第二屆全國人工智能應(yīng)用技術(shù)技能大賽決賽-計(jì)算機(jī)及外部設(shè)備裝配調(diào)試員（智能傳感器應(yīng)用技術(shù)）賽項(xiàng)實(shí)操樣題（職工組）

2021年全國行業(yè)職業(yè)技能競賽——第二屆全國人工智能應(yīng)用技術(shù)技能大賽樣題

重要說明

1.比賽時(shí)間300分鐘，180分鐘后，選手可以棄賽，但不可提前離

開賽位場(chǎng)地，需要在賽位指定位置，與比賽設(shè)備隔離。

2.比賽共包括4個(gè)任務(wù)，總分100分，見表1。

表1比賽任務(wù)及配分

序號(hào)名稱配分說明

1任務(wù)一典型傳感器的安裝與調(diào)試20

2任務(wù)二智能傳感器的組網(wǎng)與測(cè)試20

3任務(wù)三智能傳感器的典型應(yīng)用25

必須完成任務(wù)一、

4任務(wù)四智能傳感器綜合應(yīng)用30二、三后方可進(jìn)行

任務(wù)四

5安全與規(guī)范5

合計(jì)100

3.除有說明外，限制各任務(wù)評(píng)判順序，但不限制任務(wù)中各項(xiàng)的先

后順序，選手在實(shí)際比賽過程中要根據(jù)賽題情況進(jìn)行操作，所有評(píng)判

必須在選手舉手要求后評(píng)判。

4.需要裁判驗(yàn)收的各項(xiàng)任務(wù)，任務(wù)完成后裁判只驗(yàn)收1次，請(qǐng)根據(jù)

賽題說明，確認(rèn)完成后再提請(qǐng)裁判驗(yàn)收。

5.比賽所需要的資料及軟件都以電子版的形式保存在工位計(jì)算機(jī)

里指定位置E:\ZL\。

表2資料明細(xì)表

序號(hào)電子資料名稱

1單元接線圖

2裝配圖

3硬件IO配置表

4通訊配置表

6.競賽平臺(tái)系統(tǒng)中主要模塊的IP地址預(yù)分配如下表3所示。

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表3IP地址分配表

序號(hào)名稱IP地址分配備注

1裝配單元PLC192.168.0.11

2涂膠單元PLC192.168.0.12

3檢測(cè)單元PLC192.168.0.13

4裝箱單元PLC192.168.0.14

5入庫單元PLC192.168.0.15

6調(diào)試單元PLC192.168.0.16

7裝配單元HMI192.168.0.21

8涂膠單元HMI192.168.0.22

9檢測(cè)單元HMI192.168.0.23

10裝箱單元HMI192.168.0.24

11入庫單元HMI192.168.0.25

12調(diào)試單元HMI192.168.0.26

13調(diào)試單元條碼傳感192.168.0.35

14視覺相機(jī)器192.168.0.40

15振動(dòng)傳感器192.168.0.50

16入庫單元讀碼器192.168.0.60

173KG機(jī)器人192.168.0.103

183D相機(jī)編程計(jì)算192.168.0.70

19MES編程計(jì)算機(jī)機(jī)192.168.0.99

7.選手對(duì)比賽過程中需裁判確認(rèn)部分，應(yīng)當(dāng)先舉手示意。

8.參賽選手在競賽過程中，不得使用U盤，否則按作弊處理。

9.比賽過程中，若發(fā)生危及設(shè)備或人身安全事故，立即停止比賽，

將取消其參賽資格。

10.選手在競賽過程中應(yīng)該遵守相關(guān)的規(guī)章制度和安全守則，如有

違反，則按照相關(guān)規(guī)定在競賽的總成績中扣除相應(yīng)分值。

11.選手在比賽開始前，認(rèn)真對(duì)照工具清單檢查工位設(shè)備，并確認(rèn)

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后開始比賽；選手完成任務(wù)后的檢具、儀表和部件，現(xiàn)場(chǎng)需統(tǒng)一收回

再提供給其他選手使用。

12.賽題中要求的備份和保存在電腦中的文件，需選手在計(jì)算機(jī)指

定文件夾E:\2021ZN\中命名對(duì)應(yīng)文件夾（賽位號(hào)+PLC，賽位號(hào)+HMI，

賽位號(hào)+3D），賽位號(hào)為1個(gè)數(shù)字+3個(gè)字母+2個(gè)數(shù)字，如1CHB01。賽題

中所要求備份的文件請(qǐng)備份到對(duì)應(yīng)到文件夾下，即使選手沒有任何備

份文件也要求建立文件夾。

13.選手嚴(yán)禁攜帶任何通訊、存儲(chǔ)設(shè)備及技術(shù)資料，如有發(fā)現(xiàn)將取

消其競賽資格。選手擅自離開本參賽隊(duì)賽位或者與其他賽位的選手交

流或者在賽場(chǎng)大聲喧嘩，嚴(yán)重影響賽場(chǎng)秩序，如有發(fā)生，將取消其競

賽資格。

14.選手必須認(rèn)真填寫各類文檔，競賽完成后所有文檔按頁碼順序

一并上交。

15.選手必須及時(shí)保存自己編寫的程序及材料，防止意外斷電及其

它情況造成程序或資料的丟失。

16.賽場(chǎng)提供的任何物品，不得帶離賽場(chǎng)。

17.在整個(gè)比賽期間，選手應(yīng)嚴(yán)格防止機(jī)器人運(yùn)動(dòng)造成人身傷害，

嚴(yán)格遵循相關(guān)職業(yè)素養(yǎng)要求及安全規(guī)范，包括安全文明參賽，著裝、

操作規(guī)范，工具擺放整齊，資料歸檔完整等。

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一、競賽項(xiàng)目任務(wù)書

任務(wù)1：典型傳感器的組裝與調(diào)試

任務(wù)描述：根據(jù)電氣原理圖和安裝圖對(duì)調(diào)試單元模塊主要傳感器

進(jìn)行機(jī)械和電氣安裝。

根據(jù)任務(wù)書智能系統(tǒng)場(chǎng)景要求設(shè)計(jì)傳感器選型和布置方案，設(shè)計(jì)

傳感器電氣原理圖，編寫指定單元主要傳感器的工作原理、技術(shù)參數(shù)

和電氣原理圖。主要傳感器包括：漫反射光電、振動(dòng)傳感器；稱重傳

感器、溫度傳感器；RFID射頻讀寫器、2D視覺、3D視覺；數(shù)顯壓力

開關(guān)；接近開關(guān)、條碼傳感器等，實(shí)現(xiàn)傳感器與控制系統(tǒng)的互聯(lián)互通，

為后期數(shù)據(jù)的采集和監(jiān)控做準(zhǔn)備。

（一）典型傳感器的選型和布置方案

1.選手根據(jù)“裝配單元”系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，選擇與系統(tǒng)匹配的傳

感器并列舉出本單元使用的主要傳感器種類和數(shù)量及主要技術(shù)參數(shù)，

詳見附件1。

（1）選手填寫所選傳感器名稱和技術(shù)參數(shù)。

（2）選手填寫所選傳感器的工作原理。

（3）選手繪制所選傳感器的電氣原理圖，為后期傳感器的安裝測(cè)

試做準(zhǔn)備。

2.選手根據(jù)“涂膠單元”系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，選擇與系統(tǒng)匹配的傳

感器并列舉出本單元使用的主要傳感器種類和數(shù)量及主要技術(shù)參數(shù)，

詳見附件2。

（1）選手填寫所選傳感器名稱和技術(shù)參數(shù)。

（2）選手填寫所選傳感器的工作原理。

（3）選手繪制所選傳感器的電氣原理圖，為后期傳感器的安裝測(cè)

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試做準(zhǔn)備。

完成任務(wù)(一)中1、2后，舉手示意裁判進(jìn)行評(píng)判！

（二）典型傳感器的組裝與調(diào)試

1.振動(dòng)傳感器安裝調(diào)試

安裝振動(dòng)傳感器、網(wǎng)關(guān)、節(jié)點(diǎn)、以及連接線到調(diào)試平臺(tái)正確位置，

設(shè)置DXM無線網(wǎng)關(guān)和無線節(jié)點(diǎn)相關(guān)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)振動(dòng)傳感器與其附件的

連接。具體包含：

（1）振動(dòng)傳感器與無線節(jié)點(diǎn)的連接。

（2）無線節(jié)點(diǎn)供電電路連接。

（3）DXM100無線網(wǎng)關(guān)供電電路的連接。

（4）DXM100無線網(wǎng)關(guān)網(wǎng)絡(luò)連接。

（5）DXM100無線網(wǎng)關(guān)IP地址的設(shè)定。

（6）無線節(jié)點(diǎn)站地址設(shè)定。

（7）DXM100無線網(wǎng)關(guān)和無線節(jié)點(diǎn)的綁定。

調(diào)試單元振動(dòng)傳感器、網(wǎng)關(guān)、無線節(jié)點(diǎn)如圖1-1所示：

圖1-1振動(dòng)傳感器附件

2.安裝RFID射頻讀寫器

將RFID射頻讀寫器安裝到正確位置，使后續(xù)編程時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)：

當(dāng)步進(jìn)電機(jī)固定芯片移動(dòng)到此位置時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)RFID的讀寫和信息狀

態(tài)監(jiān)控。具體包含：

（1）RFID射頻讀寫器安裝。

（2）RFID射頻讀寫器電纜安裝。

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在調(diào)試單元中安裝RFID射頻讀寫器完成后，效果如圖1-2所示：

圖1-2RFID射頻讀寫器安裝位置

3.安裝條碼傳感器

將條碼傳感器安裝到正確位置，使后續(xù)編程時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)：通過條

碼識(shí)別軟件手動(dòng)讀碼、PLC控制自動(dòng)讀碼。

具體包含：

（1）條碼傳感器位置角度調(diào)整。

（2）條碼傳感器電源線的連接。

（3）條碼傳感器與交換機(jī)通訊電纜的連接。

在調(diào)試單元中安裝條碼傳感器完成后，效果如圖1-3所示：

圖1-3掃碼傳感器安裝位置

4.安裝2D視覺系統(tǒng)

將2D視覺系統(tǒng)安裝到正確位置，使后續(xù)編程時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)：通過視

覺系統(tǒng)軟件手動(dòng)拍照、PLC控制自動(dòng)拍照。

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具體包含：

（1）相機(jī)控制器與鏡頭的位置調(diào)整。

（2）相機(jī)電源線的連接。

（3）相機(jī)與交換機(jī)通訊電纜的連接。

在調(diào)試單元中安裝視覺傳感器完成后，效果如圖1-4所示：

圖1-4視覺傳感器安裝位置

完成任務(wù)（二）中1-4后，舉手示意裁判進(jìn)行評(píng)判

任務(wù)2：智能傳感器的組網(wǎng)與測(cè)試

（一）RFID射頻讀寫器編程測(cè)試

對(duì)調(diào)試單元RFID進(jìn)行組態(tài)和參數(shù)設(shè)置，通過RFID狀態(tài)指示燈判

斷當(dāng)前工作狀態(tài)，對(duì)RFID芯片進(jìn)行讀寫操作，寫入的數(shù)值正確顯示到

人機(jī)界面中。RFID編碼規(guī)則如圖2-1所示：

圖2-1RFID編碼規(guī)則

A.場(chǎng)次：A、B、C、D、E；

B.庫位號(hào)：當(dāng)前工件在倉庫中的位置；

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C.零件狀態(tài)：0:不合格，1：合格2：未知（未經(jīng)過傳感器檢測(cè)）。

具體如下：

（1）對(duì)RFID進(jìn)行初始化設(shè)置，HMI測(cè)試界面正確顯示是否檢測(cè)

到讀寫芯片。

（2）編寫PLC程序，根據(jù)RFID規(guī)定的編碼規(guī)則寫入相應(yīng)代碼初

始化狀態(tài)數(shù)據(jù)。第一次初始化信息為：A051。寫入完成后，對(duì)芯片啟

動(dòng)讀操作，編寫HMI測(cè)試界面顯示RFID芯片中初始化的數(shù)據(jù)，測(cè)試是

否與寫入的相同。

（3）編寫PLC程序，根據(jù)RFID規(guī)定的編碼規(guī)則寫入相應(yīng)代碼過

程檢測(cè)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)信息為：B302。寫入完成后，對(duì)芯片啟動(dòng)讀操

作，編寫HMI測(cè)試界面顯示RFID芯片中存儲(chǔ)檢測(cè)的數(shù)據(jù)，測(cè)試是否與

寫入的相同。

RFID射頻讀寫器調(diào)試界面參考示例如下圖2-2所示：

圖2-2RFID調(diào)試界面參考示例

完成任務(wù)二中（一）后，舉手示意裁判進(jìn)行評(píng)判！

（二）溫度傳感器編程測(cè)試

對(duì)調(diào)試單元溫度傳感器通訊模塊進(jìn)行組態(tài)和參數(shù)設(shè)置，人機(jī)界面

能夠?qū)崟r(shí)顯示與智能溫度數(shù)顯儀相同的數(shù)據(jù)信息。

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具體如下：

（1）對(duì)智能溫度數(shù)顯儀進(jìn)行初始化和參數(shù)設(shè)置。

（2）編寫PLC程序，實(shí)時(shí)讀取溫度數(shù)據(jù)，人機(jī)界面HMI正確顯示

數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)類型保留1位小數(shù)，單位℃。

溫度傳感器調(diào)試界面參考示例如下圖2-3所示。

圖2-3溫度傳感器調(diào)試界面參考示例

完成任務(wù)二中（二）后，舉手示意裁判進(jìn)行評(píng)判！

（三）調(diào)試平臺(tái)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)編程與調(diào)試

編寫調(diào)試單元PLC中步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)模塊任務(wù)，能夠?qū)崿F(xiàn)移動(dòng)

模組的基本運(yùn)動(dòng)與狀態(tài)信息監(jiān)控。

具體包含如下

1.當(dāng)人機(jī)界面“啟用軸”按鈕未按下時(shí)，移動(dòng)模組不動(dòng)作。

2.按下人機(jī)界面“點(diǎn)動(dòng)正轉(zhuǎn)”按鈕，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到圖2-4位置1微型

光電處時(shí)，模組停止運(yùn)動(dòng)。

3.按下人機(jī)界面“點(diǎn)動(dòng)反轉(zhuǎn)”按鈕，當(dāng)移動(dòng)到圖2-4位置7微動(dòng)

開關(guān)處時(shí)，模組停止運(yùn)動(dòng)。

4.按下人機(jī)界面“回原點(diǎn)”按鈕，模組回原點(diǎn)，圖2-4的位置1

處的微型光電為原點(diǎn)檢測(cè)開關(guān)。

5.在任意位置，按下人機(jī)界面“絕對(duì)啟動(dòng)”按鈕，模組以絕對(duì)方

式運(yùn)動(dòng)到圖2-4的位置3、5、7處，位置先后順序隨機(jī)指定。

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6.起始位置在圖2-4位置3對(duì)射開關(guān)處，按下人機(jī)界面“相對(duì)啟

動(dòng)”按鈕，模組相對(duì)運(yùn)動(dòng)±50mm。

7.按下人機(jī)界面“勻速運(yùn)動(dòng)”按鈕，當(dāng)移動(dòng)到圖2-4位置1或7

處時(shí)，模組停止運(yùn)動(dòng)。

8.按下人機(jī)界面“停止軸”按鈕，無論模組處于何種運(yùn)動(dòng)方式下，

模組立即停止運(yùn)動(dòng)。

圖2-4移動(dòng)模組位置分布

移動(dòng)模組人機(jī)界面參考示例如下圖2-5所示：

圖2-5移動(dòng)模組人機(jī)界面參考示例

完成二中（三）后，舉手示意裁判進(jìn)行評(píng)判！

（四）振動(dòng)傳感器編程測(cè)試

對(duì)振動(dòng)傳感器網(wǎng)關(guān)和無線節(jié)點(diǎn)進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，人機(jī)界面能夠?qū)崟r(shí)

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顯示振動(dòng)傳感器監(jiān)測(cè)電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)和故障時(shí)的Z軸速度（mm/s）、X

軸速度(mm/s)和發(fā)熱溫度(℃)。

具體如下：

1.通過振動(dòng)傳感器編程軟件，選手設(shè)置TCP通訊，正確連接振動(dòng)

傳感器網(wǎng)關(guān)，建立通訊。

2.編寫PLC程序，當(dāng)電機(jī)正常勻速運(yùn)行時(shí)，實(shí)時(shí)讀取監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，

人機(jī)界面HMI正確顯示監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)類型保留3位小數(shù)。

3.編寫PLC程序，當(dāng)電機(jī)故障時(shí)（如電機(jī)聯(lián)軸器與編碼器連接處

松動(dòng)），實(shí)時(shí)讀取監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，檢測(cè)數(shù)據(jù)異常5S后，電機(jī)勻速運(yùn)動(dòng)停止，

人機(jī)界面HMI正確顯示監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和電機(jī)報(bào)警狀態(tài)，報(bào)警狀態(tài)以2Hz的

頻率閃爍。

振動(dòng)傳感器正常與故障安裝時(shí)，參考示例如下圖2-6所示。

電機(jī)正常狀態(tài)電機(jī)異常狀態(tài)

圖2-6電機(jī)正常與故障狀態(tài)

振動(dòng)傳感器調(diào)試界面參考示例如下圖2-7所示。

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圖2-7振動(dòng)傳感器調(diào)試界面參考示例

完成任務(wù)二中（四）后，舉手示意裁判進(jìn)行評(píng)判！

任務(wù)3：智能傳感器的典型應(yīng)用

（一）2D視覺軟件設(shè)定

在調(diào)試單元上完成2D視覺系統(tǒng)的調(diào)試與編程。打開安裝在編程計(jì)

算機(jī)上的智能相機(jī)軟件，連接和配置相機(jī)，通過調(diào)整相機(jī)焦距，使智

能相機(jī)穩(wěn)定、清晰地?cái)z取圖像信號(hào)。

測(cè)試要求如下：

在軟件中能夠正確實(shí)時(shí)查看到現(xiàn)場(chǎng)放置于相機(jī)下方托盤中的工件

1的圖像，要求工件圖像清晰。

完成任務(wù)三中（一）后，舉手示意裁判進(jìn)行評(píng)判！

（二）2D視覺調(diào)試和編程

1.設(shè)置視覺控制器觸發(fā)器類型、光源控制模式、目標(biāo)圖像亮度，

設(shè)置視覺控制器與主控PLC的通信。

2.圖像的標(biāo)定、樣本學(xué)習(xí)任務(wù)，要求如下：

（1）對(duì)要檢測(cè)區(qū)域圖像進(jìn)行模型區(qū)域和訓(xùn)練區(qū)域的標(biāo)定與學(xué)習(xí)，

實(shí)現(xiàn)相機(jī)中出現(xiàn)的圖像和實(shí)物一致；

（2）脫機(jī)模式下，對(duì)托盤內(nèi)的工件進(jìn)行手動(dòng)拍照，獲取該工件目

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標(biāo)區(qū)域的的X坐標(biāo)、Y坐標(biāo)、角度偏差A(yù)，利用視覺工具，編寫相機(jī)視

覺程序?qū)ぜＰ蛥^(qū)域進(jìn)行訓(xùn)練和學(xué)習(xí)。

（3）編寫調(diào)試單元PLC中2D視覺系統(tǒng)調(diào)試模塊任務(wù)，能夠自動(dòng)

識(shí)別工位托盤中工件，并將工件信息包括位置、角度和得分等顯示在

人機(jī)界面中。

（4）編寫調(diào)試單元PLC中2D視覺系統(tǒng)調(diào)試模塊任務(wù)，能夠自動(dòng)

識(shí)別工位托盤中工件顏色信息，并將工件顏色信息顯示在人機(jī)界面中。

（5）編寫調(diào)試單元PLC中2D視覺系統(tǒng)調(diào)試模塊任務(wù)，能夠自動(dòng)

識(shí)別工位托盤中工件缺陷信息，并將缺陷信息顯示在人機(jī)界面中。

2D調(diào)試界面參考示例如下圖3-1所示。

圖3-1視覺調(diào)試界面參考示例

測(cè)試要求如下：

（1）選手人工放置裝有工件的托盤于相機(jī)識(shí)別工位。

（2）在智能相機(jī)軟件切換相機(jī)的脫機(jī)與聯(lián)機(jī)狀態(tài)，人機(jī)界面能正

確顯示相機(jī)是否在線，判斷相機(jī)與PLC是否建立通訊連接。

（3）相機(jī)在聯(lián)機(jī)狀態(tài)下通過人機(jī)界面按鈕操作相機(jī)進(jìn)行拍照，工

件對(duì)應(yīng)信息X坐標(biāo)、Y坐標(biāo)、A角度偏差、P得分能夠正確顯示在人機(jī)

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界面中。

（4）相機(jī)在聯(lián)機(jī)狀態(tài)下通過人機(jī)界面按鈕操作相機(jī)進(jìn)行拍照，不

同工件對(duì)應(yīng)顏色信息能夠正確顯示在人機(jī)界面中。

（5）相機(jī)在聯(lián)機(jī)狀態(tài)下通過人機(jī)界面按鈕操作相機(jī)進(jìn)行拍照，工

件合格性能夠正確顯示在人機(jī)界面中。

完成任務(wù)3中（2）后，舉手示意裁判進(jìn)行評(píng)判！

（三）3D視覺調(diào)試和編程

任務(wù)描述：按照任務(wù)書要求，在機(jī)器人裝配單元，完成機(jī)器人、

3D視覺、主控系統(tǒng)之間通信連接，通過視覺系統(tǒng)軟件編程和調(diào)試，完

成3D相機(jī)的調(diào)試、手眼標(biāo)定，以及基于深度學(xué)習(xí)的工件識(shí)別，基于位

姿估計(jì)信息，工業(yè)機(jī)器人與3D相機(jī)結(jié)合，完成對(duì)目標(biāo)工件的分揀。

1.3D相機(jī)參數(shù)設(shè)定

設(shè)置、調(diào)整相機(jī)參數(shù)，使相機(jī)獲得清晰、高質(zhì)量的圖像。具體圖

像包含2D圖、深度圖和點(diǎn)云的清晰采集；

2.手眼標(biāo)定操作

在機(jī)器人裝配單元安裝標(biāo)定板，設(shè)置標(biāo)定參數(shù)，獲取機(jī)器人與相

機(jī)之間的位姿轉(zhuǎn)換關(guān)系，完成工業(yè)機(jī)器人與相機(jī)之間的手眼標(biāo)定。

具體包含的任務(wù)：

（1）在機(jī)器人裝配單元選擇合適位置安裝標(biāo)定板，運(yùn)行機(jī)器人

3D標(biāo)定程序，設(shè)置3D智能相機(jī)軟件與工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)的通信參數(shù)，

通過3D智能相機(jī)軟件手動(dòng)操作機(jī)器人，獲得工業(yè)機(jī)器人的控制權(quán)。

（2）設(shè)置相機(jī)及標(biāo)定板參數(shù),獲取高質(zhì)量的標(biāo)定板圖像數(shù)據(jù)。

（3）添加點(diǎn)陣列，啟動(dòng)自動(dòng)手眼標(biāo)定程序，根據(jù)標(biāo)定精度對(duì)計(jì)算

結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化和誤差分析。

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3.采集自制數(shù)據(jù)集

操作3D智能相機(jī)和視覺系統(tǒng)軟件，采集目標(biāo)物體的圖像數(shù)據(jù)，根

據(jù)要求完成圖像的標(biāo)注。

具體包含的任務(wù)：

（1）在檢測(cè)單元分揀盒中，放入工件，手動(dòng)調(diào)整不同角度合適的

位姿。在保證圖像質(zhì)量的情況下，采集16張包含不同標(biāo)簽工件位姿的

圖像。

（2）利用內(nèi)置的圖像標(biāo)定工具，對(duì)每張圖像進(jìn)行標(biāo)注。

（3）在保證圖像質(zhì)量的情況下，采集4張包含不同顏色工件的圖

像。

4.模型訓(xùn)練與相關(guān)信息輸出

基于自制數(shù)據(jù)集，編程實(shí)現(xiàn)對(duì)識(shí)別模型的訓(xùn)練，利用訓(xùn)練后的模

型正確識(shí)別目標(biāo)工件并輸出相關(guān)信息。

具體包含的任務(wù)：

（1）啟動(dòng)模型訓(xùn)練，等待視覺系統(tǒng)完成工件類型識(shí)別模型訓(xùn)練；

（2）啟動(dòng)特征提取訓(xùn)練，等待視覺系統(tǒng)完成如工件顏色、缺陷等

特征的識(shí)別模型訓(xùn)練；

（3）將訓(xùn)練完成的模型分別導(dǎo)入至工件與托盤視覺識(shí)別工程中，

并設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)和感興趣區(qū)域。

（4）在視覺識(shí)別工程中，切換至虛擬相機(jī)模式，加載標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)證圖

像，利用已訓(xùn)練模型對(duì)其進(jìn)行識(shí)別，驗(yàn)證模型的識(shí)別效果。

5.工業(yè)機(jī)器人與3D相機(jī)對(duì)目標(biāo)工件分揀與裝配編程

基于檢測(cè)信息，工業(yè)機(jī)器人與3D相機(jī)結(jié)合，通過設(shè)定視覺軟件給

定的識(shí)別工程的參數(shù)，根據(jù)相機(jī)主控軟件與相機(jī)通訊配置表，編寫圖

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形化的機(jī)器人控制邏輯程序，示教編程機(jī)器人分揀與裝配程序，完成

機(jī)器人對(duì)目標(biāo)工件的分揀。

具體包含的任務(wù)：

（1）在3D相機(jī)系統(tǒng)機(jī)器人控制軟件中，編寫相機(jī)與機(jī)器人通訊

程序；

（2）在3D相機(jī)系統(tǒng)視覺識(shí)別軟件中，設(shè)定給定的工件與托盤視

覺識(shí)別程序中的參數(shù)。

（3）基于3D相機(jī)檢測(cè)結(jié)果，示教編程機(jī)器人對(duì)工件的識(shí)別、抓

取和放置。

（4）基于3D相機(jī)檢測(cè)結(jié)果，示教編程機(jī)器人對(duì)空托盤的識(shí)別和

抓取。

（5）基于3D相機(jī)檢測(cè)結(jié)果，示教編程機(jī)器人對(duì)AGV上空托盤位

置識(shí)別和放置。

機(jī)器人每完成工件識(shí)別和托盤分揀子任務(wù)后，回到待機(jī)點(diǎn)（HOME

點(diǎn)），各軸坐標(biāo)為：軸1(A1)0.000度、軸2(A2)0.000度、軸3(A3)0.000

度、軸4(A4)0.000度、軸5(A5)-90.000度、軸6(A6)0.000度，各軸

角度偏差不超過±0.1度。

完成任務(wù)三中（三）后，舉手示意裁判進(jìn)行評(píng)判！

任務(wù)4：智能傳感器綜合應(yīng)用

任務(wù)描述：規(guī)定零件的自動(dòng)化試運(yùn)行，競賽任務(wù)通過圖4-1智能

生產(chǎn)線平臺(tái)，通過AGV單元運(yùn)載托盤，裝配單元裝配零件，涂膠單元

涂膠貼標(biāo)，檢測(cè)單元檢測(cè)成品和廢品，包裝單元機(jī)器人裝箱、貼碼、

搬運(yùn)，出入庫單元禮品盒出庫和成品的入庫完成零件的組裝。選手完

成智能系統(tǒng)整體任務(wù)運(yùn)行參數(shù)設(shè)定與調(diào)試，把傳感器構(gòu)成的智能系統(tǒng)

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的各個(gè)模塊的傳感數(shù)據(jù)按照任務(wù)要求上傳工業(yè)云平臺(tái)進(jìn)行可視化顯

示，系統(tǒng)各單元預(yù)置部分PLC或HMI程序，選手自行下載程序，選手

對(duì)整體設(shè)備進(jìn)行調(diào)試和完善指定單元PLC程序以及人機(jī)界面程序，并

通過各單元HMI實(shí)現(xiàn)本單元零件的加工和工件的中轉(zhuǎn)和出入庫。

圖4-1智能生產(chǎn)線

系統(tǒng)綜合工作任務(wù)如下：

（一）綜合任務(wù)基礎(chǔ)準(zhǔn)備

根據(jù)綜合任務(wù)要求，由選手自行設(shè)計(jì)補(bǔ)充涂膠單元、檢測(cè)單元、

出入庫單元PLC復(fù)位程序和HMI觸摸屏界面，滿足以下基本功能：

1.能夠?qū)崿F(xiàn)涂膠單元的復(fù)位、啟動(dòng)、停止等功能：

（1）復(fù)位為本單元運(yùn)行至初始?xì)w零狀態(tài)；

（2）系統(tǒng)啟動(dòng)為系統(tǒng)自動(dòng)按照綜合任務(wù)運(yùn)行；

（3）系統(tǒng)停止為系統(tǒng)停止運(yùn)動(dòng)。

初始?xì)w零狀態(tài)為：

（1）單元中步進(jìn)電機(jī)控制機(jī)構(gòu)處于原點(diǎn)位置。

（2）單元中交流電機(jī)控制機(jī)構(gòu)運(yùn)行5S后停止運(yùn)行。

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（3）單元中所有氣動(dòng)元件歸位，傳送帶阻擋氣缸上升，涂膠和貼

標(biāo)氣缸縮回。

（4）單元流水線上沒有空托盤或零件。

若上述條件中任一項(xiàng)不滿足，則本單元紅色警示燈以1Hz的頻率

閃爍，系統(tǒng)不能啟動(dòng)，故障清除重新復(fù)位后恢復(fù)正常。

圖4-2涂膠單元人機(jī)交互界面參考示例

2.能夠?qū)崿F(xiàn)檢測(cè)單元的復(fù)位、啟動(dòng)、停止等功能：

（1）復(fù)位為本單元運(yùn)行至初始?xì)w零狀態(tài)；

（2）系統(tǒng)啟動(dòng)為系統(tǒng)自動(dòng)按照綜合任務(wù)運(yùn)行；

（3）系統(tǒng)停止為系統(tǒng)停止運(yùn)動(dòng)。

初始?xì)w零狀態(tài)為：

（1）單元中交流電機(jī)控制的水平傳送帶運(yùn)行5S后停止。

（2）單元中氣動(dòng)元件視覺阻擋氣缸伸出、推料阻擋氣缸縮回。

（3）單元流水線上沒有空托盤或零件。

（4）單元2D相機(jī)初始化拍照。

若上述條件中任一項(xiàng)不滿足，則本單元紅色警示燈以1Hz的頻率

閃爍，系統(tǒng)不能啟動(dòng)，故障清除重新復(fù)位后恢復(fù)正常。

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圖4-3檢測(cè)單元人機(jī)交互界面參考示例

3.能夠?qū)崿F(xiàn)出入庫單元的復(fù)位、啟動(dòng)、停止等功能：

（1）復(fù)位為本單元運(yùn)行至初始?xì)w零狀態(tài)；

（2）系統(tǒng)啟動(dòng)為系統(tǒng)自動(dòng)按照綜合任務(wù)運(yùn)行；

（3）系統(tǒng)停止為系統(tǒng)停止運(yùn)動(dòng)。

初始?xì)w零狀態(tài)為：

（1）單元中步進(jìn)電機(jī)控制旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)處于原點(diǎn)位置。

（2）單元中步進(jìn)電機(jī)控制升降機(jī)構(gòu)處于原點(diǎn)位置。

（3）單元中所有氣動(dòng)元件歸位，吸盤氣缸縮回、吸盤不動(dòng)作。

（4）單元升降臺(tái)上沒有空托盤或零件。

若上述條件中任一項(xiàng)不滿足，則本單元紅色警示燈以1Hz的頻率

閃爍，系統(tǒng)不能啟動(dòng)，故障清除重新復(fù)位后恢復(fù)正常。

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圖4-4出入庫單元人機(jī)交互界面參考示例

4.系統(tǒng)復(fù)位完成后啟動(dòng)自動(dòng)化運(yùn)行前的準(zhǔn)備：

（1）AGV單元人工放置空托盤。

圖4-5AGV單元預(yù)置空托盤

（2）裝配單元立體倉庫中預(yù)置零件。

圖4-6裝配單元預(yù)置零件

（3）涂膠單元預(yù)置金屬標(biāo)簽。

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圖4-7涂膠單元預(yù)置金屬標(biāo)簽

（4）出入庫單元預(yù)置禮品盒。具體擺放位置及數(shù)量由選手自行擺

放。

圖4-8出入庫單元預(yù)置禮品盒

5.通過設(shè)置檢測(cè)單元視覺系統(tǒng)參數(shù)，完成本單元的檢測(cè)流程。

6.選手操作裝配單元HMI單機(jī)模式界面，單擊右上角，設(shè)置裝配

單元機(jī)身位置、機(jī)身厚度、機(jī)殼位置、機(jī)殼厚度、行車機(jī)械手抓取位

置1、位置2、位置3參數(shù)，完成裝配單元機(jī)身裝配流程。

7.選手操作涂膠單元HMI手動(dòng)模式界面，單擊右上角，設(shè)置涂膠

單元貼標(biāo)位置1、位置2、位置3參數(shù)，完成貼標(biāo)流程。

8.選手操作出入庫單元HMI手動(dòng)模式界面，單擊右上角，設(shè)置出

入庫單元倉位1-倉位6和出入庫位置參數(shù)，完成禮品盒的出庫和成品

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件的入庫流程。

（二）系統(tǒng)綜合任務(wù)實(shí)現(xiàn)

1.手動(dòng)操作實(shí)現(xiàn)任務(wù)流程

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)提供的編程環(huán)境補(bǔ)充完善檢測(cè)單元人機(jī)界面和PLC程序

后，手動(dòng)操作各單元觸摸屏完成1個(gè)零件的出庫、涂膠、識(shí)別、空托

盤的回收、搬運(yùn)、裝配以及入庫等任務(wù)。具體任務(wù)流程如下：

（1）手動(dòng)將空托盤放置在裝配單元傳送帶入口處，裝配單元檢測(cè)

到空托盤進(jìn)入后，通過阻擋氣缸定位，從立體倉庫中分別取出零件在

裝配工作臺(tái)進(jìn)行組裝，組裝完畢后，水平升降模組將零件放置于空托

盤中，托盤流向傳送帶末端。

（2）托盤進(jìn)入涂膠單元，通過阻擋氣缸定位，水平移動(dòng)模組抓取

標(biāo)簽運(yùn)動(dòng)至傳送帶上方，先點(diǎn)膠再放置標(biāo)簽，貼標(biāo)完成托盤流向傳送

帶末端。

（3）托盤進(jìn)入檢測(cè)單元，通過色標(biāo)傳感器和智能相機(jī)對(duì)零件進(jìn)行

檢測(cè)，并將檢測(cè)的數(shù)據(jù)顯示在HMI觸摸屏上，具體包含零件的顏色和

貼標(biāo)位置坐標(biāo)X、坐標(biāo)Y、角度偏差A(yù)和得分P。檢測(cè)完畢，托盤運(yùn)

行至裝配分揀料盒中。

（4）出入庫單元從立體倉庫倉位3中搬運(yùn)空禮品盒放置于包裝單

元包裝臺(tái)上，包裝單元機(jī)器人進(jìn)行拆盒分解。

（5）包裝單元機(jī)器人將檢測(cè)單元裝配分揀料盒中的工件和托盤，

通過3D相機(jī)識(shí)別分揀、禮品盒加蓋、貼標(biāo)。

（6）包裝單元包裝完畢后，出入庫二位移動(dòng)模組，完成成品的入

庫，入庫位置為倉位2，流程結(jié)束。

2.自動(dòng)操作實(shí)現(xiàn)任務(wù)流程

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選手操作主控單元觸摸屏，分別實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的聯(lián)機(jī)、復(fù)位、啟動(dòng)流

程。聯(lián)機(jī)為各單元與主控單元網(wǎng)絡(luò)上互聯(lián)互通，復(fù)位為各單元恢復(fù)至

初始狀態(tài)，啟動(dòng)為系統(tǒng)按照零件的出庫、涂膠、識(shí)別、空托盤的回收、

搬運(yùn)、裝配以及入庫連續(xù)完成3個(gè)成品件的入庫。

3.典型傳感器的可視化

選手通過管控軟件啟動(dòng)系統(tǒng)，根據(jù)各單元PLC與MES通訊協(xié)議，

編寫PLC程序，實(shí)時(shí)采集指定傳感器的數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)上傳至傳感器

工業(yè)云平臺(tái)作系統(tǒng)分析，以可視化方式在智能看板上展示。指定傳感

器包含以下：

表4-1指定數(shù)據(jù)上傳云平臺(tái)

序號(hào)名稱位置

1振動(dòng)傳感器X軸速度裝配單元

2振動(dòng)傳感器Z軸速度裝配單元

3振動(dòng)傳感器溫度裝配單元

4溫度傳感器涂膠單元

5稱重傳感器涂膠單元

6電磁傳感器AGV

7陀螺儀姿態(tài)XAGV

8陀螺儀姿態(tài)YAGV

9陀螺儀姿態(tài)ZAGV

10電磁電壓AGV

完成任務(wù)四后，舉手示意裁判進(jìn)行評(píng)判！

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二、本項(xiàng)目提供的文檔和資料

（一）原始數(shù)據(jù)

提供單元接線圖、裝配圖、PLC硬件配置表。

（二）文件目錄

競賽過程和結(jié)束后選手將結(jié)果文件保存在相應(yīng)的文件夾內(nèi)。路徑

如下：

E:\2021ZN\比賽結(jié)束保存全部比賽結(jié)果文件；

三、競賽結(jié)束時(shí)當(dāng)場(chǎng)提交的成果與資料

競賽結(jié)束時(shí)，參賽隊(duì)須當(dāng)場(chǎng)提交成果與資料：

將E:\2021ZN\目錄全部考入刻入大賽提供1個(gè)移動(dòng)U盤，封裝后

簽上場(chǎng)次和工位號(hào)，并上交裁判。

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附錄1：任務(wù)一裝配單元傳感器設(shè)計(jì)與選型填寫表（1）

名稱數(shù)量

技術(shù)參數(shù)

工作原理

電氣原理圖

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附錄1：任務(wù)一裝配單元傳感器設(shè)計(jì)與選型填寫表（2）

名稱數(shù)量

技術(shù)參數(shù)

工作原理

電氣原理圖

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附錄2：任務(wù)一涂膠單元傳感器設(shè)計(jì)與選型填寫表（1）

名稱數(shù)量

技術(shù)參數(shù)

工作原理

電氣原理圖

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附錄2：任務(wù)一涂膠單元傳感器設(shè)計(jì)與選型填寫表（2）

名稱數(shù)量

技術(shù)參數(shù)

工作原理

電氣原理圖

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附件1-1

2021年全國行業(yè)職業(yè)技能競賽

——第二屆全國人工智能應(yīng)用技術(shù)技能大賽

計(jì)算機(jī)及外部設(shè)備裝配調(diào)試員

（智能傳感器應(yīng)用技術(shù)）

（職工組）

實(shí)操樣題

組委會(huì)技術(shù)工作委員會(huì)

2021年10月

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重要說明

1.比賽時(shí)間300分鐘，180分鐘后，選手可以棄賽，但不可提前離

開賽位場(chǎng)地，需要在賽位指定位置，與比賽設(shè)備隔離。

2.比賽共包括4個(gè)任務(wù)，總分100分，見表1。

表1比賽任務(wù)及配分

序號(hào)名稱配分說明

1任務(wù)一典型傳感器的安裝與調(diào)試20

2任務(wù)二智能傳感器的組網(wǎng)與測(cè)試20

3任務(wù)三智能傳感器的典型應(yīng)用25

必須完成任務(wù)一、

4任務(wù)四智能傳感器綜合應(yīng)用30二、三后方可進(jìn)行

任務(wù)四

5安全與規(guī)范5

合計(jì)100

3.除有說明外，限制各任務(wù)評(píng)判順序，但不限制任務(wù)中各項(xiàng)的先

后順序，選手在實(shí)際比賽過程中要根據(jù)賽題情況進(jìn)行操作，所有評(píng)判

必須在選手舉手要求后評(píng)判。

4.需要裁判驗(yàn)收的各項(xiàng)任務(wù)，任務(wù)完成后裁判只驗(yàn)收1次，請(qǐng)根據(jù)

賽題說明，確認(rèn)完成后再提請(qǐng)裁判驗(yàn)收。

5.比賽所需要的資料及軟件都以電子版的形式保存在工位計(jì)算機(jī)

里指定位置E:\ZL\。

表2資料明細(xì)表

序號(hào)電子資料名稱

1單元接線圖

2裝配圖

3硬件IO配置表

4