机器人比赛文件教材.docx
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机器人比赛文件教材
附件1：
2014年浙江省中等职业学校学生电工电子技术技能大赛
技术文件
“电机装配与运行检测”赛项
一、比赛内容
选手根据工作任务书独立完成以下工作任务：
1.电机的选型与绕组检测
正确选择出符合工作要求的三相异步电机和变频调速器、交流伺服电机和伺服驱动器、步进电机和驱动器、无刷直流电动机和驱动器、它励直流电动机，对电机的绕组进行检测，检测数据正确填入记录表。
2.电机的机械安装
按机械装配图及要求，在相应的电机的机座上上安装电机、联轴器、传动齿轮副或皮带轮，达到传动功能和位置精度要求。
3.电机控制线路安装
连接三相异步电机的接触器控制线路，达到功能的要求；将三相异步电机与变频调速器连接，并检查连接是否正确；按各控制电机的电气原理图，将控制电机与各自的驱动器或控制器连接，并检查连接是否正确。
4.电机控制参数设置
设置变频调速器参数、设置步进电动机驱动器的参数、设置伺服电动机驱动器的参数、设置无刷直流电动机驱动器的参数。
将设置的参数填入相关的记录表。
5.电机运行性能检测
按任务书要求对相应的三相异步电动机在变频调速器控制下的启动转矩、补偿转矩、额定转矩、输出功率和效率、跳变频率等检测；交流伺服电机的锁定转矩、给定转速下的转矩、电流等检测；无刷直流电动机的额定转矩、3个给定电压下的转矩、调速性能和电流等参数检测；步进电机的保持转矩，给定负载转矩（由任务书指定）下的最高转速等参数检测；直流它励电动机的额定电压下的转矩、转速、电流检测、3个特定电压下的转矩、调速性能和电流等参数检测，并将检测的数据填入记录表。
6.编写相应的控制程序
按工作任务书的要求编写符合电机运行控制所需的控制程序。
7.专业理论知识问答
将任务书中所列出的电机安装与运用检测的有关的5～8个专业问题回答，将答案写在答卷纸上。
8.职业素养与安全意识
职业素养考核以下方面：
（1）设备操作的规范性；
（2）原材料利用、生产效率及设备装配过程中的材料消耗；
（3）电气线路连接的规范性；
（4）工具、量具、仪器仪表的使用；
（5）现场的安全、文明生产；
（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。
二、完成时间
比赛时间为4小时。
三、赛场提供的设备和器材
（一）主要设备
序号
名称
规格型号
数量/单位
备注
1
工作台及仪表检测单元
1850mm×1130mm×1050mm
（展开状态）
1
钢结构,带自锁脚轮,作为测量、电源控制、电力拖动、驱动控制系统等电气设备的安装载体。
包括进线电源控制与保护、电压表、电流表、电量综合显示仪表、转速表、力矩表等基本仪表和交直流基本电源、指示灯、紧急停止按钮、三相同轴调压器等器件
2
拖动与控制单元
步进电机驱动器
110SZ02A1
1
安川伺服驱动器
SGDV～2R8A01A
1
无刷直流电机驱动器
92BL～5015H1～LK～B
1
西门子触摸屏
BL～2203C
1
cpu模块
6AV6648～0BC11～3AX0
1
选三菱不选此模块
西门子扩展模块
6ES7288～2DR08～0AA0
2
选三菱不选此模块
三菱可编程控制器
FX3U～32MT/ES～A
1
选西门子不选此模块
三菱扩展模块
FX2N～16EYR
1
选西门子不选此模块
安川变频器
VC1000
1
三相四线漏电开关
DZ47LE～32
1
熔断器
RT18～32
2
熔断器芯
R0156A
6
交流接触器
CJX2～0910
4
热继电器
JR36～20
1
辅助触头组
F4～22
3
辅助触头组
F5～T2
1
空气延时触头
F5～D2
1
接线端子
TB～1512
4
3
电机可调
负载单元
三相异步电动机
YS7124
1
磁粉制动器
CZ～2
1
动态扭矩传感器
CYT～302
1
直流他励电动机
2M530V4.3
1
步进电机
2S56Q～02976
1
安川伺服电机
SGMJV～.04ADE6S
1
无刷直流电机
24V，200W
1
4
辅助材料
电脑桌
1台
亚龙（电脑自备）
辅助工具与材料
1套
8”活动扳手1把，8件套六角扳手1套，￠4×100十字、梅花螺丝批各1把，￠2.5×100十字、梅花螺丝批各1把，200mm钢尺、角尺各1把、200mm带深度尺游标卡尺1把，尖嘴钳、剥线钳、压线钳、斜口钳、电工刀各1把，轴承安装套管1只、橡皮锤1把，200mm平锉1把、100mm台虎钳1只、500V绝缘摇表1台、3位半数字万用表1块、0.75绝缘导线等。
（二）竞赛工具
电机装配与运行检测竞赛项目选手工具
1
连接电路的工具
梅花、十字螺丝刀（不允许用电动螺丝刀）、剥线钳、电工钳、尖咀钳、斜口钳、压线钳、钟表螺丝刀、油性记号笔、镊子等
1套
选手自备
2
电机等安装工具
活动扳手，加长型六角扳手（不允许用电动扳手），铜套管、橡胶锤、尼龙棒、手锯、平锉等
1套
选手自备
3
检查工具
万用表、计算器、钢板尺、游标卡尺、绝缘摇表、试电笔
1套
选手自备
4
书写工具
圆珠笔或签字笔、HB和B型铅笔、三角尺等
1套
赛场提供
5
安全工具
绝缘鞋
选手自备
工装
赛场提供
安全帽
亚龙或赛场提供
（三）器材或软件
设备方提供竞赛编程和故障排除用的电脑，系统及相关软件均已安装。
具体安装的软件如下：
1．西门子PLC程序软件:
SMART200V1.0
2．三菱PLC程序软件:
GXDeveloperVersion8.86Q
3．西门子触摸屏软件：
Wiccflexible2008SP4
4．办公软件:
office2003
5．系统软件:
windows–XP
6．电脑硬盘分区不少于2个盘区（至少有C盘、D盘），选手程序存盘应按工位号建立文件存在“D盘”，为避免程序丢失，请及时存盘，由于没有及时存盘造成程序丢失，选手应负责任。
四、评分方式与分值
（一）评分标准
1.结合电气拖动对安装与运行检测结果过程评分。
2.按照评分表进行各评价项目和评价点进行评分。
3.选手与裁判共同对功能部分的评价项目进行评分。
具体的评分标准由专家组成员依据工作任务书制定，满分为100分，各工作任务的配分是：
考核项目
分值比例
内容要求
理论知识
5%
根据回答问题是否有遗漏、是否正确等进行评分。
电机选型与绕组检测
5%
根据电机选型是否合理、电机绕组检测数据准确性等进行评分。
电机安装
15%
根据电机安装位置精度、传动机构安装位置与精度是否达到要求，传动正常、顺畅等情况进行评分。
电机控制电路连接与运行程序编写
25%
根据器材选择是否正确、合理，电路连接是否规范，调试后能实现工作任务书要求的各项功能等情况进行评分。
功能和参数设置
15%
根据设置是否操作规范，变频器等各驱动器设置参数是否正确，是否能达到电机运行的控制功能等情况进行评分。
电机运行测试
25%
根据工作任务书要求，检测方法是否规范，检测数据是否有遗漏、是否准确等进行评分。
职业与安全意识
10%
根据完成工作任务过程中表现的安全意识、成本意识、环境保护意识等进行评分。
（二）名次排列
按照比赛成绩从高到低排列参赛选手的名次。
比赛成绩相同，完成工作任务所用时间少的名次在前；比赛成绩和完成工作任务用时相同，控制程序语句少（工艺美观、整洁）的名次在前；比赛成绩、完成工作任务用时时间、控制程序语句相同（或差异不大者），名次并列。
五、其它事项
本竞赛技术文件未尽事宜将在后续资料中予以补充。
“户式中央空调安装与调试”赛项
一、比赛内容
选手根据工作任务书独立完成以下工作任务：
1.制冷管路设计与安装施工：
管路设计；管路规范安装工艺、管路保温。
2.凝结水管路设计安装施工：
管路设计；管路规范安装工艺。
3.电路接线：
电源线与通信线连接。
4.制冷管路抽真空：
管路系统吹污、打压检漏、抽真空。
5.调试与运行：
分别按全负荷、部分符合进行运行调试，并记录全负荷时的运行状态参数。
6.职业素养与安全意识
职业素养考核以下方面：
（1）设备操作的规范性；
（2）原材料利用、生产效率及设备装配过程中的材料消耗；
（3）电气线路连接规范性；
（4）工具、量具、仪器仪表的使用；
（5）现场的安全、文明生产；
（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。
二、完成时间
比赛时间为4.5小时。
三、赛场提供的设备和器材
（一）主要设备
亚龙YL-835型户式中央空调实训考核系统
序号
名称
型号
数量
单位
备注
1
室外机台架
1100*1000*1930mm
1
台
2
挂壁内机台架
1000*1000*1931mm
1
台
3
风管内机台架
1000*1000*1932mm
1
台
4
嵌入内机台架
1000*1000*1933mm
1
台
5
工具台
1
个
6
安全连线
1.5米
18
根
7
PUC管
6分
5
米
8
PUC管
1寸
0.2
米
9
弯头
φ25
2
个
10
弯头
φ32
1
个
11
大小头
φ32转φ25
1
个
12
直接
φ25
5
个
13
三通
φ25
2
个
14
PVC胶水
1
瓶
15
扩管器
1
套
16
数据线
4
条
17
电线
2.5mm2
10
米
红、蓝、双色各30米
18
U型插针
12
个
19
绝缘胶布
1
卷
20
复合表
1
套
21
活动扳手
4
把
22
螺丝刀
十字
1
把
23
螺丝刀
一字
1
把
24
万用表
1
块
25
真空泵
1
台
26
卷尺
1
把
27
插板
1
个
28
弯管器
Φ6
1
把
29
弯管器
Φ10
1
把
30
弯管器
Φ12
1
把
31
弯管器
Φ16
1
把
32
压线钳
1
把
33
410专用加液管
1
根
34
内六角扳手
2
把
35
安全帽
2
个
36
pvc管剪刀
1
把
37
遥控器
1
个
38
橡皮锤
1
个
39
线槽
若干
米
根据场地定
40
螺丝
若干
个
根据场地定
四、评分方式与分值
（一）评分标准
1.参考维修电工高级和部分技师等级的应知、应会的评分内容和标准制订；
2.职业素养评分根据职业岗位要求制订。
项目
评分点
配分
评分要点
任务一
管路安装。
（25分）
管路设计
5
管路空间布局设计合理、美观、层次规范
管路吊耳位置设计合理
管路走向合理、不造成管路过长
管路无交叉
分歧管布置符合国家标准规范要求
管路安装工艺、规范
15
管路平直
转弯处是直角
管路不相互接触
铜管没有扭曲、变形、有死弯等
设备、管路安装稳固
管路保温
5
管路按规范加保温材料
没有多保或漏保
开缝处要用胶水粘接
粘接处要用黑胶布封盖粘接缝
任务二
凝结水管安装
15分
凝结水管安装
15
装凝结水管设计布局合理
坡度＜1/100
管路无交叉
管路无接触
按规范进行吹污
进行灌水测试、无漏水
水管按规范固定
规范安装排气口
任务三
电路安装
10分
电源线与通信线链接
10
电源线连接正确、规范
通信线连接正确、规范
线槽外线缆走线合理、美观
线槽内线缆走线合理、美观
任务四
管路系统吹污、打压检漏、抽真空
20分
系统吹污
6
双表阀管路错接管正确
吹污要达到要求
空调器吹污压力保证在规定范围
不可使用制冷剂吹污
管件需要单独吹污和连接成系统吹污
系统打压检漏
7
双表阀管路错接管正确
系统打压压力保证在规定范围
全部检查焊接点不得漏检
保压时间符合规定要求
系统抽真空
7
正确连接双表阀
保证系统的真空度符合规范要求
按规定时间进行抽真空、保压
力争做到一次操作成功无漏处
任务五
调试与运行
20分
运行调试
20
充注过程检查是否有漏点
充注过程不能造成大量泄漏，扣4分
正确读取压力表数值，扣1分
按顺序打开高低压截止阀
按要求顺序启动室内机，并按规定时间运行空调系统
正确收氟，注意关机顺序
职业与安全意识10分
文明施工与生产等
10
完成工作任务的所有操作符合安全操作规程；工具摆放、包装物品、导线线头等的处理，符合职业岗位的要求和相关行业标准；遵守赛场纪律，尊重赛场工作人员，爱惜赛场的设备和器材，保持赛位的整洁。
（二）违规扣分
1.在完成工作任务的过程中，因操作不当破坏赛场提供的设备。
2.出现污染赛场环境，工具遗忘在赛场等不符合职业规范的行为。
3.扰乱赛场秩序，干扰裁判员工作。
情况严重者取消比赛资格。
（三）成绩评定方式
比赛成绩按照总得分从高到底排列，若总得分相同，则按照完成运行任务的得分排名，得分高的者（队伍）排名在前；若运行任务得分相同，则按照完成运行任务的时间排名，用时少的者（队伍）排名在前；若用时相同，则由裁判组综合评定。
五、其它事项
本竞赛技术文件未尽事宜将在后续资料中予以补充。
“机器人技术应用”赛项
一、比赛内容
整个比赛包括3个阶段，选手根据工作任务书独立完成以下工作任务：
（一）机器人的装配编程阶段
本阶段分为2个部分，总时间3.5小时。
参赛队员在规定的时间内在各自安装赛位，组装机器人除底盘外的其余机构。
1.按照机械装配图组装机器人设备
主要装配任务是：
A.槽轮回转机构装配
B.丝杠升降机构装配
C.同步带平移机构装配
D.双曲线槽轮手爪机构装配
E.总装
2.按照电路图连接机器人电路
主要装配任务是：
A.电机线走线
B.传感器安装、走线
C.电路板走线
D.压线端子、穿线号
E.接线
F.电缆拖链安装
根据赛前公布的场地布置图和具体任务编写机器人工作程序，并进行调试。
参赛队机器人装配编程完成后，就可以向裁判申请进行功能测试，功能测试完毕，裁判记录装配编程总时间，以后，参赛队不允许再进行任何装配工作。
参赛队可以提前向裁判申请装配编程结束，并进行功能测试。
比赛第一阶段期间，裁判检查记录每个参赛队在机器人装配中的技术操作是否符合规范，装配编程完成后记录各参赛队的装配编程时间，详细检查最后的装配质量，对每个队的装配工艺打分，对机器人进行功能测试，对功能测试结果打分。
（二）机器人试运行阶段
1.此阶段由裁判根据参赛队结束比赛第一阶段的先后顺序（同时结束第一阶段比赛的，则按照各队的赛位号顺序）依次安排参赛队进入机器人运行场地调试机器人运行程序。
2.比赛场馆内共有6-8块机器人运行场地，每个场地安排7支左右参赛队，每个参赛队使用与自己的赛位号对应的场地。
3.本阶段时间为60分钟，时间到必须停止程序调试，转入任务运行；参赛队也可以提前结束程序调试，向裁判申请进行任务运行。
4.本阶段，参赛队不允许再进行任何装配工作，若机器人发生故障，经裁判允许，可以进行修理，但会适当扣分。
（三）机器人任务运行阶段
此阶段，机器人在比赛场地上完成赛题要求的任务，主要有以下工作：
1.让机器人从出发区启动运行。
2.机器人沿白色引导线前进,运行至工件存放区抓取工件。
3.沿白色引导线继续运行至第一个指定工位,按照指定方式向工位上摆放指定编号的工件。
4.机器人继续运行至下一个指定工位摆放指定编号工件。
5.依此类推,直到指定工位上都有相应工件摆放。
6.机器人对已经摆放在工位上的工件重新布局。
7.机器人在每个工位上需要摆放的工件编号和摆放形式在赛题中规定。
8.机器人继续运行直至任务完成后回到终点区停止。
9.机器人每完成赛题规定的一项任务，裁判记录其得分情况。
10.本阶段比赛时间为30分钟，时间到，比赛结束，机器人停止运行。
11.机器人在出发区放置完毕后，操作机器人的队员必须立即退出赛地，站在木质围栏外；机器人在场内运行时，未经裁判允许，参赛队员不得进入场内。
12．一旦机器人启动，参赛队员不得接触机器人。
13.当运行时，机器人发生故障时，参赛队可以向裁判申请“重试”机器人，“重试”的申请被裁判允许后，参赛队员必须把机器人搬回到机器人出发区，并尽快启动。
14.“重试”时，机器人的任何部件均不能更换，机器人的能源也不能补充或增加，工件状态可保持不变，也可将工件全部放回工件存放台，恢复至比赛开始状态；若重试时将工件全部恢复至比赛开始状态，则任务运行分从0开始重新计算。
15.参赛队正确完成了赛题所规定的全部任务，可以提前结束比赛，裁判记录下其所用的任务运行时间。
二、完成时间
比赛时间为5小时。
三、赛场提供的设备和器材
（一）机器人运行场地
图1机器人运行场地立体效果图
（二）主要设备
1.机器人实训平台
每个参赛队使用1台北京中科远洋科技有限公司ZKRT-300机器人综合实训平台（自带）。
技术指标：
机器外形尺寸：
639X385X646
夹持工件直径：
35～65mm
最大夹持质量：
500g
手臂前后平移行程：
420mm
手臂平移速度：
100mm/s
手臂升降行程：
225mm
手臂升降速度：
30mm/s
手臂回转角度：
180º
手臂回转速度：
45º/s
手臂自由度：
3（回转、水平平移、升降）
机器人前进速度：
0.5m/s
整机重量：
13kg
该机器人综合实训平台包括一台自动堆垛式载运机器人，以及用于进一步扩展的电机、机械臂、输送机构、夹紧机构，光电、超声、红外等传感器，扩展控制电路等。
该机器人由控制电路、各种传感器、运动底盘、回转部件、平移部件、升降部件、夹紧部件等组成。
机械部件中涵盖了工业上常用的丝杠传动机构、槽轮机构、同步带机构、凸轮机构以及矩形线性滚动导轨、圆柱导杆式线性滚动导轨等，工业化、精密化设计
底盘由表面氧化处理铝板加工而成，是安装其它工作部件的平台。
底盘下方安装有巡线传感器用于感知场地上所贴的白色引导条信息，在控制电路控制下可以沿着白条巡线前进，并通过对十字交叉点的计数掌握机器人在场地上的具体位置，实现全场定位。
底盘采用后轮驱动的3轮式车体，行走性能较好，控制方便灵活。
两个后轮由两个直流减速电机通过同步带机构实现差速驱动，可方便地控制机器人的行驶路径，并且转弯半径小，转向灵活。
循线传感器装在前轮附近，保证机器人良好的循线性能。
回转部件由90度槽轮机构实现，每次动作回转90度，可连续回转两次实现180度回转。
槽轮机构可实现高精度回转定位。
前后平移部件采用同步带传动方式，线性滚动导轨组件导向，运动速度高、噪音低、行程长。
升降部件由直流电机、丝杠螺母和线性流动导轨组件等组成，利用接近开关实现多个位置的控制。
平行夹紧机构采用双曲线槽凸轮机构，保证夹紧机构有良好的适应性和对中性能，夹紧可靠方便。
正式比赛所用的机器人设备除底盘外的其余机构必须以散件方式由各个参赛队带到比赛现场。
2.比赛使用工具和量具
比赛使用工具和量具自带，下面所列工具仅作参考：
（1）内六角扳手1套
（2）孔用卡簧钳1把、轴用卡簧钳1把
（3）6"活络扳手1把
（4）尖嘴钳2把
（5）十字螺丝刀2把
（6）一字螺丝刀1把
（7）小锤子1把
（8）平口钳（80mm）1台
（9）Φ25、Φ34铜棒各一根
（10）润滑油枪1把
（11）剥线钳1把
（12）压线钳1把
（13）万用表1只
（14）电铬铁1把
（15）呆扳手1套
（16）工位器具和工装
（17）其它辅助工具和材料
禁止使用汽油、煤油、柴油或其它易燃物品作为清洗剂。
3.电脑
参赛队自带需要用到的台式电脑或者笔记本电脑，所使用的电脑不得携带无线上网卡，禁止携带平板电脑入场，违者取消比赛资格。
四、评分方式与分值
本赛项成绩满分为100分。
参赛队的成绩由运行任务分（占总分70%）、运行任务时间分（占总分5%）、功能实现分（占总分5%）、装配编程时间分（占总分5%）、装配工艺分（占总分10%）和职业与安全意识分（占总分5%）组成。
1.装配工艺（占10分）
设备组装与调试的工艺步骤合理，方法正确，测量工具的使用符合规范；电路与气路连接、布线符合工艺要求、安全要求和技术要求，整齐、美观、可靠。
主要从以下几个指标考核：
（1）零件表面无锈迹、油污、毛刺、损伤的现象。
（2）零件堆放整齐规范，场地整洁，布局合理。
（3）严格执行操作安全规程。
（4）过盈配合面、滑动部件表面装配加润滑油。
（5）轴承准确定位，装配工艺正确。
（6）带轮装配方法正确，同步带松紧合适。
（7）装配流程合理。
（8）装配过程中无损伤零件。
（9）装配后外形美观整洁，排线整齐。
（10）机械零件连接紧固，正确，电气接线符合要求。
（11）运动部件运转灵活，无卡阻、爬行现象；运动过程中，电线不与其它零件发生碰擦。
（12）调试过程中无失控现象，没有碰撞、过载或其它损伤机械零件的行为，电气零件无烧坏现象。
2.装配编程时间（占5分）
将所有参赛队的装配编程完成时间，按照从小到大顺序排列，再以10%间隔分成第1-第10个区间，第1区间的参赛队得5分，第2区间的参赛队得4.5分，以后各区间以此类推。
3.功能实现（占5分）
装配完成的机器人具备了下列几种功能，则获得相应得分：
（1）机械手实现回转功能，得0.5分；
测试方法：
机械手顺时针回转180度、停顿3秒、逆时针回转180度。
（2）机械手实现上升、下降功能，各得1分。
测试方法：
①上升：
机械手从最低位开始上升至位置2停顿3秒、上升至最高位停顿3秒。
②下降：
从最高位开始下降至位置2停顿3秒、下降至最低位停顿3秒。
（3）机械手实现平移功能，得0.5分；
测试方法：
机械手从最后端平移至最前端、停顿3秒、平移至最后端。
（4）机械手实现夹紧、松开功能，得0.5分；
测试方法：
机械手夹紧一个工件后持续3秒，再松开到位。
（5）机器人底盘实现前进、后退、左转、右转功能，得1.5分。
测试方法：
机器人底盘的恒速后退5秒、停2秒、同速前进4秒、停2秒、左转90度、停3秒、右转45度、停3秒。
4.运行任务（占70分）
机器人需要按照赛题所规定的任务要求在指定的工位上，按照指定的方式摆放8个工件，每一个工位上需要放置指定编号的工件，正确放置的工件可
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