zz05机器人技术应用赛项规程.docx

1、zz05机器人技术应用赛项规程2019年安徽省职业院校技能大赛中职组“机器人技术应用”赛项规程一、赛项名称赛项名称：机器人技术应用赛项组别：中职组赛项归属产业：加工制造业二、竞赛目的随着中国制造2025战略规划的推进和制造业转型升级，工业机器人作为智能制造的重要终端设备，在汽车、电子、食品、化工、装备制造等行业中得到广泛应用，促使工业机器人技术综合性应用人才的需求日益增强。为响应国家政策号召，配合产业发展，服务企业技术升级和转型，越来越多的职业院校开设了工业机器人技术应用及相关专业。机器人技术应用赛项以工业机器人为核心单元，融合了工具快换、可编程逻辑控制器、气动驱动、传感器、智能视觉检测等先进

2、应用技术，以工业机器人在计算机/通讯/消费类电子产品行业（3C行业）中最典型的异形芯片插件工序为应用背景，设计了包括机械及电气的装调、工业机器人的维护维修以及3C行业中典型的涂胶、码垛、分拣、装配等工作任务在内的考核内容，重点考察学生在工业机器人系统的安装、编程、调试、维护、维修及团队协作、质量控制、安全意识等方面的专业能力和职业素养，以及学生在工业机器人应用技术方面的综合职业能力。赛项专家组根据中职教育教学的要求和特点设计了本赛项，搭建了比赛与教学一体化的竞技与交流平台，旨在引导中职院校工业机器人相关专业的人才培养模式改革、课程建设和考核评价方式的转变，推进以学生为主体的理实一体化教学实践，

3、促进师资队伍专业能力和技术服务水平的提升，提高工业机器人专业的人才培养质量，切实解决工业机器人产业人才严重短缺的问题，提升工业机器人系统技术应用人才水平，助推中国制造2025，加快我国从制造大国向制造强国和从中国速度到中国质量的“双转变”。三、竞赛内容本赛项围绕工业机器人实际应用系统，主要考察选手机电通用设备的机械及电气安装调试能力、工业机器人本体的基础操作和编程调试能力、利用计算机辅助软件对特殊应用工艺的编程及仿真能力、工业机器人结合PLC与视觉检测的综合应用及系统联调能力、工业机器人系统的日常维护和维修能力，以及实操过程中运用专业知识均衡功能实现、动作效率、成本控制的综合能力和选手的安全及

4、环保意识。赛项采用团体比赛方式进行，两名参赛选手互相配合，协作完成竞赛任务。各参赛队按照竞赛任务书的要求，在持续不间断的4小时内完成所有工作任务。任务一 机械及电气安装调试（30%）根据任务书要求和技术标准，完成工具快换系统及4种工艺工具、异形芯片原料单元、异形芯片装配单元等部分的机械安装和电气安装，并对部分组件的动作进行调试和验证。根据实际竞赛平台的布局情况，在离线编程软件中完成硬件环境的搭建。任务二 外壳涂胶及产品码垛（10%）根据任务书要求和技术标准，利用离线编程软件或示教器，实现工业机器人对不同工具的自动拾取和释放，完成外壳涂胶及产品码垛的工艺动作，在实际竞赛平台上进行验证，确保过程连

5、续且无碰撞。任务三 异形芯片分拣和安装（25%）根据任务书要求和技术标准，通过工业机器人编程，按实际生产节拍实现产品异形芯片分拣和安装。工业机器人根据功能要求在多种工具间快速更换，拾取芯片后，利用视觉检测其形状、颜色等特征参数，依照要求完成后续装配动作，拾取盖板完成安装或拆卸，实现锁螺丝动作。任务四 PLC编程、触摸屏编程及系统联调（20%）根据任务书要求和技术标准，通过PLC对装配单元的控制实现产品的功能检测；对触摸屏界面进行设计，实现对设备流程的交互控制、运行状态的监控显示以及调试测试等功能；对工业机器人、PLC、触摸屏进行通讯设置和联调，完成整体流程动作；对急停程序、报警程序进行编程，确

6、保设备安全运行。任务五 工业机器人维护维修（10%）根据任务书要求和技术标准，检测工业机器人运行是否正常，完成工业机器人典型维护维修操作，如各轴微校操作、标定工具TCP参数的标定操作等。任务六 职业素养（5%）竞赛过程中，对参赛选手的设备操作合理性、规范性，完成工业机器人系统的安装及调试过程中对耗材的合理使用，对专用工具及量具的操作，安全生产和操作的认识程度等进行综合评价。四、竞赛方式（一）竞赛采用团体赛方式，不计选手个人成绩，统计参赛队的总成绩进行排序。（二）竞赛队伍组成：每支参赛队由2名比赛选手组成，参赛选手须为中等学校全日制2019年度在籍学生，或五年制高等学校一至三年级（含三年级）全日

7、制2019年度在籍学生。性别不限，不得跨校组队。每支参赛队不超过2名指导教师。（三）组织机构：在安徽省职业院校技能大赛组委会与执委会的指导下，成立2019年安徽省职业院校技能大赛（中职组）“机器人技术应用”赛项执委会，下设赛项专家组、裁判组、监督组、仲裁组和组织保障工作组。（四）竞赛采取多场次进行，由赛项执委会按照竞赛流程组织各领队参加公开抽签，确定各队参赛场次。参赛队按照抽签确定的参赛时段分批次进入比赛场地参赛。（五）赛场的赛位统一编号，参赛队比赛前60分钟到赛项指定地点接受检录，进场前30分钟抽签决定赛位号，抽签结束后，随即按照抽取的赛位号进场，然后在对应的赛位上完成竞赛规定的赛项任务。五

8、、竞赛流程（一）竞赛时间各竞赛队在4个小时内，独立完成规定的所有竞赛任务。（二）竞赛流程竞赛日期由安徽省职业院校技能大赛执委会统一规定，竞赛预计安排3天，正式比赛2天。图1 竞赛过程中详细流程六、竞赛规则（一）参赛资格1.参赛选手须为中等学校全日制在籍学生，或五年制高等学校一至三年级（含三年级）全日制在籍学生。2.参赛选手性别不限，年龄不超过21周岁，年龄计算的截止时间以2019年5月1日为准。3.凡在往届全国职业院校技能大赛中获一等奖的选手，不能再参加同一项目同一组别的赛项。（二）报名要求1.以地市为单位组织报名参赛。2.每地市2支队，不得跨校组队，同一学校报名参赛队不设组数限制。3.参赛选

9、手和指导教师报名获得确认后不得随意更换。如备赛过程中参赛选手和指导教师因故无法参赛，须由省级教育行政部门于开赛10个工作日之前出具书面说明，并按相关参赛选手资格补充人员并接受审核，经大赛执委会办公室核实后予以更换。4.赛点学校负责参赛学生的资格审查工作，并保存相关证明材料的复印件，以备查阅。（三）赛前准备1.熟悉场地：比赛日前一天下午开放赛场，熟悉场地。2.领队会议：比赛日前一天下午召开领队会议，各参赛队伍的领队和指导教师参加，裁判长讲解竞赛流程和注意事项，各参赛队抽签确定比赛场次。3.检录加密：比赛前60分钟内完成选手检录（一次加密）和赛位抽签（二次加密）。4.参赛队入场：参赛选手应提前60

10、分钟到达赛场，接受工作人员对选手身份、资格和有关证件的核验，赛位由抽签确定，不得擅自变更、调整；选手在竞赛过程中不得擅自离开赛场，如有特殊情况，须经裁判人员同意。选手不得将手机、无线上网卡、移动存储设备、资料等与竞赛无关的物品带入赛场，选手穿着统一服装和具备绝缘标志的电工鞋（自备）。竞赛平台提供所有必须的工具设备、文具用品和安全帽等，选手不得携带任何个人工具进入赛场。（四）正式比赛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情况

11、下随意离开竞赛赛位，使用文明用语，不得言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，并接受裁判员的监督和警示，以确保人身及设备安全。参赛选手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。如非选手个人因素出现设备故障而无法比赛，由裁判长视具体情况做出裁决，予以启用备用设备；如裁判长确定设备故障可由技术支持人员排除故障后继续比赛，将给参赛选手补足所耽误的比赛时间，并经选手确认，累计最长不超过10分钟。4.选手进入赛场后，不得擅自离开赛场，因病或其他原因离开赛场或终止比赛，应向裁判示意，须经赛场裁判长同意，并在赛场记录表上签字确认后，方可离开赛场并在赛

12、场工作人员指引下到达指定地点。5.选手须按照程序提交比赛结果（任务书），在比赛赛位的计算机规定文件夹内存储比赛文档，配合裁判做好赛场情况记录，并签字确认。裁判提出签名要求时，不得无故拒绝。6.裁判长发布比赛结束指令后所有未完成任务参赛选手立即停止操作，按要求清理赛位，不得以任何理由拖延竞赛时间。7.为确保竞赛流程顺畅，工业机器人维护维修任务在独立平台中进行，采用独立封闭竞赛环境，由两位参赛选手同时完成，评判后同时返回。竞赛开始后30分钟，依据比赛赛位区域，由现场裁判负责按指定顺序依次带领参赛队两名参赛选手到指定封闭竞赛赛位完成比赛。该任务竞赛时长为15分钟，若提前完成可示意裁判提前评判并返回原

13、赛位。任务操作时间和转场时间计算在正常竞赛时间范围内。（五）成绩公布1.录入。由赛场工作人员将裁判长提交的赛项总成绩的最终结果统计保存。2.审核。由赛场工作人员对成绩数据审核后，将竞赛成绩导出打印，经裁判长、仲裁组、监督组和赛项执委会审核无误后签字。3.复核。由监督组对赛项总成绩排名前30%的所有参赛队伍的成绩进行复核；对其余成绩进行抽查复核，抽检覆盖率不得低于15%；监督组需将复检中发现的错误以书面方式及时告知裁判长，由裁判长组织评分裁判重新评定成绩并签字确认；复核、抽检错误率超过5%的，则认定为非小概率事件，裁判组需对所有成绩进行复核。4.报送。由赛场工作人员将确认的赛项成绩信息扫描电子版

14、保存。同时将裁判长、仲裁组及监督组签字的纸质打印成绩单报送赛项执委会和大赛执委会办公室。5.公示。记分员将解密后的各参赛队伍（选手）成绩汇总成最终成绩单，经裁判长、监督组签字后进行公示（各赛项须在赛项指南中明确成绩公示方式）。公示时间为2小时。成绩公示无异议后，由仲裁长和监督组长在成绩单上签字，并在闭赛式上公布竞赛成绩。七、竞赛环境（一）承办校根据报名人数及设备最终数量，提供面积与竞赛规模相适应的竞赛场地。（二）竞赛场地平整、明亮、通风良好，每个竞赛工位配备赛项平台1套，凳子2张，专用工具1套，U盘1个，安全帽2个。（三）单个竞赛赛位面积12m2（4m3m），标明竞赛赛位号码，有明显区域划分。

15、（四）每个竞赛工位提供220V-10kW供电，电脑供电电路提供UPS。有条件的情况下每个竞赛工位提供稳定的气源接口，压力不小于0.8MPa。（五）为满足应用软件的使用及电子资料的查看，大赛现场每个竞赛工位提供1台计算机，具体性能规格如下：1.处理器：64位四核心，主频2.5GHz以上2.内存：8GB3.硬盘：200GB4.独立显卡： 1500MHz频率，3GB显存5.操作系统：Windows106.应用软件：安装Word 2010或以上版本、PDF文件查看器正版软件、工业机器人离线编程软件竞赛版、PLC编程软件、触摸屏编程软件。7.技术资料：竞赛平台配套的相关技术文档和手册说明。（六）为保障工

16、业机器人维护维修竞赛任务的顺利开展，不影响其他任务的完成度，竞赛现场单独提供竞赛设备，通过隔断提供独立竞赛区域。（七）赛场规划参观通道，规划体验区域。（八）赛场设置医疗站。（九）赛场放置灭火器。（十）赛场设置备用电源。八、技术规范（一）相关知识与技能1.工业机器人技术2.机械安装调试3.电气安装调试4.气动控制技术5.传感器技术6.PLC控制及应用7.智能视觉检测技术8.HMI人机组态技术9.结构化编程及虚拟仿真技术10.通用机电设备安装、调试、保养及维护（二）参考相关职业标准和技术标准1.工业控制系统信息安全 GB/T 30976.1-30976.22.工业机器人坐标系和运动命名原则 GB/

17、T 16977-20053.工业机器人编程和操作图形用户接口 GB/T 19399-20034.工业机器人安全规范 GB 11291-19975.工业机器人通用技术标准 GB/T 14284-19936.工业机器人抓握型夹持器物体搬运词汇和特性表示 GB/T 19400-20037.电气设备用图形符号 GB/T 5465.2-19968.机械安全 机械电气设备 第1部分 GB 5226.1-20029.机械设备安装工国家职业标准（职业编码 6-23-10-01）10.电气设备安装工国家职业标准（职业编码 6-23-10-02）11.可编程序控制系统设计师国家职业标准（职业编码 X2-02-13

18、-10）12.世界技能大赛机电一体化项目专业技术规范九、技术平台（一）竞赛平台功能概述机器人技术应用赛项竞赛平台采用赛场提供的工业机器人PCB异形插件工作站作为竞赛平台，如图2所示。图2 竞赛平台竞赛平台以工业机器人为核心，以3C行业最典型的异形芯片插件工艺过程为任务主线，包含了涂胶、码垛、分拣、装配等生产流程，实现对电子产品的芯片分拣、装配过程，其中电子产品由PCB板、异形芯片、盖板组成。为提高产品复用性和操作趣味性，突出工业机器人及周边设备的操作过程，电子产品采用模拟化设计，PCB板为提供多种芯片安装位置的真实电路板，异形芯片由不同形状、不同颜色的料板代表类型，如图3所示。竞赛平台源于工业

19、应用现场的特征，使其既适合作为职业技能竞赛平台，同时也满足了职业院校工业机器人系统操作和编程的教学需求。 图3 异形芯片插件工艺竞赛平台选用桌面型小负载串联关节六自由度工业机器人作为核心设备，如图4所示，小巧灵活特性使其广泛应用于3C、电子、食品等行业，同时较小的工作半径和额定负载，在保证功能实现的前提下，可确保教学和竞赛安全，防止发生人员以外。 图4 桌面型小负载串联关节六自由度工业机器人快换工具根据所实现的工艺不同，分为涂胶工具、夹爪工具、吸盘工具和锁螺丝工具，通过工具快换系统实现工业机器人对不同应用工具的快速更换，气路信号可自动接通，同时保证工具更换后的位置精度，如图5所示。图5 多种工

20、艺工具涂胶模块是将工业机器人对产品装配前的涂胶工艺进行功能抽象化，工业机器人抓持涂胶工具沿面板上不同产品外轮廓轨迹模拟工艺过程，如图6所示，保证工艺真实性同时增加教学性和趣味性。图6 涂胶模块码垛模块是将工业机器人对产品搬运码垛工艺进行功能抽象化，工业机器人抓持夹爪工具将已完成生产的方形产品由原料台按照要求搬运码垛到指定位置，如图7所示，教学和竞赛时可对码垛形式和包装盒的位置姿态都做出要求，且码垛物料可在平台A、B间互相转换。图7 码垛模块异形芯片原料单元用于存放异形芯片，异形芯片装配单元提供多个装配工位，如图8所示，可放置不同产品，对芯片种类、数量的要求不一，需要工业机器人根据要求从异形芯片

21、原料单元中选取所需的芯片后放置到指定位置，在完成所有芯片的安装后，为产品安放盖板并锁紧固定螺丝。 图8 异形芯片原料单元及异形芯片装配单元视觉检测组件可以对工业机器人所选取的芯片颜色、形状、位置等信息进行检测和提取，如图9所示，并将检测结果传输给工业机器人，使其完成后续分拣和装配工作。图9 视觉检测组件螺丝供料单元采用全自动设计，旋转式分料设计节省了设备空间，提高了螺丝供给速度，同时减少了机器震动，保证了稳定的螺丝供料和取料效果，如图10所示。图10 螺丝供料单元竞赛平台深度集成了离线编程技术，软件不仅包含硬件平台的三维模型资源，还大大简化了涂胶及搬运码垛工艺实现的编程过程，提高轨迹复现精度，

22、避免发生碰撞干涉。离线编程软件可同时支持多种工业机器人的离线编程，如图11所示，集成了计算机三维实体显示、系统仿真、智能轨迹优化、运动控制代码生成等核心技术，可实现复杂轨迹的高精度生成和复现，在计算机上完成轨迹设计、规划、运动仿真、碰撞检查、姿态优化，最后直接生成工业机器人控制器所需的执行运动代码，缩短了工业机器人的编程调试时间。图11 RobotArt工业机器人离线编程软件竞赛版（二）竞赛平台主要设备参数表2 赛项推荐竞赛平台参数规格序号名称主要规格和功能数量备注1工业机器人额定负载：3kg工作范围：500mm重复定位精度：0.01mm本体重量：25kg1套2机器人工具采用工具快换系统，实现

23、工业机器人在不同工具间的快速更换；工艺工具包含4个，分别为涂胶工具、夹爪工具、吸盘工具和锁螺丝工具1套3涂胶模块涂胶轨迹包括不同形状的产品外壳图形，码垛产品的指定位置图形、以及基准坐标系的轨迹贴纸1套4搬运码垛模块提供多个方形产品物料和2个平台，方形产片物料为塑料材质1套5异形芯片原料单元用于存放异形芯片原料、盖板等，托盘为铝合金材质，支撑为铝合金型材1套6异形芯片装配单元包含多个装配工位，完成芯片装配后可将产品推入检测位进行测试，采用无杆气缸驱动，含到位传感器和检测结果指示灯1套7视觉检测单元工业级智能视觉系统，可对芯片的颜色、外形、尺寸等信息进行提取，并通过工业以太网总线通信和现场数字量I

24、O方式传输给工业机器人，摄像元件为全像素读出方式网线传输型CCD，彩色识别，有效像素160012001套8螺丝供料单元采用全自动设计，旋转式分料设计，螺丝供给速度快，机器震动小，稳定的螺丝供料和取料效果1套9总控系统采用PLC实现集成控制，包含以太网接口，提供数字量输入/输出扩展模块1套10离线编程软件可实现多个品牌多个型号的工业机器人进行模型导入、轨迹规划、运动仿真和控制代码输出，实现离线编程采用通用3D技术，与CAD教学衔接，支持prt(UG)、prt(ProE)、CATPart(CATIA)、sldpart(Solidworks)、ics(3D实体设计)等3D CAD系统的模型文件导入，

25、可通过三维球功能对模型进行平移、旋转操作轨迹与CAD模型特征关联，可根据CAD模型的改变自动更新轨迹数据，即CAD模型尺寸变大，轨迹可自动更新无需编辑操作可实现将编程结果仿真运行过程并输出3D仿真，上传云端自动生成二维码，通过浏览器可直接播放，并可以自由切换观看视角和放大缩小1套工业机器人离线编程软件表3 赛项推荐竞赛平台（工业机器人维护维修）参数规格序号名称主要规格和功能数量备注1工业机器人额定负载：3kg工作范围：500mm重复定位精度：0.01mm本体重量：25kg1套与赛项平台工业机器人同品牌同型号同规格2手动工具内六角扳手、螺丝刀、压线钳、斜口钳、绑扎带等1套3TCP设置工具工业机器

26、人法兰端工具固定工具1套4维护维修耗材日常维护及常见维修耗材1套十、成绩评定（一）评分标准制订原则参照智能制造技术相关行业企业规范，以及机械设备安装工国家职业标准电气设备安装工国家职业标准等国家职业技能标准和可编程序系统设计师中规定的国家职业资格高级工、技师的技能操作要求，依据选手完成竞赛任务的情况，按照竞赛标准进行现场评分。评价方式采用过程评价与结果评价相结合，工艺评价与功能评价相结合，能力评价与职业素养评价相结合，本着“科学严谨、公平公正、可操作性强”的原则制定评分标准。赛项总成绩满分为100分。（二）评分方法1.赛项裁判组负责赛项成绩评定工作，设裁判长一名，全面负责赛项的裁判和管理工作。

27、2.参赛选手根据赛项任务书的要求进行操作，注意操作要求，需要记录的内容要记录在比赛试题中，需要裁判确认的内容必须经过裁判员的签字确认，否则不得分。3.赛项裁判组本着“公平、公正、公开、科学、规范、透明、无异议”的原则，根据裁判的现场记录、参赛队选手的赛项任务书及评分标准，评定成绩。4.评分方法分为过程评分和结果评分，所有评分材料须由相应评分裁判签字和裁判长确认。（1）过程评分是比赛过程中部分比赛任务和职业素养的评分，两位现场裁判根据参赛队伍（选手）完成质量和记录数据等，对照评分表即时判分，由现场裁判和裁判长签字确认。（2）结果评分是评分裁判对参赛队伍完成的竞赛任务，依据赛项评价标准判分。评分裁

28、判按评分项分组打分，每组三位评分裁判，平均分作为该参赛队伍的得分，由评分裁判和裁判长签字确认。5.裁判长当天提交赛位号评分结果，经复核无误，由裁判长、监督人员和仲裁人员签字确认。6.名次按比赛成绩由高到低排列，比赛成绩高的参赛队名次在前。若比赛成绩相同，则以任务“机械及电气安装调试”比赛成绩高的参赛队名次在前。如还相同，由裁判长现场召开裁判会决定名次顺序。7.评分方式结合世界技能大赛的方式，以小组为单位，裁判相互监督，对检测、评分结果进行一查、二审、三复核，确保评分环节准确、公正。8.成绩经工作人员统计，组委会、裁判组、仲裁组分别核准后，最终将比赛所有资料交大赛执委会汇总，所有裁判员未经执委会

29、同意不得泄露比赛试题和比赛成绩，比赛结果由大赛执委会进行公布。（三）评分细则本赛项采用结果评分和现场评分两种方式，满分100分，具体评分细则如表4所示。表4 评分指标权重分配一级指标比例二级指标配分机械及电气安装调试30%1、机械安装（1）法兰安装（2）工作滑台机械零部件安装8分2、电气安装（1）磁性开关、接近开关等安装（2）信号端子处接线（3）红绿指示灯、检测指示灯安装接线4分3、气路连接（1）法兰、夹爪、快换、电磁阀、气缸的气路连接（2）过滤器压力调节（3）气缸节流阀调节5分4、安装工艺（1）整体气路绑扎工艺（2）阀岛气管接头第一根扎带、机器人进气口气管接头等绑扎工艺（3）扎带修剪工艺（4

30、）正负压气管颜色工艺（5）气路和电气线路分槽（6）整体电路绑扎工艺8分5、手动调试（1）用触摸屏手动对四个气缸调试（2）传感器调试2分6、三维模型环境搭建（1）各单元的布局建模（2）各单元的建模位置精度3分外壳涂胶及产品码垛10%1、外壳涂胶依照任务要求，利用离线编程软件或示教方式，完成指定轨迹的涂胶工艺操作（1）涂胶工具使用（2）工艺过程的起始点、结束点（3）涂胶轨迹与涂胶组件沿水平、反向偏移要求（4）涂胶轨迹要求5分2、产品码（拆）垛依任务要求，利用离线编程软件或示教方式，完成指定姿态的码（拆）垛工艺操作（1）码（拆）垛锁工具使用（2）工艺过程的起始点、结束点（3）物料码（拆）垛位置要求（如偏离、缝隙、撞击等）（4）码（拆）垛的形状要求5分异形芯片分拣和安装25%1、分拣插件依照任务要求，操作工业机器人利用视觉检测对芯片进行检测后，根据结果完成分拣工艺，实现插件过程（1）芯片（颜色、形状等）视觉检测与分拣（2）芯片分拣工艺和流程（3）芯片（板）拆装和流程15分2、安装入库依照任务要求，操作工业机器人完成PCB板装配和螺丝锁固，并放入指定位置（1）自动螺丝机使用（2）PCB板装配（3）产品入库10分PLC编程、触摸屏编程及系统联调20%1、PLC编程根据任务要求，完成PLC程序编制，使安装检测单元可配合工业机器人完成相关流程（1）检测单元功能编程（2）检测流程功能编程