度机械行业赛三向杯机电一体化系统设计与装调技术赛项规程.docx
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度机械行业赛三向杯机电一体化系统设计与装调技术赛项规程
2019年度机械行业职业教育技能大赛
“三向杯”机电一体化系统设计与装调技术赛项
竞赛规程
一、赛项名称
机电一体化系统设计与装调技术
二、赛项组别及参赛对象
（一）赛项组别
高职组、中职组
（二）参赛对象
1.高职组每个参赛队由2名选手组成，参赛选手须为2019年度全日制高职或5年制高职（4年级及以上）在籍学生，年龄须不超过25周岁，即参赛当年12月1日前不满26周岁。
2.中职组每个参赛队由2名选手组成，参赛选手须为2019年度全日制中等职业学校在籍学生，年龄不超过21周岁，即参
赛当年12月1日前不满22周岁。
三、竞赛拟定时间及地点
（一）竞赛时间
2019年11月6日-2019年11月10日。
（二）竞赛地点长春汽车工业高等专科学校（吉林省长春市东风大街9999号）。
报到地点和住宿酒店等安排详见报到通知。
四、竞赛方式与内容
（一）本赛项采取团体比赛形式，分中职组和高职组；
（二）参赛队不得跨校组队，同一学校相同项目报名参赛队
不超过1支；
（三）高职组每个参赛队由2名选手（设场上队长1名）和2名指导教师组成。
参赛选手须为2019年度全日制高职或5年制高职（4年级及以上）在籍学生，选手年龄须不超过25周岁，即参赛当年12月1日前不满26周岁。
指导教师须为本校专兼职教师。
（四）中职组每个参赛队由2名选手（设场上队长1名）和2名指导教师组成。
参赛选手须为2019年度全日制中等职业学校在籍学生，年龄不超过21周岁，即参赛当年12月1日前不满22周岁。
指导教师须为本校专兼职教师。
（五）2名选手在竞赛现场按照竞赛任务要求，相互配合完成竞赛任务；
（六）竞赛内容
通过比赛，重点考核选手PLC控制技术、工业机器人技术、变频控制技术、伺服控制技术、工业传感器技术、电机驱动技术、组态控制技术、工业现场网络等核心技术，同时可考核参赛选手工作效率、质量意识、安全意识、节能环保意识和规范操作等职业素养。
1.知识与技能点
赛项主要包含电路设计、气路设计、工业机器人编程与调试、可编程控制器编程与调试、触摸屏组态与调试、机械安装与调试、伺服驱动器应用调试、变频器应用调试、步进电机应用调试、传感器应用、气动元件应用、机电设备故障分析与排除、系统优化与创新。
2.竞赛时长
竞赛时间为4小时，比赛总成绩满分为100分。
3.竞赛内容的组成与比重（高职组）
（1）机电一体化设备单元的电路设计与绘图（5%）参赛选手按工作任务书的要求，选择正确的元器件，设计、绘制机电一体化设备中的部分电路的控制原理图、接线图、气路原理图等。
（2）机电一体化设备单元的安装与调试（15%）按工作任务书给定的机电一体化设备一个单元或多个模块的机械装配图、电气原理图、接线图及补充设计绘制的电气原理图、接线图，完成设备的机械安装、线路连接，并进行初步调试。
（3）机电一体化设备单元的编程与调试（45%）按任务书给定的机电一体化设备的功能要求完成一个单元或多个单元的单机PLC编程、工业机器人编程、工业机器人参数与示教、伺服驱动器、变频器参数设置等，能实现局部工作单元调试运行。
（4）机电一体化设备故障检修（10%）在机电一体化设备某个单元设置故障点，要求参赛选手正确选用检测工具，运用规范的检测方法，准确判断故障，排除故障。
（5）机电一体化设备系统编程调试与优化（15%）按任务书的要求，完成触摸屏组态、系统网络通讯设置与编程、系统优化编程与调试，实现系统整体运行。
（6）职业素养与安全意识（10%）考核参赛选手的安全操作规范，设施设备、工具仪器使用规范，卫生清洁习惯，穿戴规范，工作纪律，文明礼貌等表现。
4.竞赛内容的组成与比重（中职组）
（1）机电一体化设备单元的电路设计与绘图（5%）参赛选手按工作任务书的要求，选择正确的元器件，设计、绘制机电一体化设备中的部分电路的控制原理图、接线图、气路原理图等。
（2）机电一体化设备单元的安装与调试（40%）参赛选手按工作任务书给定的机电一体化设备一个单元或多个模块的机械装配图、电气原理图、接线图及补充设计绘制的电气原理图、接线图，完成设备的机械安装、线路连接，并进行初步调试。
（3）机电一体化设备单元的编程与调试（30%）参赛选手按任务书给定的机电一体化设备的功能要求完成一个单元或多个单元的单机PLC编程、工业机器人编程、工业机器人参数与示教、伺服驱动器、变频器参数设置等，能实现局部工作单元调试运行。
（5）机电一体化设备系统编程调试与优化（15%）参赛选手按任务书的要求，完成触摸屏组态、系统网络通讯设置与编程、系统优化编程与调试，实现系统整体运行。
（6）职业素养与安全意识（10%）考核参赛选手的安全操作规范，设施设备、工具仪器使用规范，卫生清洁习惯，穿戴规范，工作纪律，文明礼貌等表现。
五、竞赛规则
（一）报名资格及参赛队伍要求
1.参赛队及参赛选手资格
高职组每个参赛队参赛选手须为2019年度全日制高职或5年制高职（4年级及以上）在籍学生，选手年龄须不超过25周岁，即参赛当年12月1日前不满26周岁。
中职组每个参赛队参赛选手须为2019年度全日制中等职业学校在籍学生，年龄不超过21周岁，即参赛当年12月1日前不满22周岁。
2.人员变更
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，须由于开赛10个工作日之前出具书面说明，经大赛执委会办公室核实后予以更换，补充人员需满足本赛项参赛选手资格并接受审核；团体赛选手因特殊原因不能参加比赛时，则视为自动放弃竞赛；竞赛开始后，参赛队不得更换参赛选手，若有参赛队员缺席，不得补充参赛选手。
（二）熟悉场地1.参赛队领队、指导教师、参赛选手在规定时间规定观察区内可以熟悉赛场环境和设备准备情况。
2.熟悉场地严格遵守大赛各种制度，严禁拥挤，喧哗，以免发生意外事故。
（三）赛场要求
1.参赛选手在比赛开始前30分钟前到达指定地点报到，接受工作人员对选手身份、资格和有关证件的检查。
竞赛计时开始后，选手未到，视为自动放弃。
2.竞赛工位由抽签确定，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。
选手休息、饮水、上洗手间等统一计在竞赛时间内，不安排专门用时。
竞赛计时工具，以赛场设置的时钟为准。
4.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、与比赛相关器件资料入场比赛。
5.比赛过程中，选手确认元件损坏，可要求更换。
由更换元件的工作人员在赛场记录表的元件更换栏中填写更换元件名称、更换原因，然后工作人员签字、选手签写工位号确认。
更换的元件经检测后，属非人为损坏，给予适当补时；属元件正常，不给予补时；属人为损坏的，不给予补时，且视情节适当扣分。
6.选手应遵守赛场纪律，爱护赛场设备，节约器材，保持工位整洁。
有违反赛场纪律、扰乱赛场秩序、损坏赛场设备、浪费器材、污染赛场等行为，视情节轻重，经裁判长批准，适当处理。
7．参赛选手的成绩评定从职业素养与安全意识、设计与工艺连接、排除故障、调试记录与绘图、实现控制功能等方面评定成绩。
违反安全操作规程，经裁判指出两次拒不改正的选手，经裁判长同意后，可取消比赛资格。
8．参赛选手须达到电工职业资格安全标准的要求，比赛过程中全程穿着有电工安全标识的绝缘鞋（自备），女选手在竞赛过程中需束发戴帽（自备）。
（四）成绩评定及公布该赛项评分方法分为过程评分和结果评分两类，成绩评定过程中的所有评分材料须由相应评分裁判签字确认，更正成绩需经裁判本人、裁判长及监督组长在更正处签字。
1.过程评分
指根据参赛队伍（选手）在分步操作过程中的规范性、合理性以及完成质量等，评分裁判依据评分标准按步给分并加权汇总的评分方法。
流程如下：
（1）参赛队伍（选手）按比赛要求进行操作，评分裁判对照评分表即时判分。
评分裁判不得少于2人，对于专业性强、操作复杂、赛程较长的步骤，需适当增加裁判人数；
（2）两名记分员在监督人员的现场监督下，对参赛队伍（选手）的评分结果进行分步汇总并计算平均分，以所有步骤成绩的加权汇总值作为该参赛队伍（选手）的最后得分；
（3）裁判长当天提交赛位评分结果，经复核无误，由裁判长、监督人员和仲裁人员签字确认。
2.结果评分评分裁判对参赛队伍（选手）提交的电路设计图纸、排故任务工作单、机械电气安装工艺、实现的功能进行结果评分，依据赛项评价标准判分的评分方法。
流程如下：
（1）客观评分应由两名评分裁判独立评分，客观评分不一致的须在计分前及时更正；
（2）主观评分，应至少由5名评分裁判独立评分，主观评分以去掉一个最高分和一个最低分后，其余得分的算术平均值作为参赛队伍（选手）的最后得分；
（3）两名记分员在监督人员的现场监督下负责计分；
（4）裁判长在竞赛结束2小时内提交赛位（竞赛作品）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后公布。
六、技术规范
机电一体化技术、工业机器人技术、电气自动化技术、机械制造与自动化、机电设备安装技术、机电设备维修与管理、智能控制技术、自动化生产设备应用等相关专业所规定的教学内容中涉及到机械装调技术、工业机器人技术、PLC及通讯技术、触摸屏组态技术、传感器技术、步进电动机、变频电机、伺服电机、气动装置等方面的知识和技能要求。
赛项所涉及专业的岗位面向包括电气控制系统安装与调试与维护岗位，所针对的职业工种为维修电工、装配钳工、机械设备安装工等。
GB/T6988.1-2008《电气图形符》
GB/T4728.1-2005《电气简图用图形符号》
GB/T5465.2-1996《电气设备用图形符号》
GB/T7159-1987《电气技术中的文字符号制订通则》
GB11291-1997《工业机器人安全规范》
GB50254—1996《电气装置安装工程低压电器施工及验收规范》《世界技能大赛机电一体化项目技术规范》；维修电工国家职业标准（职业编码6-07-06-05）；工具钳工国家职业标准（职业编码6-05-02-02）；装配钳工国家职业标准（职业编码6-05-02-01）；机械设备安装工国家职业标准（职业编码6-23-10-01）；
七、技术平台本赛项竞赛平台采用广东三向智能科技股份有限公司提供的“SX-815Q机电一体化综合实训设备”，主要由颗粒上料单元、加盖拧盖单元、检测分拣单元、工业机器人搬运单元和智能仓储单元组成，包括了智能装配、自动包装、自动化立体仓储及智能物流、自动检测质量控制、生产过程数据采集及控制系统等，是一个完整的智能工厂模拟装置。
应用了工业机器人技术、PLC控制技术、变频控制技术、伺服控制技术、工业传感器技术、电机驱动技术等工业自动化相关技术，可实现空瓶上料、颗粒物料上料、物料分拣、颗粒填装、加盖、拧盖、物料检测、瓶盖检测、成品分拣、机器人抓取入盒、盒盖包装、贴标、入库等智能生产全过程。
SX-815Q机电一体化项目综合实训设备
（一）技术参数
系统电源
单相三线制AC220V
设备重量
300kg
额定电压
AC220Vi5%
额定功率
1.9kw
环境湿度
€5%
设备尺寸
420cm>72cmX150cm（长x宽x高
工作站尺寸
480cmX300cmX150cm（长x宽x高
—安全保护功能
急停按钮,，漏电保护，过流保护
P
LC
型号：
触摸屏
型号：
TPC7062TX（7寸彩屏）
伺服
驱动器
MR-JE-10A
/亠
电机
HG-KN13J-S100
系统
变频器
FR-D720S-0.4K-CHT
步进
驱动器
YKD2305M
-XT/亠
电机
YK42XQ47-02A
系统
工业机器人
6轴机器人，型号：
IRB120,3kg,0.58米,控制器IRC5
平台软件
计算机操作系统：
Win7或Win10、
PLC编程软件:
AutoShopV2.93.01-中文版
机器人编程软件：
RobotStudio6
（二）结构与功能简介
主要由颗粒上料单元、加盖拧盖单元、检测分拣单元、工业机器人搬运单元、智能仓储单元组成。
各单元都具有独立的PLC控制、有独立的按钮输入与指示灯输出，既可以单元独立运行、又可以通过通信进行联机控制。
1.颗粒上料单元
上料输送皮带逐个将空瓶输送带填装输送带上；同时颗粒上料机构将料筒内的物料推出；颗粒分拣机构对颗粒物料根据颜色进行分拣；当空瓶到达填装位后，定位夹紧机构将空瓶固定；吸取机构将分拣到的颗粒物料吸取并放到空瓶内；瓶内颗料物料达到设定的数量后，定位夹紧机构松开，皮带启动，将瓶子输送到下一个工位。
此单元可以设定多样化的填装方式，可依颗粒物料颜色（白色与蓝色两种）、颗粒物料数量（最多4粒）进行不同的组合，产生8种填装方式。
2.加盖拧盖单元
瓶子被输送到加盖机构后，夹盖定位夹紧机构将瓶子固定，加盖机构启动加盖程序，将盖子加到瓶子上；加上盖子的瓶子继续被送往拧盖机构，到拧盖机构下方，拧盖定位夹紧机构将瓶子固定，拧盖机构启动，将瓶盖拧紧。
瓶盖分为白色和黑色两种。
3.检测分拣单元
拧盖后的瓶子经过此单元进行检测：
回归反射传感器检测瓶盖是
否拧紧；龙门机构检测瓶子内部颗粒是否符合要求；对拧盖与颗粒均
合格的瓶子进行瓶盖颜色判别区分；拧盖或颗粒不合格的瓶子被分拣机构推送到废品皮带上（短皮带）；拧盖与颗粒均合格的瓶子被输送到皮带末端，等待机器人搬运。
4.工业机器人搬运单元
A、B两个升降台存储包装盒和包装盒盖；A升降台将包装盒推向物料台上；6轴机器人将瓶子抓取放入物料台上的包装盒内；包装盒4个工位放满瓶子后，6轴机器人从B升降台上吸取盒盖，盖在包装盒上；6轴机器人根据瓶盖的颜色对盒盖上标签位进行分别贴标，贴完4个标签等待成品入仓单元入库。
8.智能仓储单元
由一个弧形立体仓库和2轴伺服堆垛机构组成，把机器人单元物料台上的包装盒体吸取出来，然后按要求依次放入仓储相应仓位。
2
X3的仓库每个仓位均安装一个检测传感器，堆垛机构水平轴为一个涡轮旋转机构，垂直机构为涡轮丝杆升降机构，均由精密伺服电机进行高精度控制。
物料配件：
物料配件主要有颗粒物料（白色和蓝色两种颜色）瓶子、瓶盖、包装盒、标签等。
（三）详细配置（单套设备）
序号
物料名称
参数
单位
数量
备注
1
颗粒上料单元
尺寸：
600mmX700mmxi500mm
PLC:
H2U-3624MR-XP1个
变频器：
FR-D720S-0.4K1台
传感器：
光电/光纤7个
气缸：
单杆/双杆5个
电磁阀：
DC24V单电控6个15针端子接口板SX-TBD-0013个
37针端子接口板SX-TBD-0021
个
皮带机构2套
循环选料机构1套
填装定位机构1套
填装机构1套
供料机构2套
按钮控制板1套
控制挂板1套
工作台1套
台
1
2
加盖拧盖单兀
尺寸：
600mmX700mmX500mm
PLC:
H2U-1616MR-XP1个
台
1
序号
物料名称
参数|单位
数量
备注
传感器：
光电/光纤3个
气缸：
单杆/双杆5个
电磁阀：
DC24V单电控5个
15针端子接口板SX-TBD-0013
个
37针端子接口板SX-TBD-0021
个
加盖机构1套
拧盖机构1套
定位机构2套
输送带机构1条
按钮控制板1套
控制挂板1套
工作台1套
3
检测分拣单元
尺寸：
600mmX700mmX1300mm
PLC:
H2U-3624MR-XP1个
传感器：
光电/光纤8个
气缸：
单杆/双杆1个
电磁阀：
DC24V单电控1个
15针端子接口板SX-TBD-0012
个
台
1
序号
物料名称
参数|单位
数量
备注
37针端子接口板SX-TBD-0021
个
龙门检测机构1套
分拣机构1套
输送带机构2条
按钮控制板1套
控制挂板1套
工作台1套
4
工业机器人搬运单元
尺寸：
600mmX700mmX1500mm机器人：
6轴机器人，型号：
IRB
120,3kg,0.58米，控制器IRC5
PLC:
H2U-3232MT1个
传感器：
光电/光纤3个
气缸：
单杆/双杆3个
电磁阀：
DC24V单电控5个步进电机：
DC24V两相四拍2个
15针端子接口板SX-TBD-001
2个
37针端子接口板SX-TBD-010H
1个
台
1
物料盒升降机构
2套
包装定位机构
1套
标签储存平台
1套
按钮控制板
1套
控制挂板
1套
工作台
1套
尺寸：
600mmX700mmxi500mm
PLC:
H2U-2416MT1个
触摸屏：
TPC7062TX
伺服驱动器：
MR-JE-10A2个
伺服电机：
HF-KN-13J-S1002
个
传感器：
光电/光纤10个
5智能仓储单元
气缸：
单杆/双杆1个台
电磁阀：
DC24V单电控2个
15针端子接口板SX-TBD-0012
个
37针端子接口板SX-TBD-0021
个
仓库机构1套
堆垛旋转机构1套
序号
物料名称
参数|单位
数量
备注
堆垛升降机构1套
堆垛吸取机构1套
按钮控制板1套
控制挂板1套
工作台1套
7
电脑桌
SX-815Q-29
L600mm>WV700mmXH780mm
张
2
8
装配桌
SX-815Q-33
L1500mm>W700mmXG780mm
带2层抽屉
张
2
9
产品配件包
SX-815Q-VII-PJ
套
1
1）
机器人下载线
机器人配套
条
1
2）
USB连线
触摸屏配套
条
1
3）
多功能排插
3位10A带灯开关1.5平方2米
线
个
1
4）
并口通讯线
15T1.5M一公一母黑色
条
3
5）
内螺纹直通
APCF8-02
个
1
6）
颗粒圆瓶身
SX-815Q-48-001
件
24
7）
黑色瓶盖
SX-815Q-48-002
件
12
8）
白色瓶盖
SX-815Q-48-004
件
12
9）
蓝色物料块
SX-815Q-48-003
件
10
序号
物料名称
参数
单位
数量
备注
10）
白色物料块
SX-815Q-48-005
件
50
11）
空气压缩机
TYW-1A12L
台
1
12）
设备使用说明书
SX-815Q-VII-SM
本
1
13）
发货光盘
SX-815Q-VII-GP
张
1
14）
物料盒盖组件
SX-815Q-28-06-002
套
6
15）
白色标签片组件
SX-815Q-28-07-01-00
个
12
16）
黑色标签片组件
SX-815Q-28-07-01-00
个
12
（四）工具清单
赛场提供以下工具
骨口.序号
物料名称
规格型号
单位
数量
备注
1
数字万用表
F15B
个
1
2
尖嘴钳
8寸
把
1
3
斜口钳
7寸
把
1
4
老虎钳
6寸
把
1
5
螺丝刀
大十字（6.0*100mm）
把
2
6
螺丝刀
大一字（6.0*100mm）
把
1
7
螺丝刀
小十字（3.0*75mm）
把
1
8
螺丝刀
小一字（3.0*75mm）
把
2
9
内六角扳手
M2M2.5M3M4M5M6六
件套
套
2
10
内六角扳手
8mm
个
1
骨口.序号
物料名称
规格型号
单位
数量
备注
11
内六角扳手
10mm
个
1
12
钢直尺
500mm
把
1
13
带表游标卡尺
0-150mm分度值0.02
把
1
14
自动剥线钳
B型0.5-3.2
把
1
15
压线钳
TU-190-01
把
1
16
PU气管剪刀
TK-1
条
1
17
安装锤（胶锤）
30mmL=280mm
个
1
18
钟表起子
6件套
套
1
19
活动扳手
6寸
把
1
（五）耗材备用件清单（赛场）
序号
物料名称
规格型号
单位
数量
备注
1
冷压接线鼻子
UT1.5-3叉形裸端头
个
300
0
2
微型光电传感器
EE-SX951-W1M
个
10
3
光纤头
FN-D076
条
10
4
高精度光纤传感器
FM-E31
个
100
5
光纤头
FN-T064
个
10
6
熔体
10*385A
个
10
7
十字槽盘头螺钉
GB/T818M4*6不锈钢
个
100
8
内六角圆柱头螺钉
GB/T70.1M4*10不锈钢
个
200
序号
物料名称
规格型号
单位
数量
备注
9
内六角圆柱头螺钉
GB/T70.1M4*16不锈钢
个
100
10
内六角圆柱头螺钉
GB/T70.1M4*6不锈钢
个
100
11
内六角圆柱头螺钉
GB/T70.1M8*30不锈钢
个
100
12
十字槽圆头带垫螺钉
SJ2830M3*8不锈钢
个
100
13
十字槽圆头带垫螺钉
SJ2830M3*10不锈钢
个
100
14
十字槽圆头带垫螺钉
SJ2830M4*10不锈钢
个
100
15
十字槽圆头带垫螺钉
SJ2830M4*6不锈钢
个
100
16
十字槽圆头带垫螺钉
SJ2830
升级会员 