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1、2018年全国职业院校技能大赛“机器人技术应用”竞赛杭州市选拨赛赛项规程一、 赛项名称赛项名称：机器人技术应用英语翻译：Robot technique and application赛项组别：中职组 赛项类别：加工制造类二、 赛项目的“机器人技术应用”赛项以工业机器人为核心部件，融合了工具快换、可编程逻辑控制器、气动技术、传感器、智能视觉检测等先进应用技术，以工业机器人在计算机/通讯/消费类电子产品行业（3C行业）中最典型的异形芯片插件工序为应用背景，以机械及电气的装调、工业机器人的维护和基础操作以及3C行业中典型的涂胶、码垛、分拣、装配等工作任务为考核内容，考察学生在工业机器人系统的安装、调
2、试、编程、团队协作、质量控制及安全意识等方面的专业能力和职业素养，以及学生在工业机器人应用技术方面的综合职业能力。通过竞赛，检验和展示中职院校工业机器人等相关专业教学改革成果以及学生的通用技术与职业能力，引导和促进中职院校相关专业的人才培养模式、教学模式和考核评价模式改革，有力促进工业机器人操作、编程、系统调试以及现场维护等岗位技术技能型人才的培养，助推中职院校在工业机器人领域的人才培养能力。三、 竞赛内容“机器人技术应用”赛项竞赛内容围绕工业机器人及其系统的安装维护、操作调试、编程应用等内容，主要考察选手机电通用设备的机械及电气安装调试能力、工业机器人本体的基础操作和编程调试能力、利用计算机
3、辅助软件对特殊应用工艺的简化编程及仿真能力、工业机器人结合PLC、视觉检测的综合应用及系统联调能力，同时在实操过程中运用专业知识均衡功能实现、动作效率、成本控制的综合能力，强化选手的安全和环保意识。竞赛内容为以工业机器人为核心，实现对电子产品的芯片分拣、装配、检测过程，电子产品由PCB板、异形芯片、盖板组成。为提高产品复用性和操作趣味性，突出工业机器人及周边设备的操作过程，弱化不必要的工艺细节要求，电磁产品采用模拟化设计，PCB板采用真实电路板切割制作，安装在方形的黑色塑料底板上，异形芯片则采用不用形状、不同颜色的塑料板代替，盖板为透明塑料覆盖平板，可通过四角螺丝与底板固定。该赛项采用团体比赛
4、方式进行，两名参赛选手互相配合，协作完成竞赛任务。各参赛队按照竞赛任务书的要求，在持续不间断的2.5小时内完成以下工作任务。任务一 机械及电气安装调试（15%）根据任务书要求，参考相应的图纸及技术标准，利用所提供的元器件和零件，合理选择拆装工具，完成竞赛设备的机械及电气安装操作，达到任务书规定的功能要求，可通过触摸屏完成功能测试。任务二 外壳涂胶及产品码垛（20%）根据任务书要求，参考相应的图纸及技术标准，利用示教器或离线编程软件以及竞赛现场提供的参考资料，完成对工业机器人的程序编制，形成符合要求的工程文件、完成涂胶及码垛工作的仿真运行，将离线编程形成的工程文件导入示教器，现场配合涂胶工具、夹
5、爪工具和周边设备，按指定要求分别完成涂胶工艺和码垛工艺过程。任务三 异形芯片分拣和安装（45%）根据任务书要求，参考相应的图纸及技术标准，利用示教器或离线编程软件，完成对工业机器人的程序编程，配合吸盘工具、锁螺丝工具和周边设备，按指定要求分别完成分拣芯片并安装、盖板拾取和装配、螺丝锁固等工艺过程。任务四 PLC编程、视觉设置及系统联调（15%）根据任务书要求，参考相应的图纸及技术标准，对PLC进行编程实现对安装检测单元的控制，对视觉检测组件设置实现对异形芯片的颜色、轮廓等特征参数的识别和输出，最终系统进行联调操作，使其流畅自动完成所有工艺过程。任务五 职业素养（5%）在竞赛过程中，从参赛选手的
6、安全防护、设备操作的规范性、装配耗材使用的合理性、专用工具及量具的操作及安全生产的认识程度等方面对参赛选手进行综合评价。四、 竞赛方式（一）竞赛采用团体赛方式，不计选手个人成绩，统计参赛队的总成绩进行排序。（二）竞赛队伍组成：每支参赛队由2名比赛选手组成，参赛选手必须是杭州市2018年度全日制中等职业学校在籍学生；五年制高职学生中一至三年级（含三年级）的学生；不限性别，年龄须不超过21周岁（当年），即1997年5月1日后出生；不得跨校组队，每个学校限报一支参赛队伍。（三）竞赛采取多场次进行，由赛项执委会按照竞赛流程组织各领队参加公开抽签，确定各队参赛场次。参赛队按照抽签确定的参赛时段分批次进入
7、比赛场地参赛。（四）赛场的赛位统一编制赛位号，参赛队进场前15分钟抽签决定赛位号，抽签结束后，随即按照抽取的赛位号进场，然后在对应的赛位上完成竞赛规定的赛项任务。（五）本赛项暂不邀请其他地市选手参赛。五、 竞赛流程竞赛日期由赛项执委会统一规定，竞赛安排1天。竞赛流程由赛项执委会在竞赛前宣告。六、 竞赛规则(一) 参赛资格1. 参赛选手必须是杭州市2018年度全日制中等职业学校在籍学生。2.参赛选手性别不限。(二) 报名要求1.以学校为单位组织报名参赛。2.不得跨校组队，同一学校报名参赛队不超过1支。(三) 赛前准备1.抽签：比赛前15分钟内完成赛位抽签。2.参赛队入场：参赛选手应提前30分钟到
8、达赛场，接受工作人员对选手身份、资格和有关证件的核验，赛位由抽签确定，不得擅自变更、调整；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。竞赛平台提供常用的工具设备，选手不得携带任何没有赛项官方要求准备的工具进入赛场。(四) 正式比赛1.所有人员在赛场内不得有影响其他选手完成工作任务的行为，参赛选手不允许未经现场裁判许可情况下随意离开竞赛赛位，使用文明用语，不得言语及人身攻击裁判和赛场工作人员。2.参赛选手须严格遵守安全操作规程，并接受裁判员的监督和警示，以确保参赛人身及设备安全。参赛选手因个人误操作造
9、成人身安全事故和设备故障时，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，予以启用备用设备；如裁判长确定设备故障可由技术支持人员排除故障后继续比赛，将给参赛选手补足所耽误的比赛时间，最长不超过10分钟。3.选手进入赛场后，不得擅自离开赛场，因病或其他原因离开赛场或终止比赛，应向裁判示意，须经赛场裁判长同意，并在赛场记录表上签字确认后，方可离开赛场并在赛场工作人员指引下到达指定地点。4.选手须按照程序提交比赛结果（任务书），在比赛赛位的计算机规定文件夹内存储比赛文档，配合裁判做好赛场情况记录，并签字确认，裁判提出签名要求时，不得无故拒绝。5.裁判
10、长发布比赛结束指令后所有未完成任务参赛选手立即停止操作，不得以任何理由拖延竞赛时间。(五) 成绩公布由赛项执委会公布比赛成绩。七、 竞赛环境1.承办校根据报名人数及设备最终数量，提供面积与竞赛规模相适应的竞赛场地。竞赛场地平整、明亮、通风良好。2.每个竞赛赛位由承办校提供编程用电脑1台，配置要求如下（或更高）：(1)Intel i5，2.7GHz主频(2)4GB内存，500GB硬盘(3)NVIDA独立显卡，1GB显存(4)23英寸彩色显示器(5)操作系统为Windows10八、 技术规范(一) 理论标准1.工业机器人坐标系和运动命名原则GB/T 16977-20052.工业机器人抓握型夹持器物
11、体搬运词汇和特性表示GB/T 19400-20033.工业机器人用于机器人的中间代码GB/Z 20869-2007(二) 硬件标准1.工业机器人产品验收实施规范JB/T 10825-20082.工业机器人性能试验实施规范GB/T 20868-20073.工业机器人安全实施规范GB/T 20867-20074.机械安全 机械电气设备 第1部分 GB5226.1-2002(三) 软件标准1.工业机器人编程和操作图形用户接口GB/T 19399-20032.电气设备用图形符号GB/T 5465.2-1996(四) 职业标准1.维修电工国家职业标准（职业编码6-07-06-05）2.工具钳工国家职业标
12、准（职业编码6-05-02-02）3.装配钳工国家职业标准（职业编码6-05-02-01）4.机修钳工国家职业标准（职业编码6-06-01-01）5.机械设备安装工国家职业标准（职业编码6-23-10-01）九、 技术平台“机器人技术应用”赛项竞赛平台采用北京华航唯实机器人科技有限公司提供的CHL-DS-01型 工业机器人PCB异形插件工作站（以下简称工作站），如图1所示，整体尺寸2200mm1350mm1500mm（长宽高），采用工作台设计方式，底部配有万向脚轮，方便随时移动和布置安装，不会损伤竞赛场地地面。图1 CHL-DS-01型工业机器人PCB异形插件工作站工作站以桌面式关节型六轴串联
13、工业机器人为核心，在操作平台的四周合理分布有4种不同工艺应用的机器人工具、涂胶模块、搬运码垛模块、异形芯片原料单元、异形芯片装配单元、视觉检测及光源组件、螺丝供料组件、总控系统及操作面板等。工业机器人系统集成了离线编程技术，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。系统融合了工业机器人维护及操作、系统安装及调试、现场示教编程及调试、离线编程及应用等竞赛任务，以3C行业最典型的异形芯片插件工艺过程为任务主线，如图3所示，包含了涂胶工艺、搬运码垛工艺、分拣工艺、装配工艺等工业机器人最典型应用，不仅满足了职业院校不同专业学生
14、针对工业机器人的操作和编程的教学需求，完全来源于工业应用现场的特征也使该工作站更加适合于作为职业技能竞赛平台。 图2 电子产品PCB板图3 电子产品异形芯片工作站采用ABB IRB 120桌面式工业机器人作为核心设备，如图4所示，小巧灵活特性使其广泛应用于3C、电子、食品等行业，同时较小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，防止发生人员意外伤害。图4 ABB IRB 120型工业机器人机器人工具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，通过机器人工具快换系统实现机器人对不同工艺工具的快速更换，同时保证工具更换后的位置精度。涂胶模块是将工
15、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具有弧形曲面的面板上合理布置不同产品外轮廓轨迹上模拟工艺过程，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 5 涂胶模块轨迹图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，如图所示，教学和竞赛时对码垛形式和包装盒的位置姿态都做出要求，增加编程难度。 图6 码垛模块包装盒原料台异形芯片原料单元用于存放异形芯片，异形芯片装配单元提供多个装配工位，如图所示，分别指代不同产品，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，为产品安放盖板并锁紧固定螺丝。 图7 异形芯片装配单元及原料单元视觉检测及光源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，如图所示，并将检测结果传输给工业机器人，以辅助其完成后续动作。图8 视觉检测组件离线编程软件选用RobotArt竞赛版软件，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，使得工业机器人获得了更加强大的“大脑”，可以轻松应对复杂轨迹的高精度生成和复现，在计算机上完成轨迹设计、规划、运动仿真、
