2024年武义县职业技能竞赛工业机器人系统操作员项目技术工作文件

目  录

一、技术描述

（一）项目名称

（二）竞赛方式

（三）竞赛标准

二、竞赛内容与评判标准

（一）竞赛内容

（二）比赛时间及试题具体内容

（三）评判标准

三、竞赛流程

四、竞赛规则

五、竞赛场地、设施设备安排

（一）赛场规格要求

（二）基础设施清单

六、工具材料安排及清单

（一）赛场配备设施

（二）选手自带设备

七、安全健康要求

一、技术描述

（一）项目名称

工业机器人系统操作员

（二）竞赛方式

竞赛由理论知识考试和操作技能考核相结合，以单人方式进行。

（三）竞赛标准

竞赛以《工业机器人系统操作员国家职业标准》三级（高级工）要求为基础，并适当增加部分二级（技师）内容，融入相关新知识、新技术、新技能等内容。

二、竞赛内容与评判标准

（一）竞赛内容

1．理论知识考试主要包括职业道德、机器人系统集成应用的操作技能、设计方案、机械装配、电气布局、编制，仪器仪表使用及安全文明生产等。题型构成有单选题140题、判断题20题、多选题20题。原则上实行无纸化机考。

2．操作技能考核主要包括机械和电气系统安装、故障排除、工业机器人编程调试和安全文明生产四大部分，具体内容见下表。

序号

任务模块

内容

说明

1

模块一

工业机器人应用系统方案设计及安装

1.工作方案等文件编制

2.工作站硬件装配

2

故障排除

3.电气断路故障排除

4.电气线路连接错误故障排除

3

模块二

工业机器人编程与调试

1.工业机器人软件仿真场景布局

2.工业机器人离线编程规划

3.工具坐标系建立及定位；

4.工业机器人在线示教及轨迹控制；

5.工业机器人通讯控制应用

6.PLC 技术应用

4

安全文明生产

1.正确使用工具及安全防护用具

2.符合工业机器人安全操作要求

3.保持工作区域场地、材料和设备的整洁

4.良好的职业素养。

（二）比赛时间及试题具体内容

1．比赛时间安排

本次竞赛共270分钟，其中理论知识考试90分钟，技能操作考核180分钟。

竞赛项目

时长（分钟）

备注

理论知识考试

90

操作技能考核

模块1

180

模块2

小计

270

2．试题具体内容

①工业机器人应用系统方案设计及安装

选手准备好竞赛设备，展示机器人系统集成任务施工方案等文件，以及工作站硬件安装结果。根据任务要求图纸布局等内容，对比安装效果。打开电源或气源，确认各模块组装后功能正常检查急停、安全光栅的功能是否正常。

②工业机器人软件仿真和布局

选手准备好工业机器人软件仿真场景，做好评分准备。选手根据裁判要求操作，进行布局效果演示操作，其中包括机器人离线编程程序编写情况。

③工业机器人任务编程与调试评分

选手准备好竞赛设备，打开电源、气源，做好评分准备。选手根据裁判要求操作，进行部分或整机功能效果操作。

④职业素养和安全文明

选手根据任务书要求完成文件编制、硬件装配、系统调试等工作任务的同时，裁判根据选手整体表现与行业标准作对比。

（三）评判标准

1.成绩核算

理论知识与技能操作成绩均为100分，由裁判组根据评分标准统一评分与计分，总成绩=理论知识成绩*30%+技能操作成绩*70%。当总成绩相同时，以操作技能成绩高的选手名次在前，操作技能成绩相同的以操作时间短的选手名次在前，并在成绩登记中进行备注说明。

2.评判方法

选手被要求旁观整个评分过程。裁判对照评分表逐项逐个检查选手完成的机械、电气及气动系统安装工作的规范性，判定是否得分。专业技术规范评分表参考《GBT 20867-2007 工业机器人安全实施规范》，《GB19517-2009 国家电气设备安全技术规范标准》以及《机电一体化项目技术规范》制定。

三、竞赛流程

比赛时间为 1 天。第一阶段理论知识考试，第二阶段根据实际报到人数安排场次，分配的场次由抽签决定，比赛工位由现场检录时抽取并进行信息加密。为保证比赛公平，抽到其他场次比赛的选手在前一场的选手比赛时必须隔离，期间不得与外界联系，不能使用手机、电脑等电子产品。

四、竞赛规则

（1）选手在熟悉设备前通过抽签决定竞赛顺序和比赛工位；

（2）比赛前15分钟选手在各自工位内熟悉设备，检查自己所带工具，熟悉设备；

（3）选手比赛用试题、评分表、草稿纸以及赛场提供的物品、资料一律不准带离比赛工位；

（4）选手禁止将移动电话带入比赛工位，禁止比赛时使用手机、照相机、录像机等设备，禁止携带和使用自带的任何存储设备；

（5）比赛结束哨声响起以后，选手应立即停止工作，并将比赛试题和评分表放在工作台上，走出自己的工位；

（6）未经裁判长允许，选手不得延长比赛时间；

（7）参赛选手只允许在自己的工位内工作，如果有特殊重要原因离开工位，必须通知现场裁判并在事件记录表中签字；

（8）参赛选手只允许使用自己工位上的设备、自带的工具等，除裁判长同意才可向他人借用；

（9）参赛选手在完成自己比赛题目后，举手示意现场裁判，并退出比赛工位，经和现场裁判确认比赛耗时后，退至现场讨论区等候评分；

（10）在竞赛过程中如发现问题（如设备故障等），选手应立即向现场裁判反应。得到同意后，选手退出到工作区域外等候，等待故障处理完后方可继续比赛。如属于设备故障，补时时间为从选手示意到故障处理结束这段时间，否则不予补时；

（11）参赛选手严禁带入任何程序及资料，一经发现取消比赛资格；

（12）评分期间，选手按裁判人员的指令要求操作设备，不允许更改、调整比赛设备及相关控制程序；

（13）违规选手一经发现，由裁判员提出警告，并报告裁判长。由裁判长按照评分表要求扣分，直至取消竞赛资格。

五、竞赛场地、设施设备安排

（一）赛场规格要求

专用赛场

（二）基础设施清单

赛场提供的设备为 CHL-KH01-1600 工业机器人操作与运维工作站，主要包括机器人单元、装配单元、视觉单元、涂胶单元、码垛单元、快换工具单元、打磨单元、焊接单元、去毛刺单元、仓库单元、人机交互单元、PLC 单元、离线编程单元、桌面平台单元以及气泵等，如下图所示：

（1）工业机器人单元

工业机器人采用 ABB 品牌，型号为 IRB1600-12/1.45，重复定位精度±0.02mm，负载 12kg，臂展 1450mm。机器人安装用专用底座稳定固定在地面上，6 轴法兰盘安装快换夹具，实际工作时可手动或自动装备不同的末端执行器。该机器人动作敏捷，功率强劲，且具备后翻转功能，是满足专业市场需求的不二选择。

（2）涂胶单元

组成：涂胶单元主要由编程轨迹板和 TCP 工具组成。

功能：可实现 TCP 标定，坐标系建立，不同形状轨迹的示教编程和离线编程涂胶模块是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涂胶面板上不同轮廓轨迹运动，模拟涂胶工艺，保证工艺真实性同时增加教学可行性和趣味性。

（3）码垛单元

组成：码垛单元由码垛平台、码垛块、供料槽和模块底板等组成。功能：可实现机器人物料搬运、码垛功能。

搬运码垛模块是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，教学和考试时对码垛形式的位置姿态可做一定要求，增加编程难度。

(4)装配单元

组装单元组成：装配单元由 PCB 异形芯片插件组装单元 1、PCB 异形芯片插件组装单元 2、检测单元 1、检测单元 2 和模块底板组成。

功能：对标 3C 行业，通过机器人拾取异性芯片物料，依靠视觉检测或对位，可实现机器人对零件进行精确装配与检测，也可实现机器人与外部IO 通讯。

(5)仓库单元

组成：仓库单元由码垛块料层、铁轨料层、无杆气缸、直线导轨、电磁阀、光电传感器、接近传感器和模块底板等组成。

功能：为多工位码垛功能提供 6 个物料，同时提供 6 个打磨焊接毛坯物料，可通过光电传感器检测料位是否缺料。由气缸和直线导轨组成的滑动单元可拉近料库与机器人的距离，从而增多机器人的实训作业功能。

(6)快换工具单元

组成：快换工具单元由焊接工具、夹爪工具、打磨抛光工具、吸盘工具、涂胶工具及机器人快换工具装置组成。

功能：可实现机器人快速切换不同工具，可进行不同任务对象的抓取、搬运和加工等动作。

主要基础设备参数：

表 3：竞赛设备部分参数

组件名称

设备描述

单位

数量

铝材平台框

架

外观大小（长宽高）底部平台配置：2880mm×2160mm×1750mm

套

1

控制系统

CPU 模块：CPU 1214FC DC/DC/DC（6ES7 214-1AF40-0XB0）

件

1

扩展模块：SM 1223 DI16/DQ16 x 24VDC（6ES7

223-1BL32-0XB0）

件

3

安全模块：SM 1226 F-DI8/16 x 24VDC（6ES7 226-6BA32-0XB0）

件

1

人机交互界面：KTP900 Basic PN（6AV2 123-2JB03-0AX0）

件

1

交换机：8 口工业以太网 10/100MBIT/S 交换机，RJ45 接口；

件

1

编程计算机

CPU：酷睿七代 i7 处理器显卡：R7 430

内存容量:8GB

硬盘容量：＞128GB

操作系统：Windows10 专业版显示器:22 寸

台

1

工业机器人

型号：1600-10/1.45

重复定位精度：±0.02mm

末端执行器：气动快换夹具控制器：IRC5 紧凑型

套

1

机器视觉

品牌:欧姆龙 型号：FH-L550

光源类型：可调 LED 环形白色光

镜头：HK 12mm 1:1.4 C 2/3

套

1

赛场提供的计算机已安装所使用软件,包含：RobotStudio6.08、Office 办公软件、PDF 软件、博图 V15 编程等软件。

六、工具材料安排及清单

（一）赛场配备设施

根据竞赛需要，每个比赛工位应配置如下设施，见下表

每个工位配备设施

序号

名称

规格

数量

备注

1

比赛设备

CHL-KH01-1600

1 套

2

桌椅

1800*800*750

1 套

3

编程电脑

Windows10 系统

1 套

5

气源

气源压力在 0.5-0.7Mpa

1 个

集中供气

6

安全帽

黄色 GB2811-2019

1 个

8

任务零件

模拟芯片、码垛物料等

1 套

按需配置

根据竞赛需要，赛场还需准备如下辅助设施。

现场辅助设施清单

序号

名称

规格

数量

备注

1

口哨

2 个

2

赛场时钟

具有时/分/秒

1 套

赛场都可见

3

计时秒表

若干

4

打印机

2 台

5

打印纸

A4

2 箱

6

签字笔

红、黑

若干

7

订书机、钉

1 套

8

评分夹

若干

9

讨论区桌椅

圆桌

若干

摆放在讨论区

11

急救用品

1 套

常用药品

12

灭火器

若干

根据赛场布置

13

导线

香蕉插头连接线

若干

14

气管

直径 4mm² 、6mm²

1m

15

扎带

2.5-100

30 条

16

螺丝螺母

直径 4、6、8

若干

（二）选手自带设备

竞赛用工具、仪器及仪表由各参赛人员自行准备。选手可以使用任何市售的通用工具，但不允许使用定制的专用工具。

七、安全健康要求

1、禁止使用刀具以免受伤；

2、专家在审视、检查或参与参赛者项目时应有适当的安全防护装备；

3、参赛者必须穿电工鞋、工作服，佩戴安全帽，否则不予参加比赛。

4、工业机器人调试时，应将工业机器人运行速度设置在 10%-30%之间，避免速度过快造成安全事故；

5、选手在进行编程时要及时存盘，避免突然停电造成数据丢失；

6、详细安全条例请参考《机电一体化职业健康与安全规范》。

7、严禁携带防锈清洗剂、酒精、汽油和其它有毒有害物品进入赛场。

8、赛场应准备常规医疗物品，并配备一名医务人员随时准备处理现场突发伤者事故。