1、 第44屆世界技能大賽山東省選拔賽機電一體化項目技術文件 第44屆世界技能大賽山東省選拔賽組委會 2016年2月3日目錄1.機電一體化競賽項目技術描述32.專家組、裁判員和選手53.競賽命題要求64.競賽評判方法65.競賽的基礎設施96.賽場安全177.裁判員工作內容188.選手的工作內容199.開放賽場2010.綠色環保21附件：安全與健康條例222016年第44屆世界技能大賽山東省選拔賽機電一體化項目技術文件1.機電一體化競賽項目技術描述1.1 機電一體化技術涉及機械、電子、氣動和計算機技術。集機械、氣壓工程、數控系統、編程、機器人技術及系統開發等技能于一體。機電一體化技術人員能滿足自動化

2、行業的各種需求，能搭建工業自動化系統，能夠設計、制造、維護和修理自動化設備及對設備控制系統編程。1.2 競賽的能力要求：1.2.1參賽者應該能夠進行機電一體化系統的開發；1.2.2參賽者應該能夠根據既定需求設計系統； 1.2.3參賽者應該能夠按照要求組裝機器； 1.2.4參賽者應該能夠正確連接電線及管路； 1.2.5參賽者應該能夠安裝并設置機械、電氣及傳感裝置并對其做必要的調整； 1.2.6參賽者應該能夠根據現行標準及要求，利用輔助設備和 PLC 對機器進行試運行。 1.3工業控制器的要求： 1.3.1參賽者應該能夠將 PLC 與機電一體化系統進行連接；1.3.2參賽者應該能夠為 PLC 做必

3、要的配置；1.3.3參賽者應該能夠根據要求配置 PLC，并配置相關控制電路使之能正確運行； 1.3.4參賽者應該能夠編寫機器控制程序，并通過軟件直觀地展現運作流程及運行狀態；1.3.5參賽者應該能夠對PLC 編程，包括數字和模擬信號處理,工業現場總線；1.3.6現場設備提供西門子SMART-200系列PLC，采用以太網通信，信號邏輯為PNP型，輸出類型為繼電器型，有一套PLC控制器帶電壓型模擬量控制，模擬量點數不少于2AI和1AO；PLC控制器可以由各參賽隊自帶(類型不限，報名時需將自帶PLC型號上報，不報則視為使用賽場提供設備)，數量為兩套，每套PLC控制器數字量點數不少于16DI和16DO

4、，其中至少有一套PLC控制器必須帶電壓型模擬量控制，模擬量點數不少于2AI和1AO。PLC控制器輸入輸出電壓必須滿足DC24V；競賽設備所用電壓為DC24V，傳感器類型均為PNP，如果PLC只接收NPN類型信號，必須在賽前完成改裝；PLC控制器要求具有可互相進行總線通訊的功能，總線通訊方式取決于各自PLC的類型；參賽隊需自帶正確的編程電纜及通訊電纜；1.3.7現場設備提供昆侖通泰MCGS 7062K系列觸摸屏，采用串口通信。選手可以自帶觸摸屏(類型不限，報名時需將自帶觸摸屏型號上報，不報則視為使用賽場提供設備)。1.4回路設計要求：1.4.1參賽者應該能夠運用現代軟件工具設計以上氣動、電氣線路

5、； 1.4.2參賽者應該能夠采用分析性方法檢測機電系統的各種故障；1.4.3參賽者應該能夠在短時間內修理零部件，熟練、快速地處理各種故障；1.4.4參賽者應該能夠優化不同組件組成的機電系統； 1.4.5參賽者應該具備相關理論知識。2.專家組、裁判員和選手2.1技術專家組技術專家組由大賽組委會遴選確認，競賽的技術工作由技術專家組負責。專家組長承擔裁判長工作職責。專家組成員可承擔副裁判長工作職責，協助裁判長做好安全監督、數據錄入、競賽保密等技術工作。技術專家組對于競賽的所有技術問題具有最終解釋權和決定權。2.2裁判員裁判員的條件及要求（1）思想品德優秀，身體健康；（2）具有相關專業技師以上職業資格

6、或高級以上專業技術職務，且在行業內具有一定的影響力；（3）裁判員應具有省級以上職業技能競賽的命題及裁判工作經歷；（4）裁判員應能夠借助工具讀懂本專業的英文資料。2.3選手選手條件及要求（1）1993年1月1日以后出生的人員（選手年齡在下一屆 WorldSkills 比賽當日小于 25 周歲）；（2）思想品德優秀，身心健康；（3）具備扎實的基本功和相應的技能水平，具有較強的學習領悟能力、良好的身體素質、心理素質及應變能力等的綜合素質，有一定英語基礎并且能看懂簡單英文技術資料；（4）選手身體條件應能夠適應機電一體化項目的操作要求，男、女選手裸眼視力或矯正視力應達到正常標準。選手不宜留長發和長指甲，

7、并具有長時間、高強度站立工作的能力；（5）本項目為團隊比賽，每個參賽團隊的人數規定為 2 人。3.競賽命題要求3.1 命題要素（1）選拔賽應包至少含 2 個任務，考試時長8小時（其中包括維修和優化任務）； （2）命題要素包括：命題內容、命題類型、命題結構、評分標準； （3）命題內容包括：機械、電子、氣動技術、計算機技術等領域及選手的能力要求所涉及的內容；（4）命題類型：指以實際操作為主；（5）評分標準：指評分表細則，要求客觀、誠實、公平、公正進行評判。3.2 樣題在賽前一個月內公布。4.競賽評判方法4.1 題目評價指標組成評價指標由：PLC 功能評分，仿真盒評分，專業技術規范評分，時間評分組成

8、。4.2 測試項目評估標準（1）機械裝配（組裝任務完成后，參賽者在設備上的機械尺寸必須與圖紙所給定的尺寸一致）； （2）必須按照給定的 I/O 表進行 I/O 配線； （3）測評中時間分一項所占分值不得超過總分值的 20%； （4）機械設備組裝、電氣設備安裝、生產線調試運行必須符合“專業技術規范” 及“安全規范”。 4.3成績評判方式4.3.1評判流程第一步：PLC功能評分；第二步：仿真盒評分；第三步：專業技術規范評分；第四步：時間評分。4.3.2評判方法評判時，每一評判小組至少有3人組成，負責下達操作指令、監督選手操作、查看測試結果并且記錄選手成績。（1）PLC功能評分方法：選手連接PLC與

9、比賽設備，打開電源、氣源，做好評分準備。選手根據裁判要求操作控制面板及填充加工工件。根據設備運行情況，與評分表進行比較，裁判判定是否得分。（2）仿真盒評分方法：選手連接仿真盒與比賽設備，打開電源、氣源，做好評分準備。選手根據裁判要求操作仿真盒及觸發傳感器及填充工件。根據仿真盒信號顯示情況與評分表進行比較，裁判判定是否得分。（3）專業技術規范評分方法：選手被要求旁觀整個評分過程。裁判根據“專業技術規范”內容，逐項逐個檢查設備在組裝和接線和操作過程中的規范性，判定是否得分。（4）時間評分方法：計時裁判用秒表記錄選手完成當前任務所需要的時間。當仿真盒操作與PLC功能成績為滿分，專業技術規范扣分小于等

10、于當前任務規定分值時，才可以計算時間成績。時間分計算方法：時間成績= (Tx Ta) * M/ (Tx - Tn) 。Tx表示最長完成時間、Ta表示實際完成時間、Tn表示最短完成時間、M為當前任務時間分值。4.4成績計算實際操作競賽包括兩個任務，兩個任務的滿分為100分，兩個任務的競賽總成績作為參賽隊競賽總成績和名次排序的依據。4.5題目中的配分比例本項確定評測標準和分數（客觀分），采用 100 分制評分，配分比例見表-1。表-1階段評分內容分數主觀分（如果可行）客觀分合計A功能（包括 A1-A4）7070A1PLC 運行30A2仿真盒操作20A3機械組裝10A4電氣布線10B專業技術規范15

11、15C時間1010D安全操作規范55總分1001005.競賽的基礎設施5.1設備和軟件為了體現競賽的普適性和公平性，競賽設備選用省內技工院校實訓設備適用范圍廣并符合世界技能大賽標準及要求的機電一體化實訓系統。已知設備為生產線標準單元（供料單元、搬運單元、裝配單元、機器人碼垛單元），其相關設備組成、功能、模塊及技術參數參考如下內容。未知模塊的功能及技術參數在比賽期間提供相關電子或紙質版文件。5.1.1 供料單元的組成，功能，模塊及技術參數：1） 供料單元組成：鈑金臺體、鋁合金底板、操作面板、PLC控制板、供料模塊、轉換模塊、IO接線端子、過濾調壓組件、微型開關、磁感應傳感器、電磁閥組、仿真盒等。

12、2)供料單元功能：供料工作單元的主要作用是為加工過程逐一提供加工工件。在管狀料倉中最多可存放8個工件。供料過程中，雙作用氣缸從料倉中逐一推出工件，接著轉換模塊上的真空吸盤將工件吸起，轉換模塊的轉臂在旋轉缸的驅動下將工件移至下一個工作站的相應位置。其中轉換模塊在系統中作為氣動提取裝置使用。通過真空吸盤吸起加工工件，旋轉氣缸可將工件在0°到180°范圍內旋轉。使用傳感器來進行終端位置的檢測。3) 供料單元技術參數：- 工作壓力 600 kPa (6 bar) - 操作電壓24 V DC - 7個數字量輸入- 5個數字量輸出5.1.2電操作手搬運單元組成、功能、模塊及技術參數1)

13、電操作手單元組成：電缸、雙軸氣缸、氣動手爪、直流電機及控制器、接線端子、電感傳感器、電磁閥組等。2)電操作手單元功能：電操作手單元配備一個柔性的二軸手爪。漫射傳感器檢測到托盤上的工件后，氣動手爪抓起工件，手爪上的光電傳感器檢測“黑色“或“非黑色”工件。工件放置到不同的料倉內。如與其它單元組合，工件傳輸到下一單元。手爪模塊為本單元的主要功能模塊，通用的2軸抓取設備，實現“抓和放“的任務。軸的行程，斜度，限位開關和安裝位置都可調。3)電操作手單元技術參數操作氣壓400KPa (4 bar)操作電壓24VDC8 位數字量輸入7位數字量輸出1路模擬量輸出5.1.3裝配單元組成、功能、模塊及技術參數1)

14、裝配單元組成：雙軸氣缸、真空吸盤、直流電機及控制器、接線端子、電感傳感器、光纖傳感器、電磁閥組等。2)裝配單元功能：料蓋緩沖單元進行連續緩沖操作，當工件運行至本站后，傳感器對工件進行識別，識別以后料該緩沖站將對應該蓋子通過真空吸盤抓取進行裝配。裝配完成后，使用模擬量傳感器對裝配結果檢測，檢測完成后工件傳輸到下一單元。料蓋緩沖模塊，通過兩條皮帶正反轉實現料蓋的循環檢測，實現對應料塊的材質顏色的匹配。皮帶正反轉和速度可調。真空吸盤模塊，通過真空吸盤，將蓋子吸取蓋到對應的料塊上，完成裝配動作。3)裝配單元技術參數操作氣壓400KPa (4 bar)操作電壓24VDC14 位數字量輸入9位數字量輸出1

15、路模擬量輸入5.1.4機器人碼垛單元組成、功能、模塊及技術參數1)機器人碼垛單元組成：ABB工業機器人IRB120、接線端子、氣動機械手、電磁閥組等。2)機器人碼垛單元功能：料塊傳輸到本站后，工業機器人根據料塊的不同顏色和材質，將料塊分別碼放在不同的區域。3) 機器人碼垛單元技術參數操作氣壓400KPa (4 bar)操作電壓24VDC12 位數字量輸入9位數字量輸出5.1.5附加元件介紹1)操作面板功能:包括啟動按鈕、停止按鈕、復位按鈕、急停按鈕等。2) 24VDC 3A穩壓電源 。3)觸摸屏采用7寸彩色觸摸屏進行設備的組態畫面的調試。競賽操作平臺見下圖:圖 競賽操作平臺5.2 硬件設備要求

16、賽場每個比賽工位所需硬件設備見表-2：表-2序號名稱規格數量備注1比賽設備1 套包含樣題中涉及硬件2工作臺2 張3座椅2 把4垃圾桶1 個5接線板4-3P2 個5 米長6電氣控制箱輸出最小 5A，220V 交流電1 個帶漏電保護開關及兩個 3P 插座7導線單根多股/銅芯/塑料絕/0.75mm2若干米8氣管6、4若干米9扎帶2.5-150若干根10冷壓端子0.25-6若干個11線夾子用于管線固定若干個12截止閥HE-3-QS-61 個6mm 氣源快插接口注：每一個比賽工位電源都已連通。至少 6mm 直徑的氣管已經布置到每一個比賽工位且氣源壓力在 0.6-1Mpa。比賽設備包括工業自動化、機電設備

17、所涉及的機械結構、機構，機械零部件；氣動元件、器件；電氣元件、器件、工業機器人、數控機床等，并盡量參考國際技能大賽比賽專用設備。5.3 現場設施工工具清單見表-3表-3序號名稱規格數量備注1叉車載重不小于 3000KG1裝卸貨物2地牛載重不小于 1000KG23小推車載重不小于 100KG14賽場時鐘具有時、分、秒、毫秒15計時秒表能同時記錄 2 個以上若干取決于參賽隊數量6彩色打印機1快速打印7打印紙1非再生紙8水筆若干取決于參賽隊數量9訂書機及釘1裝訂試卷10評分夾若干取決于參賽隊數量11文件柜1用于存放檔案125 米線防護欄若干包圍賽場13安全標志若干14滅火器115口哨116飲水機11

18、7桶裝水若干18討論區工作臺若干取決于參賽隊數量19討論區座椅若干取決于參賽隊數量5.4 參賽選手的工具 競賽工具、儀器由各參賽隊自行準備。競賽工具、儀器見表-4，以作參考。表-4 競賽工具、儀器序號名 稱型號/規格單位數量1工具箱1個2內六角扳手1.5mm10mm1套3外六角扳手（套筒）6mm,7mm,8mm, 9mm, 10mm,19mm1套4活動扳手19.3mm1把5氣管鉗80×25×281把6尖嘴鉗160mm1把7剝線鉗剝線范圍:直徑0.26mm的單股電線1把8壓線鉗壓接范圍：0.252.5mm21把9水口鉗6寸/152mm1把10一字螺絲刀2.5×75m

19、m1把11十字螺絲刀0#3x75mm1把12一字螺絲刀6.5×40mm1把13鋼板尺20cm1把14橡膠榔頭小號1個15電工膠布1卷16剪刀中號1把17萬用表數字1個18書寫工具鋼筆或水筆/HB鉛筆/三角尺/橡皮/鉛筆刀1套19鋸子框鋸/板鋸，細鋸齒1套20銼刀整形銼1把6.賽場安全6.1選手防護裝備參賽選手必須按照規定穿戴防護裝備，見表-5，違規者不得參賽；表-5機電一體化選手必備的防護裝備防護項目圖示說明眼睛的防護1.防濺入2.帶近視鏡也必須佩戴足部的防護防滑、防砸、防穿刺工作服1、必須是長褲2、防護服必須緊身不松垮，達到三緊要求3、女生必須帶工作帽、長發不得外露4、工作服不得含

20、有學校信息6.2選手禁止攜帶易燃易爆物品，見表-6所示，違規者不得參賽；表-6選手禁帶的物品有害物品圖示說明防銹清洗劑禁止攜帶，賽場統一提供酒精嚴禁攜帶汽油嚴禁攜帶有毒有害物嚴禁攜帶6.3賽場必須留有安全通道。競賽前必須明確告訴選手和裁判員安全通道和安全門位置。賽場必須配備滅火設備，并置于顯著位置。賽場應具備良好的通風、照明和操作空間的條件。做好競賽安全、健康和公共衛生及突發事件預防與應急處理等工作；6.4 賽場必須配備醫護人員和必須的藥品；6.5詳細安全條例請參考附件：2015年第43屆世界技能大賽（巴西圣保羅）安全與健康條例的相關內容。7.裁判員工作內容7.1裁判員應服從裁判長的管理，裁判

21、員的工作由裁判長指派決定； 7.2裁判員在工作期間不得使用手機、照相機、錄像機等設備； 7.3現場執裁的裁判員負責檢查選手攜帶的物品。違規物品一律清出賽場；比賽結束后裁判員要命令選手停止操作；監督選手交回試題、U 盤和評分表； 7.4比賽期間，除裁判長外任何人員不得主動接近選手及其工作區域，不許主動與選手接觸與交流，除非選手舉手示意裁判長解決比賽中出現的問題；7.5檢查選手所帶工具：按照比賽攜帶工具要求嚴格執行，仔細檢查每一個參賽隊所帶工具是否符合要求； 7.6記錄選手比賽時間：包括記錄選手比賽期間發生的事件，如：元件損壞等。 8.選手的工作內容8.1選手在熟悉設備前通過抽簽決定競賽順序和比賽

22、用設備； 8.2比賽前需保證兩名選手有不少于 1 小時在各自比賽設備上進行熟悉設備，檢 查自己所帶工具； 8.3每位選手需各自配備一臺編程設備或電腦，在比賽日內，一律不準帶離比賽工位； 8.4比賽期間根據比賽任務要求完成生產線的組裝、編程、調試、故障維護、設備優化； 8.5選手禁止將移動電話帶入比賽工位； 8.6在比賽期間不得使用手機、照相機、錄像機等設備；不得攜帶和使用自帶的任何存儲設備； 8.7選手在拿到競賽試題后，有 15 分鐘的時間可與來自本地區的裁判員在競賽現場討論區交流。正式比賽期間，禁止與來自本地區的裁判員或相關人員交流，除裁判長同意例外; 8.8除裁判長外任何人員不得主動接近選手及其工作區域，選手有問題只能向裁 判長反映； 8.9比賽結束哨聲響起以后，選手應執行完當前語句后立即停止工作；走出自己的工作區域，把試題、評分表、U 盤交給計時裁判； 8.10未經裁判長允許，選