第一届全国技能大赛世赛项目“机器人系统集成”全国机械行业选拔赛工作任务书（真题）

第⼀届全国技能⼤赛世赛项⽬“机器⼈系统集成”全国机械⾏业选拔赛⼯作任务书（真题）
第⼀届全国技能⼤赛世赛项⽬“机器⼈系统集
成”全国机械⾏业选拔赛
⼯作任务书（真题）
（备注：真题只展⽰竞赛形式和知识技能范围，最终竞赛内容将有
不⼤于30%的变化）
任务描述：
因⽤户需求，公司对⼀套⼯业机器⼈主体的⾃动化设备进⾏改造，作为⼯程⼈员的您需根据任务和设备使⽤要求，进⾏机械模块的布局与安装、电⽓线路以及⽓动回路的安装，PLC与⼯业机器⼈编程与调试等⼯作，并编制⽤户⼿册。

（总分100分，时长300分钟）
职业素养和安全⽂明要求（10分）
本项⽬属于现场评分：所有竞赛选⼿，必须遵守安全⽂明⽣产制度，遵守与之有关系的各类技术规范；遵守机械和电⽓安全操作规程；遵守技术规程所规定的关于健康、安全、环境的纪律。

⼯作任务：
任务1：设备零部件3D建模、布局设计、机械安装（15分）设备主要构成如图1所⽰
图1 设备主要构成⽰意图
（⼀）原料托盘、配料托盘、成品托盘、快换架的3D建模和绘图根据任务要求，对原料托盘、配料托盘、成品托盘、快换架实物（图2）进⾏测量，获得必要尺⼨。

选⼿需使⽤建模软件完成上述零部件的3D模型创建并⽣成零件⼯程图。

要求：
1、图纸绘制准确，尺⼨标注满⾜机械设计规范及后续加⼯⼯艺要求，误差不⼤于0.5mm；
2、创建快换架装配图，并标注相关必要尺⼨和必要信息；
3、仔细观察快换架，⼿⼯测量所有零件，要求长度测量精度控制在±0.5mm以内。

测量尺⼨精确到⼀位⼩数。

在计算机中建⽴三维模型，最后⽣成所有零件的详细⼯艺图纸。

4、仔细观察原料托盘、配料托盘、成品托盘，⼿⼯测量所有零
件，要求长度测量精度控制在±0.5mm以内。

测量尺⼨精确到⼀位⼩
数。

在计算机中建⽴三维模型，最后⽣成所有零件的详细⼯艺图纸。

图2 机械模块⽰意图
（⼆）⼯件的3D建模和绘图
仔细观察⽩⾊圆柱体原料、不锈钢环配料（图3），⼿⼯测量所有零件，要求长度测量精度控制在±0.5mm以内。

测量尺⼨精确到⼀位⼩数。

在计算机中建⽴三维模型，最后⽣成对应零件的详细⼯艺图纸。

图3 ⼯件⽰意图
（三）布局设计
1、将任务所需的各种模型⽂件，导⼊设计软件并形成布局设计图，绘制三维布局图，与实际安装位置⼀致。

（题⽬不要求绘制的模型均存在赛场提供的计算机中）
2、完成⼆维布局装配图设计，要求标注安装尺⼨。

3、选⼿须严格按照技术⽅案中公布的技术规范操作，做到布局合理、⼯艺标准，凸显⼯匠⽂化；
（四）机械安装
1、根据现场提供的快换⼿⽖零件，装配机器⼈快换⼯具，完成后整体运⾏流畅，零件不能有松动。

2、根据布局设计图，安装机器⼈⼯作台各模块，装配位置与⼆维布局图尺⼨⼀致，装配精度误差不⼤于2mm。

安装不松动，能实现本系统的⼯作流程运⾏，⼯作台⾯清洁、⼯具摆放整齐。

任务2：电路设计、电路连接、⽓路连接（15分）
（五）电⽓控制线路设计、连接
根据设备⼯作任务要求，完成送料装置、传送带的电路设计与连接，满⾜设备⼯作要求，要求如下：
1、已经设计、连接的电⽓线路不得更改；
2、根据功能要求，完成送料装置、传送带的电⽓线路设计，确保机器⼈系统和这些模块的输⼊和输出信号符合要求，功能正常，并完成线路连接。

3、电路连接应符合电路图规划，电⽓线路安装规范和⼯艺要求，并保证线路美观。

4、所有接线均只能在设备平台桌⾯上的接线端⼦进⾏，在其他位置接线不予评分。

（六）⽓路安装
要求：
1、⽓管⽓路布局符合规范，布置合理不得⼲涉⼯作站运动；
2、绑扎合理符合规范，保证⽓路美观；
3、⽓压选择合理，⽓缸动作不震动。

（七）电⽓安全检测
设备上电后，使⽤电⼯⼯具对机器⼈本体、控制柜、台架进⾏漏电检测，确认⽆漏电故障，并检查台架急停的功能与安全光栅的信号是否正常。

（请在设备上电后⽴即进⾏检测，并在检测前告知现场裁判，若不告知裁判视为没有进⾏电⽓安全检测，扣5分）
任务3：⽂档编制:（10分）
（⼋）⽤户⽂档编制
结合⼯作任务，编写⽤户⼿册，制作⼀个PDF⽂本⽂件，⽂件名
称为“场次X⼯位Y-⽤户⼿册”，X是场次数“⼀”或“⼆”，Y是⼯位数1-8，如场次⼆⼯位3的选⼿，⽂件名称应为“场次⼆⼯位
3.pdf”，不使⽤规定的⽅式命名的⽂件不予评分。

⽤户⼿册内容应包括：
1.设备的功能描述
描述本设备主要功能
2.设备的组成
描述设备的主要功能模块，包括机械、电⽓、机器⼈等部件的组成模块
3.图纸
3.1⼆维安装布局图（选⼿设计并绘制后放⼊⽂档）
3.2三维安装布局图（选⼿设计并绘制后放⼊⽂档）
3.3⼯程图
选⼿把绘制的⼯程图放⼊⽂档
3.4 IO功能表
选⼿根据设备功能要求设计送料装置、传送带的IO功能表，放⼊⽂档
3.5 电路图
选⼿将绘制的电路图放⼊⽂档
4.机器⼈⼯作站设备的操作及⼯作流程
描述设备开机、启动运⾏、关机等操作，及设备整体⼯作流程
5.指⽰灯含义说明
描述三⾊指⽰灯和加⼯指⽰灯中，各个指⽰灯所表⽰的含义
6.安全注意事项
6.1安全检查的项⽬与要求
6.2操作时的安全注意事项
任务4：⼯业机器⼈⾃动化编程与调试（50分）
（九）PLC控制任务要求
1、系统安全状态的定义：
系统安全状态：当急停按钮处于释放状态、安全光栅没有被阻挡这两个条件同时符合时，称为系统安全状况。

系统不安全状况：上述任意⼀个条件不满⾜，为系统不安全状况。

下⽂及评分表中所有系统状况安全与否的表述均以此定义为原则。

2、PLC的功能要求
（1）在机器⼈⼿动控制模式下：系统应能满⾜如下功能：
①不进⾏操作，三⾊灯红灯亮；
③⼿动运⾏机器⼈时，三⾊灯绿灯亮。

（2）设置机器⼈远程⾃动模式后，系统应能实现如下功能：
①按下启动按钮（绿⾊），机器⼈能启动⾃动运⾏，三⾊灯绿灯亮；
②机器⼈在安全状态下待机，三⾊灯黄灯亮
（⼗）⼯业机器⼈的操作及编程
1、系统原点：机器⼈不握持⼯具，5轴-90°，其余各轴0°的状态为系统原点。

2、安全点：选⼿⾃⾏选择较靠近⼯作区域，⼜不影响其他机构动作的位置作为安全点，以便机器⼈能安全⾼效地完成所有⼯作任务。

3、远程启动、停机：机器⼈应能采⽤台架上的按钮进⾏远程模式启动、停机。

4、机器⼈动作功能要求
总体要求：机器⼈能安全、准确、⾼效地进⾏各种⼯作，在保证完成⼯作任务的情况下尽可能提升⼯作效率。

（1）机器⼈动作功能要求
创建基本功能程序⽂件，命名为“PNS001”
使⽤⽰教器，编写程序，完成⼯作任务，实现如下⼯作流程：
①程序启动运⾏后，机器⼈能根据⼯作任务正确选择快换架上的⼯具；
②抓取原料：⼯业机器⼈按顺序依次抓取原料托盘上的⽩⾊圆柱体⼯件；
③原料加⼯：抓取原料⼯件后，将⼯件放⼊数控加⼯单元卡盘，卡盘定位并夹紧，进⾏加⼯。

要求，在放⼊原料前在安全点等待1秒，加⼯完毕，机器⼈取回⼯件，在安全点等待1秒，再进⼊下⼀个流程；
加⼯组件指⽰灯相关功能要求如下：
I. 不在加⼯状态时，红灯亮；
II.加⼯时，绿灯亮；
④加⼯时，送料装置会送出塑料底座，底座的颜⾊、正反顺序由裁判指定，通过传送带传送出去
⑤机器⼈将底座放⼊⽴体仓库中，要求: 蓝⾊放置第⼀层，黄⾊放置第⼆层。

开⼝向下的底座放置在第三层。

⑥去⽑刺：⼯业机器⼈将数控加⼯完成后的零件转移到去⽑刺加⼯区域，使圆柱体靠近去⽑刺⼯具，去⽑刺⼯具启动机器⼈带动⼯件围绕去⽑刺⼯具360°旋转，完成模拟去⽑刺⼯艺。

完成整个圆周打磨时间控制在2秒-4秒之间；
⑦⼯件装配：⼯业机器⼈依次将去⽑刺后的原料（⽩⾊圆柱体）插⼊不锈钢环，成为组件，装配过程流畅、不卡死，磁铁在下⽅时的能装配成功；
⑧组件检测：使⽤微动开关检测模块对组件进⾏检测，判断不锈钢环安装是否成功，不锈钢环装配成功为成品，不锈钢环没有安装成功的、或者不锈钢环不在磁铁区域的产品为次品；
⑨成品⼊库：完成原料与不锈钢环的装配和检测后，⼯业机器⼈将成品和次品分别依次放置到成品托盘和次品托盘上。

若原料盘仍有原料⼯件，机器⼈能转到步骤②进⾏下⼀原料的处理；完成所有原料后，转到步骤⑨；
⑨机器⼈回到系统原点，结束整个程序，机器⼈处于待机状态；
⑩再次按下启动按钮，机器⼈能重复上述步骤。

5、⽰教器⼈机界⾯制作
使⽤⽰教器制作⼈机界⾯，显⽰机器⼈运⾏过程的状态和相关信息。

（⼗⼀）机器⼈系统⽂件和程序⽂件备份
1、将U盘插⼊到⽰教器U⼝。

2、对机器⼈进⾏备份操作，将系统⽂件和程序⽂件备份到系统。

3、检查备份⽂件的正确性。