山西省首屆職業(yè)技能大賽技術(shù)文件-機電一體化項目

山西省首屆職業(yè)技能大賽

機電一體化項目

技

術(shù)

文

件

2019年8月

目錄

1.本項目的技術(shù)描述.........................................................................3

1.1競賽項目名稱..............................................................................3

1.2技術(shù)描述......................................................................................3

2.選手的能力要求.............................................................................3

3.競賽項目.........................................................................................4

3.1競賽任務(wù)模塊..............................................................................4

3.2任務(wù)簡述及要求..........................................................................4

4.命題方式.........................................................................................5

4.1競賽樣題......................................................................................5

4.2競賽試題......................................................................................5

5.評分標(biāo)準(zhǔn).........................................................................................5

5.1評分項目......................................................................................5

5.2評分標(biāo)準(zhǔn)......................................................................................5

5.3評分表細(xì)則..................................................................................6

6.競賽的基礎(chǔ)設(shè)施.............................................................................6

6.1硬件設(shè)備要求..............................................................................6

6.2賽場提供的設(shè)備..........................................................................6

6.3競賽前的設(shè)備準(zhǔn)備....................................................................10

6.4每個比賽工位所需設(shè)施............................................................10

6.5競賽用工具儀器........................................................................11

7.競賽的場地...................................................................................11

7.1場地面積要求............................................................................11

1

7.2場地照明要求............................................................................11

7.3場地消防和逃生要求................................................................11

7.4場地布局....................................................................................11

8.競賽安全要求...............................................................................12

8.1選手安全防護措施要求............................................................12

8.2有毒有害物品的管理和限制...................................................13

8.3醫(yī)療設(shè)備和措施........................................................................13

9.開放現(xiàn)場的要求...........................................................................13

10.綠色環(huán)保.....................................................................................13

10.1環(huán)境保護..................................................................................13

10.2循環(huán)利用..................................................................................14

11.補充說明.....................................................................................14

2

1.本項目的技術(shù)描述

1.1競賽項目名稱

競賽項目名稱：機電一體化

1.2技術(shù)描述

機電一體化技術(shù)涉及機械、電子、氣動技術(shù)和計算機技術(shù)。機電一體化競賽

項目集機械、氣壓工程、PLC編程、機器人技術(shù)及系統(tǒng)開發(fā)等應(yīng)用技能于一體。

機電一體化技術(shù)人員能滿足自動化行業(yè)的各種需求，能搭建工業(yè)自動化系統(tǒng)，能

夠設(shè)計、制造、維護和修理自動化設(shè)備及對設(shè)備控制系統(tǒng)編程。

2.選手的能力要求

要求參賽選手：思想品德優(yōu)秀，身心健康；具有機電一體化項目及相關(guān)專業(yè)

技能培訓(xùn)經(jīng)歷，熟悉機電一體化及相關(guān)技術(shù)，熱愛機電一體化職業(yè)工作。了解并

遵守比賽規(guī)則、技術(shù)說明及其它正式比賽文件；具備扎實的基本功，技能水平突

出，具有較強的學(xué)習(xí)領(lǐng)悟能力、良好的身體素質(zhì)、心理素質(zhì)及應(yīng)變能力等的綜合

素質(zhì)；有一定英語基礎(chǔ)，并且能看懂簡單英文技術(shù)資料；選手不宜留長發(fā)和長指

甲，并能適應(yīng)長時間、高強度站立工作；本項目為團隊比賽，每個參賽團隊的人

數(shù)為2人。

競賽以實際操作技能為主。為全面考查參賽選手的職業(yè)綜合素質(zhì)和技術(shù)技能

水平，選手能力要求包括：工作的組織與管理，交流與人際溝通，機電一體化系

統(tǒng)開發(fā)，使用工業(yè)控制器，軟件編程，電路設(shè)計，分析、運行和維修七大部分，

具體要求內(nèi)容及說明見表1。

表1競賽能力要求及說明

序號內(nèi)容說明

工作的組織與布置并維護安全、整潔和高效的工作區(qū)域；合理安排工

1

管理作以達(dá)到效率最大化和干擾最小化；團隊合作與績效。

3

閱讀、理解和提取各種格式文件中的技術(shù)數(shù)據(jù)和指令；通

交流與人際溝過口頭、書面和電子手段達(dá)到明確有效的溝通；與他人討

2

通論復(fù)雜的技術(shù)原理和應(yīng)用技術(shù)；根據(jù)用戶要求收集信息并

對用戶需求做出回應(yīng)。

（1）根據(jù)既定要求設(shè)計系統(tǒng)；

（2）按照要求組裝生產(chǎn)線；

機電一體化系（3）正確連接電線，氣管；

3

統(tǒng)的開發(fā)（4）正確安裝機械、電氣及傳感系統(tǒng)并對其做必要的調(diào)整；

（5）根據(jù)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)及要求，利用輔助設(shè)備和PLC對系統(tǒng)進

行試運行。

（1）將PLC與機電一體化系統(tǒng)進行連接；

使用工業(yè)控制（2）為PLC做必要的配置；

4

器（3）根據(jù)要求配置PLC，并配置相關(guān)控制電路使之能正

確運行。

（1）編寫系統(tǒng)控制程序，并通過軟件直觀地展現(xiàn)動作流程

5軟件編程及運行狀態(tài)；

（2）PLC編程，包括數(shù)字和模擬信號的處理。

設(shè)計氣動、液壓和電氣線路;運用現(xiàn)代軟件工具設(shè)計以上

6電路設(shè)計

線路。

采用適當(dāng)?shù)姆治黾记刹檎覚C電一體化系統(tǒng)故障；在短時間

分析、運行和維

7內(nèi)修理零部件：熟練、快速地處理各種故障；整體優(yōu)化不

修

同組件組成的機電一體化系統(tǒng)。

3.競賽項目

3.1競賽任務(wù)模塊

競賽任務(wù)分為兩個模塊：

任務(wù)一：供料單元，搬運單元的安裝、編程、調(diào)試

任務(wù)二：生產(chǎn)線的組裝、編程、調(diào)試及運行

3.2任務(wù)簡述及要求

任務(wù)一:供料單元，搬運單元安裝、編程、調(diào)試及運行

此次競賽共有2個已知單元，需要2名選手分別獨立完成安裝、編程、調(diào)

試及運行。

任務(wù)二:生產(chǎn)線組裝、編程、調(diào)試及運行

4

競賽有一個未知單元，需要選手根據(jù)比賽現(xiàn)場提供的資料、組件、零件及已

調(diào)試好的已知單元2人配合完成整條生產(chǎn)線的安裝、編程、調(diào)試及運行。

4.命題方式

競賽樣題和試題均依據(jù)技術(shù)文件，結(jié)合世界技能大賽、全國選拔賽、往屆省

賽試題以及機電一體化新技術(shù)、新應(yīng)用組織專家命制。

4.1競賽樣題

(1)比賽前10天將提供樣題1份給各參賽隊，內(nèi)容與競賽試題的硬件相似度

必須達(dá)70%以上；

(2)樣題內(nèi)容包含已知設(shè)備的硬件組成部分圖形、任務(wù)類型，任務(wù)結(jié)構(gòu)及技

術(shù)規(guī)范，不包含比賽設(shè)備的控制流程及接線圖或接線表、硬件的技術(shù)說明。

4.2競賽試題

(1)實操比賽包含2個任務(wù)；

(2)工作任務(wù)形式：設(shè)計、組裝、編程及調(diào)試生產(chǎn)線，故障排除或系統(tǒng)優(yōu)化；

(3)試題內(nèi)容：包括機械、電子、氣動技術(shù)、計算機技術(shù)等領(lǐng)域和“選手的

能力要求”所涉及的內(nèi)容；

(4)試題結(jié)構(gòu)：每個任務(wù)包含不少于2項的考核內(nèi)容；

(5)評分標(biāo)準(zhǔn)：評分表細(xì)則要求能客觀、誠實、公平、公正進行評判；

(6)比賽時長：2個任務(wù)的總時長不超過4小時。

5.評分標(biāo)準(zhǔn)

5.1評分項目

評分項目包括：仿真盒評分、PLC功能評分、專業(yè)技術(shù)規(guī)范評分、時間及效

率評分。

5.2評分標(biāo)準(zhǔn)

（1）機械裝配（組裝任務(wù)完成后，參賽者在設(shè)備的實際安裝必須與任務(wù)書

效果圖一致）；

（2）必須按照給定的I/O表進行I/O接線；

5

（3）機械設(shè)備組裝、電氣設(shè)備安裝、生產(chǎn)線調(diào)試運行必須符合“專業(yè)技術(shù)

規(guī)范”及“安全規(guī)范”。

（4）設(shè)備運行滿足比賽任務(wù)試題規(guī)定的所有功能。

5.3評分表細(xì)則

（1）主觀分打分方式：3名裁判為一組，各自單獨評分，計算出平均權(quán)重

分，除以3后再乘以該子項的分值計算出實際得分。裁判相互間分差必須小于

等于1分，否則需要給出確切理由并在小組長或裁判長的監(jiān)督下進行調(diào)分，權(quán)

重及要求見表2。

表2權(quán)重分值及要求描述

權(quán)重分值要求描述

0分各方面均低于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，包括“沒做”

1分達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

2分達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，且某些方面超過標(biāo)準(zhǔn)

3分達(dá)到行業(yè)期待的優(yōu)秀水平

（2）客觀分打分方式：按任務(wù)設(shè)置若干個評分組，每組由3名及以上裁判

構(gòu)成。每個組所有裁判一起商議，在對該選手在該項中的實際得分達(dá)成一致后最

終只給出一個分值，達(dá)到要求為“滿分”，達(dá)不到要求為“0”分。

（3）競賽試題的評分表由命題專家組制定。

（4）評分表細(xì)則包含在比賽試題中。

6.競賽的基礎(chǔ)設(shè)施

6.1硬件設(shè)備要求

參照世界技能大賽和全國選拔賽對機電一體化核心技能的要求以及命題的

需要，比賽設(shè)備應(yīng)包括機電一體化典型機械結(jié)構(gòu)、零部件和傳動機構(gòu)，氣動元器

件；電氣元器件等內(nèi)容，并能模塊化組合。

6.2賽場提供的設(shè)備

（1）為了引導(dǎo)更多的單位參與競賽并考慮到參賽單位的實際情況，此次競

賽設(shè)備由賽場提供；

（2）競賽設(shè)備參考機電一體化實訓(xùn)系統(tǒng)DLDS-500AR。

6

已知設(shè)備為生產(chǎn)線標(biāo)準(zhǔn)單元（供料單元、搬運

單元、裝配單元、機器人碼垛單元），其相關(guān)設(shè)備

組成、功能、模塊及技術(shù)參數(shù)參考如下內(nèi)容。未知

模塊的功能及技術(shù)參數(shù)在比賽期間提供相關(guān)電子

或紙質(zhì)版文件。

6.2.1供料單元的組成，功能，模塊及技術(shù)參

數(shù)

（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(zhuǎn)換模塊、IO

接線端子、過濾調(diào)壓組件、光纖傳感器、磁感應(yīng)傳感器、電磁閥組、仿真盒等。

（2）供料單元技術(shù)參數(shù)：

-工作壓力600kPa(6bar)

-操作電壓24VDC

-12個數(shù)字量輸入

-8個數(shù)字量輸出

6.2.2機械手搬運檢測單元組成、功能、模塊及技術(shù)參數(shù)

（1）機械手搬運檢測單元組成：鈑金臺體、鋁合金底板、操作面板、PLC

控制板、接線端子、電磁閥組、檢測單元和搬運單元等組成。

搬運單元由直線模組、直流電機及控制器、雙軸氣缸、氣動手爪、磁感應(yīng)傳

感器、微動開關(guān)等組成。

檢測單元由電子尺、光纖傳感器、雙軸氣缸，料臺等組成。（下圖）

7

(2)機械手單元技術(shù)參數(shù)（右圖）

操作氣壓400KPa(4bar)

操作電壓24VDC

18位數(shù)字量輸入

12位數(shù)字量輸出

1路模擬量輸入

1路模擬量輸出

6.2.3裝配單元組成、功能、模塊及技術(shù)參數(shù)

(1)裝配單元組成：鈑金臺體、鋁合金底板、操作面板、PLC控制板、雙軸

氣缸、迷你氣缸、真空吸盤、直流電機及控制器、接線端子、電感傳感器、電容

傳感器、光電傳感器、光纖傳感器、電磁閥組等。

(2)裝配單元技術(shù)參數(shù)

操作氣壓400KPa(4bar)

操作電壓24VDC

22位數(shù)字量輸入

16位數(shù)字量輸出

6.2.4機器人碼垛單元組成、功能、模塊及技術(shù)參數(shù)

8

(1)機器人碼垛單元組成：鈑金臺體、鋁合金底板、操作面板、PLC控制板、

ABB工業(yè)機器人IRB120、接線端子、料筒、料倉、滑臺、光纖傳感器、氣動機械

手、電磁閥組等。

(2)機器人碼垛單元技術(shù)參數(shù)

操作氣壓400KPa(4bar)

操作電壓24VDC

17位數(shù)字量輸入

11位數(shù)字量輸出

6.2.5附加元件介紹

(1)操作面板功能:

包括啟動按鈕、停止按鈕、復(fù)位按鈕、急停按鈕等。

(2)24VDC3A穩(wěn)壓電源。

(3)觸摸屏采用7寸彩色觸摸屏進行設(shè)備的組態(tài)畫面的調(diào)試。

競賽操作平臺見下圖:

9

6.3競賽前的設(shè)備準(zhǔn)備

現(xiàn)場設(shè)備提供三菱系列PLC，采用以太網(wǎng)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(shù)不少于2AI

和1AO；

競賽設(shè)備所用電壓為DC24V，傳感器類型均為PNP，PLC電源為AC220V。

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；

PLC編程電腦由賽場提供（不允許自帶）。

電腦安裝相應(yīng)系統(tǒng)的操作平臺、配置顯示器，放置電腦主機和顯示器的電腦

推車，電腦內(nèi)預(yù)裝軟件（PLC的編程軟件，觸摸屏編程軟件）

6.4每個比賽工位所需設(shè)施

賽場每個比賽工位所需硬件設(shè)備見表3：

表3比賽工位所需硬件設(shè)備

序號名稱規(guī)格數(shù)量備注

1比賽設(shè)備DLDS-500AR1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

10

帶漏電保護開關(guān)及兩個

6電氣控制箱輸出最小5A，220V交流電1個

3P插座

7線夾子用于管線固定若干個

8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(jīng)布置到每一

個比賽工位且氣源壓力在0.6-1Mpa。比賽設(shè)備包括工業(yè)自動化、機電設(shè)備所涉

及的機械結(jié)構(gòu)、機構(gòu)，機械零部件；氣動元件、器件；電氣元件、器件、工業(yè)機

器人等，并盡量參考國際技能大賽比賽專用設(shè)備。

6.5競賽用工具儀器

競賽用工具、儀器及儀表由各參賽隊自行準(zhǔn)備。除電動工具除外，任何市售

工具均可使用。

7.競賽的場地

7.1場地面積要求

比賽工位：每個工位占地不少于10m2。

7.2場地照明要求

照度大于500Em（lx）。

7.3場地消防和逃生要求

(1)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。

(2)賽場必須配備滅火設(shè)備，并置于顯著位置。

(3)賽場應(yīng)具備良好的通風(fēng)、照明和操作空間的條件。

(4)組委會應(yīng)做好競賽安全、健康和公共衛(wèi)生及突發(fā)事件預(yù)防與應(yīng)急處理等

工作。

7.4場地布局

根據(jù)競賽場地要求，推薦場地布局，如下圖所示。

11

8.競賽安全要求

8.1選手安全防護措施要求

(1)禁止使用刀具以免受傷；

(2)專家在審視、檢查或參與參賽者項目時應(yīng)有適當(dāng)?shù)膫€人安全防護裝備；

參賽選手必須按照規(guī)定穿戴防護裝備，見表4，違規(guī)者不得參賽；

表4機電一體化選手必備的防護裝備

防護項目圖示說明

1.防濺入

眼睛的防護

2.帶近視鏡也必須佩戴

足部的防護防滑、防砸、防穿刺

1、必須是長褲

2、防護服必須緊身不松垮，達(dá)到三

工作服緊要求