2017年中国技能大赛——第二届全国工业机器人技术应用技能大赛
工作站应用与调试任务（样题）
选手须知：工位号：
1、任务书共13页，如出现任务书缺页、字迹不清等问题，请及时向裁判申请更换任务书。
2、本场比赛为实操部分第二阶段比赛，包含任务三和任务四，时间为6小时；选手在竞赛过程中创建的程序文件必须存储到“D:\技能大赛\工位号”文件夹下。
3、选手提交的试卷不得出现学校、企业、姓名等与身份有关的信息，否则成绩无效。
4、由于操作不当等原因引起工业机器人及I/O组件、智能视觉系统、PLC、伺服电机及驱动器的损坏，将依据扣分表进行处理。
5、在完成任务过程中，请及时保存程序及数据。
任务描述：
现公司新装配完成一套多品种物料转运码垛智能工作站，需要调试工程人员的您完成设备的调试工作，并优化程序流程及工艺，提高工作效率和工作质量。设备功能如下：
1、设备具有手动模式和自动模式两种工作模式（通过操作面板上的手动/自动旋钮切换）；
2、手动模式下：
（1）通过示教器控制四轴工业机器人自动完成多品种物料的转运操作；
（2）通过示教器控制六轴工业机器人自动完成规定尺寸图形绘制和物料转运码垛；
（3）通过触摸屏按钮控制伺服电机旋转（方向、角度、速度），并且能在触摸屏上显示转盘的实时角度；同时触摸屏实时显示六轴已转运完成的物料颜色。
（4）手动点击视觉检测系统面板上的检测按钮，能在屏幕上显示正确的颜色结果。
3、自动状态下：
（1）按下急停按钮，所有信号均停止输出，放松急停按钮，复位指示灯以1Hz频率闪烁，按下复位按钮，复位灯常亮，使用示教器启动两个工业机器人并回安全点，夹具松开，转盘回0度位置，复位灯灭，启动按钮指示灯以1Hz频率闪烁；
（2）按下启动按钮后，启动按钮指示灯常亮，启动四轴工业机器人完成物料转运操作；同时六轴工业机器人根据任务书要求选择合适的夹具在画图板上绘制预定的图形；
（3）转盘顺时针旋转180度，且六轴工业机器人完成规定图形绘制后，六轴工业机器人选择合适的夹具，抓取物料放在指定位置（根据颜色区分）；同时，在料盘有料的前提下，四轴工业机器人在另一工位完成转运操作；
（4）转盘顺时针旋转180度，重复上述动作；
（5）完成12个物料的转运码垛后，一个工作流程结束，启动按钮指示灯熄灭，停止按钮指示灯常亮。
注意：
1、工业机器人示教编程时，机器人运行速度最高不得超过30%；
2、工业机器人自动运行时，机器人运行速度，由选手自行优化。
任务三：基于工业机器人系统应用的编程及调试
注：运行时，注意自身以及设备安全，上电前确保电源正常。
（一）编程调试及运行前准备：
1、将物料按照图1所示位置和颜色摆放到零件库内；
图1料盘物料布局
2、将环形装配检测机构的工件清空，将绘图板更换上新的B4纸张；
3、四轴工业机器人和六轴工业机器人各轴均处于安全位置。
（二）各模块编程及调试要求：
1、四轴工业机器人程序编写及位置示教
（1）设置通信地址为：192.168.1.25。
（2）站类型：Modbus-TCP从站。
注：四轴工业机器人编程需要登录管理模式，密码为:000000（六个0）。
2、六轴工业机器人程序编写及位置示教
（1）通信地址已设置为：192.168.1.26。
（2）站类型：Modbus-TCP从站。
注：六轴工业机器人通过示教器设置参数时，需通过系统信息中的用户权限，选择出厂设置，密码为：999999（六个9）。
3、完成伺服驱动器的参数配置。
伺服电机与转盘之间的减速机，减速比为1:50。
伺服驱动器参数已恢复为出厂设置，根据任务要求修改相应的参数，完成控制要求，并与PLC进行Can Link通信。
要求：
（1）设置Can link地址为：8。
（2）站类型：Can link从站。
4、视觉系统的程序编写与调试
根据任务要求完成视觉程序的编写，能够识别物料颜色，可通过视觉检测系统界面上的“检测”按钮验证颜色，并通过现场总线传送到PLC中。
要求：
（1）设置视觉检测通信地址为192.168.1.27。
（2）通信方式为Modbus-TCP。
（3）站类型：Modbus-TCP从站。
5、触摸屏程序的编写与调试（触摸屏所需图片以及图库已放到“D:\技能大赛\”文件夹内，根据情况自行使用）根据任务要求完成触摸屏程序的编写，触摸屏包含三个画面，分别为主页面、转盘控制页面和图形页面，分别如图2、图3、图4所示。能够完成不同页面的切换，启动按钮、停止按钮、
复位按钮、急停按钮的全部功能，实时显示转盘角度，在线修改转盘速度，实现转盘顺时针点动和逆时针点动（点动是指按下对应按钮后转盘保持对应方向的旋转，松开按钮时停止旋转），实时显示物料转运码垛完成后的状态（六轴工业机器人完成每个物料的转运码垛后，在触摸屏图形页面内对应的物料位置显示该物料转运码垛完成后的实际颜色，全部转运完成后如图5状态所示）。
图2触摸屏主页面参考画面
图3触摸屏转盘控制画面参考画面
图4触摸屏图形显示画面参考画面（未进行转运码垛）
图5触摸屏图形显示画面参考画面（转运码垛完成）
要求：
（1）通信方式为Modbus-TCP。
（2）要求伺服电机速度调节范围0-800r/min。
6、PLC程序的编写与调试
根据任务描述完成PLC控制程序的编写与调试，协调工业机器人、环形装配检测机构以及视觉检测模块工作，完成多品种物料的转运及码垛。
要求：
（1）完成PLC与四轴、六轴工业机器人及视觉通信程序的编写，要求采用Modbus-TCP通信；
（2）完成PLC和伺服驱动器通信程序的编写，要求采用
Can Link通信；
（3）按照手动和自动控制模式的工作流程编写PLC控制程序；
（4）设置通信地址为：192.168.1.20；
（5）站类型：Modbus-TCP主站。
（三）手动控制模式流程（将操作面板上“手动/自动”旋钮打到手动状态）如下：
1、可使用示教器手动连续控制四轴工业机器人将物料从料盘搬运至环形装配检测机构指定位置（存放位置说明如图6所示）。
图6存放位置说明图
2、在触摸屏上可设置转盘旋转速度、点动控制，并且实时显示转盘当前位置的角度值（0度位置如图7所示）。
图70度位置示意图
3、在视觉检测装置上进行新建作业及新建样本操作，完成样本更新，手动点击检测按钮，在显示器上显示正确结果。
4、在手动控制模式下，通过离线编程，使用示教器控制六轴工业机器人按照预定图纸完成指定图形的绘制（如图8所示，预定图形的DXF文件已经存放在计算机“D:\技能大赛\”文件夹
内）；
图8绘制图形说明图
5、可使用示教器手动连续控制机器人将物料搬运码垛到指定位置。
（四）自动控制模式工作流程（将操作面板上“手动/自动”旋钮打到自动状态）如下：
1、按下急停按钮，所有信号均停止输出，放松急停按钮，复位指示灯以1Hz频率闪烁；
2、使用示教器分别启动四轴工业机器人和六轴工业机器人，并使工业机器人回Home点；
3、按下复位按钮，复位灯常亮，转盘回0度位置，复位灯灭，启动按钮指示灯以1Hz频率闪烁；
4、按下启动按钮后，启动按钮指示灯常亮，启动四轴工业机器人抓取物料，放到转盘A位置物料存储区（位置如图6所示）；
同时，六轴工业机器人根据任务书要求选择合适的夹具在绘图板上绘制预定的图形；
5、转盘顺时针旋转180度，A位置进入六轴工业机器人搬运和视觉检测区，同时B位置也已进入四轴工业机器人操作区，六轴工业机器人完成规定图形绘制后，六轴工业机器人选择合适的夹具，抓取物料放在指定位置（根据颜色区分，如图8要求），四轴工业机器人在B位置进行转运操作（在零件库有料的前提下）；
6、A位置物料转运码垛完成并且B位置搬运动作完成（物
料放入到指定位置），转盘逆时针旋转180度，B位置进入六轴工业机器人搬运和视觉检测区，同时A位置也已进入四轴工业机器人操作区，此时，六轴工业机器人在B位置抓取物料放在指定位置（根据颜色区分，如图9要求），四轴机器工业机器人在A 位置进行转运操作（在原料库有料的前提下）；
图9物料摆放颜色说明图
7、往复5-6步，直至12个物料全部转运码垛完成，完成后，启动按钮指示灯熄灭，停止按钮指示灯常亮；
8、在触摸屏上可设置转盘旋转速度，并且实时显示转盘当前位置的角度值；
9、在触摸屏“图形显示页面”，可实时监控物料放置情况（在画面对应位置现实已放置的物料颜色）；
10、工作过程中拍下急停按钮，所有设备均停止工作。
任务四：工作效率及工作质量：
根据任务描述完成相应转运码垛功能，通过优化程序流程及运行速度提高工作效率和质量。
要求（全部在自动状态下完成）：
1、能够将物料转运码垛到指定位置；
2、设备运转稳定，无卡顿和中途停机情况；
3、无损坏工件情况；
4、设备最终运行速度，由选手自行优化；
5、在裁判评分时选手最多可演示2次运行过程，裁判按照最好成绩计算得分。