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全国人工智能应用技术技能大赛—-暨计算机及外部设备装配调试员（智能传感器技术应用）赛项竞赛规程一、赛项名称赛项名称：计算机及外部设备装配调试员（智能传感器技术应用）赛项组别：职工组（含教师）、学生组二、竞赛目的随着现代制造技术的发展，智能制造要求对制造环节中的多种信息数据进行有效采集，以实现对传统制造系统的智能化升级，实现建设“人工智能+大数据”的传感器物联网系统。
在自动化领域，越来越需要熟悉传感器检测技术的高技能人才。
通过本竞赛，可引导企业职工、院校师生更加注重自动化制造系统中信息采集技术的学习，提高传感器的应用分析能力，强化选手对工业和智能传感器技术在智能制造系统中的综合应用能力，提升人才发展水平。
三、竞赛时间与内容（一）竞赛时间职工组（含教师）：各参赛队在规定的时间内完成竞赛任务，总时间为2.5小时；学生组：各参赛队在规定的时间内完成各竞赛任务，总时间为2.5小时。
（二）竞赛内容（1）工业智能传感系统设计与选型（占分比例15%）按照要求完成对工业智能传感系统的设计，包括系统方案、电气图和原理图设计。
（2）工业智能传感器的安装与调试（占分比例15%）按照要求完成对典型传感器的安装与调试。
（3）工业智能传感器的组网与测试（占分比例20%）按照任务要求完成工业和智能传感器的基本单元模块的测试和组网。
（4）工业机器人的编程与调试（占分比例 20%）按任务要求完成工业机器人的编程，并与机器人进行通讯连接，完成工业机器人的试运行任务。
（5）工业智能传感器综合应用（占分比例 20%）对竞赛设备进行整体操作、编程和调试，达到任务书规定场景中综合任务的工作要求和技术要求。
并把数据上传到工业云平台系统进行可视化。
（6）职业素养与安全意识（占分比例 10%）对参赛选手的工具操作规范性、机械电气安装规范性、耗材使用环保性、以及安全操作等进行综合评价。
四、竞赛方式（一）职工组职工组为双人团体赛、二人组成一队，共同完成竞赛任务。
FANUC系统参数分析和调整解析FANUC是一个著名的日本工业机器人生产厂商，其生产的机器人系统广泛应用于各个行业的生产线。
FANUC系统参数的分析和调整是机器人操作的关键环节之一，合理的参数设置可以保证机器人的正常运行，提高生产效率和质量。
本文将从系统参数的基本概念、分析和调整方法等方面来进行解析。
首先，需要明确什么是FANUC系统参数。
FANUC系统参数是指机器人控制系统中的一些基础设置，包括速度、加减速度、力矩、位置等参数值，这些参数值会直接影响到机器人的运动性能。
因此，合理地分析和调整这些参数值是非常重要的。
在进行FANUC系统参数分析和调整之前，需要了解机器人的运动学特性和工作环境等相关因素。
运动学特性包括机器人的结构、关节类型、自由度等，而工作环境包括机器人所处的工作空间、工件的形状和重量等。
了解这些因素可以帮助确定适合的参数范围。
对于FANUC系统参数的分析，首先需要根据具体情况选择合适的参数进行测试。
通过调整一些参数值，例如速度，观察机器人在不同速度下的运动情况，可以得出机器人的最佳运行速度范围。
同样地，加减速度、力矩、位置等参数也可以通过类似的方法进行分析。
在进行FANUC系统参数的调整时，需要考虑到机器人的稳定性和安全性。
参数值的调整应该从小范围内逐渐进行，观察机器人在不同参数值下的表现，并根据需求进行适当的调整。
同时，也需要注意机器人的加速度和减速度是否过高，以及机器人在运动过程中的力矩是否过大，以避免机器人发生过载等问题。
除了通过测试和观察来进行参数分析和调整外，还可以使用FANUC提供的软件工具进行辅助。
FANUC提供了一系列的参数配置软件，可以直观地设置和调整各个参数值，并提供参数默认值和范围等参考信息。
总结起来，FANUC系统参数的分析和调整是保证机器人正常运行的重要环节。
合理设置参数值可以提高机器人的运动效率和精度，从而提高生产效率和质量。
参数分析和调整需要根据具体情况和需求进行，通过测试、观察和软件工具的辅助来完成。
基于EtherCAT总线的六轴工业机器人控制系统研究与开发一、本文概述随着工业自动化技术的快速发展，工业机器人在生产线上的应用日益广泛。
作为工业机器人的核心组成部分，控制系统的性能直接决定了机器人的运动精度、稳定性和工作效率。
EtherCAT总线作为一种高性能的以太网现场总线技术，以其低延迟、高带宽和易扩展等特点，在工业控制领域得到了广泛应用。
本文旨在研究并开发一种基于EtherCAT总线的六轴工业机器人控制系统，以提高工业机器人的运动性能和控制精度，满足日益增长的自动化生产需求。
本文将首先介绍EtherCAT总线技术的基本原理和特点，分析其在工业机器人控制系统中的应用优势。
接着，将详细阐述六轴工业机器人的运动学模型和动力学特性，为控制系统的设计提供理论基础。
在此基础上，本文将重点研究控制系统的硬件架构和软件设计，包括EtherCAT主从站的选择与配置、运动控制算法的实现以及实时通信协议的优化等。
还将探讨控制系统的稳定性、可靠性和实时性等问题，以确保系统在实际应用中的稳定运行。
本文将通过实验验证所设计的控制系统的性能，并与传统控制系统进行对比分析。
实验结果将展示基于EtherCAT总线的六轴工业机器人控制系统在运动精度、响应速度和负载能力等方面的优势，为工业自动化领域的技术进步做出贡献。
二、EtherCAT总线技术EtherCAT（Ethernet for Control Automation Technology）是一种专为工业自动化领域设计的实时以太网通信协议。
它基于标准以太网技术，通过优化数据传输和同步机制，实现了高性能、低延迟的通信，特别适用于对实时性要求极高的工业控制系统中。
高速数据传输：EtherCAT协议支持高达100Mbps的数据传输速率，确保控制系统能够实时处理大量数据。
确定性延迟：通过优化网络结构和数据传输方式，EtherCAT实现了微秒级的确定性延迟，这对于精确控制工业机器人等应用至关重要。
《基于ROS的智能工业机器人系统的设计与实现》一、引言随着科技的进步和工业自动化的快速发展，智能工业机器人系统在制造业中扮演着越来越重要的角色。
而机器人操作系统（ROS）作为一种开源的、灵活的机器人开发平台，为智能工业机器人系统的设计与实现提供了强大的支持。
本文将详细介绍基于ROS的智能工业机器人系统的设计与实现过程。
二、系统设计1. 需求分析在系统设计阶段，首先进行需求分析。
明确智能工业机器人系统的任务目标，包括物品搬运、加工、检测等。
同时，还需考虑系统的实时性、稳定性、灵活性以及扩展性等要求。
2. 系统架构设计基于需求分析，设计智能工业机器人系统的整体架构。
系统采用分层设计，包括感知层、决策层、执行层。
感知层负责获取环境信息，决策层进行数据处理和决策规划，执行层负责机器人的动作执行。
此外，系统还采用ROS作为开发平台，利用其强大的社区支持和丰富的开发资源。
3. 硬件设计根据系统需求和架构设计，选择合适的硬件设备，包括机器人本体、传感器、执行器等。
同时，考虑硬件的兼容性、稳定性以及成本等因素。
4. 软件设计在软件设计方面，利用ROS平台进行开发。
首先，设计机器人系统的通信机制，确保各部分之间的信息传递畅通。
其次，设计机器人系统的算法和模型，包括感知算法、决策算法、执行算法等。
最后，进行系统集成和调试，确保系统的稳定性和可靠性。
三、系统实现1. 感知层实现感知层主要通过传感器获取环境信息，包括视觉传感器、激光雷达等。
利用ROS提供的传感器驱动程序，实现对传感器的控制和数据的获取。
同时，利用图像处理、物体识别等技术，对获取的数据进行处理和分析。
2. 决策层实现决策层主要负责数据处理和决策规划。
利用ROS提供的各种算法库和工具，实现对数据的处理和分析。
同时，结合机器学习、深度学习等技术，实现决策规划功能。
在决策过程中，还需考虑机器人的运动学模型、动力学模型等因素。
3. 执行层实现执行层主要负责机器人的动作执行。
工业机器人测试题（附参考答案）一、单选题（共76题，每题1分，共76分）1.(机器人示教器上使能开关握紧为ON,松开为OFF状态,作为进而追加的功能,当握紧力过大时,为( )状态。
A、ONB、OFFC、急停报错D、不变正确答案：B2.(( )编程方式不占用机器人,可以使用软件工具在计算机上建模编程。
A、示教器示教编程B、离线编程C、在线编程D、自主编程正确答案：B3.(关于润滑剂的作用,下列说法错误的是()。
A、冷却降温B、降低摩擦C、减少磨损D、增大摩擦正确答案：D4.(工业机器人IO模块电源通常为( )。
A、48VB、24VC、12VD、36V正确答案：B5.(对于电气设备故障的一般处理方法下列说法错误的是()。
A、迅速切除故障点,继电保护未正确动作时应手动执行。
为了加速事故或故障处理进程,防止事故扩大,凡对系统运行无重大影响的故障设备隔离操作,可根据现场事故处理规程自行处理B、根据故障历史报警和画面信息显示、测量仪表指示、继电保护动作情况及现场检查情况,判断事故性质和故障范围并确定正确的处理方法C、当事故或故障对人身和设备造成严重威胁时,应留在现场解决问题,不能逃离现场D、进行针对性处理,逐步恢复设备运行正确答案：C6.(焊缝产生收弧部位有集中气孔和气泡,焊缝周围产生黄色烟熏,排查解决方法有误的是()。
A、气压正常,流量正常,突然无焊接气体气体测试为零,无反应。
此时则需检查送丝机后的气体电磁阀开关,有时在机器人运转过程中,电磁阀线路易脱落B、检查控制柜与焊机通信线路是否损坏C、气压表显示正常,流量正常,喷嘴处只有少量气体喷出,无法形成有效地气体保护,须检查气体管道密封圈是否有漏气现象,各接头是否有松动或脱落漏气D、流量忽高忽低,减压阀表面结冰,此现象出现在CO2气体使用了氩气减压阀导致,由于CO2气体释放时,大量吸热,会使减压阀结冰,堵塞气路,此时应更换CO2专用加热减压阀;如没加热减压阀,则可采用暂停使用待减压阀温度回升或使用淋水升温的方法应急使用正确答案：B7.(.关于ABB 机器人故障代码3XXXX的描述准确的是（）A、与系统硬件、工业机器人本体以及控制器硬件有关的信息B、与输入和输出、数据总线等有关的信息C、与控制工业机器人的移动和定位有关的信息D、与系统功能、系统状态相关的信息正确答案：C8.(在转速负反馈系统中,当开环放大倍数K增大时,转速降落△n将( )。
vcu hil 原理VCU (Virtual Circuit Identifier) HIL (Hardware-in-the-Loop) 原理是一种在虚拟电路中使用硬件回路的技术。
本文将介绍VCU HIL 原理的基本概念、工作原理和应用领域。
一、基本概念VCU HIL是一种模拟和测试系统，用于验证电子控制单元（ECU）的设计和功能。
它通过在虚拟电路中使用硬件回路来模拟真实世界的环境和系统。
VCU HIL系统由多个模块组成，包括模型开发工具、硬件接口、实时仿真器和数据采集系统。
二、工作原理VCU HIL系统的工作原理可以分为模型开发和仿真两个阶段。
首先，工程师使用模型开发工具创建一个电子控制单元的模型，该模型包含了ECU的逻辑和功能。
然后，该模型被加载到实时仿真器中，并与硬件接口连接。
在仿真阶段，实时仿真器会模拟真实世界的环境和系统。
例如，对于汽车ECU的测试，仿真器可以模拟发动机、传动系统和车辆动力学等。
仿真器会接收来自模型的输入信号，并根据输入信号计算输出信号。
这些输出信号被发送到硬件接口，以模拟ECU与真实系统的交互。
硬件接口负责将输出信号转换为模拟或数字信号，并将其发送到实际的硬件设备。
例如，对于汽车ECU的测试，硬件接口可以将输出信号发送到发动机控制单元或传输控制单元。
同时，硬件接口还会接收来自硬件设备的反馈信号，并将其转换为模拟或数字信号，以供模型分析和评估。
数据采集系统用于记录和分析仿真过程中的数据。
通过数据采集系统，工程师可以监测ECU的输入和输出信号，并对其进行分析和评估。
数据采集系统还可以用于生成仿真报告和性能指标，以帮助工程师优化ECU的设计和功能。
三、应用领域VCU HIL技术在许多领域都有广泛的应用。
其中，汽车行业是最常见的应用领域之一。
在汽车行业中，VCU HIL系统可以用于测试和验证车辆的电子控制单元，如发动机控制单元、传输控制单元和车身控制单元等。
VCU HIL技术还可以应用于航空航天、能源和工业自动化等领域。
引用格式：吴晓亮, 王凌, 高雁凤, 等. 工业机器人性能测试方法的运动学模型误差灵敏度分析[J]. 中国测试，2023, 49(8): 134-142. WU Xiaoliang, WANG Ling, GAO Yanfeng, et al. Sensitivity analysis of performance tests for industrial robots to parameter errors of kinematic model[J]. China Measurement & Test, 2023, 49(8): 134-142. DOI: 10.11857/j.issn.1674-5124.2022030017工业机器人性能测试方法的运动学模型误差灵敏度分析吴晓亮， 王 凌， 高雁凤， 陈锡爱， 王斌锐(中国计量大学机电工程学院，浙江 杭州 310018)摘 要: 当前，少部分学者对工业机器人性能测试进行研究，行业领域也已颁布国家标准GB/T 12642—2013，但是对工业机器人性能测试方法的研究却仍然很不充分，评测方法的设计缺乏理论分析依据。
文章基于运动学模型，通过研究工业机器人关键性能测试方法对运动学模型参数误差的灵敏度，以及部分测试指标的灵敏度空间分布特性，从而分析机器人性能测试方法关键测试指标的适用性。
数据结果表明：位置准确度相对于运动学模型参数误差的灵敏度均不为零；姿态准确度和位姿重复性测试方法存在不足。
在主要考虑运动学模型几何参数误差的情况下：工业机器人位置准确度测试也是十分必要的，现有国家标准中的姿态准确度和姿态重复性评价工业机器人具有局限性。
文章的研究有助于改进工业机器人性能评测方法，也能够帮助机器人制造企业分析和提高机器人运动性能。
关键词: 工业机器人; 性能测试方法; 运动学模型; 灵敏度分析中图分类号: TP242.2;TB9文献标志码: A文章编号: 1674–5124(2023)08–0134–09Sensitivity analysis of performance tests for industrial robots toparameter errors of kinematic modelWU Xiaoliang, WANG Ling, GAO Yanfeng, CHEN Xiai, WANG Binrui(College of Mechanical and Electrical Engineering, China Jiliang University, Hangzhou 310018, China)Abstract : At present, a small number of scholars have studied the performance test of industrial robots, and the national standard GB/T 12642—2013 has been issued in the industry. However, the research on the performance test method of industrial robots is still insufficient, and the design of evaluation method is lack of theoretical analysis basis. Based on the kinematics model, this paper studies the sensitivity of the key performance test method of industrial robot to the parameter error of kinematics model and the sensitivity spatial distribution characteristics of some test indexes, so as to analyze the applicability of the key test indexes of robot performance test method. The results show that the sensitivity of position accuracy to the parameter error of kinematic model is not zero. The attitude accuracy and pose repeatability test methods are insufficient.When the geometric parameter error of kinematic model is mainly considered, the position accuracy test of收稿日期: 2022-03-03；收到修改稿日期: 2022-05-06基金项目: 国家重点研发计划项目（2018YFB2101004）；浙江省公益技术应用研究分析测试项目（LGC21F030001）作者简介: 吴晓亮（1997-），男，安徽合肥市人，硕士研究生，专业方向为机器人技术及应用。
机器人的技术参数机器人是一种能够执行各种任务的人工智能设备，伴随着科技的快速发展，机器人在各个领域得到了广泛应用。
为了确保机器人的功能和性能能够满足需求，制造商通常会提供各种技术参数来描述机器人的能力。
本文将介绍机器人常见的技术参数，并探讨其对机器人性能的影响。
1. 机器人尺寸与重量机器人的尺寸和重量是其物理结构的基本参数，通常以长度、宽度、高度和重量来描述。
这些参数直接决定了机器人的机动性、稳定性和可携带性。
大型机器人通常用于工业领域，需要进行重型任务，而小型机器人则广泛应用于家庭和服务领域，需要具备便携和灵活性。
2. 动力系统机器人的动力系统是其核心部件，决定了机器人的能源来源和运动方式。
常见的动力系统包括电池、燃料电池和外部电源。
机器人的移动方式可以是轮式、足式、飞行器等。
动力系统的选择直接关系到机器人的续航能力、承载能力和适应性。
3. 传感器传感器是机器人感知周围环境的重要组成部分，用于采集各种类型的数据。
常见的传感器包括摄像头、激光雷达、红外传感器等。
这些传感器为机器人提供了识别物体、感知距离、检测温度等功能。
传感器的精度和灵敏度直接决定了机器人的感知和导航能力。
4. 处理器和控制系统处理器是机器人执行计算任务和决策的核心部件。
常见的处理器包括中央处理器（CPU）、图像处理器（GPU）等。
处理器的性能和算力决定了机器人的计算速度和响应能力。
控制系统则用于指导机器人执行各种任务，使其能够实现自主决策和自主运动。
5. 功能模块机器人可以根据需要具备各种功能模块，例如语音识别、图像识别、运动控制等。
这些功能模块使机器人能够与人类进行交互，并且根据环境和任务的不同进行自适应。
功能模块的性能和准确度决定了机器人在特定应用领域的实用性。
6. 技术性能指标除了上述基本参数外，机器人的技术性能指标也是评估其实际能力的重要参考。
例如，机器人的工作精度、速度、承载能力、抓握力等。
这些指标可以根据具体应用需求来设定，并通过实验和测试来验证。
工业机器人智能控制系统设计与实现工业机器人在现代制造业中扮演着越来越重要的角色。
为了提高生产效率和质量，智能控制系统的设计和实现变得不可或缺。
本文将围绕工业机器人智能控制系统的设计原理和实现方法展开讨论。
一、工业机器人智能控制系统的设计原理1. 感知与感知融合：工业机器人智能控制系统的首要任务是获取外部环境信息，并通过感知技术对这些信息进行解析。
感知技术包括视觉、声音、力量等传感器的应用。
同时，在感知融合方面，系统需要将不同传感器的数据进行融合和处理，以提高信息的准确性和可靠性。
2. 决策与规划：基于感知获得的信息，智能控制系统需要进行决策与规划。
这一过程包括对目标的识别和定位、路径规划、动作规划等。
决策与规划的目标是使机器人能够根据任务要求，灵活地执行相应的动作，实现高效的生产流程和作业效果。
3. 控制与执行：控制与执行是工业机器人智能控制系统的核心模块，直接影响机器人的动作和执行效果。
传统的PID控制和反馈控制方法已经无法满足新一代工业机器人的要求，因此，需要采用先进的控制算法并结合机器学习和深度学习等技术来实现更高级的控制策略，以提高机器人的精准性和灵活性。
二、工业机器人智能控制系统的实现方法1. 智能硬件的选型与集成：智能控制系统的实现首先需要选用适合的硬件平台，如基于工业控制器的机器人控制系统、嵌入式系统等。
同时，还需要根据具体需求，选择和集成相应的传感器设备，例如视觉传感器、力传感器、激光雷达等。
2. 智能算法的开发与优化：智能控制系统的关键在于算法的开发和优化。
根据工业机器人的应用场景和任务要求，可以采用各种智能算法，如神经网络、遗传算法等，来实现高级的感知、决策和控制功能。
同时，算法的效果和优化也需要通过大量的数据训练和测试来提升系统的性能和稳定性。
3. 系统的集成与优化：工业机器人智能控制系统实现需要将硬件和软件进行集成，实现整个系统的功能。
这包括控制器的编程、传感器与控制器的接口设计、数据交互与通信等方面。
