（高职）GZ015机器人系统集成应用技术赛项规程（教师赛）6月27日更新.docx

1、全国职业院校技能大赛 赛项规程赛项名称： 机器人系统集成应用技术 英文名称： Application Technology ofRobot System Integration赛项组别： 高等职业教育（教师赛） 赛项编号： GZ015 一 、赛项信息赛项类别每年赛 隔年赛（ 单数年/ 双数年）赛项组别 中等职业教育 高等职业教育 学生赛( 个人/团体） 教师赛（试点） 师生同赛（试点）涉及专业大类、专业类、专业及核心课程专业大类专业类专业名称核心课程（对应每个专业，明确涉及的专业核心课程）46 装备制 造大类4601 机械 设计制造类460104 机械制 造及自动化数控加工及编程工业机器人应用

2、4602 机电 设备类460201 智能制 造装备技术智能制造单元集成应用460202 机电设 备技术机电设备装调与维护机电设备故障诊断与维修4603 自动 化类460301 机电一 体化技术可编程控制器技术与应用自动化产线集成与应用460302 智能机 电技术工业机器人编程与操作460303 智能控 制技术机器视觉系统应用工业数据采集与可视化460304 智能机 器人技术智能视觉技术应用460305 工业机 器人技术工业机器人现场编程工业机器人离线编程与仿真智能视觉技术应用工业机器人应用系统集成460306 电气自 动化技术工业网络与组态技术460307 工业过 程自动化技术现场总线控制系统

3、460309 液压与 气动技术液压与气压传动460310 工业互 联网应用工业数据采集技术工业管理软件应用1对接产业行业、对应岗位（群）及核心能力产业行业岗位（群）核心能力（对应每个岗位（群），明确核心能力要求）制造业（C）：通用设备 制造业（34）专用设备 制造业（35）汽车制造 业（36）工业机器人操作编程具备工业机器人应用系统安装调试能力具备工业机器人现场编程、离线编程能力工业机器人系统设计 与集成具备工业机器人系统方案设计能力具备智能传感器、可编程控制器、机器视觉等智 能器件编程能力具备工业机器人系统安装调试能力工业机器人运行维护 能力具备机电设备数据采集、状态监控、设备管控能 力具备

4、工业机器人系统故障诊断、维护维修能力工业机器人系统售后 技术服务具备分析和解决机电设备安装调试、维护维修等 领域问题的能力具备工业机器人应用系统现场及远程运行维护 能力2二 、竞赛目标装备制造业是制造业的核心和支柱，是社会经济发展的基础性产 业，是各行业产业升级、技术进步的基础条件。为了适应我国装备制 造业快速发展和产业转型升级的需要，推动智能制造系统技术升级， 提升职业院校教师实践能力，提高智能制造领域技术技能人才培养质量，提升企业智能制造系统生产和应用水平，开发本赛项。本赛项对接工业机器人系统集成新技术发展需求，融入 PLC 控 制技术、虚拟调试技术、机器视觉技术、工业网络技术、工业机器人

5、 现场编程和离线编程技术、MES 技术、人工智能技术等工业机器人 系统集成技术，支撑高等职业院校自动化类专业人才培养。通过此赛 项旨在促进产业新技术转化为竞赛设备和竞赛资源，促进装备制造大 类专业教学改革,进而推动课程和教学资源建设，实现校企合作、产 教融合，以赛促教、以赛促学，实施“ 岗、课、赛、证” 融通，提高职 业院校教师的生产实践能力，提升高职院校复合型技术技能人才培养 水平，为我国“机器换人”培养大量的工业机器人技术应用领域高素质技术技能人才，进一步推动我国产业升级，提升装备制造业发展水平。3三 、竞赛内容本赛项主要覆盖工业机器人本体制造、系统集成和生产应用类企 业中的工业机器人操作

6、编程、安装调试、系统集成和运行维护等岗位， 主要考察选手的工业机器人、可编程序控制器、数控系统、机器视觉 等智能装备的操作编程能力，以机器人为主要作业单元的系统集成能力，以及虚拟调试软件、MES 系统的应用能力。本赛项采用团体比赛方式，每支队2 名选手在 5 小时内完成竞赛。主要竞赛任务如下：模块一 机器人系统方案设计和仿真调试（40%）任务 1 系统方案设计和仿真调试（30%）1. 1 系统方案设计。根据竞赛任务，设计工业机器人及周边设备整体方案。1.2 系统仿真搭建。根据整体方案，在虚拟仿真系统中搭建由工 业机器人、数控、工具、仓储、分拣、检测等组成的机器人集成应用系统。1.3 虚拟调试。

7、编写实物PLC程序及虚拟HMI程序，驱动虚拟仿真系 统中工业机器人、数控机床以及配套外围设备，实现虚拟调试，验证设备布局方案和工艺流程的合理性。任务 2 系统搭建及故障排除（10%）2. 1 硬件搭建。根据布局方案及仿真结果，将所选的功能单元进行硬件搭建。2.2 电气及网络连接。根据功能要求，完成电路连接、气动连接、4网络连接及测试。2.3 故障分析与排除。根据电气故障现象，分析故障原因并排除故障。模块二 机器人及周边系统单元调试（30%）任务 3 数控单元集成应用（6%）3.1 数控PLC编程调试。完成数控机床内部的PLC程序编写，实现控制数控气动门、动力夹具控制，远程启动、暂停等逻辑控制。

8、3.2 刀具安装和对刀。对数控系统进行刀具安装和对刀调试。3.3 数控加工。根据竞赛任务，编写或调用加工程序，完成工件加工。任务 4 视觉单元集成应用（6%）4. 1 视觉安装。根据现场提供的相机支架零部件，完成相机安装，调试视觉系统，在视觉软件中能显示清晰的画面.4.2 视觉标定。通过对视觉单元的操作与调试，完成视觉系统参数标定。4.3 视觉检测。编写视觉调试程序，实现视觉检测典型功能应用，如工件外观特征识别及定位、缺陷检测、尺寸测量、字符检测等。任务 5 机器人系统与周边设备集成调试（18%）5. 1 机器人编程调试。根据竞赛任务，对照虚拟调试场景，对工业机器人进行编程调试。5.2 机器人

9、与数控机床集成调试。编写工业机器人和数控设备的集成调试程序，实现机器人上下料作业流程交互。55.3 机器人与视觉系统集成调试。编写工业机器人和视觉系统的 集成调试程序，进行视觉处理结果通信交互调试，实现基于视觉处理结果的工业机器人智能作业。5.4 机器人与其它外围设备集成调试。设计人机交互界面，编写 PLC 程序，实现机器人与其他外围配套设备（如仓储单元、分拣单元、打磨单元等）的集成调试。模块三 机器人系统集成联调（30%）任务 6 机器人系统功能优化与综合调试（20%）6. 1 机器人及周边单元功能优化。根据任务要求，完成仓储、数控、视觉、分拣等单元的功能优化。6.2 机器人系统综合调试。根

10、据任务要求，启动工业机器人系统，完成视觉检测、RFID 读写、数控加工、仓储、分拣等工作流程。任务 7 MES 系统应用（10%）7. 1 MES 系统设置。根据竞赛任务要求，设置 MES 系统参数。7.2 MES 系统业务流程制定。根据竞赛任务要求，制定 MES 系统业务流程，编写 PLC 交互程序，下发任务订单。7.3 数据采集与可视化。利用 MES 系统，采集竞赛任务相关数据，并进行可视化展示。6模块主要内容比赛时长分值模块一机器人系 统方案设 计和仿真 调试1.系统方案设计2.系统仿真建模3.虚拟调试4.硬件搭建5. 电气及网络连接6.故障分析与排除120 分钟40%模块二机器人及 周

11、边系统 单元调试1.数控PLC编程调试2.刀具安装和对刀3.数控加工4.视觉安装5.视觉标定6.视觉检测7.机器人编程调试8.机器人与数控机床集成调试 9.机器人与视觉系统集成调试10.机器人与其它外围设备集成调 试90 分钟30%模块三机器人系 统功能优 化与综合 调试1.机器人及周边单元功能优化2.机器人系统综合调试3.MES 系统设置4.MES 系统业务流程制定5.数据采集与可视化90 分钟30%四 、竞赛方式（一）竞赛形式竞赛采用线下比赛形式。（二）组队方式竞赛为团体赛，每支参赛队 2 名选手，参赛选手须为职业院校教龄 2 年以上（含）的在职教师，不限性别。不设指导教师。五 、竞赛流程

12、竞赛具体日期由全国职业院校技能大赛执委会及赛区执委会统7一规定，选手第一天上午报到，下午召开赛前说明会和场次抽签活动 并安排选手熟悉赛场；第二天开始正式比赛，具体比赛天数根据赛项 具体情况确定。比赛结束后举行闭赛式、颁发获奖证书。竞赛流程如图 1 所示。竞赛日程见表 1。图 1 竞赛流程表 1 竞赛日程表（具体时间以竞赛指南为准）日期时间事项地点参加人员第一天9:00- 14:00参赛队报到住宿酒 店参赛队15:30- 16:30领队会、场次抽检会议室参赛队、裁判长、监督长、仲裁长、加密裁判16:30- 17:00熟悉赛场竞赛场 地参赛队817:00封闭赛场竞赛场 地裁判长、监督长、仲 裁长第

13、二天6:30-6:55竞赛相关人员到达竞赛场地并完成参赛队检录（ 一次 加密）竞赛场 地一次加密裁判、工作 人员、监督6:55-7:20竞赛队伍抽签（ 二次加密） 赛前准备竞赛场 地二次加密裁判、工作 人员、监督7：20-7：30根据清单对设备、工具完备 性进行检查并确认竞赛场 地裁判长、现场裁判、技 术人员、监督、仲裁7:30- 12:30正式比赛竞赛场 地裁判长、现场裁判、技 术人员、监督、仲裁12:30- 14:30参赛队退场、午餐、演示、 设备恢复及裁判评分竞赛场 地裁判长、技术人员、监督、仲裁、评分裁 判14:30- 14:55竞赛相关人员到达竞赛场地并完成参赛队检录（ 一次 加密）

14、竞赛场 地一次加密裁判、工作 人员、监督14:55- 15:20竞赛队伍抽签（ 二次加密） 赛前准备竞赛场 地二次加密裁判、工作 人员、监督15:20- 15:30根据清单对设备、工具完备 性进行检查并确认竞赛场 地裁判长、现场裁判、技 术人员、监督、仲裁15:30-20:30正式比赛竞赛场 地裁判长、现场裁判、技术人员、监督、仲 裁20:30-22:30参赛队退场、完餐、演示、 设备恢复及裁判评分竞赛场 地裁判长、技术人员、监督、仲裁、评分裁 判23:00封闭赛场竞赛场 地裁判长、监督长、仲 裁长第三天10:00- 11:00闭赛式报告厅参赛队、裁判组、监督组、专家组、工作人员注：根据参赛队

15、伍数量、场地面积、设备数量等实际情况可采用轮换场次方式开 展竞赛，可重复竞赛日流程。下一次场开赛时间可以根据实际情况进行调整。9六 、竞赛规则（一）选手报名1. 同一学校本项目报名参赛队不超过 1 支，不得跨校组队。凡在 往届全国职业院校技能大赛中获一等奖的选手，不能再参加今年同一专业类赛项的比赛。2.报名通过全国职业院校技能大赛网络报名系统统一进行。3.人员变更：参赛选手和指导老师报名获得确认后不得随意更 换，如因故需要变更参赛选手，须由省级教育行政部门于相应赛项开 赛 10 个工作日之前出具书面说明，经赛区执委会办公室同意并核实后予以更换。4.各省教育行政部门负责本地区参赛教师的资格审查工

16、作，并保存相关证明材料的复印件，以备查阅。（二）熟悉场地在比赛日前一天 16:30- 17:00，参赛队在工作人员带领下，携带 身份证件，按照规定路线有序进入赛场。任何人员只得在指定区域观察，不得进入赛位，不得触碰竞赛平台及赛位内物品。（三）赛场规则1.赛前十分钟选手经裁判长允许进入工位，按设备清单检查竞赛 平台、机械电气元件、工具、耗材、文具用品等，不得做与竞赛任务相关事情。2.所有人员在赛场内不得有影响选手完成工作任务的行为。参赛选手不允许未经现场裁判许可随意离开赛位，使用文明用语，不得言10语及人身攻击裁判和赛场工作人员。3.参赛选手须严格遵守安全操作规程，确保人身及设备安全。参 赛选手

17、因个人误操作造成人身安全事故和设备损坏时，裁判长有权中 止该参赛队比赛。如出现影响比赛正常进行的异常因素（不包括赛程 设定的故障排除）而无法比赛，由裁判长视具体情况做出裁决，并酌情补时。必要情况下，可启用备用设备。4.选手退场时不得将任务书、草稿纸、赛位物品等带出赛场。配合裁判做好赛场记录。（四）成绩评定成绩评定过程中，选手根据裁判要求按任务书展示竞赛成果和任 务完成情况。裁判严格按照评分标准，依照选手实际完成情况进行评 定，确保公平公正。选手不得围观和议论其他选手评定情况。裁判不 得将选手表现和评定结果泄露。工作人员根据裁判要求配合评定工作，不得擅自进入赛位影响评判过程。（五）成绩公布记分员

18、将解密后的各参赛队伍（选手）成绩汇总成比赛成绩，经 裁判长、监督组签字后，公布比赛结果。公布 2 小时无异议后，将赛 项总成绩的最终结果录入赛务管理系统，经裁判长、监督组长和仲裁长在系统导出成绩单上审核签字，并在闭幕式上宣布。七 、技术规范（一）相关知识与技术技能1.系统集成方案制定与优化11依照实际加工工序及工艺要求，设计硬件单元的布局形式，规划 控制系统的层级拓扑结构，制定后续功能设计方案和调试流程。利用 仿真软件快速验证方案合理性，并采取适当措施优化方案以缩短调试周期、加强制造柔性、提高生产效率。2.机械安装、电气接线参照机械及电气操作规范，完成硬件设备的拼接和电路、气路、通讯线路的接线

19、及故障排除。3.可编程序控制器（PLC）应用根据控制要求，利用适当的编程指令，完成 PLC 控制程序的设 计和编程，实现对执行元件如伺服电机、气缸、传感器、分布式 IO 等设备的控制。4.工业机器人（Robot）应用利用编程指令，完成 Robot控制程序的设计和编程，实现工业机器人完成所需的动作要求。5.数控系统（CNC）应用利用适当的编程指令，完成 CNC 加工程序的设计和编程，实现数控机床完成所需的加工过程。6.机器视觉（CCD）应用利用适当的检测模板和条件，完成 CCD 检测条件的设置和优化，实现对目标产品不同特征的检测反馈。7.工业网络技术应用利用不同的工业网络通讯协议， 实现 PLC

20、、Robot、CNC、CCD、12PC 和分布式 IO 的实时通讯。8.工业机器人集成系统的运行与维护利用成熟的工业软件，实现对不同控制器、执行设备、传感器的运行状态监控。9.职业技术术语表述具有清晰、有效的口头、书面和电子形式的沟通方式，能进行积 极的倾听和提问，并与他人进行复杂的技术原理和应用的讨论，能编制规范的专业技术文档。（二）职业标准1.机械设备安装工国家职业标准（职业编码 6-29-03-01）2. 电气设备安装工国家职业标准（职业编码 6-29-03-02）3.计算机程序设计员国家职业标准（职业编码 4-04-05-01）4.工业机器人系统运维员国家职业技能标准（职业编码6-31

21、-07-01）5.工业机器人系统操作员国家职业技能标准（职业编码6-31-07-03）6.智能制造工程技术人员国家职业标准（职业编码 2-02-38-05）（三）技术标准1.机床数控系统 通用技术条件 JB/T 8832.1-20012.工业控制系统信息安全 GB/T 30976.1-30976.23.工业机器人坐标系和运动命名原则 GB/T 16977-20054.工业机器人编程和操作图形用户接口 GB/T 19399-2003135.工业机器人安全规范 GB 11291- 19976.工业机器人通用技术标准 GB/T 14284- 19937. 电气设备用图形符号 GB/T 5465.2-

22、 19968.机械安全 机械电气设备 第 1 部分 GB 5226.1-20029.基于 PROFIBUS DP 和 PROFINET IO 的功能安全通信行规-PROFIsafe GB/Z 20830-200710.工业通信网络现场总线规范 第 2 部分: 物理层规范和服务定义 GB/T 16657.2-200811.工业通信网络现场总线规范 类型 10: PROFINET IO 规范 第3 部分: PROFINET IO 通信行规 GB/Z 25105.3-201012.教学仪器设备安全要求总则 GB 21746-200813.教学仪器设备安全要求仪器和零部件的基本要求GB21748-20

23、08八 、技术环境（一）整体环境要求1.竞赛场地平整、明亮、通风良好、温度适宜，设有监控。2.赛场设有医疗站、灭火器和备用电源。3.场地面积应不低于 1800 。（二）竞赛工位要求单个竞赛工位面积不小于 40 （5m8m ），标明工位号码，有 隔断，提供 2 个备用工位。工位配备竞赛平台 1 套、操作桌 1 张、电脑 2 套；竞赛平台供电口 1 个（380V- 10kW），电脑用供电口 2 个14（220V- 1kW ，提供 UPS）。（三）竞赛平台描述竞赛平台包含机器人、数控、视觉、分拣、工具、仓储、打磨、总控等单元。具体要求如下：1.机器人单元包含工业机器人、平移滑台、快换工具法兰、远程

24、IO 等，机器人工作范围不小于 580mm, 负载不低于 3kg，重复定位精度不低于 0.01mm，支持以太网通讯。2.工具单元包含工具架，不少于 7 个快换工具。3.仓储单元包含不少于 6 个库位的立体仓库、远程 IO。4.数控单元包含三轴数控铣床、模拟刀库、数控系统、远程 IO等，支持图形化、G 代码等多种编程方式，支持 OPC UA 通讯。5.视觉单元包含视觉相机、光源、显示器、RFID 读写器等；视觉相机支持 TCP 通信，彩色相机，不低于 30W 像素。6.分拣单元包含传输带、分拣机构、不少于 3 个分拣工位、远程IO 等。7.打磨单元包含打磨工位、旋转工位、翻转工装、吹屑工位、远程

25、IO等。8.总控单元包含不少于 2 个 PLC、操作面板、电源模块、气源模 块、工业网关、交换机、显示终端、移动终端等，PLC 支持 Profinet通讯。9.平台采用模块化设计，每个单元基于独立台架可自由移动，支持多种布局形式，满足不同工艺流程要求。15（四）工装器具工具盒 1 个，内六角扳手 1 套，螺丝刀 1 把，斜口钳 1 把，剥线钳 1 把，气管剪 1 个，万用表 1 个，刀具 2 把。（五）软件平台1.虚拟调试软件， 内置竞赛平台的三维模型，可实现布局设计、虚拟调试、仿真验证等，支持多品牌机器人，支持多品牌 PLC 通讯。2.PLC 编程软件，与 PLC 同品牌。3.自动化组态软件

26、，与 PLC 同品牌。4.MES 平台，B/S 架构，支持系统管理、生产数据、工艺派工、生产执行、库房管理、设备管理、信息监控、开发运维等功能。九、竞赛样题赛项的赛题主要由任务背景和三大任务模块组成，任务背景主要 介绍机器人系统集成需求及产品生产要求；模块一主要进行机器人系 统方案设计和仿真调试；模块二主要进行机器人及周边系统单元调试；模块三主要进行机器人系统集成联调。竞赛样题请见附件 1。十 、赛项安全（ 一）执委会须在赛前组织专人对比赛现场、住宿场所和交通保障进行考察，并对安全工作提出明确要求。（ 二）赛场周围要设立警戒线，要求所有参赛人员必须凭执委会 印发的有效证件进入场地，防止无关人员

27、进入发生意外事件。比赛现场内应参照相关职业岗位的要求为选手提供必要的劳动保护。（三）承办单位应提供保证应急预案实施的条件。对于比赛内容涉及大用电量、易发生火灾等情况的赛项，必须明确制度和预案，并16配备急救人员与设施。（四）严格控制与参赛无关的易燃易爆以及各类危险品进入比赛场地。（五）配备先进的仪器，防止有人利用电磁波干扰比赛秩序。（六）执委会须会同承办单位制定开放赛场和体验区的人员疏导 方案。赛场环境中存在人员密集、车流人流交错的区域，除了设置齐全的指示标志外，须增加引导人员，并开辟备用通道。（七）为了确保本次大赛的顺利进行，承办学校建立大赛期间相 应的安全保障制度，同时由安全保卫、校园环境

28、及卫生医疗保障组执行。（八）大赛期间，承办单位须在赛场管理的关键岗位，增加力量，建立安全管理日志。（九）赛场制定一名安全责任人，对本赛场的安全负全责，在发 生意外情况时负责调集救援队伍和专业救援人员，安排场内人员疏散。十一 、成绩评定（一）评分标准比赛满分 100 分，分为 3 个模块，详细评分细则如下：模块任务比例评分要求评分方式分数比重机器人系统方案设计和仿真调试系统方案设 计和仿真调 试30%系统方案设计结果评分4%系统仿真搭建结果评分6%虚拟调试结果评分20%系统搭建及 故障排除10%硬件搭建结果评分2%电气及网络连接结果评分4%故障分析与排除结果评分4%17机器人及 周边系统 单元调试数控单元集 成应用6%数控PLC编程调试结果评分2%刀具安装和对刀结果评分1%数控加工结果评分3%视觉单元集 成应用6%视觉安装结果评分1%视觉标定结果评