。

工作流程

电源通电，手动将工业机器人运行至原点，SW2选择自动工作模式，按下启

1动按钮SB1，输送线模块供料，将托盘送至传送带抓取位，工业机器人移至

快换工装区自动安装气动手抓4号工具。

工业机器人运行至输送线模块的抓取等待位，等待位要求在抓取位的正上

2

方；

3工业机器人抓取托盘；

4工业机器人将托盘移至视觉检测区，检测托盘的类型、颜色和角度；

工业机器人将托盘移至码垛盘的放置等待位，等待位要求在放置位的正上

5

方；

6工业机器人按指定的角度和区域放置托盘；

7工业机器人更换吸盘工具；

8工业机器人移至码垛模块物料区域的抓取等待位；

9工业机器人吸取物料；

10工业机器人移至托盘的正上位位置；

11工业机器人根据托盘的角度旋转物料的角度；

12工业机器人放置物料；

13工业机器人更换气动手抓4号工具；

14当输送线模块抓取位有托盘时，工业机器人继续抓取托盘；

15当输送线模块抓取位无托盘时，工业机器人移至快换工装区卸下工装模块，

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回到原点姿态等待；

当工业机器人运行过程中，按下停止按钮SB3，工业机器人立即停止运行，

16手动将工业机器人运行至原点，按下启动按钮SB1，工业机器人重新开始执

行任务。

在评判过程中，系统处于自动模式时，要求示教器处于外部自动模式，除手动复

位机器人至原点姿态的操作外，不允许调整机器人姿态，如果工业机器人运行过程发生碰

撞，评判结束。演示过程中有某一步骤错误，则后续步骤不再评分。

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0123456789

AA

+GM

-SW1

-XT51L3L12L12L12

BB

-XT52N3N7N7N7

电源进线20A

-XT4

1

PE

CLNPEC

1231

-XP1-QF1-QF2-QF3

6A3A3A2

此框内已完成电路连接，不需选手配线！

L13N8L15N9L17

D-FU1-FU2-FU3D

RT18-32/1PRT18-32/1PRT18-32/1P

-XT42

L18VC1.PE

LPEN

-VC13

5A

E+V-VE

VC1.+VVC1.-V

L14L16-XT11