山西省首届职业技能大赛技术文件-机电一体化项目

山西省首届职业技能大赛

机电一体化项目

技

术

文

件

2019年8月

目录

1.本项目的技术描述.........................................................................3

1.1竞赛项目名称..............................................................................3

1.2技术描述......................................................................................3

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

3.竞赛项目.........................................................................................4

3.1竞赛任务模块..............................................................................4

3.2任务简述及要求..........................................................................4

4.命题方式.........................................................................................5

4.1竞赛样题......................................................................................5

4.2竞赛试题......................................................................................5

5.评分标准.........................................................................................5

5.1评分项目......................................................................................5

5.2评分标准......................................................................................5

5.3评分表细则..................................................................................6

6.竞赛的基础设施.............................................................................6

6.1硬件设备要求..............................................................................6

6.2赛场提供的设备..........................................................................6

6.3竞赛前的设备准备....................................................................10

6.4每个比赛工位所需设施............................................................10

6.5竞赛用工具仪器........................................................................11

7.竞赛的场地...................................................................................11

7.1场地面积要求............................................................................11

1

7.2场地照明要求............................................................................11

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

7.4场地布局....................................................................................11

8.竞赛安全要求...............................................................................12

8.1选手安全防护措施要求............................................................12

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

8.3医疗设备和措施........................................................................13

9.开放现场的要求...........................................................................13

10.绿色环保.....................................................................................13

10.1环境保护..................................................................................13

10.2循环利用..................................................................................14

11.补充说明.....................................................................................14

2

1.本项目的技术描述

1.1竞赛项目名称

竞赛项目名称：机电一体化

1.2技术描述

机电一体化技术涉及机械、电子、气动技术和计算机技术。机电一体化竞赛

项目集机械、气压工程、PLC编程、机器人技术及系统开发等应用技能于一体。

机电一体化技术人员能满足自动化行业的各种需求，能搭建工业自动化系统，能

够设计、制造、维护和修理自动化设备及对设备控制系统编程。

2.选手的能力要求

要求参赛选手：思想品德优秀，身心健康；具有机电一体化项目及相关专业

技能培训经历，熟悉机电一体化及相关技术，热爱机电一体化职业工作。了解并

遵守比赛规则、技术说明及其它正式比赛文件；具备扎实的基本功，技能水平突

出，具有较强的学习领悟能力、良好的身体素质、心理素质及应变能力等的综合

素质；有一定英语基础，并且能看懂简单英文技术资料；选手不宜留长发和长指

甲，并能适应长时间、高强度站立工作；本项目为团队比赛，每个参赛团队的人

数为2人。

竞赛以实际操作技能为主。为全面考查参赛选手的职业综合素质和技术技能

水平，选手能力要求包括：工作的组织与管理，交流与人际沟通，机电一体化系

统开发，使用工业控制器，软件编程，电路设计，分析、运行和维修七大部分，

具体要求内容及说明见表1。

表1竞赛能力要求及说明

序号内容说明

工作的组织与布置并维护安全、整洁和高效的工作区域；合理安排工

1

管理作以达到效率最大化和干扰最小化；团队合作与绩效。

3

阅读、理解和提取各种格式文件中的技术数据和指令；通

交流与人际沟过口头、书面和电子手段达到明确有效的沟通；与他人讨

2

通论复杂的技术原理和应用技术；根据用户要求收集信息并

对用户需求做出回应。

（1）根据既定要求设计系统；

（2）按照要求组装生产线；

机电一体化系（3）正确连接电线，气管；

3

统的开发（4）正确安装机械、电气及传感系统并对其做必要的调整；

（5）根据现行标准及要求，利用辅助设备和PLC对系统进

行试运行。

（1）将PLC与机电一体化系统进行连接；

使用工业控制（2）为PLC做必要的配置；

4

器（3）根据要求配置PLC，并配置相关控制电路使之能正

确运行。

（1）编写系统控制程序，并通过软件直观地展现动作流程

5软件编程及运行状态；

（2）PLC编程，包括数字和模拟信号的处理。

设计气动、液压和电气线路;运用现代软件工具设计以上

6电路设计

线路。

采用适当的分析技巧查找机电一体化系统故障；在短时间

分析、运行和维

7内修理零部件：熟练、快速地处理各种故障；整体优化不

修

同组件组成的机电一体化系统。

3.竞赛项目

3.1竞赛任务模块

竞赛任务分为两个模块：

任务一：供料单元，搬运单元的安装、编程、调试

任务二：生产线的组装、编程、调试及运行

3.2任务简述及要求

任务一:供料单元，搬运单元安装、编程、调试及运行

此次竞赛共有2个已知单元，需要2名选手分别独立完成安装、编程、调

试及运行。

任务二:生产线组装、编程、调试及运行

4

竞赛有一个未知单元，需要选手根据比赛现场提供的资料、组件、零件及已

调试好的已知单元2人配合完成整条生产线的安装、编程、调试及运行。

4.命题方式

竞赛样题和试题均依据技术文件，结合世界技能大赛、全国选拔赛、往届省

赛试题以及机电一体化新技术、新应用组织专家命制。

4.1竞赛样题

(1)比赛前10天将提供样题1份给各参赛队，内容与竞赛试题的硬件相似度

必须达70%以上；

(2)样题内容包含已知设备的硬件组成部分图形、任务类型，任务结构及技

术规范，不包含比赛设备的控制流程及接线图或接线表、硬件的技术说明。

4.2竞赛试题

(1)实操比赛包含2个任务；

(2)工作任务形式：设计、组装、编程及调试生产线，故障排除或系统优化；

(3)试题内容：包括机械、电子、气动技术、计算机技术等领域和“选手的

能力要求”所涉及的内容；

(4)试题结构：每个任务包含不少于2项的考核内容；

(5)评分标准：评分表细则要求能客观、诚实、公平、公正进行评判；

(6)比赛时长：2个任务的总时长不超过4小时。

5.评分标准

5.1评分项目

评分项目包括：仿真盒评分、PLC功能评分、专业技术规范评分、时间及效

率评分。

5.2评分标准

（1）机械装配（组装任务完成后，参赛者在设备的实际安装必须与任务书

效果图一致）；

（2）必须按照给定的I/O表进行I/O接线；

5

（3）机械设备组装、电气设备安装、生产线调试运行必须符合“专业技术

规范”及“安全规范”。

（4）设备运行满足比赛任务试题规定的所有功能。

5.3评分表细则

（1）主观分打分方式：3名裁判为一组，各自单独评分，计算出平均权重

分，除以3后再乘以该子项的分值计算出实际得分。裁判相互间分差必须小于

等于1分，否则需要给出确切理由并在小组长或裁判长的监督下进行调分，权

重及要求见表2。

表2权重分值及要求描述

权重分值要求描述

0分各方面均低于行业标准，包括“没做”

1分达到行业标准

2分达到行业标准，且某些方面超过标准

3分达到行业期待的优秀水平

（2）客观分打分方式：按任务设置若干个评分组，每组由3名及以上裁判

构成。每个组所有裁判一起商议，在对该选手在该项中的实际得分达成一致后最

终只给出一个分值，达到要求为“满分”，达不到要求为“0”分。

（3）竞赛试题的评分表由命题专家组制定。

（4）评分表细则包含在比赛试题中。

6.竞赛的基础设施

6.1硬件设备要求

参照世界技能大赛和全国选拔赛对机电一体化核心技能的要求以及命题的

需要，比赛设备应包括机电一体化典型机械结构、零部件和传动机构，气动元器

件；电气元器件等内容，并能模块化组合。

6.2赛场提供的设备

（1）为了引导更多的单位参与竞赛并考虑到参赛单位的实际情况，此次竞

赛设备由赛场提供；

（2）竞赛设备参考机电一体化实训系统DLDS-500AR。

6

已知设备为生产线标准单元（供料单元、搬运

单元、装配单元、机器人码垛单元），其相关设备

组成、功能、模块及技术参数参考如下内容。未知

模块的功能及技术参数在比赛期间提供相关电子

或纸质版文件。

6.2.1供料单元的组成，功能，模块及技术参

数

（1）供料单元组成：钣金台体、铝合金底板、

操作面板、PLC控制板、供料模块、转换模块、IO

接线端子、过滤调压组件、光纤传感器、磁感应传感器、电磁阀组、仿真盒等。

（2）供料单元技术参数：

-工作压力600kPa(6bar)

-操作电压24VDC

-12个数字量输入

-8个数字量输出

6.2.2机械手搬运检测单元组成、功能、模块及技术参数

（1）机械手搬运检测单元组成：钣金台体、铝合金底板、操作面板、PLC

控制板、接线端子、电磁阀组、检测单元和搬运单元等组成。

搬运单元由直线模组、直流电机及控制器、双轴气缸、气动手爪、磁感应传

感器、微动开关等组成。

检测单元由电子尺、光纤传感器、双轴气缸，料台等组成。（下图）

7

(2)机械手单元技术参数（右图）

操作气压400KPa(4bar)

操作电压24VDC

18位数字量输入

12位数字量输出

1路模拟量输入

1路模拟量输出

6.2.3装配单元组成、功能、模块及技术参数

(1)装配单元组成：钣金台体、铝合金底板、操作面板、PLC控制板、双轴

气缸、迷你气缸、真空吸盘、直流电机及控制器、接线端子、电感传感器、电容

传感器、光电传感器、光纤传感器、电磁阀组等。

(2)装配单元技术参数

操作气压400KPa(4bar)

操作电压24VDC

22位数字量输入

16位数字量输出

6.2.4机器人码垛单元组成、功能、模块及技术参数

8

(1)机器人码垛单元组成：钣金台体、铝合金底板、操作面板、PLC控制板、

ABB工业机器人IRB120、接线端子、料筒、料仓、滑台、光纤传感器、气动机械

手、电磁阀组等。

(2)机器人码垛单元技术参数

操作气压400KPa(4bar)

操作电压24VDC

17位数字量输入

11位数字量输出

6.2.5附加元件介绍

(1)操作面板功能:

包括启动按钮、停止按钮、复位按钮、急停按钮等。

(2)24VDC3A稳压电源。

(3)触摸屏采用7寸彩色触摸屏进行设备的组态画面的调试。

竞赛操作平台见下图:

9

6.3竞赛前的设备准备

现场设备提供三菱系列PLC，采用以太网通信，信号逻辑为PNP型，输出类

型为继电器型，有一套PLC控制器带电压型模拟量控制，模拟量点数不少于2AI

和1AO；

竞赛设备所用电压为DC24V，传感器类型均为PNP，PLC电源为AC220V。

PLC控制器要求具有可互相进行总线通讯的功能，总线通讯方式取决于各自

PLC的类型；

参赛队需自带正确的编程电缆及通讯电缆；

PLC编程电脑由赛场提供（不允许自带）。

电脑安装相应系统的操作平台、配置显示器，放置电脑主机和显示器的电脑

推车，电脑内预装软件（PLC的编程软件，触摸屏编程软件）

6.4每个比赛工位所需设施

赛场每个比赛工位所需硬件设备见表3：

表3比赛工位所需硬件设备

序号名称规格数量备注

1比赛设备DLDS-500AR1套包含样题中涉及硬件

2工作台2张

3座椅2把

4垃圾桶1个

5接线板4-3P2个5米长

10

带漏电保护开关及两个

6电气控制箱输出最小5A，220V交流电1个

3P插座

7线夹子用于管线固定若干个

8截止阀HE-3-QS-61个6mm气源快插接口

注：每一个比赛工位电源都已连通。至少6mm直径的气管已经布置到每一

个比赛工位且气源压力在0.6-1Mpa。比赛设备包括工业自动化、机电设备所涉

及的机械结构、机构，机械零部件；气动元件、器件；电气元件、器件、工业机

器人等，并尽量参考国际技能大赛比赛专用设备。

6.5竞赛用工具仪器

竞赛用工具、仪器及仪表由各参赛队自行准备。除电动工具除外，任何市售

工具均可使用。

7.竞赛的场地

7.1场地面积要求

比赛工位：每个工位占地不少于10m2。

7.2场地照明要求

照度大于500Em（lx）。

7.3场地消防和逃生要求

(1)赛场必须留有安全通道。竞赛前必须明确告诉选手和裁判员安全通道和

安全门位置。

(2)赛场必须配备灭火设备，并置于显著位置。

(3)赛场应具备良好的通风、照明和操作空间的条件。

(4)组委会应做好竞赛安全、健康和公共卫生及突发事件预防与应急处理等

工作。

7.4场地布局

根据竞赛场地要求，推荐场地布局，如下图所示。

11

8.竞赛安全要求

8.1选手安全防护措施要求

(1)禁止使用刀具以免受伤；

(2)专家在审视、检查或参与参赛者项目时应有适当的个人安全防护装备；

参赛选手必须按照规定穿戴防护装备，见表4，违规者不得参赛；

表4机电一体化选手必备的防护装备

防护项目图示说明

1.防溅入

眼睛的防护

2.带近视镜也必须佩戴

足部的防护防滑、防砸、防穿刺

1、必须是长裤

2、防护服必须紧身不松垮，达到三

工作服紧要求