赛项1-工业协作机器人及数字孪生技术创新应用赛项任务书与评分细则.docx

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1、赛项1-工业协作机器人及数字享生技术创新应用赛项任务书与评分细则随着科技的发展，机器人工程已经成为了一个重要的领域，其在工业、医疗、家庭、教育等方面正在得到越来越广泛的关注和应用，机器人数智化将是未来机器人工程的主要趋势之一，相关人才缺口巨大，能解决复杂工程问题、有创新能力及编程仿真操作能力的高素质技术型、应用型、复合型人才培养面临着一些挑战和机遇。本赛项利用工业协作机器人及数字李生技术创新应用平台，进行机器人夹具设计、安装和调试工业协作机器人及数字李生技术创新应用平台，完成码垛、涂胶及饮料的搬运、开盖、分装等工作任务，满足小批量多品种产品的定制化生产需求。本赛项主要考察选手对工业协作机器人、

2、PLC可编程控制器、机器视觉等设备的安装、编程、调试、集成应用等能力，以真实的工业装备和应用环境作为赛场，考察大学生解决机器人领域复杂工程问题的综合能力。一、竞赛提供的设备在现场竞赛环节，将提供工业协作机器人及数字李生技术创新应用平台（如图1所示），竞赛所需的机器人夹具相关零部件、元器件，以及安装调试工具等各参赛队自备。图1工业协作机器人及数字李生技术创新应用平台二、现场竞赛环节具体要求在完成任务过程中,请及时保存程序及数据,防止意外断电及其它情况造成程序或资料的丢失。任务一：机器人程序编程及调试(20分)任务描述：利用工业协作机器人及数字李生技术创新应用平台上提供的码垛夹具，完成工业协作机器

3、人码垛任务。任务要求：(1)按照码垛任务(见附件)，选手通调试工业协作机器人将物料由初始状态(放置于料盘中，提供四个物料)码垛至目标状态。(2)工业协作机器人自动运行码垛任务。(3)工业协作机器人和码垛工作台位置不可移动。(4)完成码垛后，水平相邻两个物料间距在2mm以内，超出部分将扣分。完成任务一后，举手向裁判示意进行评判！任务二:工血正赢SxSiiSjl台的机器人夹具调试(10分)任务描述：操作工业协作机器人示教器控制机器人夹具动作。任务要求：选手编写机器人程序并示教点位，能够自动运行演示如下动作：(1)机器人抓取易拉罐，易拉罐不会变形;（2）抬起易拉罐后可任意旋转约90度（如下图2所示）

4、，暂停3秒后回位;（3）将易拉罐放回原位置。初始状态旋转90度图2易拉罐初始状态及旋转约90度状态完成任务二后,举手向裁判示意进行评判！任务三：数字挛生仿真调试（20分）L利用工业协作机器人数字李生虚拟调试软件，导入选手自行设计的工业协作机器人夹具模型完成易拉罐的抓取、开盖动作，并将易拉罐中的饮料倒入杯中，完成饮料分装任务。2.任务说明：此部分任务需现场完成调试。调试好后，示意裁判评分。，成任务三后上举手向裁判示意进行评判！任务四:工业协作机器人及数字挛生技术创新应用平台整体联调（45分）任务描述：在工业协作机器人及数字李生技术创新应用实际平台上，完成易拉罐的搬运，开盖，饮料分装任务。如遇紧急

5、危险情况，参赛选手应立即停止机器人运动。不得通过各种破坏性行为完成任务。机器人具体动作过程如下：1瓶饮料摆放于存放区，机器人能够取出饮料；机器人能够完成易拉罐的开盖过程;机器人将饮料全部(25Oml)倒入量杯中，不得洒出；易拉罐饮料倒完后，选择一区域放置空易拉罐，该区域不能影响机器人的运行；机器人自动回到安全位。完成任务四后，举手向裁判示意进行评判！任务五：职业素养要求(5分)对参赛选手全过程的职业精神及其具备的生产安全、环境保护知识和操作的规范性、系统性等进行综合评价，主要从以下几个方面进行考核：(1)安全文明参赛；(2)设备操作的规范性；(3)工具、量具的使用与摆放；(4)着装规范；(5)

6、资料归档完整；(6)完成任务的计划性、条理性，以及遇到问题时的应对状况等。扣分办法考核内容扣分标准1工业机器人与其他设备发生碰撞，若出现严重撞机，导致设备损坏，则取消比赛资格3分/次2夹具掉落、易拉罐掉落现象2分/次3易拉罐被夹持变形1分4在裁判长发出开始比赛指令前，提前操作扣3分5不服从裁判指令扣3分/次6在裁判长发出结束比赛指令后，继续操作扣3分7擅自离开本参赛队赛位取消比赛资格8与其他赛位的选手交流取消比赛资格9在赛场大声喧哗、无理取闹取消比赛资格10携带纸张、U盘（除创新设计外）、手机等不允许携带的物品进场取消比赛资格11发现作弊行为取消比赛资格定制码垛任务第一层（底层）：第二层（顶层

7、）：34赛项2-机器人建模与仿真应用创新设计赛项任务书与评分细则一、对内容的要求本项目基于智能制造中典型的机器人场景，学生可以参与从机器人设计需求分析-机器人的本体设计-机器人建模与仿真-机器人应用等机器人应用的工程设计四个流程。在本次比赛中，机器人的设计、场景的应用设计及仿真设计同样重要。2、对运行环境的要求1）软件要求1 .基于开源Webots软件进行仿真设计（提交作品时请提说明运行软件版本号和扩展库文件）；2 .操作系统为Windows7以上或LinUX及其衍生系统；2）硬件要求自带笔记本电脑，可正常流畅运行仿真演示即可。3、赛程安排比赛分为两个阶段，初赛和决赛。初赛时学生团队根据赛项要

8、求提交机器人本体仿真模型设计和机器人应用仿真场景设计相关材料,经专家评审后通知晋级决赛名单。决赛时学生团队需要根据现场组委提供的任务书进行机器人本体仿真模型设计和机器人应用仿真场景设计。取初赛一定百分比进入决赛，初赛成绩不计入决赛成绩。4、赛项具体要求1 .任务要求参赛队可以统一下载一套组委提供的仿真工程文件，为初赛机械臂仿真应用场景的场景模块，需要根据仿真场景的参数和功能要求设计机械臂本体和算法完成任务。提供的仿真工程文件涵盖场景底板、传送带、货架、1个摄像头模块（含支架），通过这些模块参赛队需要参考下面任务要求搭建场景并且将根据搭建的场景设计机械臂本体仿真模型及完成任务，完成任务的任务。参

9、赛队也可以自行设计场景中用的仿真模块，最终需完成分选场景的仿真运行即可。机械臂本体仿真模型需自行设计，机械臂伺服驱动和/驱动单元可以直接选型，不必要单独设计，但除机械臂伺服驱动和/驱动单元以外的部件需自行设计。（提交作品资料和答辩时需提供/展示设计三维图纸）。2 .场景说明场景为一个模拟简化工业机器人智能分选场景（参考图1-1）,场景要求有1个传送带，1个货架，4个工件。需要在传送带范围中所示意的工件进入区范围内添加2种不同颜色和不同形状工件，工件将在传动带上自动运行；在传送带的周围需要合理布置1个摄像头,可以准确识别工件颜色和形状；在传动带末端附近布置机械臂将传送带中同一种颜色放置在同一个字

10、母位置，同一个形状放置在同一数字位置。工件参数参考“表-r,；传送带参数参考“表2；货架参数参考“表1-3；3IaIal图1-1场地布局说明关于场景放置：传送带与货架之间的间距最小要求为150mm,另外一个方向的间距不限制；没有做尺寸要求的位置可自行考虑进行合理设计。表1-1工件参数说明（自行设计）项目参数备注最小尺寸长X宽X高=20mm20mmX30mm形状范围可以为三棱柱、四棱柱、圆柱、球体等简单几何立体块也可以是它们的的组合体不同的工件放置在传送带后从俯视角度必须能看出明显的形状特征颜色范围红、黄、绿、蓝2种颜色工件任选其2,且颜色的饱和度和亮度不做限定虚拟工件重量50-200g表1-2

11、传送带参数说明（自行设计或直接使用资料库文件）项目参数备注带面最小尺寸长X宽=50Omm100Omm不含支架且长度为有效行程最小高度70mm从顶面到支撑台面计算表1-3货架参数说明（自行设计或直接使用资料库文件）项目参数备注层的分布层数：1每层工件位：4不含支撑工件位数量：4单个最小尺寸：长X宽X深度二80mm80mm80mm；分布方式：田字格分布支撑无尺寸要求自行合理设计3 .任务说明任务1：按照场景示意图和场景说明完成仿真场景搭建；任务2：设计1个操作类机器人（机械臂）完成工件的转运；任务3：参赛队将根据任务要求完成机器人本体仿真模型搭建；任务4：参赛队将根据任务要求完成在仿真环境中整体运

12、行调试；任务5：参赛队将利用现场提供的驱动电机、型材/管材根据任务要求设计的机器人本体；任务6：参赛队将根据任务要求完成实物调试；备注：根据工件特性进行识别，并且在界面上可以进行识别出来的文字说明识别的特征；仿真设计方案评分:序号评分项细则分数1仿真运行效果是否完成一个完整的机械臂运行演示；运行演示是否流畅；场景设计是否合理；202机械臂设计合理性场景应用的构型是否合理；场景中机械臂运动轨迹是否合理；根据场景的要求机械臂自由度是否有冗余；机械警仿真模型是否完整；303机械臂设计图纸完整性三维装配图是否完整；零部件是否完整；机械臂系统说明是否完整；204创新性场景的方案是否创新；机械臂本体应用的

13、结构是否创新；机械臂控制算法是否创新；执行器结构是否创新；30提交资料：L仿真运行的完整工程文件2 .工程文件使用说明，包含软件版本，库文件安装，工程文件必要的功能说明；3 .设计报告书，包含但不仅限于场景设计说明、机械臂构型设计说明、电机选型说明、夹持器设计说明、运动算法说明、场景运行程序流程图、功能架构说明、创新点；4 .机械图纸,，包含但不仅限于机械臂三维装配图，机械臂零部件三维图；比赛时间：正式比赛总时间为300分钟，所有队伍在规定时间准备好之后，裁判统一发令开始比赛。在比赛过程中，除非发生特殊情况，否则时间不暂停。关于比赛结束：L总时间用完自动结束比赛；5 .主动申请完成且裁判判定完

14、成。若申请后裁判判定任务未完成,可继续任务，但下一次申请需半小时以后，且每支队伍申请次数有且仅有两次；6 .主动放弃任务；4.发生其他裁判判定需要结束比赛的情况。评分：序号评分项细则分数1仿真运行效果是否完成一个完整的机械臂运行演示；运行演示是否流畅；场景设计是否合理；202实物演示效果场景是否搭建完整；运行演示是否流程；403机械臂设计合理性场景应用的构型是否合理；场景中机械臂运动轨迹是否合理；根据场景的要求机械臂自由度是否有冗余；20机械臂仿真模型是否完整；4机械臂设计图纸完整性三维装配图是否完整；零部件是否完整；机械臂系统说明是否完整；20附录：实物场景说明每个场地占地尺寸长*宽100omm义60OmnI（上图所示，具体实物为准）场景底板尺寸：长X宽=IOoommX600mm；厚度5mm；固定孔:通孔孔径5mm；孔间距50mm；传送带尺寸：长X宽X高=80OmmXIOommXlOOmn1；提供驱动硬件和示例；货架尺寸：长X宽X高=25OnInIXIlonIn1X25OnmI；料盒：4个，分别放置在货架4个方格，每个料盒尺寸长义宽=100mm100mm；深度100mmo（备注：料盒放置的货架区不固定，且放置对应货架区的方向不固定，按场景说明自行布置）视觉识别系统：深度相机XI,且提供配套视觉识别处理器和程序示例。参赛队现场识