XXXX年全国职业院校技能大赛竞赛工业机器人自动化技术及应用项目方案申报书文档格式.docx

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制造大类—机械设计制造类（580110）计算机辅助设计与制造

制造大类—自动化类（580218）工业机器人技术

二、赛项申报专家组

本赛事由中国职教学会教学工作委员会牵头设计并申报，各高校、企业等单位共同构成。

委员会人员具体构成为：

行业成员，2人，占比14.3%；

院校成员，11人，占比78.6%；

企业成员，1人，占比7.1%。

XX

单位

专业

职务/职称

年龄

手机

航空航天大学

机器人

机器人研究所所长/教授

50

ssbibuaa.edu.

鲍洁

中国职教学会教学工作委员会高职电子信息类专业教学研究会

电子信息

副主任/教授

58

baojiebuu.edu.

罗红宇

华航唯实机器人科技XX

总经理/博士

36

luohongyuchlrob.

陶飞

自动化学院副院长/教授/博导

35

Ftaobuaa.edu.

陈小艳

XX机电职业技术学院

工业机器人

主任/副教授

38

robocon

qq.

王平嶂

XX职业学院

机械制造副院长/教授

48

wpz

163.

成立平

机械

党委书记/教授

55

Cheng.liping168163.

龙威林

XX现代职业技术学院

机电

系主任

34

lwl_dragon

孙晓雷

XX职业技术学院

自动化

教务处处长

40

75sun

杨功元

XX农业职业技术学院

计算机

副院长/教授

42

126.

马晓明

通信

52

maxiaoming

szpt.edu.

唐宁

XX城市学院

45

tangning

xmcu.

兰玉景

53

lyj

wzvtc.

山颖

XX农业工程职业学院

自动化院长/教授

49

shanying447126.

三、赛项目的

（一）推动《中国制造2025》，推进工业机器人及其相关专业建设和教学改革

移动互联网、物联网、大数据正当红，发达国家却率先将目光重投制造业！

机器人是新时代技术碰撞的产物，大规模代替传统人力是大势所趋，同时完成工业转型也是互联网时代更加进阶的追求。

受劳动力供需矛盾、企业转型升级需求、技术快速发展及国家战略规划等因素的影响，工业机器人在中国迎来了广阔的市场发展空间。

2013年，中国工业机器人使用量3.7万台，超过日本，成为全球第一大市场；

2014年，中国工业机器人使用量达到5.6万台，行业专家一致认为，2014年已成为中国的工业机器人元年；

随着《中国制造2025》的正式发布，机器人作为十大重点发展领域之一的方向，在未来更是迎来了巨大的发展机遇与市场空间。

面对日趋火热的机器人市场，我国著名机器人专家、航空航天大学机器人研究所所长毕树生教授指出，我国机器人市场目前面临的问题不是谁会买，而是谁会用。

工信部2014年统计数据表明，我国工业机器人专业人才缺口达到20万，并且以每年20%-30%的速度持续递增。

由此可见，工业机器人自动化人才的急剧短缺，已经成为制约整个行业发展的重大瓶颈。

（二）产教融合，理实一体，强化专业核心技能与核心知识点

工业革命，教育先行。

通过本赛项的组织实施，瞄准工业机器人自动化集成应用前沿技术，培养机器人自动化领域高素质技术技能型人才，提升高职院校电子信息类、机电类相关专业服务产业发展能力，提高我国工业机器人自动化应用技术水平。

同时，可以检验参赛选手的机器人自动化技术应用能力、调试技能、故障诊断、维修技能以及质量、效率、成本、安全和环保意识。

赛项除检阅参赛选手的职业技能外，同时考察参赛队团队协作、组织管理、压力管理、创新思维等多方面的能力和综合素养；

提升院校专业老师的指导水平和教学能力；

引导相关院校关注“工业机器人自动化技术与应用”方面的发展趋势和最新技术；

促进高职课程的改革与创新；

为我国的工业机器人自动化技术的普及和相关人才的培养起到推动作用。

（三）以赛促教，促进工业机器人及其相关专业高素质技能型的人才培养路径构建

1、与产业需求接轨，竞赛任务与实际工作任务、教学改革相结合。

2、个人能力与团队协作相结合，职业技能与职业素养相融合。

3、考核内容与高职人才培养目标配套，与专业教学任务相结合。

4、考核内容与职业鉴定相结合，教学资源与比赛同步开发。

5、与世界技能大赛相关赛项技能点对接。

以真实生产设备为载体，以企业或实际生活中的实际任务为考核内容，并将考核内容设计成教学任务，可供院校日常教学使用，体现了竞赛与日常教学相结合的特点

四、赛项设计原则

（一）赛项设计以公开、公平、公正为基本原则，赛项使用统一的竞赛平台，由专业的设备厂家提供，且每个竞赛平台都经过严格的测试和调试检验，保证所有赛队使用同样标准条件下的比赛设备进行公平竞赛；

竞赛任务、相关的各竞赛内容向各参赛队统一公布，确保每个参赛队在比赛前得到相同的比赛信息；

比赛过程中，由经过专门遴选和培训过的人员担任竞赛裁判，保证评分的公平和公正性；

大赛同时设置监督组和仲裁工作组；

全面保证赛项整个过程的公平、公开与公正性。

（二）赛项顺应当前工业自动化的发展趋势，切合制造业技术升级发展的需求，为培养和选拔相关职业的专业人才，赛项设计将以自动化技术的集大成者——工业机器人技术为载体，结合企业先进的工艺流程、操作方法等，同时将职业院校中工业机器人、机电一体化、计算机应用、软件技术、嵌入式技术等多专业的技能和知识融合进来。

保证赛项能够涉及多技术、多行业，同时保证能够考察和培养多技能、多用量、多就业面的综合性人才。

（三）赛项内容围绕工业机器人自动化技术展开，结合企业的实际生产案例，内容涵盖了丰富的机器人、电气自动化、计算机、电子、测控、维修等符合职业岗位需求的技能和专业理论知识，涉及专业面广，企业需求量大，综合考察和培养了企业岗位所需的机器人的集成能力、PLC编程能力，机器人编程能力、工艺应用能力等多方面的技能。

（四）赛项使用成熟的工业机器人自动化技术及应用工作站竞赛平台，竞赛平台涵盖丰富的实训项目，涉及机器人、自动化、计算机、电子信息、PLC编程等多方面知识，技术先进，社会保有量高。

同时选用通用性好、社会普及率高的机器人离线编程仿真软件，保证赛项的易操作性和维护性。

华航唯实机器人科技XX的“CHL-K01型机器人实训平台”和百科融创教学仪器设备XX的“BK-A32型机器人教学平台”作为现在中高职院校开设机器人专业和课程必不可少的辅助教学实训平台，选用目前使用最多的、技术最为成熟的通用六轴机器人为设备主体，PLC作为主控单元，其电气零部件均选用国际知名厂商产品，社会保有量高，包含20余个实训项目，同时配备“RobotArt”离线编程仿真软件，其通用性好，性能稳定，操作方便，院校普及率高，在行业内具有广泛的应用。

五、赛项方案的特色与创新点

（一）本赛项以六轴工业机器人为主体设备，以工业机器人在企业的真实应用案例为主要内容，做到学以致用、产学结合的最佳示X。

（二）本赛项涉及工业机器人、自动化、电子信息、计算机应用、软件技术等多专业知识，综合考察队员的多方面专业技能和综合素养，符合当前产业发展对机器人人才的综合素质要求。

（三）赛项使用知名专业厂商提供的竞赛平台，该平台技术成熟，设计合理，涵盖考核点多，同时设计有合理的评分系统，减少了裁判的工作量和误判性，使评判更具公正性和易操作性。

且该竞赛平台不仅仅是竞赛平台，也是符合实际教学的教育平台，具有良好的通用性。

（四）赛项首次引进了机器人离线编程仿真软件的操作及应用，与竞赛平台紧密结合，使参赛队掌握最前沿的离线编程仿真技术及应用。

六、竞赛内容简介（须附英文对照简介）

“工业机器人自动化技术及应用”赛项采取团队比赛的形式进行，内容涉及机械、电气、控制、计算机等多专业的知识和技能。

比赛内容包括：

（一）机器人系统的硬件连接和基本操作；

根据提供的图纸和电气接线图，完成刀具库的装配、PLC的信号接线任务，利用提供的笔尖工具，完成机器人工具TCP的标定和预定轨迹的手动示教编程。

（二）机器人的典型工业应用与离线编程仿真软件应用

通过操控机器人完成刀具库换刀操作、模拟涂胶操作，并利用RobotArt离线编程仿真软件完成预定规划轨迹的离线编程任务。

（三）自动化流水线系统搭建和运行

编写流水线的PLC程序，实现PLC系统和机器人的PROFINET通讯，最终完成机器人与PLC主控系统的联合调试。

（四）机器人自动化系统的自动运行

通过配置并操作安全防护门和机器人的安全信号，完成机器人自动化系统的配置与测试，实现整个系统的自动运行工作。

IndustrialRobotOperationContestisateam-basedpetitioninvolvingmultidisciplinaryknowledgeandskills,includingmechanics,electricalengineering,controltheoryandputerscience.petingteamsneedtopletethetasksbelow:

（1）Hardwareconnectionandbasicoperationoftherobotsystem.

Accordingtothegivenblueprintandelectricaldiagram,toollibraryshouldbeassembled,andPLCsignalshouldbeconnected.ThetoolTCPandtheplannedtrajectoryshouldbeprogrammedbyusingthepentool.

（2）monindustrialapplicationandoff-lineprogrammingoftherobot.

Toolchangingandcoatingsimulationshouldbeacplishedbymanipulatingrobot.TheplannedtrajectoryshouldbeprogrammedusingtheRobotArt,anoff-lineprogrammingsimulationsoftware.

（3）Setupandrunningoftheautomaticassemblyline.

TheplayersarerequestedtowritePLCprogramandmunicatePLCwiththerobotthroughPROFINET,finallydebugjointlytherobotandPLC.

（4）Therobot'

sexternalautomaticoperation.

Thesafetydoorandsafetysignalsshouldbeoperatedtopletetherobot'

七、竞赛方式（含组队要求、是否邀请境外代表队参赛）

（一）竞赛采用团体赛方式。

（二）竞赛队伍组成：

每支参赛队由3名2016年在籍的高职学生组成，其中队长1名，选手年龄须不超过25周岁（即1991年7月1日以后出生）。

每队设领队教师1名,指导教师不超过2名，指导教师须为本校专兼职教师。

以省、自治区、直辖市、XX生产建设兵团、计划单列市为单位组织报名参赛。

报名通过全国职业院校技能大赛网络报名系统统一进行。

（三）参赛队不得跨校组队，同一学校报名赛队不超过1支。

（四）正式比赛参赛队名额确定：

以省级政区划分，各地区参赛队数量原则上不超过2支。

鼓励各省组织省赛，组织有相应项目省级选拔赛的省份，经大赛执行委员会审查备案，视赛项特点及承办单位实际承接能力，在条件许可的情况下相应项目可增加1-2个参赛名额。

正式比赛参赛队名额总数不超过60支。

（五）参赛选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相应赛项开赛10个工作日之前出具书面说明，经赛项执委会办公室核实后予以更换；

团体赛选手因特殊原因不能参加比赛时，由赛项执委会根据赛项的特点决定是否可进行缺员比赛。

（六）竞赛需采取多场次进行，由赛项执委会组织各领队参加公开抽签，确定各队参赛场次和赛位号，参赛队按照抽签确定的场次时段分批次进入赛场地参赛。

抽签步骤如下：

1.抽签由赛场抽签裁判主持；

2.参赛选手随机抽取赛位号，并在赛位记录单上签名确认；

3.赛位号不对外公布，抽签结果由赛项办公室密封后统一保管，在评分结束后XX统计成绩。

（七）2016年，不邀请国际团队参赛，欢迎国际友人到场观赛。

八、竞赛时间安排与流程

本赛项比赛时间安排在2016年5月中旬，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一规定，本赛项共分4天进行。

参赛队第一天上午报到，下午召开赛前说明会和场次抽签活动、熟悉赛场；

第二、三天进行正式比赛，第四天举行闭幕式和颁发获奖证书。

详见表8-1竞赛日程表。

表8-1竞赛日程表

日期

时间安排

内容

第一天

8:

00-12:

00

各参赛队、裁判办理报到；

14:

赛前说明会、召开领队会议、场次抽签

15:

00-17:

30

参赛队熟悉场地；

裁判熟悉场地；

第二天

7:

参赛队到赛场（赛位抽签）

30-12:

正式比赛（第一场）

13:

00-19:

正式比赛（第二场）

第三天

正式比赛（第三场）

参赛队到赛场（赛位抽签）。

正式比赛（第四场）

第四天

9:

颁发证书和闭幕式

九、竞赛试题

（一）采取提前公开竞赛样题的方式进行比赛，赛前一个月在大赛指定上公布样题。

正式赛题建立题库。

（二）在赛前1个月左右举行赛前说明会，对竞赛题型、结构、考点、评分、注意事项等进行说明和答疑。

（三）“工业机器人自动化技术及应用”竞赛在工业机器人自动化工作站竞赛平台上进行，该竞赛平台由工业机器人（包含控制器，示教器，必要的线缆及接头等）、3D工作台、流水线工作台、刀具库、操控台和安全房等六大系统组成，如图9-1所示。

①机器人本体②3D工作台③流水线工作台④刀具库

⑤操控台⑥安全房

图9-1竞赛平台布局示意图

赛项主要目标是完成竞赛设备部分硬件安装、工业机器人示教编程、控制程序编写及系统调试等任务。

具体如下：

1.工业机器人硬件系统连接与基本操作（10分）

2.工业机器人典型应用与离线编程软件应用（30分）

3.工业机器人自动化流水线系统搭建和运行（30分）

4.工业机器人自动化系统的自动运行（20分）

5.职业素养和安全操作（10分）

十、评分标准制定原则、评分方法、评分细则

本赛项成绩满分为100分。

由任务运行分（占总分90%）和职业素养与安全意识分（占总分10%）组成。

（一）任务运行分具体如下：

1.工业机器人电气系统连接与基本操作（10分）

（1）完成刀具库装配、PLC接线安装、机器人系统的电气连接（3分）

（2）利用笔尖工具进行TCP的标定（3分）

（3）完成预定轨迹的手动示教编程（4分）

（1）完成刀具库换刀操作（10分）

（2）完成涂胶编程操作（10分）

（3）工业机器人的离线编程操作与实现（10分）

（1）完成自动化流水线PLC编程与调试（10分）

（2）完成自动化流水线PLC系统与工业机器人的PROFINET通讯（10分）

（3）实现机器人与PLC系统的联调应用及运行（10分）

（1）完成安全防护门的硬件连接和测试（5分）

（2）完成机器人的外部自动配置（10分）

（3）通过拨码开关实现自动化流水线、3D工作台上预定轨迹的自动运行（5分）

（二）职业素养分：

10分

职业素养分由该场比赛裁判按照参赛队以下方面表现进行评定：

1.遵守赛场纪律,爱护赛场设备。

2.工位环境整洁,工具摆放整齐。

3.具体操作均符合安全操作规程。

（三）违规扣分

选手有下列情形，需从比赛成绩中扣分：

（1）在完成工作任务中，出现电路短路故障视情况扣1～10分；

（2）在完成工作任务的过程中违反操作规程或因操作不当，未造成设备损坏或影响其他选手比赛的，扣5～10分；

造成设备损坏或影响他人比赛情节严重的报赛项执委会批准，由裁判长宣布终止比赛，不计竞赛成绩；

（3）参赛选手有不服从裁判、扰乱赛场秩序等行为视情况扣1～10分，情节严重的，取消参赛队竞赛成绩。

有作弊行为的，取消参赛队参赛资格；

（4）违反赛场纪律，依据情节轻重，扣1～5分。

情节特别严重，并产生不良后果的，则报赛项执委会批准，由裁判长宣布终止该选手的比赛；

（5）裁判宣布竞赛时间到，选手仍继续操作的，由现场裁判负责记录扣1～5分，情节严重，警告无效的，取消参赛资格。

（四）裁判方法

（1）赛项裁判组负责赛项成绩评定工作，每2位裁判为一小组，负责1个赛位的现场执裁工作。

（2）裁判评分方法：

采用过程评分，对于各台机器人完成的每一个动作，由2名评分裁判对照评分表即时判分。

（3）两名记分员在监督人员现场监督下，对参赛队的评分结果进行分步汇总，所有步骤成绩的汇总值作为该参赛队的最后任务得分，最终生成参赛队总成绩表，由裁判长签字确认后，将工作任务书、评分表等相关纸质文档进行封存签字，移交到赛项执委会。

（4）评分表中所有涂改处均需向裁判长说明并备案；

在复查中发现的问题均需向裁判长说明并备案。

（5）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同意不得泄露比赛试题和比赛成绩，比赛结果由赛项执委会进行公布。

（6）竞赛现场与裁判工作现场进行全程视频录像。

（五）成绩排名

参赛队的成绩为职业素养分和任务得分之和，减去违规扣分，比赛成绩按照总得分从高到低排列，若总得分相同，则按照任务得分排名，得分高的队伍排名在前；

若任务得分相同，则按照完成比赛任务的时间排名，完成时间少的队伍排名在前；

若完成任务的时间相同，则由裁判组综合评定。

十一、奖项设置

本赛项奖项设团体奖，不设置个人奖。

竞赛团体奖的设定为：

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的指导教师获“优秀指导教师奖”。

优秀裁判员由赛项执委会推荐产生。

优秀裁判的基本条件为能严格执行技能大赛各项制定规定，作风正派、执裁工作认真负责、成绩突出，得到裁判团队及参赛师生的广泛认可。

凡有投诉记录的一票否决（恶意投诉除外）。

十二、技术规X

工业机器人自动化技术及应用竞赛平台符合：

GB21746-2008教学仪器设备安全要求总则；

GB21748-2008教学仪器设备安全要求仪器和零部件的基本要求；

GB/T30976.1-2014工业控制系统信息安全第1部分：

评估规X；

GB4943.1-2011信息技术设备安全第1部分：

通用要求；

GB/T16977-2005工业机器人坐标系和运动命名原则；

GB/T19399-2003工业机器人编程和操作图形用户接口；

GB/T20868-2007工业机器人性能试验实施规X；

GB/T20867-2007工业机器人安全实施规X；

GB/Z20869-2007工业机器人用于机器人的中间代码。

十三、建议使用的比赛器材、技术平台和场地要求

赛项使用成熟的工业机器人自动化技术及应用竞赛平台，竞赛平台涵盖丰富的实训项目，涉及机器人、自动化、计算机、电子信息、PLC编程、软件操作等多方面技术、技能，平台具备良好的教学特性，社会保有量高。

同时平台选用通用性好、社会普及率高的机器人离线编程仿真软件，保证赛项的易操作性和维护性。

华航唯实机器人科技XX的“CHL-K01型机器人实训平台”和百科融创教学仪器设备XX的“BK-A32型机器人教学平台”作为竞赛平台，它主要由通用六轴机器人、3D工作台、流水线工作台、刀具库、控制台、防护屋等六部分组成。

如图13-1所示。

图13-1竞赛平台示意图

其中机器人为德国KUKA公司的KUKAKR5R1400，其主要技术参数如下表所示。

表1KUKAKR5R1400机器人主要技术参数

规格参数

轴数

6

防护等级

IP54

有效载荷

5kg

安装方式

落地式

到达最大距离

1.401m

控制柜尺寸

550mm×

485mm×

551mm

机器人重量

~130kg

重复定位精度

±

0.04mm

运动性能及X围

轴序号

动作X围

最大速度

1轴

170°

218/s

2轴

+65°

—－180°

3轴

+165°

—－120°

4轴

185°

381/s

5轴

120°

314/s

6轴

360°

492/s

离线编程软件采用行业广泛使用的RobotArt软件，该软件适应性好，性能稳定，所需硬件配置要求不高，能在大多数主流电脑上安装使用。

比赛区域总面积约400m2，净空高度不低于3.5m，通风照明良好，温湿度适宜，赛场配备稳定的水、电、气源和供电应急设备，设置有消防逃生通道，并有保安、公安、消防、设备维修和电力抢险人员待命。

赛场基本配置为15个赛位，备用赛位3个，每个赛位占地约16平米，每