第十七届山东省职业院校技能大赛机器人系统集成应用技术样题3教师赛.docx

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2024年山东省职业院校技能大赛

高职组“机器人系统集成应用技术”赛项

竞赛任务书（教师赛）

样题3

选手须知：

本任务书共25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。

参赛队应在5小时内完成本任务书规定内容。

竞赛工位提供2台计算机，参考资料存储在“D:\参考资料”文件夹中。选手在竞赛过程中利用计算机创建的程序文件必须存储到“D:\技能竞赛”文件夹中，未存储到指定位置的程序文件不作为竞赛成果予以评分。请及时对程序文件存储，建议每10-15分钟1次。

任务书中只允许填写竞赛相关信息，不得出现学校、姓名等与身份有关的信息或与竞赛过程无关的内容，否则成绩无效。

由于参赛选手人为原因导致竞赛设备损坏，以致无法正常继续比赛，将取消参赛队竞赛资格。

选手在比赛期间任何时间，均不得损毁、丢弃或赛后带离与比赛相关的材料、工具、图纸、程序、文件等相关资料，否则取消选手比赛资格，比赛成绩以零分计。

竞赛过程中违反相关规定的，根据评分表中扣分项目进行违规扣分。

场次号：赛位号：

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任务背景：机器人系统集成需求及产品生产要求

背景介绍

企业需要对现有机器人系统进行集成，以满足产品零件的生产单元升级改造和不同类型产品零件的共线生产。以智能制造技术为基础，在现有设备单元的基础上，结合工业机器人、视觉、数控系统、RFID等设备，实现柔性化生产；选用工业以太网通讯方式完成设备端的控制和信息采集，利用人机交互系统、MES系统完成对生产全流程的监控和优化，实现智能化生产；请根据具体任务要求和硬件条件，完成机器人系统的单元改造的集成设计、安装部署、编程调试，实现试生产验证。

生产对象

生产对象为汽车行业的轮毂零件，是完成粗加工后的半成品铸造铝制零件。轮毂零件在其正面、背面布置有定位基准、RFID电子信息区域、零件缺陷表征区域、数控加工区域等。

（1）产品零件在应用平台各单元中通过轮廓和定位基准实现准确定位，正面背面定位方式相同。

（2）产品的拾取须采用指定专用工具实现，如产品的正面拾取与背面拾取，均须采用不同的工具实现相应功能。选手可根据不同功能要求自行选择合理的工具，并完成相关任务。

（3）下图为所示加工零件图

图1加工零件图示

职业素养

竞赛过程中，对参赛选手的技术应用合理性、工具操作规范性、机械电气工艺规范性、耗材使用环保性、功耗控制节能性以及赛场纪律、安全和文明生产等职业素养进行综合评价，采用扣分制。

模块一机器人系统方案设计和仿真调试（40分）

任务1系统方案设计和仿真调试（30分）

1.1系统方案设计

（1）根据产品生产工艺流程，结合所提供的硬件单元尺寸和功能，合理设计各单元的布局分布。

（2）绘制布局方案：在任务书附件一上绘制系统布局方案一份，要求各单元用框图表示并用文字标识，比例适当。

（3）据产品生产工艺流程，结合提供的硬件单元功能，合理设计控制系统结构。

（4）绘制控制系统通讯拓扑结构图：在任务书附件二上绘制控制系统方案，要求各功能单元的远程IO模块必须连接到总控单元的PLC上，通过连线体现出所有网络通信设备的连接情况，并注明设备名称、通讯方式和通讯地址。

1.2系统仿真搭建

（（1）根据系统布局方案设计结果，在虚拟调试软件中，搭建工业机器人、数控、工具、仓储、分拣、检测、打磨等组成的机器人集成应用系统。

（2）在虚拟仿真系统中，定义仓储单元2号、5号工位的光电传感器，使其具备传感器检测功能，可以检测对应工位上的产品零件，并关联对应变量。

在虚拟仿真系统中，定义仓储单元2号、5号工位的红、绿指示灯颜色状态，要求仓位有料显示绿色，无料显示红色，关联对应变量。

在虚拟仿真系统中，定义仓储单元2号、5号托盘状态机。在模型“场景”下，找到“仓储-托盘2”和“仓储-托盘5”装配体，定义为状态机，命名为“仓储-托盘2状态机”和“仓储-托盘5状态机”，设定状态机运动模式为“平移”，运动最小值“0mm”，最大值“125mm”，方向与实际气缸运动方向一致；设定两个状态，状态1为缩回状态，运动时间0s，关节值0mm，状态2为伸出状态，运动时间1s，关节值125mm。

在虚拟仿真系统中，定义加工单元前门状态机。在模型“场景”下，找到“加工-左侧滑动门”装配体，对装配体部件进行重命名，并且定义为状态机，命名为“加工-左侧滑动门状态机”，设定状