(完整版)工业机器人与机器视觉编程调试样题

2012年全国职业院校现代制造及自动化技术教师大赛“工业机器人与机器视觉系统编程调试”样题

（总时间：240分钟）

实

操

任

务

书

一、竞赛要求

1．正确使用工具，操作安全规范；

2．部件安装、电路连接、接头处理正确、可靠，符合要求；

3．爱惜赛场的设备和器材，尽量减少耗材的浪费；

4．保持工作台及附近区域干净整洁；

5．竞赛过程中如有异议，可向现场考评人员反映，不得扰乱赛场秩序；

6．遵守赛场纪律，尊重考评人员，服从安排。

二、注意事项

1．参赛选手在比赛过程中应该遵守相关的规章制度和安全守则，如有违反，则按照相关规定在考试的总成绩中扣除相应分值；

2．参赛选手的比赛任务书用参赛证号、组别、场次、工位号标识，不得写有姓名或与身份有关的信息，否则成绩无效，在比赛任务书的指定附页内完成电气控制原理图的设计，比赛任务书完成后收回；

3．参赛选手应将编写的各程序资料保存在“D:\2012\工位号\程序”文件夹下；

4．由于错误接线等原因引起PLC、伺服电机及驱动器、变频器、机器人控制器、机器视觉系统和直流电源损坏，取消竞赛资格；

5．参赛选手应在240分钟内完成任务书规定的内容，考试成绩以100分进行计算。

一、设备组成及工作情况描述

“THMSIR-1型工业机器人与机器视觉系统应用实训平台”融合工业机器人、PLC与机器视觉等先进的自动化技术于一体，由三菱RV-3SD六自由度工业机器人系统、欧姆龙机器视觉系统、三菱可编程控制器单元、四工位供料单元、环形输送单元、直线输送单元、工件组装单元、立体仓库单元等组成。设备各部件的名称和位置如图1、图2所示。

图1 控制对象

图2 控制柜

PLC和机器人当前能完成的工作如下：工件经过料库出料后由环形输出线传送到图像检测单元,检测后传送到分拣机构由机器人进行追踪抓取并依次装配到工件盒中,装配完四个不同编号工件后，进行工件盖装配,最后放入指定仓库。

二、需要完成的工作任务

请选手根据给定的技术资料，按要求在四个小时内，完成机器人及机器视觉设备线路连接、程序设计和调试等任务。

任务一：机器人安装电磁阀及调试

(1)根据图3，将电磁阀安装到基板上；

（a）正面（b）反面

图3 电磁阀安装示意图

(2) 分别连接机器人内部进/出气管到阀岛的进/出气管上，连接基板上的GR1接头到机器人内部对应的GR1接头；

图4 基板安装示意图

(3) 根据图4，安装基板到机器人本体上；

(4) 根据附图六，分别连接气夹与真空吸盘的气管到基板上的进出气管。

任务二：视觉接线

根据表1中视觉系统信号线与PLC接线端子的对应关系，分别连接视觉控制器的触发信号线和数字输出信号线。

表1 视觉系统信号线与PLC接线端子对应关系表

序号视觉系统信号线PLC端子

1 DO0 X26

2 DO1 X27

3 DO2 X30

4 DO3 X31

5 STEP Y24

任务三：完成PLC程序编制和调试

在当前设备运行状态下，根据系统控制要求、控制单元I/O分配表(附表)、控制电路原理图(附图一)，在所提供的程序基础上，编制PLC控制程序段，增加如下功能：

1.增加系统复位功能

按下“复位”键3秒后，设备全部复位，机器人运行到初始位置，各料库气缸退回，运行指示灯亮。

2.增加工件盒反向处理功能

工件盒推到装配台后,由盒推出反面检测传感器X17进行检测,如果是反向放置,则控制机器人将工件盒夹取后反转180度,以正向姿势投入料库中,同时重新推出一个工件盒。

3.增加装配判断功能

一个工件盒内只能装配四种不同的小工件，在一个装配周期内，盒子内已有相同种类的小工件不再被装配。

4.增加系统停止功能

在运行过程中，按下“停止”键，可控制机器人及其它机构停止运行，直到按下“启动”键为止。

任务四：设置机器视觉系统参数

设置机器视觉系统参数，能检测出工件上的四个数字，并分别以二进制形式值输出。

任务五：完成机器人程序编制

根据机器人系统控制要求、控制单元I/O分配表(附表)、控制电路原理图(附图一)，在所提供的程序基础上，编制机器人的控制程序段，增加如下功能：

1.增加工件盒反向位置翻转功能。

工件盒反向放置时,机器人先将工件盒夹取,再反转180度,以正向姿势将工件盒投入到盒料库中。

2.增加装配放置功能

一个工件盒内只装配四种不同的小工件，装配布局如图5如示。

图5 工件安装示意图

3.增加仓库码垛功能

机器人在装配完成后夹紧盒子运行到仓库位左侧，使用光纤传感器检测仓库位内是否有工件存在，如果仓库位内有工件，则向后一位仓库位移动并检测有无工件存在，直至移动到空闲仓库位为止；如果仓库位内没有工件，则向右运行到仓库位正前方，再向前伸出100mm，然后松开抓手将工件放松，最后退回。仓库位置优先级别为：1>2>3>4>5>6>7>8>9，仓库位置分布如图6所示。

图6 仓库位置示意图

任务六：增加机器人位置点

根据仓库码垛功能的要求，使用示教单元增加并调整机器人位置点,分别对应1、3、7、9仓库位置,其它仓库的位置由这四个位置运算得出。

任务七：设备运行调试

调整设备机械部件、气动元件、检测元件的位置；根据编写的PLC控制程序和机器人控制程序，调试设备，使得满足系统的控制要求。

任务八：综合素质

包括设备操作规范性；材料利用效率，接线及材料损耗；工具、仪器、仪表使用情况；竞赛现场安全、文明生产；工作合理安排情况。