湖南省职业院校技能竞赛.docx
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湖南省职业院校技能竞赛
2019年湖南省职业院校技能竞赛
规程与评分标准
中职加工制造专业类机器人技术应用赛项技能竞赛
规程、评分标准及选手须知
一、竞赛内容
1.赛项名称：
机器人技术应用
2.赛项基本内容
任务一机械及电气安装调试（30%）
根据任务书要求，参考相应图纸及技术标准，合理选择拆装工具，在竞赛平台上完成对指定组件的机械及电气安装操作，达到规定的功能要求，并可通过触摸屏对部分组件的动作进行功能测试。
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。
任务二工业机器人维护及操作（10%）
根据任务书要求，对当前工业机器人进行基本的维护，通过测量工业机器人本体1-6轴中某几个轴的精度标定数据，并录入工业机器人控制系统，实现对工业机器人本体各轴的精度标定，再使用尖点工具完成TCP参数的标定操作，并通过控制系统自动判定标定的平均误差。
任务三外壳涂胶及产品码垛（10%）
根据任务书要求，参考相应的图纸及技术标准，利用示教器（或离线编程软件），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，确保过程连续且无碰撞。
任务四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。
任务五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，确保设备安全运行。
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。
二、竞赛方式
1.竞赛采用小组团队竞赛形式。
该赛项各校限报1组，每组2名选手，其中队长1名，可配2名指导教师。
不允许跨校组队。
2.参赛选手须为中职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。
3.凡在往届湖南省或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。
4.比赛期间赛场不允许领队、指导教师现场指导和参观。
三、竞赛时量
竞赛总时长为4小时，选手休息、饮水、上洗手间等不安排专门用时，统一计在竞赛时间内，裁判评分时间不计入竞赛时间。
四、名次确定办法
原则上按照竞赛成绩从高到低排序确定名次。
总分相同时，完成时间较短者名次列前；成绩和完成时间均相同时，操作过程相对规范者名次列前，不设并列名次。
五、评分标准与评分细则
1．评分标准及分值
评分采用现场评价与结果评价相结合的方式进行。
序号
项目
考核内容
权重
评判方式
1
机械及电气安装调试
工业机器人、机器人工具快换系统及不同工艺工具的机械及电气安装调试工作,离线编程软件的环境搭建
30%
结果评判
2
工业机器人维护与操作
工业机器人的基本维护能力，完成示教器IO信号配置、精度参数标定和转数计数器更新操作，通过对典型尖点工具的TCP标定参数误差分析判断机器人校准精度操作效果
10%
过程评判与结果评判相结合
3
外壳涂胶及产品码垛
利用离线编程软件完成运动轨迹编程，仿真运行过程，并进行真机验证或通过示教操作控制机器人准确抓取工具，完成涂胶或码垛过程。
10%
结果评判
4
异形芯片分拣和安装
工业机器人进行示教操作，完成工业机器人所需的所有动作，并留有通信接口数据和动作时间，与其他设备配合调试
25%
结果评判
5
PLC编程、触摸屏编程及系统联调
完成PLC程序与工业机器人通讯接口设置，触摸屏的设计及编程，进行整体工作流程联调
20%
结果评判
6
职业素养和安全规范
现场操作遵守安全规范、文明参赛；工具摆放、接线等符合职业岗位要求；团队分工合作合理；着装规范整洁，爱护设备，保持竞赛环境清洁有序；公平竞赛，遵守赛场纪律，抗工作环境干扰能力强、善于与裁判沟通
5%
过程评判
2.评分细则
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）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
工业机器人维护与操作
10%
1、机器人工作原点设置
2分
2、工业机器人IO信号配置
3分
3、操作工业机器人，完成TCP参数设置
（1）TCP标定的姿态和工具
（2）TCP标定的平均误差值
5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
（3）PLC与机器人、HMI通讯编程
（4）报警功能编程
10分
2、HMI编程
根据任务要求，完成触摸屏人机交互界面编程，实现对功能演示的控制
（1）HMI与PLC通讯连接
（2）HMI界面设计
5分
3、系统联调
对所有工艺过程进行联合调试，保证动作流程正确无错误
（1）按工艺流程的HMI、PLC、工业机器人等工作站联合调试
（2）完成一定数量产品
5分
职业素养
5%
1、选手须着比赛服、穿电工绝缘鞋
2、电气装调过程中安全规范操作
3、比赛过程中不能脱安全帽
4、比赛过程中机器人工具不能掉落
5、比赛结束后，工具摆放有序，卫生清扫，耗材使用合理
6、不能违反比赛规定，不能提前进行比赛操作或比赛终止仍继续操作的
7、不能违反赛场纪律
8、其他不符合职业素养行为等
5分
注：
该评分细则对应附件竞赛样卷，竞赛评分中各任务的配分比例不变，根据不同竞赛试题，由竞赛执委会与专家组对子项目和评分点做适当修改。
五、赛点提供的设施设备仪器清单
1.大赛设备平台
竞赛设备指定供应厂商为：
北京华航唯实机器人有限公司。
竞赛
设备组成如图1所示：
图1竞赛设备平台
表1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
手臂荷重：
0.3kg
工作范围：
580mm
重复定位精度：
0.01mm
本体重量：
25kg
轴运动
工作范围
最大速度
轴1旋转
+165º～-165
250/S
轴2手臂
+110º～-110
250/S
轴3手臂
+70º～-90º
250/S
轴4手腕
+160º～-160
320/S
轴5弯曲
+120º～-120
320/S
轴6翻转
+400º～-400
420/S
1套
ABBIRB120
2
机器人工具
采用工具快换系统实现机器人无需人为可在干涉不同工具间的快速更换；工艺工具包含4个，分为涂胶工具、夹爪工具、吸盘工具和锁螺丝工具。
1套
3
涂胶模块
具有拱形面，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，以及不同位置、不同指向的基准坐标系，轨迹贴纸共5张。
1套
4
搬运码垛模块
提供多个产品物料和2个存放台，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，托盘为塑料材质，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
视觉检测组件
工业级OMRON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1600×1200，帧速30fps，控制器场景数32，可存储40张图像。
套
控制器FH-L550
相机FZ-SC2M
8
总控
系统
采用西门子S7-200SMART系列PLC实现集成控制，包含以太网接口，可进行I/O模块化扩展，提供RS485接口，支持信号板扩展，支持MicroSD卡，共包含不少于数字量36点输入/32点输出。
1套
S7-200SMARTSR60
EMDR08
9
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3DCAD系统的模型文件导入，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
RobotArt
2、软件环境：
①操作系统：
win7
②西门子编程软件：
SIEMENSS7-200SMARTPLC
③离线编程软件：
RobotArt（V6）竞赛版
④办公软件：
MicrosoftOffice2007
威纶触摸屏编程软件
3、赛点提供的工具和材料
根据竞赛需要，赛场提供下列器材：
根据竞赛需要，赛场提供下列器材：
①连接电路的导线：
单支多股铜芯塑料绝缘线，规格0.75mm2；
②异型管：
用于导线连接端子编号的异型管，规格1.0mm2或1.5mm2；
③连接气路的气管，规格：
φ4mm和φ6mm；
④绑扎导线和气管的尼龙扎带；
塑料线槽（装入导线用），规格40mm×50mm；
⑥U盘一个。
七、选手须知
（一）选手自带工具清单
①连接电路的工具：
螺丝刀1套（不允许用电动螺丝刀）、剥线钳1把、电工钳1把、尖咀钳1把等；
②电路和元件检查工具：
万用表；
③机械设备安装工具：
活动扳手1把（中），内、外六角扳手1套（不允许用电动扳手），卷尺、塞尺、水平尺、角度尺各1把等；
④圆珠笔或签字笔（禁止使用红色圆珠笔和签字笔）、HB和B型铅笔、三角尺（禁止带丁字尺）等。
参赛选手自带设备、工具、耗材等必须由现场裁判审查认定后方能带入竞赛现场，禁止携带U盘等任何存储媒介进入赛场。
（二）主要技术规程及要求
1．职业素养：
（1）敬业爱岗，忠于职守，严于律已，刻苦钻研；
（2）勤于学习，善于思考，勇于探索，敏于创新；
（3）认真负责，吃苦耐劳，团结协作，精益求精；
（4）遵守操作规程，安全、文明生产；
（5）着装规范整洁，爱护设备，保持工作环境清洁有序。
2.相关知识与技能
（1）工业机器人技术
（2）机械安装钳工
（3）电气维修调试
（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
（8）结构化编程及虚拟仿真技术
（9）通用机电设备安装、调试、保养及维护
3.参考相关职业标准和技术标准
（1）工业机器人坐标系和运动命名原则GB/T16977-2005
（2）工业机器人编程和操作图形用户接口GB/T19399-2003
（3）工业机器人抓握型夹持器物体搬运词汇和特性表示
GB/T19400-2003
（4）工业机器人产品验收实施规范JB/T10825-2008
（5）工业机器人性能试验实施规范GB/T20868-2007
（6）工业机器人安全实施规范GB/T20867-2007
（7）工业机器人用于机器人的中间代码GB/Z20869-2007
（8）电气设备用图形符号GB/T5465.2-1996
（9）机械安全机械电气设备第1部分GB5226.1-2002
（10）维修电工国家职业标准（职业编码6-07-06-05）
（11）工具钳工国家职业标准（职业编码6-05-02-02）
（12）装配钳工国家职业标准（职业编码6-05-02-01）
（13）机修钳工国家职业标准（职业编码6-06-01-01）
（14）机械设备安装工国家职业标准（职业编码6-23-10-01）
（15）世界技能大赛机电一体化项目专业技术规范
（三）选手注意事项
1．参赛选手必须持本人身份证、学生证并携（佩）带参赛证，技能竞赛提前30分钟到达比赛现场检录，迟到超过15分钟的选手，不得入场进行比赛，开考30分钟后方可交卷离场;
2．所有通讯、照相、摄像、U盘、移动硬盘等工具一律不得带入竞赛现场，参赛选手不允许携带本规程以外的任何相关用品入场。
竞赛中参赛选手不得自行相互借用工、量具等；
3．参赛选手应遵守赛场纪律，尊重裁判，服从指挥，爱护竞赛场地的设备和器材；
4.参赛选手应戴安全帽，穿绝缘鞋和工装参赛，不能有任何提示信息。
5．在竞赛过程中，要严格按照安全规程进行操作，防止触电和损坏设备的事故发生；
6．在比赛过程中，如遇非选手原因存在设备故障可向裁判员提出，经确认后由裁判长决定是否更换设备或加时；
7．竞赛结束前10分钟，裁判当场口头提示。
竞赛时间到，参赛选手应立即停止技能操作，及时上交试卷或工件。
不准将试卷或工件带离赛场。
经裁判人员检查许可后，参赛选手方可离开竞赛场地。
如有上下场竞赛，上午场参赛选手提前结束需进行隔离；
8．竞赛结束后，评分时间段参赛选手在规定区域等候，成绩评定时由参赛选手现场展示功能，竞赛成绩根据评分标准逐项考核，以各分项目的得分之和为总成绩。
9.未尽事宜，按湖南省教育厅相关要求和文件执行处理。
附件机器人技术应用赛项样卷
2019年湖南省职业院校技能大赛中职组
机器人技术应用
竞赛任务书（样卷）
选手须知：
1.任务书共20页，如出现任务书缺页、字迹不清等问题，请及时向裁判示意，并进行任务书的更换。
2.参赛队应在4小时内完成任务书规定内容。
3.竞赛设备包含1台计算机，参考资料（工业机器人操作手册、视觉控制器操作手册、PLC控制器操作手册、工业机器人初始程序、PLC初始程序文件）放置在“D:
\参考资料”文件夹中。
选手在竞赛过程中利用计算机创建的软件程序文件必须存储到“D:
\技能竞赛”文件夹中，未存储到指定位置的运行记录或程序文件不作为竞赛成果予以评分。
计算机编辑文件请实时存盘，建议10-15分钟存盘一次，客观原因断电情况下，酌情补时不超过十五分钟。
4.任务书中只得填写竞赛相关信息，不得出现学校、姓名等与身份有关的信息或与竞赛过程无关的内容，否则成绩无效。
5.由于参赛选手人为原因导致竞赛设备损坏，以致无法正常继续比赛，将取消参赛队竞赛资格。
竞赛场次：
第场赛位号：
第号
竞赛平台简介
全国职业院校技能大赛中职组“机器人应用技术”赛项的竞赛平台为CHL-DS-01型竞赛平台，如附图1所示，工作站以3C典型产品的生产装配过程为主线，包含了涂胶、搬运码垛、视觉分拣、装配、锁螺丝、检测等工艺过程。
同时工作站集成配套了离线编程软件，软件中内嵌工作站三维模型环境，可以直接实现计算机辅助编程应用，如附图2所示。
附图1CHL-DS-01竞赛平台
附图2离线编程软件
涂胶单元提供了完全不同的5条轨迹，用以模拟复杂轮廓的产品外壳，同时提供了离线编程应用时工件校准所需的辅助坐标系，如附图3所示。
附图3涂胶单元
码垛组件由平台A、平台B和物料组成。
平台A为斜台设计，可容纳单个物料顺序排列，模拟传送带的物料运送；平台B为标准平台设计，可容纳三个物料多种形态单层码放。
在平台B的物料码放方式要求如附附图4所示。
附图4码垛组件及码垛姿态要求
竞赛平台提供了1个整体料架，包括芯片原料料盘、盖板原料位、产品成品位和芯片回收料盘，如附图5所示，其中产品原料料盘和芯片回收料盘对于不同类型的芯片的位置序号如附图6所示。
附图5整体料架
附图6芯片料盘芯片摆放位置编号
竞赛平台提供了4种模拟芯片，每种芯片分别用不同颜色加以区分，如附图7所示。
竞赛评分时，根据任务书的初始状态要求摆放，颜色排列顺序由评分裁判演示前指定。
附图7芯片种类及颜色
竞赛平台提供了4种电子产品底板用以表示不同产品型号和规格，每种型号各1个，每种产品所要求的芯片种类、数量、颜色及位置均有所区别，如附图8所示。
每种产品都可以安装统一尺寸的盖板并利用螺丝锁紧，产品编号A03、A04、A05和A06。
附图8电子产品
竞赛平台提供了4工位的装配检测单元，如附图9所示，可用于固定产品底板，在完成安装后，由PLC控制气缸和指示灯动作，实现产品的模拟检测工序。
电子产品底板安装在每个工位的安装台上，由工业机器人侧向检测工位看去，底板上标识的型号文字正向为正确摆放姿态。
附图9安装检测工位
其中1号装配检测工位的装配爆炸如附图10所示，所有紧固用螺丝和升降气缸的传感器并未在图中表示，1号工位与2号工位的安装方式为镜像对称，1号工位与3号工位安装方式完全相同，2号工位与4号工位安装方式完全相同。
附图10装配检测工位机械装配爆炸图
竞赛平台在计算机“D:
\参考资料”文件夹中提供工业机器人的初始程序，同时竞赛平台的工业机器人系统也已按照初始程序完成恢复操作，内置信号如附表1、附表2所示。
附表1工业机器人输入信号表
IO板地址
信号名称（DI）
功能描述
对应关系
对应IO
0
Area_1_detection_finish
测试1区完成检测
PLC
Q12.0
1
Area_2_detection_finish
测试2区完成检测
PLC
Q12.1
2
Area_3_detection_finish
测试3区完成检测
PLC
Q12.2
3
Area_4_detection_finish
测试4区完成检测
PLC
Q12.3
4
Continue
继续
PLC
Q12.4
5
Stop
急停
PLC
Q12.5
6
Mode
模式切换
PLC
Q12.6
7
Result
PLC检测结果
PLC
Q12.7
8
VacSen_1
真空检知（双）
工具
9
VacSen_2
真空检知（单）
工具
10
Res
复位
PLC
Q8.0
11
Screw_Arrive
螺丝到位
工具
12
torque
扭矩检知
工具
13
CCD_OK
视觉OK信号
CCD
OR
14
CCD_Finish
视觉完成
CCD
GATE
15
CCD_Running
视觉运行
CCD
READY
附表2工业机器人输出信号表
IO板地址
信号名称（DO）
功能描述
对应关系
对应IO
0
GO10_1_2
放料完成组信号
（1）-PLC
I3.0
1
（2）-PLC
I3.1
2
PutFinish_Affirm
放料完成确认
PLC
I3.2
3
BVAC_1
破真空（单）
工具
4
Grip
码垛夹爪
工具
5
Screw_BVac
吹螺丝
工具
6
Screw_Hit
打螺丝
工具
7
HandChange_Start
快换装置
工具
8
Vacunm_1
真空（双）
工具
9
Vacunm_2
真空（单）
工具
10
AllowPhoto
允许拍照
CCD
STEP0
11
GO10_11_14
CCD组信号
CCD
DI0
12
CCD
DI1
13
CCD
DI2
14
CCD
DI3
15
Scene_Affirm
场景确认
CCD
DI7
竞赛平台在计算机“D:
\参考资料”文件夹中提供了PLC的初始程序，同时竞赛平台的PLC也已按照初始程序完成恢复操作，内置信号如附表3、附表4所示。
附表3PLC输入信号表
序号
地址
功能注解
序号
地址
功能注解
1
I0.0
急停
13
I1.4
升降气缸3上限
2
I0.1
编程/运行
14
I1.5
升降气缸3下限
3
I0.2
启动
15
I1.6
升降气缸4上限
4
I0.3
停止
16
I1.7
升降气缸4下限
5
I0.4
自动启动
17
I2.0
推动气缸1伸出位
6
I0.5
暂停
18
I2.1
推动气缸1缩回位
7
I0.6
重新
19
I2.2
推动气缸2伸出位
8
I0.7
点对点/补偿
20
I2.3
推动气缸2缩回位
9
I1.0
升降气缸1上限
21
I2.4
推动气缸3伸出位
10
I1.1
升降气缸1下限
22
I2.5
推动气缸3缩回位
11
I1.2
升降气缸2上限
23
I2.6
推动气缸4伸出位
12
I1.3
升降气缸2下限
24
I2.7
推动气缸4缩回位
附表4PLC输出信号表
序号
地址
功能注解
序号
地址
功能注解
1
Q0.0
升降气缸1
13
Q1.4
红色指示灯1
2
Q0.1
升降气缸2
14
Q1.
升级会员 