工业机械手与智能视觉系统应用赛项规程Word文档下载推荐.docx
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编辑检测结果表达式，使检测结果以数据形式通过以太网通信方式提供给PLC。
4.PLC主控程序设计与系统整体运行调试
（1）控制系统的安装与接线。
（2）变频器的参数设置。
（3）RFID数据传输通信设置、PLC主控制器网络组建设置。
（4）PLC主控程序设计与系统整体运行调试：
检测按钮、传感器信号，控制变频器、直流调速控制器、指示灯等，并配合工业机械手程序、智能视觉设定的流程及RFID系统检测信息等，实现系统的分拣、装配、检测、入库、出库、拆解等运行要求。
四、竞赛规则
1.赛场提供竞赛组委会指定的专用设备，各参赛队可以根据竞赛需要选择使用现场提供的设备、仪器、工具，禁止携带工具入场比赛。
2.参赛队分批次参加竞赛，由抽签确定参赛队的比赛时间和比赛工位，同一批次比赛的参赛队采用相同比赛任务。
3.参赛选手按规定时间进入竞赛场地，确认现场条件，按统一指令开始比赛。
4.赛题以任务书的形式发放，参赛队根据任务书的要求完成竞赛任务,并按要求和程序提交竞赛结果。
5.比赛时间共6小时，参赛选手在竞赛项目指定的设备上完成比赛任务。
6.参赛选手在比赛过程中可提出设备器件更换要求。
更换的器件经裁判组检测后，如为非人为损坏，由裁判根据现场情况给予补时；
如人为损坏或器件正常，每次扣3分。
7.比赛过程中，参赛选手须严格遵守操作规程，确保人身及设备安全，并接受裁判员的监督和警示。
参赛队若提前结束竞赛，应举手向裁判员示意，比赛结束时间由裁判员记录，参赛队结束比赛后不得再进行任何操作。
8.比赛期间，应参赛选手要求，指导教师可以进场口头指导一次，时间为10分钟。
9.参赛选手须达到电工职业资格安全标准的要求，应穿电工安全绝缘鞋进场比赛。
10.比赛结束，参赛队须经裁判员同意后方可离开。
五、评分方式与奖项设定
（一）评分方式
1.评分标准的制定原则
评定依据结合国家及行业的相关标准和规范，按照职业岗位的能力要求，本着“科学严谨、公正公平、可操作性强”的原则制定评分标准。
2.评分方法
（1）竞赛项目满分为100分。
其中工业机械手安装与调试部分40分，智能视觉系统调试部分20分，系统整体运行调试部分30分，职业素养与职业规范10分。
（2）在完成工作任务后，出现电路短路故障扣15分。
（3）在完成工作任务的过程中，因操作不当导致人身或设备安全事故，扣10-20分，情况严重者取消比赛资格。
（4）损坏赛场提供的设备，污染赛场环境等不符合职业规范的行为，视情节扣5-10分。
（5）在竞赛时段，参赛选手有不服从裁判及监考、扰乱赛场秩序等行为情节严重的，取消参赛队综合奖评奖资格。
有作弊行为的，取消参赛队综合奖评奖资格。
裁判宣布竞赛时间到，选手仍强行操作的，取消参赛队奖项评比资格。
（6）按比赛成绩从高分到低分排列参赛队的名次。
竞赛成绩相同时，完成工作任务所用时间少的名次在前；
竞赛成绩和完成工作任务用时均相同时，工业机械手动作控制程序与PLC主控程序设计得分高的名次在前；
竞赛成绩、完成工作任务用时、工业机械手动作控制程序与PLC主控程序设计得分均相同时，职业素养与安全意识项成绩高的名次在前。
3.评分细则
一级指标
比例
二级指标
工业机械手
安装与调试部分
40%
1.工业机械手本体安装
2.工业机械手电磁阀安装
3.工业机械手气路连接
4.工业机械手IP地址、序列号设置
5.工业机械手动作控制程序设计
6.工业机械手位置点设置
智能视觉系统
调试部分
20%
1.智能视觉系统安装与接线
2.智能视觉控制器通信设置
3.智能视觉控制器图像摄取流程编辑
4.智能视觉控制器检测逻辑编辑
系统整体
运行调试部分
30%
1.控制系统安装与接线
2.变频器的参数设置
3.RFID通信设置、主控制器以太网络组建设置
4.PLC主控程序设计
5.系统整体运行调试
职业素养
与职业规范
10%
1.设备操作规范性
2.材料利用效率，接线及材料损耗
3.工具、仪器、仪表使用情况
4.竞赛现场安全、文明情况
5.团队分工协作情况
（二）奖项设定
赛项设参赛选手团体奖，其中一等奖占比10%，二等奖占比20%，三等奖占比30%。
获得一等奖的参赛队指导教师由组委会颁发优秀指导教师证书。
六、申诉与仲裁
（一）申诉
1.参赛队对不符合竞赛规定的设备、工具、软件，有失公正的评判、奖励，以及对工作人员的违规行为等，均可提出申诉。
2.申诉应在竞赛结束后2小时内提出，超时不予受理。
申诉时，应按照规定的程序由参赛队领队向相应赛项仲裁工作组递交书面申诉报告。
报告应对申诉事件的现象、发生的时间、涉及到的人员、申诉依据与理由等进行充分、实事求是的叙述。
事实依据不充分、仅凭主观臆断的申诉不予受理。
申诉报告须有申诉的参赛选手、领队签名。
3.赛项仲裁工作组收到申诉报告后，应根据申诉事由进行审查，6小时内书面通知申诉方，告知申诉处理结果。
如受理申诉，要通知申诉方举办听证会的时间和地点；
如不受理申诉，要说明理由。
4.申诉人不得无故拒不接受处理结果，不允许采取过激行为刁难、攻击工作人员，否则视为放弃申诉。
申诉人不满意赛项仲裁工作组的处理结果的，可向大赛赛区仲裁委员会提出复议申请。
（二）仲裁
大赛采用两级仲裁机制。
赛项设仲裁工作组，赛区设仲裁委员会。
赛项仲裁工作组接受由代表队领队提出的对裁判结果的申诉。
大赛执委会办公室选派人员参加赛区仲裁委员会工作。
赛项仲裁工作组在接到申诉后的2小时内组织复议，并及时反馈复议结果。
申诉方对复议结果仍有异议，可由省（市）领队向赛区仲裁委员会提出申诉。
赛区仲裁委员会的仲裁结果为最终结果。
工业机械手与智能视觉系统应用赛项技术规范
一、竞赛场地和环境标准
1.竞赛场地平整、明亮、通风良好，场地面积满足比赛要求，场地净高不低于4m。
2.每个竞赛工位提供220V交流工频电源，供电负荷不小于2.0kVA，提供独立的电源保护装置和安全保护措施。
参赛选手凭证入场，在赛场内操作期间要始终佩带参赛凭证以备检查，统一穿着大赛提供的服装，并穿自行配备的绝缘鞋。
3.竞赛工位：
每个工位占地不小于15m2（5m×
3m），且标明工位号，布置工业机器人与智能视觉系统应用实训平台1套、电脑桌1张。
4.每个竞赛工位提供性能完好的计算机1台，并安装相关应用软件。
二、竞赛设备技术平台
比赛设备采用浙江天煌科技实业有限公司THMSRB-3型工业机器人与智能视觉系统应用实训平台，工具、耗材统一提供。
技术平台组成如下：
竞赛设备图片（仅供参考）
（一）技术参数及特点
1.输入电源：
单相三线～220V±
10%50Hz
2.整机尺寸（对象+控制柜+电脑桌）：
3300mm×
1200mm×
1600mm
（二）结构组成及功能
该实训平台由三菱RV-3SD六自由度工业机器人系统、欧姆龙智能视觉检测系统、可编程控制器（PLC）系统、RFID数据传输系统、工具换装单元、四工位供料单元、环形输送单元、直线输送单元、工件组装单元、立体仓库单元、废品回收框、各类工件、电气控制柜、型材实训桌、型材电脑桌等组成。
1.三菱RV-3SD六自由度工业机器人系统
由机器人本体、机器人控制器、示教单元、输入输出信号转换器和抓取机构组成，装备多种夹具、吸盘、量具、工具等，可对工件进行抓取、吸取、搬运、装配、打磨、测量、拆解等操作，也可以抓取智能视觉相机对工件、装配过程进行实时检测操作。
机器人本体由六自由度关节组成，固定在型材实训桌上，活动范围半径大于600mm，角度不小于340°
，机器人本体具体参数如下表：
形式
单位
规格值
机种
6轴标准规格
动作自由度
6
安装姿势
地板、垂吊
构造
垂直多关节型
驱动方式
AC伺服马达
（J1～J3、J5轴附刹车）
位置检出方式
绝对型编码器
手臂长
Upperarm
mm
245
Forearm
270
动作范围
（J1）
度
340（-170～+170）
（J2）
225（-90～+135）
（J3）
191（-20～+71）
（J4）
320（-160～+160）
（J5）
240（-120～+120）
（J6）
720（-360～+360）
最大速度
度/秒
250
187
412
660
最大合成速度
mm/sec
5500
可搬重量
最大
kg
3.5
额定
3
位置往返精度
±
0.02
周围温度
℃
0～40
本体重量
37
容许转矩
N•m
5.83
3.9
容许惯性
kg•m2
0.137
0.047
手臂到达半径
（前方J5轴中心点）
642
Tool配线
抓手输入8点、输出8点
预备配线8芯
机器人示教单元有液晶显示屏、使能按钮、急停按钮、操作键盘，用于参数设置、手动示教、位置编辑、程序编辑等操作。
2.欧姆龙智能视觉检测系统
智能视觉检测检测系统采用CCD照相机将被检测的目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号，图像处理系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，如面积、数量、位置、长度，再根据预设的允许度和其他条件输出结果，包括尺寸、角度、个数、合格/不合格、有/无等，实现自动识别功能。
本设备采用一套欧姆龙FZ4-350智能视觉系统，由视觉控制器、视觉相机及监视显示器等组成。
视觉相机安装在型材实训桌专用相机支架上，用于检测工件的特性，如数字、颜色、形状等，还可以通过机器人抓取视觉相机脱离相机支架，对工件本身及装配效果进行实时检测操作。
通过I/O电缆连接到PLC或机器人控制器，也支持串行总线和以太网总线连接到PLC或机器人控制器，对检测结果和检测数据进行传输。
3.三菱可编程控制器单元
配备三菱FX3U可编程控制器、数字量扩展模块、模拟量模块、以太网通信模块等，用于控制机器人、电机、气缸等执行机构动作，处理各单元检测信号、数据传输等协调任务。
4.RFID数据传输系统
采用西门子RFID检测系统，安装在环线输送单元的左端圆弧处，电子标签已埋在工件内部，检测距离为40mm。
当工件从环线输送单元经过左端圆弧处时，RFID检测系统可以准确地读取工件内的标签信息，如编号、颜色、材质等信息，该信息通过工业现场数据总线传输给PLC，用来实现工件的分拣操作。
5.工具换装单元
由大口气夹、真空吸盘、相机支架等机构组成，安装在型材实训桌上，可以控制机器人自行更换操作装备。
6.四工位供料单元
由井式料库、推料气缸、顶料气缸和光电传感器组成，安装在型材实训桌上，用于将工件库中的工件依次推出到环形输送线。
提供不同编号、不同高度、不同颜色的标准工件，以及编号缺少笔画、杂色叠加等不合格工件。
四工位的供料设计，使得供料方式多样化，可以进行单一的上料，也可以进行不同编号、高度、颜色的组合上料，以及对上料速度快慢控制，实现上料形式的多样化。
7.环形输送单元
包含一套交流调速系统，由变频器、三相交流电机、环形板链传送带、对射传感器等组成，安装在型材实训桌上，用于传输工件。
8.直线输送单元
包含一套直流调速系统，由直流电机、高精度编码器、调速控制器、同步带轮等组成，安装在型材实训桌上，用于传输工件（工件跟踪抓取时用）。
9.工件组装单元
由工件盒送料机构及工件盖送料机构组成，安装在型材实训桌上，用于装配工件。
具有3个工件盒组装位置，能同时对3个工件盒进行装配操作。
工件盒内设有4个工件槽用于放置工件，工件盒和工件盖四个角带有磁性粘合，可以使工件盒与工件盖紧密组合在一起。
设有多个传感器，可以检测工件盒/工件盖的有无、方向是否装反。
机器人可以进行工件盒/工件盖装反时的修正、工件按序装配、工件拆解等操作。
通过对工件盒/工件盖的正反放置，工件装配的顺序变化，提高机器人的应用灵活性，可进行机器人不同难易程度的应用考察，实现实训及考核的多样化。
10.立体仓库单元
由铝质材料加工而成，配有9个仓位（3×
3），安装在型材实训桌上，用于放置装配完的组件，也可以通过机器人对装配完成的组件进行拆装，并分类放置到相应的工件料库。
11.废品回收框
安装在型材实训桌左后侧，用于机器人自动放置被检测出来的无用工件或不合格品。
12.电气控制柜
用于安装机器人控制器、PLC、变频器及调速控制器等电气部件，采用网孔板的结构，便于拆装。
通过两根电缆线与型材实训桌相连，两端使用航空插头，强弱电分离，连接安全可靠。
13.网络交换机
网络交换机可以将PLC、机器人控制器、智能视觉控制器组成一个以太网局域网，进行数据的相互传输，实现工业现场控制系统的高层次应用，同时可以培养学生对工业网络的使用技能。
（三）设备主要配置
1.基本配置：
序号
名称
主要部件、器件及规格
数量
备注
1
电气实训柜
700mm×
600mm×
1500mm
1台
2
实训平台
2000mm×
1400mm
工业机器人
6轴工业机器人本体RV-3SD
三菱
机器人控制器CR1DA-700
1套
4
视觉控制器FZ4-350
欧姆龙
视觉相机FZ-SC
5
RFID系统
读写器RF260R
1只
西门子
电子标签
36个
可编程控制器系统
PLC主机FX3U-64MT
数字量输入模块FX2N-8EX
模拟量输出模块FX2N-2DA
232通信模块FX3U-232-BD
以太网通信模块FX3U-ENET-L
7
交流调速系统
变频器FR-D720S-0.4kW
交流减速电机01K3GN-D/0GN50K
8
直流调速系统
PID调速控制器24/20BL-4Q02
直流电机DM-06-2GN-24
编码器EKP3808-001G1024BZ1
10
网络交换机
4P网络交换机
11
实训模块
四工位供料单元、环形输送单元、直线输送单元、工件组装单元、立体仓库单元等
12
型材电脑桌
560mm×
1100mm
1张
13
气泵
静音气泵
14
线缆
PLC通信电缆、以太网线等
15
Ф6气管
3米
2.耗材及配套工具
名称
主要组成器件
耗材
保险丝、0.75mm2导线、1.5mm2导线、号码管、接线端子等
配套
工具
包括小一字螺丝刀、小十字螺丝刀、长柄螺丝刀、钟表螺丝刀、剪刀、剥线钳、尖嘴钳、斜口钳、电烙铁、试电笔、焊锡丝、镊子、活动扳手、内外六角扳手、便携式万用表及书写工具等
工业机械手与智能视觉系统应用赛项须知
一、参赛队须知
1．参赛队名称统一使用规定的地区代表队名称，不使用学校或其他组织、团体名称。
2．参赛队员在报名获得审核确认后，原则上不再更换，如筹备过程中，队员因故不能参赛，所在省教育主管部门需出具书面说明并按相关规定补充人员并接受审核；
竞赛开始后，参赛队不得更换参赛队员。
3．参赛队按照大赛赛程安排凭大赛组委会颁发的参赛证和有效身份证件参加比赛及相关活动。
4．参赛队员统一着装，须符合安全生产及竞赛要求。
5．参赛队员应自觉遵守赛场纪律，服从裁判、听从指挥、文明竞赛；
持证进入赛场，禁止将通讯工具、自编电子或文字资料带入赛场。
6．组委会统一安排各参赛队在比赛前一天进入赛场熟悉环境和设施情况。
7．参赛队不能使用自带软件及自编资料等不符合规定的资料、工具、用具、食品等进入赛场；
统一使用赛场提供的计算机、竞赛设备、设备附件和工具等，技能大赛统一使用相同版本的软件及文字、表格处理等软件。
二、指导教师须知
1．指导教师经报名、审核后确定，一经确定不得更换。
允许指导教师缺席比赛。
2.熟悉竞赛流程，妥善管理本队人员的日常生活及安全，与大赛办公室相关工作小组联系，做好本队人员的各项行程安排。
3.贯彻执行大赛的各项规定，竞赛期间不得私自接触裁判。
4．竞赛过程中，应参赛选手要求，指导老师可以进场口头指导一次，时间为10分钟。
参赛选手有权选择或放弃教师指导，指导时间计入竞赛总用时。
5．指导教师指导应严格遵守有关规定，现场指导仅限于口头，禁止操作任何与比赛有关的工具和设备，禁止现场书写、传递或夹带纸片等任何资料。
准时进场、准时离场，不得无故拖延。
三、参赛选手须知
1．参赛选手应严格遵守赛场规章、操作规程和工艺准则，保证人身及设备安全，接受裁判员的监督和警示，文明竞赛。
2．参赛选手凭证入场，在赛场内操作期间要始终佩带参赛凭证以备检查，统一穿着大赛提供的服装，并穿自行配备的绝缘鞋。
3．比赛期间不准携带任何通讯工具、移动存储器、照相器材等与竞赛无关的用品，按照《竞赛规程（细则）》要求携带个人物品，否则取消该队参赛资格。
4．尊重裁判和赛场工作人员，自觉遵守赛场纪律和秩序。
5．参赛选手必须严格遵守操作规程和工艺准则，接受裁判员的监督和警示，保证人身及设备安全；
因操作失误，致使设备发生短路、烧坏电机、变频器或PLC等重要设备的事故，致使设备不能正常工作，或发生人身安全事故不能进行比赛的，裁判有权终止比赛。
6．各参赛队应在竞赛开始前规定时间内进入赛场熟悉环境。
入场后，赛场工作人员与参赛选手共同确认操作条件及设备状况，参赛队员必须检查确认大赛赛项组委会提供的仪器设备。
参赛队不得擅自改变计算机的初始设置。
7．入场后，竞赛选手与赛场工作人员共同确认设备状况，选手必须确认材料、工具、量具等，开赛信号发出前不能启动设备；
竞赛过程中，各竞赛队自行确定分工、工作程序和时间安排，在赛位上完成竞赛项目，严禁作弊行为；
比赛连续进行，食品、饮水等由赛场统一提供。
8．在比赛期间，选手连续工作，食品、饮水等由赛场统一提供。
选手休息、饮食或如厕时间均计算在比赛时间内。
9．凡在竞赛期间提前结束比赛的选手，不得在竞赛过程中再次返回赛场。
10．在比赛中非人为因素造成的设备故障，经裁判确认后，可向裁判长申请补足排除故障的时间。
查找设备故障原因及排除设备故障不属于竞赛内容。
11．在竞赛过程中，参赛选手可要求指导教师入场进行口头指导一次，时间为10分钟。
12．参赛选手赛场外的管理由各参赛队领队和指导教师负责。
13．参赛选手须达到电工职业资格安全标准的要求。
14．参赛队欲提前结束比赛，应向现场裁判员举手示意，由记录比赛终止时间，比赛终止时由裁判员记录，结束比赛后参赛队不能进行任何与竞赛相关的操作；
在裁判监督下完成成果提交、设备复原、现场清理等相关收尾工作后离场。
15．各竞赛队按照大赛要求和赛题要求提交递交竞赛成果，禁止在竞赛成果上做任何与竞赛无关的记号。
16．在参赛期间，参赛选手应当注意保持工作环境及设备摆放符合企业生产“5S”的原则。
四、赛场管理须知
1．竞赛现场设现场裁判组，裁判长1名，裁判员若干。
每个竞赛裁判要秉公裁判，监督检查参赛队安全有序竞赛。
裁判及赛场工作人员应按规定审查允许带入赛场的资料和物品，不允许带入的资料和物品由参赛队随行人员保管，赛场不代为保管。
2．竞赛结束阶段，应重点查验竞赛结果，由竞赛队确认电子文件已记录在光盘上，并在程序控制文件上签字，裁判员应确认竞赛队现场清理工作，在确认设备恢复到初始状态之后方可准许竞赛队离开赛场。
五、赛场纪律
符合下列情形之一的参赛队，经裁判组裁定后中止其竞赛：
1．不服从裁判、扰乱赛场秩序、干扰其他参赛队比赛情况，裁判组应提出警告。
情节特别严重，造成竞赛中止的，裁判长有权中止比赛，取消其比赛资格和竞赛成绩。
并提交竞赛执委会追求其相关责任。
2．竞赛过程中，由于选手技能不熟练或疏忽大意造成计算机、设备等严重损坏，由裁判组裁定其中止比赛，保留竞赛资格，累计其有效竞赛成绩。
3．参赛队可以放弃竞赛，递交书面申请并
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