第三屆廣東省技工院校技能大賽工業(yè)機器人應用與維護項目技術文件（附件3）

廣東省技工院校技能大賽組委會

第三屆廣東省技工院校技能大賽

工業(yè)機器人應用與維護項目技術文件

一、競賽項目與內(nèi)容

（一）競賽項目

工業(yè)機器人應用與維護

（二）競賽標準內(nèi)容及命題

以“電工”高級工國家職業(yè)標準（國家職業(yè)資格三級）為要

求，在工業(yè)機器人的集成應用等基本技能考核的基礎上，重點突

出企業(yè)所需專業(yè)技能及新技術應用，參照世界技能大賽項目命題

方法、技術要求和標準，并結合企業(yè)對自動化設備維護與保養(yǎng)及

工業(yè)機器人應用與維護技能人才需求為依據(jù)，命題在上述標準要

求基礎上，適當增加相關新知識、新技術、新設備、新技能等內(nèi)

容。

1、理論競賽內(nèi)容

（1）以工業(yè)機器人技術應用知識為主，機電一體化、工業(yè)自

動化、電氣自動化相關知識為輔。

1）工業(yè)機器人技術

工業(yè)機器人的發(fā)展概況、工業(yè)機器人的結構、工業(yè)機器人的

運動學及動力學和交流伺服電機驅(qū)動、工業(yè)機器人的控制、工業(yè)

1

機器人的環(huán)境感覺技術、工業(yè)機器人的編程、機器人的視覺傳感

系統(tǒng)、機器人的接近、力覺和壓覺傳感器。

2）電工基礎

電學基本知識和基本技能、電氣工程的基本理論。包括電工

基礎和電氣測量兩部分，重點為電工基礎部分，包括直流電路、

電磁學、交流電路、非正弦電路及過渡過程基本概念、常用電工

儀表的基本結構原理及其使用方法。

3）機械知識

極限與配合、帶傳動和鏈傳動、漸開線齒輪傳動、定軸輪系、

常用機構、軸承、聯(lián)接、液壓與氣動基礎等內(nèi)容。

4）機械制圖

投影幾何的基本理論及制圖的基本知識、機械加工零件圖和

裝配圖的畫法、工程制圖的國家標準、尺寸公差、表面粗糙度的

標注。標準件簡化畫法和實物測繪方法。

（2）試題類型

試題分為三種類型：單項選擇題、多項選擇題和判斷題。

（3）競賽時間

理論競賽時間為1小時。

（4）命題方式

省鑒定中心組織專家命題。

（5）考試方式

采用紙筆作答考試。

2、實操競賽內(nèi)容

2

實操競賽以工業(yè)機器人系統(tǒng)應用的操作技能為主，儀器儀表

使用及安全文明生產(chǎn)在實際操作競賽過程中進行考查，不再單獨

命題。

（1）競賽范圍與內(nèi)容

為全面考查參賽選手的職業(yè)綜合素質(zhì)和技術技能水平，實際

技能操作競賽包括機械、電氣和氣動系統(tǒng)安裝、故障排除、基于

工業(yè)機器人的典型應用、儀器儀表使用和安全文明生產(chǎn)五大部分，

具體內(nèi)容見表1。

表1競賽范圍與內(nèi)容

序號內(nèi)容說明

1、機械組裝；

1機械電氣系統(tǒng)安裝2、電氣接線；

3、氣路搭建。

1、電氣斷路故障排除；

2故障排除

2、電氣線路連接錯誤故障排除。

1、工業(yè)機器人夾具選擇；

2、工業(yè)機器人示教編程及離線編程；

3、工業(yè)機器人坐標系選擇及定位；

基于工業(yè)機器人的

34、視覺校準及應用；

典型應用

5、HMI及伺服的應用；

6、總線通信技術的應用；

7、PLC技術的應用。

4儀器儀表使用常用測量工具的使用。

1、正確使用工具；

2、正確使用防護用具；

5安全文明生產(chǎn)3、符合工業(yè)機器人安全操作要求；

4、保持工作區(qū)域內(nèi)場地、材料和設備的清潔；

5、良好的職業(yè)素養(yǎng)。

實際操作部分由參賽選手按工作任務書的要求完成“多品種

物料轉(zhuǎn)運碼垛智能工作站”的裝配、編程調(diào)試及優(yōu)化，具體包含

以下工作任務：

1）機械、電氣和氣動系統(tǒng)安裝

3

根據(jù)任務書給定的任務要求和現(xiàn)場提供的零件，進行競賽所

需的硬件環(huán)境搭建。

2）故障排除

在調(diào)試過程中進行電氣線路故障的查找與排除，并將結果記

錄到答題紙上。

3）四軸工業(yè)機器人的編程與調(diào)試

根據(jù)任務書給定的搬運任務，選手進行任務分析，編寫搬運

動作流程，對四軸機器人進行參數(shù)設定、程序編寫（計算機離線

編程或示教編程）、搬運任務操作調(diào)試等。

4）六軸工業(yè)機器人的編程與調(diào)試

根據(jù)任務書給定的轉(zhuǎn)運及碼垛任務，選手進行任務分析，編

寫動作流程，對六軸工業(yè)機器人進行參數(shù)設定、程序編寫（計算

機離線編程或示教編程、基于CAD數(shù)據(jù)的曲線軌跡設計、曲線軌

跡優(yōu)化）、搬運及碼垛任務操作調(diào)試等。

5）系統(tǒng)集成

根據(jù)任務書給定的任務，完成PLC程序的編寫、觸摸屏畫面

的組態(tài)、伺服參數(shù)的設置及總線通信的連接。

6）視覺技術應用

根據(jù)任務書給定的視覺應用任務，選手進行任務分析，進行

視覺檢測、識別等相關應用。

7）工作效率考核

根據(jù)任務書要求完成的任務進行工作效率的提升。

8）工作質(zhì)量考核

根據(jù)任務書要求完成的工作任務提高工作質(zhì)量。

（2）比賽形式

4

實操競賽分兩個任務，一場進行。

（3）比賽時間

實操競賽總時間為4小時。

二、競賽命題

（一）命題方式

競賽樣題和試題均由組委會依據(jù)技術文件，結合世界技能大

賽、全國工業(yè)機器人技術應用技能大賽及廣東省往屆同類型比賽

的試題以及新技術、新應用，組織專家命制。

為更好的適應工業(yè)機器人技術應用的發(fā)展和需求，本次比賽

將突出離線曲線軌跡編程、曲線軌跡工藝優(yōu)化、工業(yè)機器人技術

應用系統(tǒng)調(diào)試以及工業(yè)產(chǎn)品的個性化定制生產(chǎn)等考核內(nèi)容。

賽前1天在裁判長主持下，各參賽隊教練對實操賽題任務1

內(nèi)容（結合樣題）進行不超過30%修改，修改后集體投票確定任

務1試題；任務2試題不進行修改和投票。

（二）樣題與賽題

（1）競賽前按規(guī)定時間提供實操樣題1份給參賽隊，內(nèi)容與

競賽試題的硬件相似度必須達70%以上。實操樣題內(nèi)容包含設備

的硬件組成部分圖形、任務類型、任務結構及配分比例，不包含

比賽設備的控制流程、接線圖、接線表和硬件的技術說明。

（2）實操競賽包含2個任務。

第一任務：

工作站硬件裝配及排故階段，選手在統(tǒng)一的競賽設備上完成

機械、電氣和氣動系統(tǒng)安裝及故障排除；

第二任務：

5

工作站應用調(diào)試階段，選手在多品種物料轉(zhuǎn)運碼垛智能工作

站設備上完成工業(yè)機器人系統(tǒng)應用的編程、調(diào)試、工作效率及工

作質(zhì)量考核。

（三）試題的配分及比例

試題采用百分制評分：實際操作2個任務配分100分，占總

成績的80%；理論試題配分100分，占總成績的20%；競賽總成績

100分。詳細的配分及比例見表2。

表2試題的配分及比例

試題測評項目配分占總分比例

機械、電氣及氣動系統(tǒng)安裝23

故障排除6

實操

基于工業(yè)機器人系統(tǒng)應用（含視覺）的編程及調(diào)試5880%

試題生產(chǎn)運行效率及工作質(zhì)量7

安全意識（在競賽過程中考核）6

合計100

理論

10020%

試題

總分100

（四）評分細則

（1）實操試題的評分表由命題專家組制定，最終的評分表細

則由全體裁判討論確定。

（2）評分表細則包含在比賽試題中。參照世界技能大賽機電

一體化項目，全部測評項目均為客觀評分。

三、成績評定

參賽選手的成績評定由大賽技術工作委員會的裁判組負責，

裁判組在堅持“公平、公正、公開、科學、規(guī)范”的原則下，各

負其責，按照制訂的評分細則進行評分。

6

裁判組在比賽過程中對參賽選手的安全文明生產(chǎn)以及系統(tǒng)安

裝調(diào)試情況進行觀察和評價，在參賽選手現(xiàn)場結束比賽時完成評

分，成績按照選手工位號進行排列。

（一）理論競賽成績評定

理論競賽采用紙筆作答考試，按照標準答案評分。

（二）操作技能競賽成績評定

操作技能競賽包括兩個任務，兩個任務全部完成后由評分裁

判進行評分。評分時，每一評分小組至少由3人組成，負責下達

操作指令、監(jiān)督選手操作、查看測試結果并且記錄選手成績。

評分流程及方法：

第一步：整機功能評分；

選手準備好競賽設備，打開電源、氣源，做好評分準備。選

手根據(jù)裁判要求操作控制面板、觸摸屏、工業(yè)機器人示教器和工

件。根據(jù)設備運行情況，與評分表進行比較，裁判判定是否得分。

第二步：故障排除評分；

選手根據(jù)裁判要求操作，觀察信號顯示情況與評分表進行比

較，裁判判定是否得分。

第三步：專業(yè)技術規(guī)范評分。

選手被要求旁觀整個評分過程。裁判對照評分表逐項逐個檢

查選手完成的機械、電氣及氣動系統(tǒng)安裝工作的規(guī)范性，判定是

否得分。專業(yè)技術規(guī)范評分表參考《機電一體化項目技術規(guī)范》

制定。

四、競賽設備與設施

（一）賽場提供的設備

7

賽場提供的設備為DLDS-1508型工業(yè)機器人技術應用實訓系

統(tǒng)，由實訓臺、料盤、四軸工業(yè)機器人搬運單元（含雙吸盤夾具）、

轉(zhuǎn)盤機構、六軸工業(yè)機器人裝配分揀單元（含二套夾具）、視覺

檢測裝置、夾具庫、繪圖板及控制系統(tǒng)組成，實物圖如圖1所示。

圖1競賽設備技術平臺效果圖

1、四軸工業(yè)機器人搬運單元

采用四軸工業(yè)機器人（型號：匯川IRB100-3-40Z15TS3-DL），

配套雙吸盤夾具，四軸工業(yè)機器人，基本參數(shù)如表3：

表3四軸工業(yè)機器人基本參數(shù)

序號項目參數(shù)

1負載額定值1.0kg

J1+J2±0.01mm

2重復定位精度J3±0.01mm

J4<±0.02°

臂長（J1+J2）400mm

3本體配置

Z軸直徑Φ16mm

8

2、料盤

料盤是生產(chǎn)線的開端，為零件提供放置平臺。

3、轉(zhuǎn)盤機構

轉(zhuǎn)盤機構主要負責接收來自四軸工業(yè)機器人的零件，將零件

運送到搬運位置，轉(zhuǎn)盤機構上配有零件固定裝置，確保在轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)

動時，零件相對位置不變。

4、六軸工業(yè)機器人裝配分揀單元

采用六軸工業(yè)機器人（型號：埃夫特ER3-C60），另含二套夾

具（雙吸盤夾具和畫筆夾具），六軸工業(yè)機器人基本參數(shù)如表4：

表4六軸工業(yè)機器人基本參數(shù)

序號項目參數(shù)

1最大抓取重量3kg

2動作半徑≥630mm

3重復定位精度≤±0.03mm

1軸：≥230°/sec

2軸：≥230°/sec

3軸：≥250°/sec

4最高速度

4軸：≥320°/sec

5軸：≥320°/sec

6軸：≥420°/sec

1軸：±167°

2軸：+80°/-130°

3軸：+105°/-70°

5最大動作范圍：

4軸：±180°

5軸：±110°

6軸：±360°

5、視覺檢測裝置

視覺檢測裝置主要由安裝支架、相機、攝像頭、光源、控制

器等組成，通過攝像頭檢測，完成視覺檢測、識別等功能。

主要技術參數(shù)：彩色相機；300萬像素；分辨率640*480;支

持Modbus-TCP總線協(xié)議等；支持基本工具指令；具有手動拍照控

制、實時視頻監(jiān)控等功能。

9

6、繪圖板

繪圖板包含紙張固定裝置，六軸工業(yè)機器人使用畫筆夾具在

紙面上繪圖，繪制完成后保留繪制軌跡。

7、夾具庫

用于存放畫筆夾具和吸盤夾具。

8、安全裝置

采用工業(yè)級安全光柵，配套相應的電氣控制系統(tǒng)，當設備運

行時，有物體進入后能夠及時的停止動作。

9、控制系統(tǒng)

包含PLC（型號：匯川H3U-1616MR-XP）、伺服控制器（型號：

匯川ISP620PS2R8I-IAB-C）、HMI（型號：匯川IT6000）各一臺和

其它器件等，通信方式包含ModbusTCP和CanLink兩種。

（二）賽場提供的計算機

1、計算機已安裝所使用軟件：包含：計算機離線編程軟件

（DLsoft-Vsim虛擬仿真實訓系統(tǒng)）、PLC編程軟件、觸摸屏編程

軟件、伺服配置軟件。

2、計算機離線編程軟件說明

DLsoft-Vsim虛擬仿真實訓系統(tǒng)包含部件裝配、示教仿真、

離線編程等功能模塊（部件裝配及示教仿真兩模塊功能本次大賽

暫不開放），其中離線編程功能模塊中包含四軸工業(yè)機器人離線

編程和六軸工業(yè)機器人離線編程，如圖2所示。

10

圖2DLsoft-Vsim虛擬仿真實訓系統(tǒng)首頁

3、四軸工業(yè)機器人離線編程功能模塊：該模塊包含四軸工業(yè)

機器人常用編程指令和標準分類指令，使用該軟件可代替示教器

快速編寫四軸工業(yè)機器人程序，然后下載到機器人控制器中，如

圖3所示。

圖3四軸工業(yè)機器人離線編程界面

4、六軸工業(yè)機器人離線編程功能模塊：該模塊包含六軸工業(yè)

機器人常用編程指令、標準分類指令，使用該軟件可代替示教器

11

快速編寫六軸工業(yè)機器人程序，然后下載到機器人控制器中，如

圖4所示，同時該模塊還包含離線軌跡編輯子模塊，如圖5所示，

可以導入規(guī)定格式的圖形文件，并完成圖形軌跡的離線規(guī)劃，下

載到機器人控制器中。

圖4六軸工業(yè)機器人離線編程界面

圖5軌跡編輯界面

（三）每個比賽工位配置設施

根據(jù)競賽需要，每個比賽工位應配置如下設施，見表5。

12

表5比賽工位配置設施

序號名稱規(guī)格數(shù)量備注

DLDS-1508工業(yè)機器人技術應

1比賽設備1套

用實訓系統(tǒng)

2工作臺L：1500，W：800，H：7801張

3座椅1把

4垃圾桶1個

帶漏電保護并配有兩

5電氣箱輸出：交流220V，5A1個

個3P插座

6氣源氣源壓力在0.6-1Mpa1個6mm直徑氣管接頭

（四）賽場輔助設施

根據(jù)競賽需要，賽場還需準備如下輔助設施，見表6。

表6現(xiàn)場輔助設施清單

序號名稱規(guī)格數(shù)量備注

1音響及擴音器能涵蓋整個賽場1套

2無線麥克風2個與音響配套

3口哨2個

4賽場時鐘具有時/分/秒/毫秒計時1套賽場都可見

5計時秒表若干

6打印機2臺

7打印紙A42箱

8簽字筆紅、黑若干

9訂書機及釘1套

10評分夾若干

11文件柜1套用于存放競賽資料

12飲水機若干根據(jù)賽場布置

13桶裝水若干

14討論區(qū)工作臺若干擺放在討論區(qū)

15討論區(qū)座椅若干擺放在討論區(qū)

16隔離欄若干包圍賽場

17安全標志若干

18常用急救藥盒2套常用藥品

19滅火器若干根據(jù)賽場布置

（五）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備。除電動工具

外，任何市售工具均可使用。

（六）競賽用耗材

根據(jù)競賽需要，賽場提供如下耗材，見表7。

13

表7賽場提供的耗材清單

序號名稱說明數(shù)量備注

1導線單根多股/銅芯/0.5、0.75mm2若干

2氣管Φ6、Φ4、Φ3若干

3扎帶2.5-100若干

五、競賽場地

賽場內(nèi)選手工位獨立，確保選手正常開展比賽，不受外界影

響；工位集中布置，保證競賽氛圍。設置安全通道和警戒線，確

保進入賽場的競賽參觀、采訪、視察的人員限定在安全區(qū)域內(nèi)活

動，以保證大賽安全有序進行。

（一）場地面積要求

1、比賽工位：每個工位占地不少于16m2；

2、現(xiàn)場討論區(qū)：不少于30m2。

（二）場地照明要求

照度大于500Em(lx)。

（三）場地消防和逃生要求

1、賽場必須留有安全通道。競賽前必須明確告知選手和裁判

員安全通道和安全門位置。

2、賽場必須配備滅火設備，并置于顯著位置。

3、賽場應具備良好的通風、照明和操作空間的條件。

4、組委會應做好競賽安全、健康和公共衛(wèi)生及突發(fā)事件預防

與應急處理等工作。

六、競賽安全要求

為確保賽事的安全，采取切實有效的措施保證大賽期間參賽

選手、工作人員及觀眾的人身安全。根據(jù)提出的安全要點，制定

相應制度文件，落實相關責任。

14

（一）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有適當?shù)膫€人安

全防護裝備；

3、參賽者必須穿電工鞋，否則不予進場參加比賽；

4、工業(yè)機器人調(diào)試時，應將工業(yè)機器人運行速度設置在10～

30%之間，避免速度過快造成安全事故；

5、選手在進行計算機編程時要及時存盤，避免突然停電造成

數(shù)據(jù)丟失，建議選手自帶UPS后備電源；

6、詳細安全條例請參考《機電一體化職業(yè)健康與安全規(guī)范》。

（二）有毒有害物品的管理和限制

嚴禁攜帶表8中所列的和其它有毒有害物品進入賽場。

表8受限有毒有害物品清單

有害物品圖示說明

禁止攜帶，如需要由賽場統(tǒng)

防銹清洗劑

一提供

酒精嚴禁攜帶

汽油嚴禁攜帶

有毒有害物嚴禁攜帶

（三）醫(yī)療設備和措施

賽場應準備表9所列的常規(guī)醫(yī)療物品，并配備一名醫(yī)務人員

隨時準備處理現(xiàn)場突發(fā)傷害事故。

15

表9常規(guī)醫(yī)療物品清單

序號名稱規(guī)格數(shù)量備注

1酒精棉醫(yī)用1盒

2紗布醫(yī)用1卷

3創(chuàng)可貼醫(yī)用1盒

4保心丸醫(yī)用1瓶

5醫(yī)用剪刀醫(yī)用1把

七、競賽細則

（一）比賽流程

第一天：裁判、領隊和選手報到，賽前領隊會議，理論考試；

第二天：上午比賽工位抽簽、正式比賽與評分（任務1、任

務2），下午公布比賽成績，裁判、領隊和選手返回。

具體競賽日程安排賽前發(fā)布。

（二）裁判員的工作內(nèi)容與紀律

1、裁判員應服從裁判長的管理，裁判員的工作由裁判長指派

決定；

2、裁判員在工作期間不得使用手機、照相機、錄像機等設備。

3、現(xiàn)場執(zhí)裁的裁判員負責檢查選手攜帶的物品。違規(guī)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(jiān)督選手

交回試題和評分表；

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(qū)域，不許主動與選手接觸與交流，除非選手舉手示意需要解

決比賽中出現(xiàn)的問題；

5、檢查選手所帶工具：按照比賽攜帶工具要求嚴格執(zhí)行，仔

細檢查每一個參賽隊所帶工具是否符合要求；

16

6、記錄選手比賽時間：包括記錄選手比賽期間發(fā)生的事件，

如：元件損壞等；

7、實操評分時除允許當值評分裁判員和被測評選手在比賽工

位內(nèi)，其他選手和人員不得進入比賽工位或圍觀。

（三）選手的工作內(nèi)容與紀律

1、選手在熟悉設備前通過抽簽決定競賽順序和比賽工位；

2、比賽前需保證選手有不少于15分鐘在各自工位內(nèi)進行熟

悉設備，檢查自