福建省职业院校技能大赛中职组Z10机器人技术应用竞赛规程Word格式.docx
《福建省职业院校技能大赛中职组Z10机器人技术应用竞赛规程Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《福建省职业院校技能大赛中职组Z10机器人技术应用竞赛规程Word格式.docx（32页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
模块C-2工业机器人参数标定（标定工具TCP参数等）。
竞赛日程安排：
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:
00-16:
领队会、场次抽签
裁判长、监督、领队
16:
30
熟悉赛场
竞赛场地
18:
封闭赛场
第二天（上午）
7:
20-7:
35
参赛队检录
参赛队、工作人员、监督
35-7:
50
参赛队工位抽签
参赛队、裁判、监督
50-8:
选手赛前准备
参赛队、裁判、技术人员、监督
8:
00-12:
正式比赛
第二天（下午）
11:
20-11:
13:
35-13:
50-14:
14:
00-18:
第三天（上午）
第三天（下午）
四、竞赛方式
1.竞赛以团体赛方式进行；
2.每支参赛队2名选手，参赛选手必须是2000年5月1日之后出生的中等职业学校全日制在籍学生或五年制高职一至三年级（含三年级）全日制在籍学生，不限性别，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，不再参加同一组别同一赛项的竞赛。
3.指导教师须为本校专兼职教师，每队限报2名指导教师。
五、竞赛试题
赛项专家组负责本赛项赛题的编制工作。
赛题编制遵从公开、公平、公正原则，赛题在比赛时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，赛前公布样题。
六、竞赛规则
（一）赛前准备
1.在比赛日前一天，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，不得触碰赛位内任何物品。
2.参赛队入场注意事项：
（1）参赛选手应到达赛场后，接受工作人员对选手身份、资格和有关证件的核验；
（2）每队的赛位由抽签确定，不得擅自变更、调整；
（3）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；
（4）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；
（5）选手应穿着统一服装和具备绝缘标志的电工鞋（自备）；
（6）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。
（二）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设备、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；
3.参赛选手不允许未经现场裁判许可随意离开赛位；
4.参赛选手应使用文明用语，不得言语及人身攻击裁判和赛场工作人员；
5.参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，若裁判长确定设备故障可由技术支持人员排除后继续比赛，则酌情补时；
若无法排除则予以启用备用设备。
6.选手退场时不得将任务书、草稿纸、U盘、耗材工具等任何赛位物品带出赛场。
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，由现场裁判依次带领参赛队到指定独立赛位完成本任务比赛。
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赛位。
本任务操作时间和转场时间计算在正常竞赛时间范围内。
（三）成绩评定
成绩评定过程中，选手根据裁判要求展示竞赛成果和任务完成情况。
裁判严格按照评分表，依照选手实际发生的动作情况完成评定过程，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。
七、竞赛环境
（一）整体环境要求
1.竞赛场地平整、明亮、通风良好，场地采光良好，四周无太阳直射，照明条件优良，保证赛位在比赛时间期间稳定的光源环境。
2.赛场规划独立参观通道和体验区域，不影响竞赛正常进行。
3.赛场设置合理数量空调，保证赛场温度适宜。
4.赛项设置合理数量监控，保证无死角全覆盖所有赛位和人员活动范围，监控录像文件妥善保存。
5.赛场设置医疗站。
6.赛场放置灭火器。
7.赛场设置备用电源。
（二）竞赛工位要求
1.单个竞赛工位面积不小于12m2（4m×
3m），标明竞赛工位号码，有明显区域划分，按防疫要求必须有隔断，工位过道间距至少2米以上。
2.每个竞赛工位配备竞赛平台1套，操作桌1张（操作面积不小于600mm×
1200mm），编程用电脑1台（配电脑桌），凳子2张，专用工具1套，U盘1个，安全帽2个，文具及清扫工具1套。
3.每个竞赛工位提供竞赛供电口1个（220V-8kW），编程电脑用供电口1个（220V-1kW，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。
4.编程用电脑配置要求，CPU为INTELi5-7500CPU同级别或以上，显卡为AMDRadeonR7430同级别或以上，内存为8GB容量同级别或以上，硬盘为500GB容量同级别或以上，安装Windows10操作系统。
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/T30976.1-30976.2
2.工业机器人坐标系和运动命名原则GB/T16977-2005
3.工业机器人编程和操作图形用户接口GB/T19399-2003
4.工业机器人安全规范GB11291-1997
5.工业机器人通用技术标准GB/T14284-1993
6.电气设备用图形符号GB/T5465.2-1996
7.机械安全机械电气设备第1部分GB5226.1-2002
8.机械设备安装工国家职业标准（职业编码6-23-10-01）
9.电气设备安装工国家职业标准（职业编码6-23-10-02）
10.世界技能大赛机电一体化项目专业技术规范
11.工业机器人集成应用职业技能等级标准
12.工业机器人操作与运维职业技能等级标准
九、技术平台
（一）技术平台要求
技术平台以桌面式关节型六轴串联工业机器人为核心，有涂胶单元、码垛单元、异形芯片原料单元、异形芯片装配单元、快换工具单元、视觉检测及光源组件、螺丝供料组件、总控单元和操作面板等，整体尺寸为2200mm×
1350mm，整体高度1500mm。
图1竞赛平台
技术平台以3C行业最典型的异形芯片插件工艺过程为任务主线，用不同形状的零件代表不同类型的芯片，不同颜色代表了芯片质量，如图所示，包含了涂胶工艺、码垛工艺、分拣工艺、装配工艺等工业机器人最典型的应用方式。
技术平台可实现所有竞赛内容，完全来源于工业应用现场的特征使其符合作为职业技能技术积累要求，用时也满足了职业院校不同专业学生针对工业机器人操作和编程技能的教学需求。
图2异形芯片插件工艺
（1）小负载桌面式六轴串联工业机器人，是技术平台核心设备，小巧灵活特性使其广泛应用于3C、电子、食品等行业，同时适当的工作半径和额定负载，在保证功能实现效果的前提下，确保教学和竞赛安全，防止发生安全意外。
（2）快换工具单元。
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。
图3多种工艺工具
（3）涂胶单元。
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，沿着面板上合理布置的不同产品外轮廓轨迹运动，从而达到模拟工艺过程，如图所示，保证工艺真实性同时增加教学可行性和趣味性。
图4涂胶单元
（4）码垛单元。
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，如图所示，可对码垛形式和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5码垛单元
（5）异形芯片原料单元。
用于存放异形芯片，有电容、三极管、集成电路和CPU等芯片的原料料盘和回收料盘，盖板原料库和产品回收库等。
（6）异形芯片装配单元。
提供4个装配工位，可放置不同产品，加工过程对芯片种类、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，进行数次产品检测是否为正次品。
图6异形芯片原料单元及异形芯片装配单元
（7）螺丝供料组件。
检测结束后，自动螺丝机为产品安放盖板并锁紧固定螺丝。
（8）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，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7视觉检测组件
（9）离线编程软件。
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、避免发生碰撞干涉。
离线编程软件选用可同时支持多种品牌工业机器人的离线编程软件，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，可以轻松应对复杂轨迹的高精度生成和复现，在集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8工业机器人离线编程软件
（10）其他。
技术平台为方便教学和竞赛使用，在平台上布置了智能摄像头，通过互联网技术可将设备的实时操作过程在大尺寸教学终端中进行展示，避免了集中式教学学生围观又无法切实看清教师操作过程的问题，使教师可以对学生的操作流程实时点评，提高教学指导效果，同时对操作过程做到可追溯，为竞赛过程中争议事件提供佐证材料，也可以在竞赛过程中实现直播提高观赏度。
为满足工业机器人维护与维修竞赛内容，且保证竞赛流程的连续性，在竞赛过程中单独提供1台工业机器人和配套的手动工具以及耗材，完成针对机器人系统的日常维护及常见维修操作内容。
（二）主要设备参数
表2赛项技术平台参数规格
序号
名称
主要规格和功能
数量
1
工业
机器人
本体：
（1）具有6个自由度，串联关节型工业机器人
（2）工作范围不小于560mm
（3）额定负载3kg
（4）重复定位精度0.01mm
（5）安全性包括安全停、紧急停、2通道安全回路监测、3位启动装置
（6）集成信号源为手腕设10路信号
（7）集成气源为手腕设4路空气（5bar）
控制器：
（1）采用先进的工业机器人控制软件
（2）采用RAPID工业机器人编程语言
（3）内置16路输入/16路输出的数字量I/O模块
示教器：
（1）图形化彩色触摸屏
（2）操纵杆
（3）热插拔，运行时可插拔
1套
ABB
IRB120
2
机器人工具
（1）工具快换系统：
机器人手臂安装有法兰端快换模块，可实现不同工具间无需人为干涉自动完成切换，6路气动信号，额定负载3kg，厚度38mm，重量125g；
（2）涂胶工具：
含有工具端快换模块与法兰端快换模块配套，总长140mm，外壳为铝合金材质，可以配合轨迹图纸实现模拟零件外壳涂胶的轨迹编程，可更换笔芯设计且笔芯可10mm窜动防止碰撞损坏；
（3）夹爪工具：
含有工具端快换模块与法兰端快换模块配套，可稳固抓取搬运码垛物料，总长140mm，夹头为铝合金材质，采用气动驱动，内径20mm，重复精度±
0.01mm，闭合夹持力45N，开闭行程10mm；
（4）吸盘工具：
含有工具端快换模块与法兰端快换模块配套，总长110mm，结构为铝合金材质，4mm直径吸盘1个，20mm直径吸盘2个，可稳固抓取各种形状的芯片零件及盖板；
（5）锁螺丝工具：
含有工具端快换模块与法兰端快换模块配套，结构为铝合金材质，可实现对M4内六角螺钉的锁紧。
3
涂胶单元
（1）尺寸440mm×
250mm
（2）涂胶轨迹包括不同形状的产品外壳图形，包含直线轨迹，圆形轨迹，复杂曲线轨迹等。
4
码垛单元
（1）原料台由铝型材配合不锈钢导槽构成，利用高度差实现物料自动排列，可满足最多6个物料的存储；
（2）码垛台由台面和支撑构成，台面为POM，尺寸110mm×
110mm×
15mm，采用铝合金型材支撑，高度160mm，可满足多种形式的码垛；
（3）包含模拟物料，材质PVC，尺寸65mm×
32.5mm×
15mm，数量6个，采用工形设计方便夹爪夹持，可实现在两个码垛台间的搬运、码垛。
5
异形芯片原料单元
（1）单层共4个料区，可分别用于存放异形芯片零件、盖板和PCB电路板；
（2）整体弧形设计，内圆半径500mm，方便机器人抓取物料。
6
电子产
品PCB电
路板
（1）电子产品PCB电路板由异形芯片零件、PCB电路板和盖板组成，PCB电路板和盖板由螺丝紧固；
（2）异形芯片零件，包括圆形、小矩形、大矩形、方形等不同形状和不同颜色的芯片，用以代表CPU、集成电路、电阻、电容、三极管等元件，材质：
FR4环氧树脂板；
（3）PCB电路板，尺寸120mm×
120mm，厚12mm，上绘制了模拟电路线路图，留有不同异形芯片零件的安装位置，每个PCB电路板的线路图和芯片零件安装位置都不相同，代表不同电子产品，四角提供螺钉孔；
（4）盖板，尺寸120mm×
120mm，厚5mm，外壳雕刻文字代表不同电子产品，四角提供螺钉孔。
4套
7
异形芯片装配单元
（1）安装检测单元内含4个功能相同的装配检测工位，与工业机器人配合完成PCB异形芯片的安装及检测功能，4个工位的安装由铝型材搭建的框架支撑；
（2）安装检测工位整体尺寸为410mm×
190mm×
180mm，结构为铝合金材质，分为底板、安装平台和检测支架；
（3）安装平台安装在双列线性滑轨上，宽度9mm，长度300mm，采用气动驱动，内径16mm，有效行程200mm，安全保持力140N；
（4）检测支架升降由气动驱动，内径16mm，有效行程20mm，安装有LED导光板，尺寸为100mm×
100mm×
1.5mm，可在检测过程中亮起；
（5）底板安装有红、绿两色指示灯，用于在检测完成后提示安装是否有误、芯片是否有缺陷。
8
视觉检测单元
（1）视觉检测采用CCD拍照检测，有效像素数1600×
1200，彩色检测，摄像面积7.1mm×
5.4mm，场景数128个，可存储图像数43张，可利用流程编辑功能制作处理流程，支持串行RS-232C和网络Ethernet通讯，提供高速输入1点、高速输出4点、通用输入9点和通用输出23点的并行通信，提供DVI-I监控输出；
（2）提供环形光源，内圆直径≥76mm，外圆直径120mm，供电电压24V；
（3）视觉检测结果和采集图像信息通过12英寸显示器即时显示，方便视觉检测参数调整和状态监控。
OMRON
9
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。
olttool
10
总控单元
（1）采用高性能PLC实现集成控制，国际知名品牌，模块化设计，支持最多6个模块扩展；
（2）电气控制元件采用国际知名品牌优质产品，包含滤波、短路保险等安全机制；
（3）工作台正面提供运行安全装置，采用光栅传感器，光轴数量8，光轴间距40mm。
SIEMENS
11
离线编程软件
（1）包含涂胶和码垛工艺包，可以方便的完成复杂轨迹涂胶和物料的码垛拆垛工序编程；
（2）支持工具快换功能，可以方便的仿真并输出工业机器人对工具快换系统的操作，扩展工业机器人应用范围，使工业机器人可以在涂胶工具和夹爪工具间自由切换；
（3）采用通用3D技术，与CAD教学衔接，支持3D/CAD
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；
（4）轨迹生成基于CAD数据，简化轨迹生成过程，提高精度，可利用实体模型、曲面或曲线直接生成运动轨迹；
（5）包含丰富的轨迹调整优化工具包，如碰撞检查、工业机器人可达性、姿态奇异点、轴超限功能。
1套PQArt工业机器人离线编程软件竞赛版
表3赛项技术平台（工业机器人维护维修）参数规格
备注
工业机器人
额定负载：
3kg
工作范围：
560mm
重复定位精度：
0.01mm
本体重量：
25kg
1套
IRB120
手动工具
内六角扳手等
TCP标定工具
工业机器人法兰端工具
固定工具
维护维修耗材
日常维护及常见维修耗材
表4竞赛工位软件配置表
软件名称
软件版本
操作系统
Windows10版
输入法
搜狗输入法9.3正式版
文本处理软件
WPS2019
PLC编程软件
SIEMENSSTEP7Micro/WINSMART（V2.3.0.2）
PQArt工业机器人离线编程软件竞赛版（V9）
触摸屏组态软件
WEINVIEWEBproTK6071IP（V6.03.01）
十、成绩评定
（一）评定方法
1.赛项裁判组负责赛项成绩评定工作，设裁判长1名，全面负责赛项的裁判和管理工作。
2.参赛选手根据赛项任务书的要求进行操作，需要裁判确认的内容必须举手经过裁判员的确认，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.评分方法为过程评分，所有评分材料须由相应评分裁判签字和裁判长确认。
5.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；
若仍相同，则以任务“工业机器人维护维修”比赛成绩高的参赛队名次在前；
若仍相同，则以“职业素养”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。
（二）评分细则
表5评分指标权重分配
一级指标
比例
二级指标
配分
工业机器人系统的安装调试
40%
模块A-1工业机器人系统机械装调
1、机械安装
（1）法兰安装
（2）工作滑台机械零部件安装
（3）光栅、视觉等零部件安装
2、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
3、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
升级会员 