開封市第一屆職業技能大賽

工業機器人系統操作員項目（省賽精選）

樣題

開封市第一屆職業技能大賽執委會技術指導組

2023年2月

項目說明

項目名稱：工業機器人系統運維員項目

一、項目完成時間：

本項目共270分鐘（4.5小時），本項目共有6個任務，其中任務1機械電氣系統安裝;任務2工業

機器人系統標定;任務3視覺系統安裝編程調試;任務4工業機器人系統模塊編程調試;任務5系統整體任

務綜合任務；任務6職業素養于安全意識。本項目不限制每個任務的完成時間，選手可根據自身情況進行

分配，在270分鐘的時間內完成所有任務。

注：本次競賽采用過程評分，評分時間計入選手工作時長，選手完成相應任務后可舉手示意裁判員評

分。

二、項目配分：滿分100分，其中任務1機械電氣系統安裝，10分;任務2工業機器人系統標定，

10分;任務3視覺系統安裝編程調試，13分;任務4工業機器人系統模塊編程調試，27分;任務5系統整

體任務綜合任務，30分；任務6職業素養與安全意識，10分。

三、競賽設備：XM-MK20N工業機器人智能型多功能工作平臺。

四、注意事項

1.選手要在抽簽的工位上進行比賽，按要求在任務書封面上填寫好工位號、市或地區、選手姓名。

2.除組委會規定允許攜帶的比賽工具、萬用表和選手自帶物品清單上的物料外，不得攜帶任何與競賽

無關的物品和通訊工具等進場。進入競賽場地后，必須遵守賽場紀律，否則現場裁判人員有權取消該選手

參賽資格。

3.請不要在試卷內填寫與競賽無關的內容，按題目要求完成競賽任務。

4.競賽時間結束，所有參賽選手要立刻停止操作，等待裁判人員驗收。

5.在比賽過程中，選手若有違規操作，將根據具體情況在專業規范扣除相應的分數。

6.每次任務完成后，應保證桌面、工具清潔，現場工具及其他物品擺放整齊。不合格者視情況在專

業規范項扣除相應的分數。

任務情景：

公司接到A客戶一個定制設備任務，需要在規定的時間內交付一套智能分揀

設備，公司項目組對設備進行了整體規劃設計，要求該設備以一臺6軸機器人及

視覺為核心，配套PLC、變頻器、傳感器等工控器件，你作為該項目組成員，請

在270分鐘內完成該任務。

任務1機械和電氣安裝

分值：10分

一、任務描述

選手需完成智能分揀設備的機械和電氣安裝，包括傳感器的安裝、工業機器

人氣路及外部工裝安裝、視覺檢測系統的安裝及網絡系統的連接

二、任務要求

任務1-1：傳感器的安裝

1.安裝并調試傳送帶傳感器

安裝傳送帶上的入口光電開關、抓取工位光電開關到傳送帶正確位置。

傳送帶傳感器安裝完畢后，效果如圖1-1所示。

圖1-1傳送帶傳感器布置

完成任務1-1的1后，舉手示意裁判進行評判！

任務1-2：工業機器人氣路及外部工裝安裝

1.工業機器人外部工裝安裝

完成工業機器人末端快換母接頭以及部分氣路連接：

（1）快換母接頭與末端法蘭的安裝；

（2）末端法蘭與機械手本體固連（連接法蘭圓端面與機械手本體J6關節輸

出軸末端法蘭）；

（3）氣管接頭的安裝；

（4）氣管與氣管接頭的連接。

安裝連接完成后，效果如圖1-2所示。

圖1-2末端執行器連接后的效果

2.工業機器人末端手爪控制氣路及傳送帶氣缸控制氣路的安裝

完成工業機器人吸盤、夾爪的部分氣路連接：

（1）機器人主氣路接頭的連接；

（2）夾爪與吸盤電磁閥的安裝及其氣路的連接。

安裝連接完成后，效果如圖1-3所示。

圖1-3控制氣路連接后的效果

完成任務1-2的1和2后，舉手示意裁判進行評判！

任務1-3：視覺檢測系統的安裝及網絡系統的連接

1.完成相機、檢測支架的安裝：

（1）完成監測支架的安裝；

（2）完成相機鏡頭的安裝。

2.完成連接相機、編程計算機、主控單元、機器人和觸摸屏的連接：

（1）安裝連接相機的電源線、通信線于正確位置；

（2）按照系統網絡拓撲圖（如圖1-4所示）完成系統組網。

圖1-4相機和編程計算機的連接示意圖

相機連接完成后，效果圖如圖1-5所示。

圖1-5相機連接完成的效果

完成任務1-3的1和2后，舉手示意裁判進行評判！

三、

任務2視覺系統編程調試

分值：10分

一、任務描述

本任務主要完成視覺系統的編程和調試，包括視覺軟件的設定、智能相機的

調試和編程。

二、任務要求

在完成任務1-3中視覺系統連接的基礎上（如果參賽隊沒有完成任務1-3，

由裁判通知技術人員完成，參賽隊任務1-3不得分，不補時），完成如下工作：

任務2-1：視覺軟件設定

打開視覺驅動器中的視覺處理軟件，連接和配置相機，通過調整相機鏡頭焦

距及亮度，使智能相機穩定、清晰地攝取圖像信號。

測試要求如下：

在軟件中能夠正確實時查看到現場放置于相機上方工件的圖像，要求工件圖

像清晰。實現后的界面效果如圖2-1所示。

圖2-1實現后的界面效果示例

完成任務2-1后，舉手示意裁判進行評判！

任務2-2：智能相機的調試和編程

圖像的標定、樣本學習任務，要求如下：

1.對圖像進行標定，實現相機中出現的尺寸和實際的物理尺寸一致；

2.對單一工件進行拍照，獲取該工件的顏色偏差，利用視覺工具，編寫相機

視覺程序對工件進行學習。

3.設置輸出參數，將數據輸出給PLC或機器人。

測試要求如下：

選手依次手動將兩種不同顏色的工件放置于拍照區域，在軟件中能夠得到和

正確顯示工件的4種不同顏色輸出。

注意事項：

在編寫相機視覺腳本程序時，相機程序中對應工件的通信地址可自行定義。

完成任務2-2的1、2和3后，舉手示意裁判進行評判！

任務3工業機器人系統編程和調試

分值：13分

一、任務描述

選手需對工業機器人編程和調試，具體包括：工業機器人的設定、工業機器

人的示教編程。

二、任務要求

任務3-1：工業機器人設定

1.設定工業機器人的吸盤工具坐標系。

2.設定碼垛棧板的工件坐標系。

任務3-2：工業機器人示教編程

通過工業機器人示教器示教、編程和再現，能夠實現依次將10塊碼垛工件

從碼垛倉位放置到碼垛棧板的指定位置。

測試要求如下：

1.將10塊工件由碼垛倉位（圖3-1）依次擺放于碼垛棧板指定位置，每次

放一個工件，用末端工具對工件進行取放操作。

圖3-1工件放置位置

2.圖3-2中為擺放完成的10塊工件位置。

圖3-2工件擺放位置

完成任務3-1、3-2后，舉手示意裁判進行評判！

任務4工業機器人系統模塊調試

分值：27分

一、任務描述

選手按照要求完成工業機器人系統模塊調試，包括工件流水線調試、機器視

覺調試、工業機器人系統調試。

二、任務要求

任務4-1：實現工件流水線調試

編寫主控PLC中工件流水線調試模塊任務，能夠實現傳送帶的基本運動，包

括手動控制傳送帶啟動、停止以及拍照位停止運動。

完成任務4-1后，舉手示意裁判進行評判！

任務4-2：視覺系統調試

編寫主控PLC中視覺系統調試模塊任務，能夠自動識別相機識別工位中工件

的顏色，并將工件的顏色信息等顯示在人機界面中。

完成任務4-2后，舉手示意裁判進行評判！

任務4-3：工業機器人系統調試

編寫主控PLC中工業機器人程序系統調試模塊任務，能夠自動實現對工件流

水線上的工件進行顏色識別、抓取、放置于指定位置，并且包含如下功能：

1.能夠實現相機顏色的識別，要求人機界面上顯示機器人抓取的當前工件顏

色。

2.具有機器人啟動、停止等功能。

3.機器人任務狀態傳輸到主控PLC，并在人機界面顯示，機器人狀態分為機

器人處于運行中、待機中等狀態。

測試要求如下：

（1）啟動工件流水線，隨機放入三個不同顏色的工件至井式料倉，由推料

氣缸將井式料倉中的工件推入傳送帶。

（2）在相機拍照工位對工件的顏色進行識別，把識別結果傳輸給主控PLC。

（3）主控PLC經過處理，傳輸視覺識別的數據給工業機器人，工業機器人

根據PLC傳輸的數據，在傳送帶末端抓取識別后的工件。

（4）抓取工件后，放置于工件的指定位置，如圖4-1所示。

圖4-1工件擺放位置

完成任務4-3后，舉手示意裁判進行評判！

任務5系統綜合編程調試

分值：30分

一、任務描述

選手按照要求工業機器人系統綜合編程調試，包括人機交互功能設計及系統

綜合任務實現。

二、任務要求

任務5-1：人機交互功能設計

根據綜合任務要求，由選手自行設計主控觸摸屏界面，滿足以下基本功能：

1.主控PLC能夠實現系統的復位、啟動、暫停、停止等功能：

（1）系統復位為系統中工業機器人、工件流水線、井式料倉處于初始歸零

狀態；

（2）系統啟動為系統自動按照綜合任務運行；

（3）系統停止為系統停止運動，包括系統中的工業機器人、工件流水線、

井式料倉等模塊。

2.主控界面包含黃、綠、紅三種狀態信號燈：綠色狀態信號燈指示初始狀態

正常，紅色狀態信號燈指示工作狀態不正常，黃色狀態信號燈指示任務完成。

初始狀態是指：

（1）工業機器人、視覺系統、變頻器、伺服驅動器、PLC處于聯機狀態；

（2）工業機器人處于工作原點；

（3）工件流水線上沒有工件；

（4）推料氣缸縮回；

如果網絡正常且上述各工作站均處于初始狀態，則綠色警示燈常亮。

3.主控PLC能夠操控推料氣缸的推出和縮回，傳送帶的啟停等功能。

任務5-2：系統綜合任務實現

任務要求：

1.工件4個：工件均為不同顏色，所有工件存放于井式料倉中；

2.工業機器人在裝配工位指定位置進行裝配；

3.工業機器人裝配過程中抓取的工件為缺陷工件（銀色工件默認為殘缺件）

時，紅色指示燈亮，將殘缺件擺放至完畢后紅色指示燈滅；

4.成品的裝配流程：在裝配工位依次進行裝配；當蓋子工件裝配到位后，機

器人帶動蓋子工件逆時針旋轉30度扣緊，整套工件組裝完成；

5.裝配完成后，設備處于初始狀態，并且黃色指示燈1Hz閃爍；

編程實現任務流程：

根據現場提供的編程環境編寫人機界面、主控以及機器人等程序；完成工件

的出庫、識別、不同工件的分類、搬運、裝配等任務。具體任務流程如下：

1.推料氣缸將井式料倉的工件推出；

2.在工件作業流水線上，利用相機對工件進行識別，在抓取工位，機器人根

據相機識別結果進行抓取，并根據任務要求放置相應位置；

3.按照任務要求對整個工件套件進行裝配；

4.完成所有成套工件的裝配任務后，裝配流程結束。

綜合工作任務主要步驟如圖5-1所示。

圖5-1綜合任務工作流程

完成任務5后，舉手示意裁判進行評判！

附表1.評分標準

附表2.工具清單

附表3.設備及材料清單

附表4.競賽圖紙

附件1：評分標準

開封市第一屆職業技能大賽

工業機器人系統操作員賽項評分記錄表

場次：工位：

評分表

任務號一二三四五六合計

得分

裁判員審核確認裁判長復核確認

工業機器人系統操作員競賽任務配分表

序號任務項目內容配分備注

1任務一機械和電氣安裝10

2任務二視覺系統編程調試10

3任務三工業機器人系統編程和調試13

4任務四工業機器人系統模塊調試27

5任務五系統綜合編程調試30

6任務六職業素養與安全意識10

合計100

工業機器人系統操作員賽項評分記錄表

評分細節

序評分內記錄完成的情況，單項：正確打“√”，配得裁判

任務

號容不正確打“X”；多項：需要文字記錄，描分分簽名

述實際完成情況。

正確安裝入口光電開關（0.5）

傳感器

11

的安裝

正確安裝抓取工位光電開關（0.5）

舉手示意裁判進行評判時間

工業機正確安裝磁盤與磁盤支架（0.5）

器人外正確安裝快換母接頭與機械手末端法

21.5

部工裝蘭（0.5）

安裝

正確連接氣管與氣管接頭（0.5）

舉手示意裁判進行評判時間

工業機正確安裝真空發生器及吸盤電磁閥

一、器人末（0.5）

機械端手爪正確連接吸盤氣路（0.5）

和電控制氣

正確安裝夾爪電磁閥（0.5）

氣安路及傳

33

裝送帶氣正確連接夾爪氣路（0.5）

缸控制正確安裝氣缸電磁閥（0.5）

氣路的

安裝

正確連接氣缸氣路（0.5）

舉手示意裁判進行評判時間

視覺檢正確安裝監測支架（1）

4測系統1.5

的安裝正確安裝相機鏡頭（0.5）

舉手示意裁判進行評判時間

網絡系正確安裝相機的電源線(0.5)

5統的連3

接正確安裝相機的通信線（0.5)

正確安裝機器人的通信線(0.5)

正確安裝PLC的通信線(0.5)

正確安裝觸摸屏的通信線(0.5)

正確安裝編程計算機的通信線(0.5)

舉手示意裁判進行評判時間

得分小計

設置相機管理參數，添加鏡頭型號，

視覺軟設定通信協議及地址（2）

14

件設定在軟件中能夠實時清晰查看現場放置

于相機下方托盤中的工件圖像（2）

舉手示意裁判進行評判時間

二、

視覺正確顯示紅色工件的顏色輸出信息

系統（1.5）

調試正確顯示黃色工件的顏色輸出信息

智能相（1.5）

2機的調6

試正確顯示綠色工件的顏色輸出信息

（1.5）

正確顯示銀色工件的顏色輸出信息

（1.5）

舉手示意裁判進行評判時間

得分小計

工業機正確設定吸盤坐標（4）

三、

1器人設8

正確設定碼垛棧板坐標（4）

工業定

機器工業機示教再現將工件由碼垛倉位放置到碼

人系2器人示垛棧板上，并按照規定圖形放置，正5

統編教編程確放置1個得0.5分，共5分（10）

程和

調試舉手示意裁判進行評判時間

得分小計

工件流正確實現流水線的手動啟動（2）

1水線調4

試模塊正確實現流水線的停止功能（2）

正確實現第一個工件的顏色的正確識

別、傳輸和顯示在人機界面（3分）

視覺系

正確實現第二個工件的顏色的正確識

2統調試9

別、傳輸和顯示在人機界面（3分）

模塊

正確實現第三個工件的顏色的正確識

別、傳輸和顯示在人機界面（3分）

四、在人機界面上能夠實現機器人啟動

工業（1）

機器在人機界面上能夠實現機器人停止

人系（1）

統模

在人機界面上能夠實現機器人暫停

塊調

（1）

試

工業機

在人機界面上能夠實現機器人歸位

器人系

3（1）14

統調試

實現工業機器人運行和待機狀態（1）

模塊

正確實現工件1抓取（1）和顏色識別

（1），并放置于指定位置（1）

正確實現工件2抓取（1）和顏色識別

（1），并放置于指定位置（1）

正確實現工件3抓取（1）和顏色識別

（1），并放置于指定位置（1）

舉手示意裁判進行評判時間

得分小計

在主控人機界面上能夠實現全局啟

人機交動、暫停、停止和復位。（1）

五、1互功能3

初始狀態時綠色狀態指示燈常亮（1）

設計

系統

裝配完成后，黃色指示燈1Hz閃爍（1）

綜合

舉手示意裁判進行評判時間

編程

調試系統聯推料氣缸正確推出工件，每成功推出

2機程序一個工件得0.5分，成功推出4個工27

編制件得2分。（2）

傳送帶成功運送4個工件得4分，每

成功運送1個工件得1分。（4）

機器人正確抓取傳送帶末端抓取位工

件，每正確抓取一個工件得1分，共

計4個工件合計4分。（4）

機器人正確將工件搬運至相機正上

方，每正確讀取到1個工件的顏色信

息得1分，共計4個工件合計4分。

（4）

第一個工件裝配：1號工件裝配到位

（2）

第一個工件裝配：2號工件裝配到位，

順時針轉30°扣緊。（2）

第二個工件裝配：1號工件裝配到位

（2）

第二個工件裝配：2號工件裝配到位，

順時針轉30°扣緊。（2）

第三個工件裝配：1號工件裝配到位

（2）

第三個工件裝配：2號工件裝配到位，

順時針轉30°扣緊。（2）

正確識別殘缺件顏色信息，并正確將

殘缺件放置碼垛棧板上（位置隨機即

可），得1分。（1）

舉手示意裁判進行評判時間

得分小計

公平競賽，遵守賽場紀律2

六、

操作規范，無事故，賽位清潔2

職業

安全與著裝規范整潔，愛護設備，保持競賽環境

素養

1職業素清潔有序，不佩戴安全帽扣1分，不穿戴2

與安

養電工鞋扣1分

全意

識操作合理，冷靜、高效，一絲不茍2

尊重裁判2

選手簽字：

工業機器人系統操作員賽項違規扣分表

場次：工位：

考核內容扣分標準扣分

工業機器人碰撞相機10分

操作不當工業機器人氣爪碰損3分

破壞賽場

發生嚴重機械碰撞事故5-10分

提供的設

備發生吸盤工具碰損3分

工件損壞1分/次

調試過程中出現電路短路故障扣10分

傳感器安裝后發生接線錯誤導致設備損壞視情節扣2-5分

在裁判長發出開始比賽指令前，提前

扣3分

操作

不服從裁判指令扣3分/次

在裁判長發出結束比賽指令后，繼續

違反賽場扣3分

紀律，擾操作

亂賽場秩擅自離開本參賽隊賽位取消比賽資格

序與其他賽位的選手交流取消比賽資格

在賽場大聲喧嘩、無理取鬧取消比賽資格

攜帶紙張、U盤、手機等不允許攜帶的

取消比賽資格

物品進場

裁判簽字：

選手簽字：

附件2：工具清單

工業機器人系統操作員項目選手自帶工具、材料清單表如下。

序號名稱規格參數數量備注

1內六角扳手（9件套）091051套

2鋼直尺7110-500C（0-500）1把

3一字螺絲刀3*751把工量具選

手自帶，品

4電纜剪刀1把

牌僅供參

5答題中性筆黑色1只考

6絕緣鞋1雙

7頭盔1個

附件3：設備材料清單

工業機器人系統操作員項目賽場提供XM-MK20N工業機器人智能型多功能工作平

臺，設備清單表如下。

序名

規格參數

號稱

ABBIRB120：

自由度：6；

負載：3KG；

驅動方式：全伺服電機驅動；

重復定位精度：±0.01mm；

最大單軸速度：

1軸～3軸：250o/sec；

4軸：320o/sec；

5軸：320o/sec；

6軸：420o/s；

工

最大運動范圍：

業

1軸：±165o；

1機

器2軸：+110o/-110o；

人3軸：+70o/-90o；

4軸：±160o；

5軸：±120o；

6軸：±400o。

最大臂展：580mm。

底座下方拾取距離：112mm。

操作方式：示教再現/編程。

控制系統及示教器：與機器人配套緊湊型工業機器人運動控

制器和示教器1套、配套標準工業鏈接電纜。

控制器電源：單相220V50/60Hz；示教器：彩色觸摸屏，

支持操縱桿、緊急停、慣用左/右手切換、U盤等。

柔1.材質：主體采用鋁合金；工作臺底架部分采用優質空心方

性形型鋼拼接搭建設計，經除油、酸洗、磷化、吹砂、打磨等預處

2工理，表面噴塑處理。

作2.工作臺板：采用工業鋁型材拼接搭建，拼接處凸凹槽進行

臺嵌接，保證臺面拼接后平整,臺面上有T型槽，槽中心間距為

30mm，可以使用M6快速拆卸的T型螺母和彈簧螺母塊，臺板

端頭采用專用蓋板進行封蓋。

3.工作臺封板：工作臺側面及底部為鈑金封板，經除油、酸

洗、磷化、吹砂、打磨等預處理，表面噴塑處理；工作臺前面雙

開門。

4.規格：整體外形尺寸（長×寬×高）：

1200mm×990mm×900mm。

5.腳輪：萬向和可調支腳。

6.輔件：優質五金件。

7.工作臺預留擴展區域，便于設備的擴展；可以安放主控機、

氣泵、PLC系統等裝置。

8.設有獨立示教器放置倉位，倉位隱蔽在工作臺內，不占用

臺面空間。工作臺內部采用雙層抽屜式結構，用于安裝電氣系統，

具有推拉功能，便于電氣接線及系統示教。

9.PLC觸控屏安裝支架采用活頁式倉體，具有彈性頂伸功

能，可收壓到臺面下方。

1.主體鋁合金材質；采用永磁法蘭方式設計，精巧輕便。

2.每套工裝都可配置接電口和接氣口，方便教學。

快

3.快換工裝模塊包括拋光、畫筆、氣動手爪、真空吸附四套

換

末端執行工具。

工

3

裝4.工裝庫與四套工裝配套，采用鋁型材固定架，用卡槽定位。

模提供四個工裝放置位。

塊5.切換末端工裝時無需任何工具，機器人可在以上四套工裝

間自動快換。通過機器人任意自動更換工裝，可實現機器人搬運、

上下料、碼垛、裝配、拋光、繪圖、模擬噴涂及焊接等功能。

變

1.包括鋁型材支架、光電傳感器、導桿氣缸、調速閥、推料

頻塊、變頻輸送機、配套變頻器等組成。

輸

42.采用變頻調速電機的同步帶輸送機，進行輸送氣推裝置出

送

庫的裝配工件。

模

塊3.配有輸送工件裝配平臺，采用鋁型材支架。

1.規格與碼垛平臺配套。

物

2.材料：鋁合金。

5料

處理：陽極氧化處理。

塊3.

4.數量：10。

6TCP1.材質：鋁合金。

模2.提供TCP標定組件，可實現TCP標定練習。

塊

軌

跡

繪1.配置頂針式筆形工具。

7

圖2.可通過編程完成軌跡規劃，實現寫字繪圖。

模

塊

智

能1.由工業級智能相機、鏡頭、視覺處理軟件、連接電纜、鋁

視材支架等組成。

覺2.安裝在變頻輸送機外側，采用智能視覺系統檢測輸送工件

8

檢顏色等信息和機器人跟蹤夾持。

測3.視覺平臺功能豐富、性能穩定可靠，用戶操作界面友好，

系能夠滿足視覺定位、測量、檢測和識別等視覺應用需求。

統