全國職業院校技能大賽

賽項規程

一、賽項名稱

賽項編號：GZ-2022018

賽項名稱：機器人系統集成

英文名稱：RobotSystemsIntegration

賽項組別：高職組

賽項歸屬產業：裝備制造大類

二、競賽目的

“十四五”規劃中明確堅定不移地建設制造強國，積極推進產業

基礎高級化、產業鏈現代化。加快機器人系統集成技術在裝備制造領

域的應用，是實現制造業轉型升級、實施制造強國戰略的關鍵所在。

本賽項是為面向《制造業人才發展規劃指南》，精準對接裝備制造業

重點領域的人才需求，檢驗高職院校裝備制造類專業復合型技術技能

人才培養成效，促進裝備制造類專業教學改革，實現“崗、課、賽、

證”融合，全面提升教育教學質量。

（一）檢驗教學成效

競賽內容涵蓋了工業機器人行業企業崗位對學生職業技能的最

新要求，競賽過程覆蓋了完整工作任務，競賽評價標準符合業界項目

驗收和交付標準。通過競賽，能夠很好地反映出高職院校所培養學生

的技能和用人單位崗位要求的匹配程度，從而檢驗工業機器人技術專

業教學成效，展現專業人才培養成果。

（二）促進教學改革

競賽內容源自企業真實的項目和工作任務需求，反映了機器人系

統集成技術崗位要求，引導學校將專業內涵建設與職業崗位能力要求

對接、課程內容與職業標準對接、教學過程與工作過程對接、學歷證

書與機器人相關職業技能等級證書對接。通過競賽，引導高職院校將

企業完整的工作任務轉化成教學內容；將傳統重講授輕實踐的教學模

式轉向“做中學、做中教”項目案例教學；將職業技能作為專業核心

能力進行培養，從而提高人才培養的針對性和有效性。

（三）向世界高水平看齊

本賽項緊跟智能制造產業的發展趨勢，瞄準國際工業機器人技術

發展最高水平，針對傳統制造向智能制造升級的實際問題，以機器人

系統集成技術的應用為核心，將行業發展的最新技術融入競賽內容。

賽項緊密對接世界技能大賽，搭建公平公正、切磋技藝、展示技能的

集成平臺，引領廣大高職院校不斷在新的更高的起點上培養國家需

要、國際一流水準的機器人應用技術技能人才，服務國家戰略，建設

制造強國。

（四）營造崇尚技能的社會氛圍

技能人才是人才隊伍的重要組成部分，良好的社會氛圍是技能人

才成長成才的環境和基礎，關系到技能人才隊伍的長遠發展。通過競

賽宣傳，引導全社會尊重、重視、關心技能人才的培養和成長，讓尊

重勞動、尊重技術、尊重創造成為社會共識。通過競賽，表彰一批優

秀的年輕技能人才，增強他們的自豪感、獲得感，在全國上下營造“技

能改變命運、匠心成就人生”的崇尚技能的氛圍，激勵廣大青年走技

能成才、技能報國之路。

三、競賽內容

本賽項以典型機械零件的智能制造為背景，采用機器人系統集成

技術完成制造單元系統的智能化改造，充分體現“兩化融合”在傳統

制造業升級改造中的技術應用。根據任務書要求，選手自行設計實施

方案，在三維軟件中搭建競賽平臺并完成產品生產流程仿真，完成真

實競賽平臺的系統搭建和線路連接，對工業機器人進行點位示教和控

制程序編制，對數控系統進行加工程序編制和通訊參數設置，對視覺

系統進行檢測識別參數設定和優化，對可編程控制器進行控制程序編

制及調試，對系統進行故障診斷和排除，實現產品根據不同的生產工

藝要求及訂單需求，完成倉庫存儲、數控加工、打磨加工、檢測識別、

分揀入位等工藝流程，通過制造執行系統對生產過程信息和設備狀態

實時采集和可視化顯示，智能終端利用云端實現安全的制造數據遠程

監控。結合工作任務和用戶需求，完成相應的技術文檔制作。

本賽項主要考察選手對于工業機器人、可編程控制器、數控系統、

機器視覺等控制設備的編程調試和復雜機器人集成系統的聯調能力，

兼顧考核選手在工業網絡及數據歸檔處理的信息化能力，充分檢驗選

手面對復雜任務要求時分析處理、方案制定和實施能力，展現選手的

綜合職業素質和創新水平。

本賽項采用團體比賽方式，每支隊2名選手在7小時內完成競賽

任務。主要競賽任務如下：

任務一系統方案設計（4%）

根據制造流程要求，細化完整的生產工藝路徑，將工序內容與實

現設備一一對應；在場地面積條件下，合理設計單元的布局形式，完

成完整工序內容；根據工序流程和控制系統要求，確定控制網絡結構。

任務二工藝流程模擬仿真（7%）

利用虛擬仿真軟件，在三維環境中按照設計的布局形式，搭建硬

件環境，規劃功能單元的動作軌跡，仿真驗證布局設計有效性。

任務三硬件搭建及電氣接線（8%）

根據集成設計方案，將所選的功能單元按照布局規劃拼接固定；

根據功能要求，完成各單元的電氣接線、氣動連接、控制網絡線路部

署、故障排除等內容（其中排故部分，選手可以在規定的時間后選擇

放棄，由技術人員排除故障，選手排故部分不得分）；手動測試單元

功能動作。

任務四機器人系統集成（24%）

對PLC控制器和遠程IO進行組態操作，通過集成機器人與各功

能單元滿足控制設計要求；對PLC、工業機器人、數控系統、視覺系

統編程調試，分別實現工業機器人根據機械零件的工藝和裝夾要求選

擇合適的工裝夾具，完成機械零件的拾取、搬運和分揀入位等功能動

作，結合編制數控加工程序完成機械零件的相關加工任務、完成零件

表面打磨加工、利用視覺系統對零件產品加工結果進行檢測與判別、

并對零件進行分揀入位等功能動作。

任務五集成系統聯調（15%）

根據產品生產制造流程，對立體庫、工業機器人、數控系統進行

編程聯調，利用物聯網、工業以太網實現產品、設備和控制器之間的

信息交互，滿足加工流程自動化；合理優化程序邏輯和設備運行參數，

滿足任務的生產效率要求。

任務六MES系統集成（12%）

利用MES系統開發平臺完成信息采集、產品數據追溯、制造流程

可視化、設備狀態可視化等功能模塊，可對異常情況進行監控并做出

合理判斷，確保生產安全；并完成機器人集成系統功能流程的控制面

板開發，實現對生產流程控制。在MES系統開發平臺中，應將任務要

求的生產流程數據、設備狀態信息存儲到指定的云服務器中。

任務七拓展任務（20%）

在保證集成系統運行通暢的情況下，根據給定的任務要求，對集

成系統進行機械、電氣、MES系統或工作流程調整，完成工作站的高

級功能拓展。

任務八文檔制作（5%）

競賽過程中，編寫用戶交付文檔，內容包括方案設計、故障點診

斷排除、安全注意事項、系統功能描述、系統設備組成、系統使用方

法、用戶維護方法等。

綜合任務職業素養（5%）

競賽過程中，對參賽選手的技術應用合理性、工具操作規范性、

機械電氣工藝規范性、耗材使用環保性、功耗控制節能性以及賽場紀

律、安全和文明生產等進行綜合評價。

四、競賽方式

競賽以團體賽方式進行。每支參賽隊2名選手，參賽選手必須是

2022年度高職院校全日制在籍學生或五年制高職四至五年級全日制

在籍學生，和本科院校中高職類全日制在籍學生可報名參加高職組比

賽，不限性別。往屆全國職業院校技能大賽中獲一等獎的選手，不得

參加同一賽項同一組別的比賽。

五、競賽流程

表1競賽流程安排

日期時間事項地點參加人員

9:00-14:住宿酒

參賽隊報到參賽隊

00店

領隊、專家組長、

15:00-16

領隊會會議室裁判長、監督長、

:30

第一天仲裁長

16:30-17競賽場

熟悉賽場裁判長、參賽隊

:00地

競賽場裁判長、監督長、

17:00封閉賽場

地仲裁長

第一場次競賽相關人

7:30-8:0員到達競賽場地并完競賽場一次加密裁判、工

0成參賽隊檢錄地作人員、監督

（一次加密）

競賽隊伍抽簽

8:00-8:3競賽場二次加密裁判、工

（二次加密）

0地作人員、監督

賽前準備

裁判長、現場裁判、

8:30-11:競賽場

第二天正式比賽技術人員、監督、

30地

仲裁

11:30-12競賽場

午餐競賽相關人員

:00地

裁判長、現場裁判、

12:00-16競賽場

正式比賽技術人員、監督、

:00地

仲裁

16：00—參賽隊退場、演示及裁競賽場裁判長、評分裁判、

20:00判評分地監督、仲裁

第二場次競賽相關人

7:30-8:0員到達競賽場地并完競賽場一次加密裁判、工

0成參賽隊檢錄地作人員、監督

（一次加密）

競賽隊伍抽簽

8:00-8:3競賽場二次加密裁判、工

（二次加密）

0地作人員、監督

賽前準備

裁判長、現場裁判、

8:30-11:競賽場

第三天正式比賽技術人員、監督、

30地

仲裁

11:30-12競賽場

午餐競賽相關人員

:00地

裁判長、現場裁判、

12:00-16競賽場

正式比賽技術人員、監督、

:00地

仲裁

16：00—參賽隊退場、演示及裁競賽場裁判長、評分裁判、

20:00判評分地監督、仲裁

指導教師、參賽隊、

9:00-10:裁判組、監督組、

第四天閉賽式報告廳

00專家組、工作人員

等

圖1競賽流程簡圖

六、競賽賽卷

（一）大賽執委會下設的賽項專家組負責本賽項賽題的編制工

作。賽題編制遵從公開、公平、公正原則。

（二）賽項公開賽題庫，于開賽前在大賽網絡信息發布平臺

（）公開，賽題庫中可自由組合出滿足競

賽要求的賽卷不少于10套。

（三）正式比賽前10天左右，專家組負責由賽題庫中選擇賽題

組建10套賽卷。

（四）正式比賽前三天內，對賽卷隨機排序后，在監督組的監督

下，由裁判長指定相關人員抽取正式賽卷與備用賽卷。

（五）競賽結束后一周內，正式賽卷通過大賽網絡信息發布平臺

公布。

（六）競賽試題樣卷見附件。

七、競賽規則

（一）競賽報名

1.以省、自治區、直轄市、新疆生產建設兵團為單位組織報名參

賽，各地限額2支參賽隊，不得跨校組隊。

2.報名通過全國職業院校技能大賽網絡報名系統統一進行。

3.參賽選手和指導教師報名獲得確認后不得隨意更換。如備賽過

程中參賽選手和指導教師因故無法參賽，須由省級教育行政部門于開

賽10個工作日之前出具書面說明，并按參賽選手資格補充人員并接

受審核，經大賽執委會辦公室核實后予以更換。

4.各省教育行政部門負責本地區參賽學生的資格審查工作，并保

存相關證明材料的復印件，以備查閱。

（二）熟悉場地

在比賽日前一天16:30-17:00，參賽隊在工作人員帶領下，攜帶

身份證件，按照規定路線有序進入賽場。任何人員只得在指定區域觀

察，不得進入賽位，不得觸碰競賽平臺及賽位內物品。

（三）正式比賽

1.賽前十分鐘選手經裁判長允許進入工位，按設備清單檢查競賽

平臺、機械電氣元件、工具、耗材、文具用品等，不得做與競賽任務

相關事情。

2.正式比賽共7個小時，分上、下午進行，比賽過程中設半小時

午餐時間，午餐用時不計為比賽時間，就餐時選手不能進入比賽工位。

3.所有人員在賽場內不得有影響選手完成工作任務的行為。參賽

選手不允許未經現場裁判許可隨意離開賽位，使用文明用語，不得言

語及人身攻擊裁判和賽場工作人員。

4.參賽選手須嚴格遵守安全操作規程，確保人身及設備安全。參

賽選手因個人誤操作造成人身安全事故和設備損壞時，裁判長有權中

止該參賽隊比賽。如出現影響比賽正常進行的異常因素（不包括賽程

設定的故障排除）而無法比賽，由裁判長視具體情況做出裁決，并酌

情補時。必要情況下，可啟用備用設備。

5.選手退場時不得將任務書、草稿紙、賽位物品等帶出賽場。配

合裁判做好賽場記錄。

（四）成績評定

成績評定過程中，選手根據裁判要求展示競賽成果和任務完成情

況。裁判嚴格按照評分表，依照選手實際發生的動作情況完成評定過

程，確保公平公正。選手不得圍觀和議論其他選手評定情況。裁判不

得將選手表現和評定結果泄露。工作人員根據裁判要求配合評定工

作，不得擅自進入賽位影響評判過程。

（五）成績公布

記分員將解密后的各參賽隊伍（選手）成績匯總成比賽成績，經

裁判長、監督組簽字后，公布比賽結果。公布2小時無異議后，將賽

項總成績的最終結果錄入賽務管理系統，經裁判長、監督組長和仲裁

長在系統導出成績單上審核簽字后，在閉幕式上宣布并頒發證書。

八、競賽環境

（一）整體環境要求

1.競賽場地平整、明亮、通風良好，場地采光良好，四周無太陽

直射，照明條件優良，可保證賽位在比賽期間穩定的光源環境。

2.賽場規劃獨立參觀通道和體驗區域，不得影響競賽正常進行。

3.賽場設置合理數量空調，保證賽場溫度適宜。

4.賽項設置合理數量監控，保證無死角全覆蓋所有賽位和人員活

動范圍，監控錄像文件妥善保存。

5.賽場設置醫療站。

6.賽場放置滅火器。

7.賽場設置備用電源。

（二）競賽工位要求

1.單個競賽工位面積不小于40m2（5m×8m），標明競賽工位號碼，

有明顯區域劃分，除了參賽工位，還應準備2個備用工位、1個裁判

培訓工位。賽場面積應不低于1600m2。

2.每個競賽工位配備競賽平臺1套，操作桌1張（操作面積不小

于1000mm×1600mm），編程用電腦2臺（配電腦桌），凳子2張，文

具及清掃工具1套。

3.每個競賽工位提供競賽平臺用供電口1個（380V-10kW），編程

電腦用供電口2個（220V-1kW，提供UPS），提供網線接口1個（賽

場內部署交換機）。

4.編程用電腦配置要求，CPU為INTELi7-8700CPU（第8代，

主頻3.2GHz，核心數6）同級別或以上，顯卡為獨立NVIDIAGeForce

GTX1060顯卡（1500MHz頻率，3GB顯存）同級別或以上，內存為8GB

容量同級別或以上，硬盤為500GB容量同級別或以上，安裝正版

Windows10操作系統以及要求的Office軟件等。

（三）其他輔助要求

1.打印用電腦及打印機6-8臺；

2.設有裁判室、保密室、統分室等工作場所。

九、技術規范

（一）相關知識與技術技能

1.系統集成方案制定與優化

依照實際加工工序及工藝要求，結合硬件設備及特定條件限制，

設計硬件單元的布局形式，規劃控制系統的層級拓撲結構，選擇適當

的通訊方式和接口，制定后續功能設計方案和調試流程。利用仿真軟

件快速驗證方案合理性，并采取適當措施優化方案以縮短調試周期、

加強制造柔性、提高生產效率。

2.機械安裝、電氣接線

參照機械及電氣操作規范，完成硬件設備的拼接和電路、氣路、

通訊線路的接線及故障排除。

3.可編程控制器（PLC）應用

利用適當的編程指令，結合硬件設備及特定條件限制，完成PLC

控制程序的設計和編程，實現對執行元件如伺服電機、氣缸、傳感器、

分布式IO等設備的控制，滿足動作要求。

4.工業機器人（Robot）應用

利用編程指令，結合硬件設備及特定條件限制，完成Robot控制

程序的設計和編程，實現工業機器人完成所需的動作要求。

5.數控系統（CNC）應用

利用適當的編程指令，結合硬件設備及特定條件限制，完成CNC

加工程序的設計和編程，實現數控機床完成所需的加工過程。

6.機器視覺（CCD）應用

利用適當的檢測模板和條件，結合硬件設備及特定條件限制，完

成CCD檢測條件的設置和優化，實現對目標產品不同特征的檢測反

饋。

7.工業網絡技術應用

利用不同的工業網絡通訊協議，結合硬件設備及特定條件限制，

實現PLC、Robot、CNC、CCD、PC和分布式IO的實時通訊。

8.制造企業生產過程執行系統（MES）應用

利用成熟的工業軟件，結合硬件設備及特定條件限制，實現對不

同控制器、執行設備、傳感器的運行狀態監控和工藝流程控制。

9.職業技術術語表述

具有清晰、有效的口頭、書面和電子形式的溝通方式，能進行積

極的傾聽和提問，并與他人進行復雜的技術原理和應用的討論，能編

制規范的專業技術文檔。

（二）職業標準

1.機械設備安裝工國家職業標準（職業編碼6-23-10-01）

2.電氣設備安裝工國家職業標準（職業編碼6-23-10-02）

3.可編程序控制系統設計師國家職業標準（職業編碼

X2-02-13-10）

4.計算機程序設計員國家職業標準（職業編碼X2-02-13-06）

5.工業機器人系統運維員國家職業技能標準（職業編碼

6-31-01-10）

（三）技術標準

1.機床數控系統通用技術條件JB/T8832.1-2001

2.工業控制系統信息安全GB/T30976.1-30976.2

3.工業機器人坐標系和運動命名原則GB/T16977-2005

4.工業機器人編程和操作圖形用戶接口GB/T19399-2003

5.工業機器人安全規范GB11291-1997

6.工業機器人通用技術標準GB/T14284-1993

7.電氣設備用圖形符號GB/T5465.2-1996

8.機械安全機械電氣設備第1部分GB5226.1-2002

9.基于PROFIBUSDP和PROFINETIO的功能安全通信行規

-PROFIsafeGB/Z20830-2007

10.工業通信網絡現場總線規范第2部分:物理層規范和服務

定義GB/T16657.2-2008

11.工業通信網絡現場總線規范類型10:PROFINETIO規范第

3部分:PROFINETIO通信行規GB/Z25105.3-2010

12.制造業信息化技術術語GB/T18725-2008

13.教學儀器設備安全要求總則GB21746-2008

14.教學儀器設備安全要求儀器和零部件的基本要求

GB21748-2008

十、技術平臺

（一）競賽平臺功能概述

機器人系統集成賽項競賽平臺以典型機械零件為加工對象，通過

機器人系統集成及應用技術，能夠實現倉庫取料、制造加工、打磨拋

光、檢測識別、分揀入位等生產工藝環節，以未來智能制造工廠的定

位和需求為參考，通過工業以太網完成數據的快速交換和流程控制，

采用PLC實現靈活的現場控制結構和總控設計邏輯，利用MES系統采

集所有設備的運行信息和工作狀態，融合大數據實現工藝過程的實時

調配和智能控制，借助云網絡體現系統運行狀態的遠程監控。

競賽平臺模塊化設計，每個模塊單元可自由移動，布置遠程IO

模塊通過工業以太網實現信號通訊和協調控制，用以滿足不同的工藝

流程要求和功能實現，充分體現出系統集成的功耗、效率及成本特性。

每個模塊單元均可與其他單元進行拼接，根據工序順序，自由組合成

適合不同功能要求的布局形式。

借助工業機器人離線編程軟件，可以在三維虛擬環境中模擬搭建

布局結構，仿真動作過程，驗證各單元間的配合相關度，提高工作效

率、體現智能設計。

（二）競賽設備單元介紹

競賽平臺集成了工業機器人、倉儲物流、數控加工、視覺檢測等

技術，利用工業以太網實現信息互聯，依托MES系統實現數據采集與

可視化，接入云端借助數據服務實現一體化聯控，以滿足產品的定制

化生產制造。

執行單元是產品在各個單元間轉換和定制加工的執行終端，是應

用平臺的核心單元，由工作臺、工業機器人、平移滑臺、快換模塊法

蘭端、遠程IO模塊等組件構成。工業機器人選用知名品牌的桌面級

小型工業機器人，六自由度可使其在工作空間內自由活動，完成以不

同姿態拾取零件或加工。平移滑臺作為工業機器人擴展軸，擴大了工

業機器人的可達工作空間，可以配合更多的功能單元完成復雜的工藝

流程。平移滑臺的運動參數信息，如速度、位置等，由工業機器人控

制器通過現場IO信號傳輸給PLC，從而控制伺服電機實現線性運動。

快換模塊法蘭端安裝在工業機器人末端法蘭上，可與快換模塊工具端

匹配，實現工業機器人工具的自動更換。執行單元的流程控制信號由

遠程IO模塊通過工業以太網與總控單元實現交互。

工具單元用于存放不同功能的工具，是執行單元的附屬單元，由

工作臺、工具架、工具、示教器支架等組件構成。工業機器人可通過

程序控制移動到指定位置安裝或釋放工具。工具單元提供滿足加工工

藝要求的必需工具，每種工具均配置了快換模塊工具端，可以與快換

模塊法蘭端匹配。

倉儲單元用于臨時存放零件，是應用平臺的功能單元，由工作臺、

立體倉庫、遠程IO模塊等組件構成。立體倉庫為多倉位結構，每個

倉位可存放一個零件。倉位托板可推出，方便工業機器人以不用方式

取放零件。每個倉位均設置有傳感器和指示燈，可檢測當前倉位是否

存放有零件并將狀態顯示出來。倉儲單元所有氣缸動作和傳感器信號

均由遠程IO模塊通過工業以太網傳輸到總控單元。

加工單元可對零件表面指定位置進行加工，是應用平臺的功能單

元，由工作臺、數控機床、刀庫、數控系統、遠程IO模塊等組件構

成。數控機床為典型三軸銑床形式，采用輕量化設計，可實現小范圍

高精度加工，加工動作由數控系統控制。數控系統可實現最佳表面質

量和高速、高精加工的和諧統一，是面向中高檔數控機床配套的數控

產品。數控系統集CNC、PLC、操作界面以及軸控制功能于一體。支

持多種編程方式，包括靈活的編程向導，高效的工步式編程和全套的

工藝循環，可以滿足從大批量生產到單個工件加工的編程需要。數控

系統選用工業級、市場占有率高、使用范圍廣的高性能產品，保證操

作與真實機床的完全一致性。刀庫采用虛擬化設計，利用屏幕顯示模

擬換刀動作和當前刀具信息，刀庫控制信號由數控系統提供，與真實

刀庫完全相同。加工單元的流程控制信號由遠程IO模塊通過工業以

太網傳輸到總控單元。

打磨單元完成零件表面的打磨，是應用平臺的功能單元，由工作

臺、打磨工位、旋轉工位、翻轉工裝、吹屑工位、防護罩、遠程IO

模塊等組件構成。打磨工位可準確定位零件并穩定夾持，是實現打磨

加工的主要工位。旋轉工位可在準確固定零件的同時帶動零件實現

180°沿其軸線旋轉，方便切換打磨加工區域。翻轉工裝在無需執行

單元的參與下，實現零件在打磨工位和旋轉工位間的轉移，并完成零

件的翻面。吹屑工位可以實現在零件完成打磨工序后吹除碎屑功能。

打磨單元所有氣缸動作和傳感器信號均由遠程IO模塊通過工業以太

網傳輸到總控單元。

檢測單元可根據不同需求完成對零件的檢測、識別功能，是應用

平臺的功能單元，由工作臺、視覺相機、光源、結果顯示器等組件構

成。視覺相機可根據不同的程序設置，實現條碼識別、形狀匹配、顏

色檢測、尺寸測量等功能，操作過程和結果通過結果顯示器顯示。檢

測單元的程序選擇、檢測執行和結果輸出通過工業以太網傳輸到執行

單元的工業機器人，并由其將結果信息傳遞到總控單元從而決定后續

工作流程。

分揀單元可根據程序實現對不同零件的分揀動作，是應用平臺的

功能單元，由工作臺、傳輸帶、分揀機構、分揀工位、遠程IO模塊

等組件構成。傳輸帶可將放置到起始位的零件傳輸到分揀機構前。分

揀機構根據程序要求在不同位置攔截傳輸帶上的零件，并將其推入指

定的分揀工位。分揀工位可通過定位機構實現對滑入零件準確定位，

并設置有傳感器檢測當前工位是否存有零件。分揀單元共有三個分揀

工位，每個工位可存放一個零件。分揀單元所有氣缸動作和傳感器信

號均由遠程IO模塊通過工業以太網傳輸到總控單元。

總控單元是各單元程序執行和動作流程的總控制端，是應用平臺

的核心單元，由工作臺、控制模塊、操作面板、電源模塊、氣源模塊、

顯示終端、移動終端等組件構成。控制模塊由兩個PLC和工業交換機

構成，PLC通過工業以太網與各單元控制器和遠程IO模塊實現信息

交互，用戶可根據需求自行編制程序實現流程功能。操作面板提供了

電源開關、急停開關和自定義按鈕。應用平臺其他單元的電、氣均由

總控單元提供，通過所提供的線纜實現快速連接。顯示終端用于MES

系統的運行展示，可對應用平臺實現信息監控、流程控制、訂單管理

等功能。移動終端中運行有遠程監控程序，MES系統會實時將應用平

臺信息傳輸到云數據服務器，移動終端可利用移動互聯網對云數據服

務器中的數據進行圖形化、表格化顯示，實現遠程監控。

（三）競賽平臺主要設備參數

表2競賽平臺設備參數

序號名稱競賽平臺規格參數數量

工業機器人×1

1)六自由度串聯關節桌面型工業機器人；

2)工作范圍≥580mm；

3)有效荷重≥3kg；

4)手腕設有10路集成信號源，4路集成氣源；

5)重復定位精度≥0.01mm；

6)防護等級IP30；

7)軸1旋轉，工作范圍+165°~-165°，最大速度250

°/s；

8)軸2手臂，工作范圍+110°~-110°，最大速度250

°/s；

9)軸3手臂，工作范圍+70°~-90°，最大速度250°

/s；

執行10)軸4手腕，工作范圍+160°~-160°，最大速度320

11臺

單元°/s；

11)軸5彎曲，工作范圍+120°~-120°，最大速度320

°/s；

12)軸6翻轉，工作范圍+400°~-400°，最大速度420

°/s；

13)電源電壓為200~600V，50/60Hz，功耗≥0.25kW；

14)在工作臺臺面上布置有手動/自動模式切換旋鈕、電

機開啟按鈕及示教器接線接口，方便接線。

工業機器人擴展IO模塊×1

1)支持DeviceNet總線通訊；

2)支持適配IO模塊數量最多32個；

3)傳輸距離最大5000米，總線速率最大500kbps；

4)附帶數字量輸入模塊2個，單模塊8通道，輸入信

號類型PNP，輸入電流典型值3mA，隔離耐壓500V，隔

離方式光耦隔離；

5)附帶數字量輸出模塊3個，單模塊8通道，輸出信

號類型源型，驅動能力500mA/通道，隔離耐壓500V，隔

離方式光耦隔離；

6)附帶模擬量輸出模塊1個，單模塊4通道，輸出電

壓0V~10V，負載能力>5kΩ，負載類型為阻性負載、容

性負載，分辨率12位；

7)在工作臺臺面上布置有遠程IO適配器的網絡通信接

口，方便接線。

工具快換模塊法蘭端×1

1)針對多關節機器人設計，使氣管、信號確認線一次

性自動裝卸；

2)超硬鋁材質，安裝位置為機器手側；

3)可搬重量≥3kg；

4)鎖緊力≥123N，張開力≥63N；

5)支持9路電信號（2A，DC24V）、6路氣路連接。

平移滑臺×1

1)有效工作行程≥700mm，有效負載重量≥50kg，額定

運行速度≥15mm/s；

2)驅動方式為伺服電機經減速機減速后，通過同步帶

帶動滾珠絲杠實現旋轉運動變換到直線運動，由滾珠導

軌導向滑動；

3)伺服電機額定輸出功率≥400W，額定轉矩≥1.3Nm，

增量式17bit編碼器，配套同品牌伺服驅動器，配套精

密減速機，減速比1:5；

4)滑臺采用滾珠絲杠傳動方式，配套自潤滑螺母，全

長≥990mm；

5)配有滾珠導軌2個，寬度≥20mm，全長≥1240mm，

每個導軌配套滑塊數量≥2個；

6)直線導軌安裝有防護罩，保護導軌和絲杠等零件，

確保運行安全，配有拖鏈系統方便工業機器人線纜及其

他連接線布線，外側安裝有長度標尺，可指示滑臺當前

位置。

PLC控制器×1：

1)工作存儲器≥30KB，裝載存儲器≥1MB，保持性存儲

器≥10KB；

2)本體集成I/O，數字量≥8點輸入，輸出≥6點，模

擬量輸入≥2路；

3)過程映像輸入（I）大小≥1024字節、輸出（Q）大

小≥1024字節；

4)位存儲器≥4096字節（M）；

5)具備以太網通信端口，支持ProfiNet通信；

6)實數數學運算執行速度≤2.3μs/指令，布爾運算執

行速度≤0.08μs/指令；

7)擴展IO模塊，數字量輸入模塊1個，輸入點數≥16

位，類型為源型/漏型，額定電壓24VDC（4mA）；

8)在工作臺臺面上布置有PLC的網絡通信接口，方便

接線。

遠程IO模塊×1

1)支持ProfiNet總線通訊；

2)支持適配IO模塊數量最多32個；

3)傳輸距離最大100米（站站距離），總線速率最大

100Mbps；

4)附帶數字量輸入模塊3個，單模塊8通道，輸入信

號類型PNP，輸入電流典型值3mA，隔離耐壓500V，隔

離方式光耦隔離；

5)附帶數字量輸出模塊2個，單模塊8通道，輸出信

號類型源型，驅動能力500mA/通道，隔離耐壓500V，隔

離方式光耦隔離；

6)附帶模擬量輸入模塊1個，單模塊4通道，輸入電

壓0V~10V，輸入濾波可配置（1ms~10ms），輸入阻抗>500k

Ω，分辨率12位；

7)在工作臺臺面上布置有遠程IO適配器的網絡通信接

口，方便接線。

工作臺×1

1)鋁合金型材結構，工作臺式設計，臺面可安裝功能

模塊，底部柜體內可安裝電氣設備；

2)臺面長≤1400mm，寬≤700mm，厚20-22mm；

3)底部柜體長≤1300mm，寬≤650mm，高≤750mm；

4)底部柜體四角安裝有腳輪，可調高度≥10mm；

5)工作臺面合理布置有線槽，方便控制信號線和氣路

布線，且電、氣分開；

6)底部柜體上端和下端四周安裝有線槽，可方便電源

線、氣管和通信線布線；

7)底部柜體門板為快捷可拆卸設計，每個門板完全相

同可互換安裝。

零件夾爪×n

1)二指和三指夾爪，氣動驅動，自動定心，可針對零件

指定位置穩定夾持；各類型夾爪數量滿足零件加工、搬

運等需求。

2)配有工具快換模塊工具端，與工具快換法蘭端配套。

工具3)滿足夾持零件的尺寸、結構、夾緊力等要求，自身重

21臺

單元量加加上所夾持的零件重量在機器人載荷允許范圍內，

能夠穩定夾持工件，并滿足夾持精度要求。

吸盤夾爪×1

1)五位吸盤工具，可對零件的正面、反面表面穩定拾

取；

2)配有工具快換模塊工具端，與工具快換法蘭端配套，

自身重量加上所夾持的零件重量在機器人載荷允許范圍

內。

端面打磨工具×1

1)電動打磨工具，配有端面打磨頭，可對零件表面進

行打磨加工；

2)配有工具快換模塊工具端，與工具快換法蘭端配套。

側面打磨工具×1

1)電動打磨工具，配有側面打磨頭，可對零件表面進

行打磨加工；

2)配有工具快換模塊工具端，與工具快換法蘭端配套。

工具支架×1

1)鋁合金結構，可穩定支撐并定位所有工具；

2)提供配套數量的工具擺放位置，位置標號清晰標示；

3)所有工具的定位方式相同，可互換位置，不影響正

常使用。

示教器支架×1

1)與工業機器人示教器配套，可穩定安放，不易滑落；

2)配套線纜懸掛支架，方便線纜收放。

工作臺×1

1)鋁合金型材結構，工作臺式設計，臺面可安裝功能

模塊，底部柜體內可安裝電氣設備，各模塊工作臺之間

能夠實現自由組合；

2)臺面長≤700mm，寬≤700mm，厚20-22mm；

3)底部柜體長≤650mm，寬≤650mm，高≤750mm；

4)底部柜體四角安裝有腳輪，可調高度≥10mm；

5)工作臺面合理布置有線槽，方便控制信號線和氣路

布線，且電、氣分開；

6)底部柜體上端和下端四周安裝有線槽，可方便電源

線、氣管和通信線布線；

7)底部柜體門板為快捷可拆卸設計，每個門板完全相

同可互換安裝。

立體倉庫×1

1)倉位個數≥6，采用鋁型材作為結構支撐；

2)每個倉位可存儲1個零件；

3)倉位托盤可由氣動推桿驅動推出縮回；

4)倉位托盤底部設置有傳感器可檢測當前倉位是否存

有零件；

倉儲

35)每個倉位具有紅綠指示燈表明當前倉位倉儲狀態，1臺

單元

并有明確標識倉位編號。

遠程IO模塊×1

1)支持ProfiNet總線通訊；

2)支持適配IO模塊數量最多32個；

3)傳輸距離最大100米（站站距離），總線速率最大

100Mbps；

4)附帶數字量輸入模塊3個，單模塊8通道，輸入信

號類型PNP，輸入電流典型值3mA，隔離耐壓500V，隔

離方式光耦隔離；

5)附帶數字量輸出模塊4個，單模塊8通道，輸出信

號類型源型，驅動能力500mA/通道，隔離耐壓500V，隔

離方式光耦隔離；

6)在工作臺臺面上布置有遠程IO適配器的網絡通信接

口，方便接線。

零件×n

1)鋁合金材質；

2)零件上具有與夾具相匹配的尺寸特征，特征設計能

夠滿足夾具的夾持的相關要求。

3)正面設計有可更換的數控加工耗材安裝板，塑料材質；

4)零件正面、反面均設計有定位槽、視覺檢測區域、

打磨加工區域和二維碼標簽位置。

工作臺×1

結構、尺寸等參見本表格工具單元部分中工作臺的相關

要求。

數控機床×1

1)典型三軸立式銑床結構，加工臺面不動，主軸可實

現X\Y\Z三軸加工運動；

2)主軸為風冷電主軸，轉速≥24000r/min，軸端連接

為ER11，可夾持3mm直徑刀柄的刀具；

3)X軸有效行程≥240mm，Y軸有效行程≥250mm，Z軸

有效行程≥180mm，各軸最大運行速度≥30mm/s，均采用

高性能伺服電機驅動，通過同步帶帶動滾珠絲杠實現旋

轉運動變換到直線運動，由滾珠導軌導向滑動；

4)夾具采用氣動驅動夾緊，夾具可有氣動驅動前后兩

端定位，方便上下料；

5)數控機床配有安全護欄，鋁合金框架透明隔斷，正

加工面、背面均配有安全門，由氣動驅動實現開啟關閉。

41臺

單元模擬刀庫×1

1)模擬刀庫采用虛擬化設計，由顯示屏顯示當前使用

刀具信息和刀庫工作狀態；

2)顯示屏為TFT真彩液晶屏，64K色，分辨率≥800×

480，可用內存≥10MB，支持ProfiNet通訊；

3)側面配裝有數控機床工作指示燈，可指示當前工作

狀態。

數控系統×1

1)數控系統性能為PPU24X；

2)TFT彩色顯示屏；

3)PLC控制基于工業級、知名品牌的高性能產品；

4)最大加工通道/方式組數為1，CNC用戶內存≥5MB；

5)具備銑削工藝；

6)進給軸具備加速度平滑控制、前饋控制、驅動系統

動態伺服控制功能；

7)插補軸數最大4軸，支持直線插補、圓弧插補、螺

旋插補、樣條插補、精優曲面功能、程序段預讀功能、

壓縮器功能；

8)具備刀具管理功能，支持刀具質量、刀具壽命檢測

功能，帶替換刀具管理功能；

9)具備OPCUA通訊接口，可將數控系統中的運行數據

傳輸到MES軟件中；

10)提供手輪對各軸手動操作。

遠程IO模塊×1

1)支持ProfiNet總線通訊；

2)支持適配IO模塊數量最多32個；

3)傳輸距離最大100米（站站距離），總線速率最大

100Mbps；

4)附帶數字量輸入模塊1個，單模塊8通道，輸入信

號類型PNP，輸入電流典型值3mA，隔離耐壓500V，隔

離方式光耦隔離；

5)附帶數字量輸出模塊1個，單模塊8通道，輸出信

號類型源型，驅動能力500mA/通道，隔離耐壓500V，隔

離方式光耦隔離；

6)在工作臺臺面上布置有遠程IO適配器的網絡通信接

口，方便接線。

工作臺×1

結構、尺寸等參見本表格執行單元部分中工作臺的相關

要求。

打磨工位×1

1)鋁合金框架結構，可穩定支撐零件加工；

2)四爪夾具由氣動驅動，可對零件位置進行穩定夾持，

自動對心定位；

3)底部配有傳感器可檢測當前工位是否存有零件。

旋轉工位×1

1)鋁合金框架結構，可穩定支撐零件加工；

2)夾具由氣動驅動，可對零件進行穩定夾持，自動對

打磨心定位；

51臺

單元3)底部配有傳感器可檢測當前工位是否存有零件；

4)旋轉氣缸可帶動旋轉工位整體180°旋轉，實現零件

沿軸線旋轉。

翻轉工裝×1

1)夾具對零件穩定夾持，自動對心定位，翻轉過程無

位移；

2)旋轉氣缸可驅動夾具實現所夾持的零件在打磨工位

和旋轉工位間翻轉；

3)升降氣缸可實現將翻轉后的零件在小距離內垂直放

入或取出工位，確保定位準確。

吹屑工位×1

1)不銹鋼材質，外形尺寸滿足加工要求；

2)頂部開口直徑大于零件最大尺寸10mm以上；

3)兩側布置了吹氣口，可將打磨后粘附在零件表面上

的碎屑清除。

遠程IO模塊×1

1)支持ProfiNet總線通訊；

2)支持適配IO模塊數量最多32個；

3)傳輸距離最大100米（站站距離），總線速率最大

100Mbps；

4)附帶數字量輸入模塊2個，單模塊8通道，輸入信

號類型PNP，輸入電流典型值3mA，隔離耐壓500V，隔

離方式光耦隔離；

5)附帶數字量輸出模塊2個，單模塊8通道，輸出信

號類型源型，驅動能力500mA/通道，隔離耐壓500V，隔

離方式光耦隔離；

6)在工作臺臺面上布置有遠程IO適配器的網絡通信接

口，方便接線。

工作臺×1

結構、尺寸等參見本表格工具單元部分中工作臺的相關

要求。

視覺系統×1

1)采用30W像素CCD相機，彩色，有效像素≥640×480，

像素尺寸7.4μm×7.4μm，電子快門；

2)控制器為箱型，可并列處理；

3)動作模式包括標準模式、倍速多通道輸入、不間斷

調整；

4)支持128場景數；

5)利用流程編輯功能制作處理流程；

檢測

66)支持Ethernet通信，采用無協議（TCP/UDP）；1臺

單元

7)在工作臺臺面上布置有網絡通信接口，方便接線。

配套光源及顯示器×1

1)配套漫反射環形光源，白色，明亮度可調節；

2)光源配有保護支架，可有效防止零件掉落損壞光源；

3)配套視覺系統顯示器和操作用鼠標。

工作臺×1

結構、尺寸等參見本表格工具單元部分中工作臺的相關

要求。

傳送帶×1

分揀1)寬度滿足零件輸送要求，有效長度滿足零件分揀要

71臺

單元求；

2)調速電機驅動，功率≥120W，采用變頻器驅動；

3)傳送帶起始端配有傳感器，可檢測當前位置是否有

零件。

分揀機構×3

1)分揀機構配有傳感器，可檢測當前分揀機構前是否

有零件；

2)利用垂直氣缸可實現阻擋片升降，將零件攔截在指

定分揀機構前；

3)利用推動氣缸可實現將零件推入指定分揀工位。

分揀工位×3

1)分揀工位末端配有傳感器，可檢測當前分揀工位是

否存有零件；

2)分揀工位末端為V型頂塊，可配合頂緊氣缸對零件

精確定位；

3)每個分揀工位均有明確標號。

遠程IO模塊×1

1)支持ProfiNet總線通訊；

2)支持適配IO模塊數量最多32個；

3)傳輸距離最大100米（站站距離），總線速率最大

100Mbps；

4)附帶數字量輸入模塊3個，單模塊8通道，輸入信

號類型PNP，輸入電流典型值3mA，隔離耐壓500V，隔

離方式光耦隔離；

5)附帶數字量輸出模塊2個，單模塊8通道，輸出信

號類型源型，驅動能力500mA/通道，隔離耐壓500V，隔

離方式光耦隔離；

6)在工作臺臺面上布置有遠程IO適配器的網絡通信接

口，方便接線。

工作臺×1

結構、尺寸等參見本表格執行單元部分中工作臺的相關

要求。

PLC控制器×2：

1)工作存儲器≥30KB，裝載存儲器≥1MB，保持性存儲

器≥10KB；

2)本體集成I/O，數字量輸入≥8點、輸出≥6點，模

擬量輸入≥2路；

3)過程映像輸入（I）大小≥1024字節、輸出（Q）≥

總控1024字節；

81臺

單元4)位存儲器≥4096字節（M）；

5)具備以太網通信端口，支持ProfiNet通信；

6)實數數學運算執行速度≤2.3μs/指令，布爾運算執

行速度≤0.08μs/指令。

交換機×1：

1)支持網絡標準IEEE802.3、IEEE802.3u、IEEE802.3x；

2)8個10/100/1000Mbps自適應RJ45端口；

3)全鋼材殼體，強勁散熱性能保證機器穩定運行。

操作面板×1：

1)提供1個總電源輸入開關，可控制輸入電源的開啟

關閉；

2)提供1個電源模塊急停按鈕，可切斷總控單元電源

模塊向其他單元模塊的供電；

3)提供4個自定義功能按鈕，1個自復位綠色燈按鈕，

1個自復位紅色燈按鈕，1個自保持綠色燈按鈕，1個自

保持紅色燈按鈕。

顯示終端×1：

1)屏幕尺寸≥24英寸；

2)屏幕分辨率高清，≥1366×768；

3)屏幕比例16:9；

4)視頻接口HDMI1.4。

移動終端×1：

1)屏幕尺寸≥7.85英寸；

2)屏幕分辨率≥1024×768；

3)屏幕類型IPS；

4)處理器速度不低于1.3GHz；

5)存儲容量≥16GB；

6)操作系統為Android、IOS、鴻蒙OS等安全可靠、流

暢穩定的高性能產品；

7)支持WiFi和藍牙連接。

自動化編程軟件×1：

1)PLC配套組態及編程、仿真測試平臺；

2)面向任務和用戶的系統、所有的程序編輯器都具有

統一的外觀、優化后的工作區域畫面布局工位靈活便捷；

3)網絡與設備圖形化的組合方式。

MES編程平臺×1：

1)通用的應用程序，適合所有工業領域的解決方案；

2)內置所有操作和管理功能，可簡單、有效地進行組

態；可基于Web持續延展，采用開放性標準，集成簡便；

3)支持工業以太網通訊，方便大數據實時傳輸；

4)基于最新軟件技術的創新組態界面、適用于用戶定

義對象和面板的全面庫設計、實現圖形化組態和批量數

據處理的智能工具。

離線編程軟件×1：

1)內置硬件三維模型資源，可方便拖拽到操作環境中

實現布局設計，驗證工業機器人動作范圍可達性；

2)軟件支持多品牌工業機器人動作編程和程序文件導

出；

3)提供后置程序編輯器可方便的實現程序手動修改；

4)可將仿真結果生成三維動畫并發布網絡后通過二維

碼掃描觀看。

電源模塊×1：

1)輸入電源為三相五線制，AC380V，50Hz，功率≥15kW，

重載連接器插頭，接線安全防觸電；

2)執行單元輸出電源為單相三線制，AC220V，50Hz，

功率≥7kW，重載連接器插頭，接線安全防觸電，配空氣

開關和指示燈；

3)倉儲單元輸出電源為單相三線制，AC220V，50Hz，

功率≥2kW，重載連接器插頭，接線安全防觸電，配空氣

開關和指示燈；

4)加工單元輸出電源為三相五線制，AC380V，50Hz，

功率≥12kW，重載連接器插頭，接線安全防觸電，配空

氣開關和指示燈；

5)打磨單元輸出電源為單相三線制，AC220V，50Hz，

功率≥2kW，重載連接器插頭，接線安全防觸電，配空氣

開關和指示燈；

6)檢測單元輸出電源為單相三線制，AC220V，50Hz，

功率≥2kW，重載連接器插頭，接線安全防觸電，配空氣

開關和指示燈；

7)分揀單元輸出電源為單相三線制，AC220V，50Hz，

功率≥2kW，重載連接器插頭，接線安全防觸電，配空氣

開關和指示燈。

氣源模塊×1：

1)氣泵功率功率≥600W，排氣量功率≥118L/min，最

大壓力8bar，儲氣罐功率≥9L；

2)提供8路氣路供氣接口，可用于其他單元獨立提供

壓縮空氣，每路空氣接口可