《“华晟经世杯”智能制造生产线技术及应用大赛竞赛方案》

“华晟经世杯”智能制造生产线技术及应用大赛

组织方案

一、组织机构

（一）主办单位：全国机械职业教育教学指导委员会

机械工业教育发展中心

（二）承办单位：苏州大学应用技术学院

北京华晟经世信息技术有限公司

二、比赛方式和参赛对象

本赛项为师生组团体赛，每队由1名教师和2名学生组成，每校限报

2队。

参赛对象为中等职业学校（含中专、职高、职教中心、技工学校）在

编教师和在籍学生，高等职业院校（含高职、高专、成人高校、技师学院）

在编教师和在籍学生，比赛设中职组和高职组两个组别。

三、比赛内容

本赛项以智能制造生产线中工件加工与质量检测为考核内容，完成竞

赛设备部分硬件安装、数据采集编程、控制程序编写、机器人视觉编程、

生产编程及系统调试、应用编程等任务。具体竞赛规程附后。

四、奖项设置

赛项设团体一、二、三等奖。以实际参赛队总数为基数，一、二、三

等奖获奖比例分别为10%、25%、35%（小数点后四舍五入）。

五、比赛时间和地点

2018年4月举行，具体时间和地点另行通知。

六、赛前培训

大赛将举办赛前培训，时间和地点另行通知。

七、报名

1

参赛院校请填写《“华晟经世杯”智能制造生产线技术及应用大赛预

报名表》（附后），于2018年3月25日前将电子版报名表以电子邮件形

式发至报名邮箱，纸质报名表（加盖学校公章），邮寄至以下地址。

联系人：林燕文

联系电话/p>

报名邮箱：lin.yanwen@

邮寄地址：北京市通州区光机电一体化产业基地经海五路3号院6-9

号楼

为便于比赛筹备及赛前培训安排，请报名院校尽早提交报名表。

八、其它事项

大赛动态和相关信息请及时关注以下网站：

中国机械工业教育网（）、

北京华晟经世信息技术有限公司网站（）、

北京华晟经世信息技术有限公司官方微信号：经世教育。

2

“华晟经世杯”智能制造生产线技术及应用赛项规程

（中职组）

一、赛项名称

“华晟经世杯”智能制造生产线技术及应用大赛

二、参赛对象

中等职业学校（含中专、职高、职教中心、技工学校）在编教师和在

籍学生

三、比赛方式与内容

（一）比赛方式

本赛项为师生组团体赛，每队由1名教师和2名学生组成，每校限报

2队。

（二）比赛内容

本项比赛以智能制造生产线中工件加工与质量检测为考核内容，完成

竞赛设备部分硬件安装、数据采集编程、控制程序编写、机器人视觉编程、

生产编程及系统调试、应用编程等任务。

工业机器人自动选择和安装工具，从智能料库上拾取物料工件，并将

物料工件依次投放到料井中，搬运完成后，气缸动作将物料推送至传送带

上进行运输并检测，机器人通过视觉系统和颜色识别系统完成分拣、剔除、

码放和入库工作。其中生产线系统数据中心含有信息包括但不限于产品型

号、产品批次号、产品原料来源、产品数量、产品质检结论、产品生产时

间戳。生产数据的采集来源于四种：设备自读取，具备通信接口的设备有

自带软件将产品生产信息导出；传感器采集，在生产关键节点传感器进行

数据采集；电子计数设备，例如计数器、扫码枪等；其他系统导入，通过

开放的数据接口，从其他系统导入或导出。

参赛选手按照赛场提供的《竞赛任务书》要求在3.5小时内完成以下

两个任务：

3

任务一：相关基础知识及安全知识考试

通过笔试，考核参赛选手在实际操作中不易评判但在工业实际应用中

必须了解和掌握的工业机器人相关的基础知识和安全操作规范。

任务二：生产线技术及应用实际操作

（1）工业机器人工作站机械及电气安装与调试。

（2）工业机器人程序编程与实际操作。

（3）智能制造生产线故障排除及维护。

（4）视觉检测系统的安装与调试。

（5）机器人视觉检测数据采集。

（6）颜色识别系统的调试与数据采集。

（7）生产线PLC程序编程。

（8）工作站程序及数据备份与加载。

四、比赛技术平台

（一）比赛器材配置

本赛项竞赛平台采用在北京华晟经世信息技术有限公司研发的

HZ-II-F01-S型竞赛设备，该竞赛平台由工业机器人应用系统（包含控制

器、示教器、流水线工作台、刀具库、操控台和安全房等）、机器视觉检

测系统、数据采集系统、多PLC控制系统、智能仓储管理系统、机器视觉

检测应用系统、小型MES信息化系统等组成。如图1-1所示。

4

图1-1竞赛平台示意图

设备主要参数详见《表1比赛器材配备》。

表1比赛器材配备表

序号名称主要技术指标备注

品牌：FANUCLRMate200iD/4S

串联六关节工业机器人；重复定位精度不低于±0.02mm；

额定负载不小于4kg；运行环境温度0～45°C；第五轴可

达范围不小于0.55m；自重不大于20kg；安装方式包括地

面安装、倒吊安装、倾斜安装；轴运动范围和最大速度不

1执行单元小于：J1，-170°～170°460°/s、J2，-110°～120°

460°/s；J3，-69°～205°520°/s；J4，-190°～

190°560°/s；J5，-120°～120°560°/s；J6，

-360°～360°900°/s；手腕部允许负载转矩不小于：

J4，8.86Nm；J5，8.86Nm；J6，4.90Nm；手腕部允许负载

惯量不小于：J4，0.20kgm²；J5，0.20kgm²；J6，0.067kgm²。

1)使用铝型材作为支撑材料，铝合金作为结构材料，铝合

金表面阳极氧化处理；2)智能料库分上下两层，共8个工

2智能料库模块位，可自行判断料库是否已空；3)每个工位设置扩散反射

型传感器，PNP输出，检测距离100mm，采用国际知名品

牌；4)每个工位可放置3种不同形状的物料。

1)包含一个多功能料井，铝合金材质，可兼容三种不同形

状（正方形、长方形、圆形）的物料块以固定的姿态到达

料井底部；2)料井底部采用反射型光纤传感器，检测距离

36mm，光轴直径0.005mm，采用国际知名品牌；3)包含一

个自动上料装置，采用双轴气缸驱动，缸径10mm、行程

3流水线模块50mm，带磁性开关，可实现物料从料井到传送带的上料动

作。4)包含一条输送装置，可实现物料传送，输送长度

520mm，宽度50mm，采用步进电机驱动，扭矩2.1Nm，电

压36V；5)采用平带传动，PVC材质，可调节皮带松紧；

6)输送带末端有物料到位传感器，采用光电传感器实现检

测，扩散反射型，PNP输出，检测距离100mm，采用国际

5

知名品牌；7)包含废料去除装置，采用气缸驱动，缸径

10mm、行程25mm。

1)包含一个CCD控制器，可连接2台相机；2)支持串行通

讯、以太网通讯、EtherNet/IP通讯以及并行输入输出；

3)具有定位且能输出位置值功能，可提供输入13项、输

出26项；4)具有流程编辑功能，可制作处理流程；5)包

含一个30w黑白相机，采用CCD摄像元件，支持全像素读

4视觉识别模块出和网线传输；6)相机读取时间12.5ms，像素数640(H)

×480(V)，摄像面积H×V(对角)4.8×3.6(6.0mm)，

像素尺寸7.4(μｍ)×7.4(μｍ)，快门速度范围20μ

s～100ms，帧速(读取时间)80fps；7)包含一个C-mount

镜头，焦距12mm，光圈1.4～Close，适用最大元件尺寸

1/3英寸，过滤器规格为M27P0.5。

1)具有自定义颜色识别功能，PNP输出；2)检测距离10mm

±2mm；3)光点Φ0.5～1.5；4)具有0.1～1ms的响应速度；

5颜色识别模块

5)具有灵敏度调节旋钮；6)防护等级IP67；7)运行环境温

度-15°C～65°C。

1)台面采用铝合金材质，表面氧化处理，尺寸220×260

6码垛模块×155mm；2)具有与物料形状对应的6个工位，作为流水

线下料暂存台；3)具有2个码垛工位。

1)CPU具有24KB程序存储器，16KB数据存储器，10KB保

持性存储器；2)板载数字量IO为24点输入/16点输出；

生产线主控模3)包含4个高速计数器；4)包含3路100kHz脉冲输出；

7

块5)包含1个以太网接口、1个串口RS485接口；6)最多可

扩展6个扩展模块；7)包含一个扩展模块，8点输入/8点

输出的数字量I/O模块。

1）机械快换工具：安装在机器人末端法兰盘，安装后厚

度38mm；可搬重量3kg；最多提供6路气动交换信号。

2）气动夹爪工具：配备1个快速交换夹具母头，提供6

路气动交换信号；采用平行型气动手指驱动，缸径16mm，

行程6mm，重复精度±0.01mm，采用国际知名品牌；连接

件和执行件材料为铝合金，表面阳极氧化处理。

8工具库模块

3）气动吸盘工具：配备1个快速交换夹具母头，提供6

路气动交换信号；最高真空度85kPa，可吸附重量85g；

连接件材料铝合金，表面阳极氧化铝处理。

4）具配备1个快速交换夹具母头，材料为铝合金，表面

阳极氧化处理；笔尖弹性可伸缩，防止刚性碰撞；可完成

轨迹、写字、绘画等实训内容；彩笔可快速更换。

1)包含工作站启动，停止，复位，急停，模式选择功能，

采用国际知名品牌；2)包含报警指示灯、运动指示灯、等

待指示灯；3)包含4个数字量输入选择开关和4个数量输

出LED指示灯，采用国际知名品牌；4)包含1个8.4寸显

9操控台

示屏，实现视觉工作流程设定及监控；5)7寸彩色触摸屏，

提供中文人机交互界面，显示工作站运行状态；6）用国

际知名品牌直插式连接端子，具有信号电路接、拆学习实

训功能；7）实现工业机器人信号、感知信号、执行信号

6

认知实训功能；8）完成自定义功能信号电路开发、测试

实训。

1)电源电压220V，额定功率600W；2)排气量118L/min，

储气罐容量24L；3)尺寸440mm×410mm×550mm；4)净重

24Kg；5)最大压力8bar，噪音52dB；6)调压范围0.15～

0.9（MPa）,过滤精度5Um,最高使用压力1.0（MPa）；7）

10供气系统模块

可控制气路通断，采用国际知名品牌；8）具有4个两位

五通单电磁阀、1个两位五通双电磁阀。9)工作介质空气，

经40μm以上滤网过滤；10)动作方式内部引导式；11)使

用压力范围0.15MPa~0.8MPa。

通信电缆、触摸屏通信电缆、小一字螺丝刀、小十字螺丝

刀、长柄螺丝刀、剪刀、剥线钳、电工钳、尖嘴钳、斜口

11配套工具钳、电烙铁、焊锡丝、试电笔、活动扳手、万用表及书写

工具等。管形绝缘端子、保险丝、号码管、接线端子、电

工胶带、焊锡丝、螺母、垫片等若干。

（二）参考技术资料

1.HZ-II-F01-S型综合应用实训平台相关技术资料。

2.《工业机器人程序设计与应用（FANUC）》、《平台产品说明书》、

《工业机器人编程手册》和《西门子PLC编程手册》。

五、评判标准与评分办法

（一）评分标准

采用过程评价与结果评价相结合、能力评价与职业素养评价相结合的

方式。为了保证评判“公平、公正、公开”，采取以下措施：

1.考核内容、样题和评分标准赛前一个月公开。

2.技术人员赛前统一调试各比赛用设备，保证技术平台条件一致。

3.裁判队伍赛前封闭培训，统一评判标准，对裁判的评判进行分析对

比，保证裁判标准一致。

4.加强试题保密工作。

（二）评分细则

竞赛项目总分100分，具体评分规则如表2所示。

表2实际操作部分评分规则

一级竞赛内容比例二级竞赛内容分值评分要求

工业机器人基础理论知识5掌握智能制造生产线相

笔试10%

安全知识5关的基础知识和安全操

7

作规范

模块安装牢固、模块内

机械零件安装牢固、安

机械部分安装及功能调试10装方式及精度满足工艺

要求；安装后模块能够

生产线机械及

实现功能运作。

电气安装与调15%

电气元件安装牢固、线

试

路连接牢固、气路连接

电路及气路安装接线5正确、没有漏气现象、

线路捆扎满足工艺要

求、走线合理美观。

工业机器人基础功能编程8

实现对应要求功能、程

工业机器人工工业机器人码垛工艺编程7

24%序速度设置合理、程序

艺编程工业机器人分拣剔除工艺

9能够实现自动运行。

编程

解除工业机器人报警，

完成零点复归操作，使

工业机器人零点复归2

智能制造生产机器人能够进行手动运

线故障排除及8%行

维护找出PLC存在的故障，

生产线PLC故障排除6并成功解除故障，使PLC

能够正常运行。

设置三种物料形状的视

工作站视觉检觉检测程序，判别出对

5%视觉检测系统的设置5

测系统构建应形状的物料并发出对

应信号。

流水线模块推料气缸的控自动模式下推料气缸动

6

制作

生产线PLC编流水线模块废料气缸的控自动模式下废料气缸的

18%6

程制动作

控制视觉相机的自动拍照自动模式下视觉相机拍

6

功能照

工业机器人指定备份方式按照指定方式完整备份

5

工作站程序数备份程序所有程序

10%

据备份与加载将指定程序加载到机器人工业机器人示教器程序

5

控制系统中目录中找到加载程序

现场操作遵守安全规范、

2

文明参赛

工具摆放、接线等符合职

2

业岗位要求

职业素养与安团队分工合作合理2严格遵守安全规范和职

10%

全规范着装规范整洁，爱护设备，业素养要求

2

保持竞赛环境清洁有序

公平竞赛，遵守赛场纪律，

抗工作环境干扰能力强、2

善于与裁判沟通

8

（三）违规扣分

选手有下列情形，要从参赛成绩中扣分：

1.在完成工作任务的过程中，因操作不当导致安全问题，扣10-20分，

情况严重者取消比赛资格。

2.损坏赛场提供的设备，污染赛场环境等破坏行为，视情节扣5-10分。

（四）评奖办法

赛项设团体一、二、三等奖，以实际参赛队总数为基数，一、二、三

等奖获奖比例分别为10%、25%、35%（小数点后四舍五入）。

六、竞赛规则

（一）熟悉场地

1.选手报到后由主办方组织各参赛队熟悉场地。熟悉场地时，参赛队

限定在观摩区活动，不得进入比赛区。同时召开领队会议，宣布竞赛纪律

和有关规定。

2.熟悉场地时应严格遵守相关规定，严禁喧哗、拥挤、打闹，避免发

生意外事故。

（二）文明参赛要求

1.竞赛所用的设备、仪器、工具等由大赛执委会统一提供，各参赛队

可以根据需要选择使用。

2.参赛选手在比赛开始前30分钟前到指定地点检录，接受工作人员

对选手身份、资格和有关证件的检查。竞赛计时开始，选手未到的，视为

自动放弃。

3.比赛用仪器设备、赛位由抽签确定，不得擅自变更、调整。

4.选手在竞赛过程中不得擅自离开赛场。如有特殊情况，须经裁判人

员同意。选手休息、饮水、上洗手间等不安排专门用时，统一计在竞赛时

间内。竞赛计时以赛场设置的时钟为准。

9

5.竞赛期间，选手不得将手机等通信工具带入赛场。非同组选手之间

不得以任何方式传递信息，如传递纸条、用手势表达信息、用暗语交换信

息等。

6.所有人员在赛场内不得喧哗，不得有影响其他选手完成工作任务的

行为。

7.爱护赛场提供的器材，不得移动赛场内台桌、设备和其它物品的位

置，不得故意损坏设备和仪器。比赛中参赛选手须严格遵守相关操作规程，

确保人身及设备安全，并接受裁判员的监督和警示。

8.完成竞赛任务期间，不得与其他选手讨论，不得旁窥其他选手的操

作。

9.遇事应先举手示意，并与裁判人员协商，按裁判人员的意见办理。

10.参赛选手须在赛位的计算机上规定的文件夹内存储比赛文档。

11.比赛过程中，选手须严格遵守安全操作规程以确保人身及设备安

全。选手因个人误操作造成人身安全事故和设备故障时，裁判长有权中止

该队比赛；如非选手个人原因出现设备故障而无法比赛，由裁判长视具体

情况做出裁决(调换到备份赛位或调整至最后一场次参加比赛)。裁判长确

定设备故障时可派技术支持人员排除故障后继续比赛，并补足所耽误的比

赛时间。

12.参赛队如需提前结束竞赛，应举手向裁判员示意，由裁判员记录

比赛结束时间。参赛队结束比赛后不得再进行任何操作。

13.选手须按照程序提交比赛结果，配合裁判做好赛场情况记录并与

裁判一起签字确认，不得拒签。

14.不乱摆放工具，不乱丢杂物，完成竞赛任务后清洁赛位、工具、

线头、废弃物品，不得遗留在赛位上。

15.竞赛结束后参赛选手应到指定地点等候，待裁判员允许后方可离

开。

10

16.文明用语，尊重裁判和其他选手，不得辱骂裁判和赛场工作人员，

不得打架斗殴。

17.任何人不得以任何方式暗示、指导、帮助参赛选手，对造成后果

的，视情节轻重酌情扣除参赛选手成绩。

18.比赛过程中，除参加当场次比赛的选手、执行裁判员、现场工作

人员和经批准的人员外，其他人员一律不得进入比赛现场；比赛结束后，

参赛人员应根据指令及时退出比赛现场，对不听劝阻、无理取闹者追究责

任，并通报批评。

19.裁判长在比赛结束前15分钟提醒选手，裁判长发布比赛结束指令

后所有参赛队立即停止操作，按要求清理赛位，不得以任何理由拖延竞赛

时间。

20.参赛选手不得将竞赛任务书、图纸、草稿纸和工具等与比赛有关

的物品带离赛场，选手必须经现场裁判员检查许可后方能离开赛场。

21.参赛队需按照竞赛要求提交竞赛结果，裁判员与参赛选手一起签

字确认。

（三）成绩评定及公布

1.组织分工

在赛项执委会的领导下成立由检录组、裁判组和仲裁组组成的成绩管

理组织机构。具体要求与分工如下：

（1）检录工作人员负责对参赛队伍（选手）进行点名登记、身份核

对等工作。

（2）裁判组实行“裁判长负责制”。设裁判长1名，全面负责赛项

的裁判管理工作并处理比赛中出现的争议问题。

（3）裁判员分为加密裁判、现场裁判和评分裁判。加密裁判负责组

织参赛队伍（选手）抽签，对参赛队信息、抽签代码等进行加密，不参与

评分工作；现场裁判负责记录比赛情况，维护赛场纪律，评定参赛队的现

11

场得分；评分裁判负责对参赛队伍（选手）的比赛任务完成、比赛表现评

分。

（4）仲裁组负责接受由参赛队领队提出的对裁判结果的申诉，组织

复议并及时反馈复议结果。

2.成绩评分

（1）现场评分

现场裁判依据现场评分标准，对参赛队的操作规范、现场表现等进行

评分。评分结果由参赛选手、裁判员、裁判长签字确认。

（2）过程评分

根据参赛选手在分步操作过程中的规范性、合理性以及完成质量等，

评分裁判依据评分标准按步给分。

（3）抽检复核

为保障成绩统计的准确性，执委会对赛项总成绩进行抽检复核。错误

率超过5%的，则认定为非小概率事件，裁判组须对所有成绩进行复核。

七、申诉与仲裁

（一）申诉

1.参赛队对不符合比赛规定的设备、工具、软件，有失公正的评判、

奖励，以及对工作人员的违规行为等均可提出申诉。

2.申诉应在比赛结束后2小时内提出，超过时效将不予受理。申诉时，

应按照规定的程序由参赛队向相应赛项仲裁工作组递交书面申诉报告。报

告应对申诉事件、发生时间、涉及人员、申诉依据等如实叙述。事实依据

不充分、仅凭主观臆断的申诉不予受理。

3.赛项仲裁工作组收到申诉报告后，应根据申诉事由进行审查，并通

知申诉方举办听证会的时间和地点，6小时内书面告知申诉处理结果。

4.申诉人不得无故拒收处理结果，不得采取过激行为，否则视为放弃

申诉。申诉人不满意赛项仲裁结果的，可向比赛执委会仲裁委员会提出复

12

议申请。

（二）仲裁

赛项设仲裁工作组和仲裁委员会。赛项仲裁工作组接受由代表队提出

的对裁判结果的申诉。赛项仲裁工作组在接到申诉后的2小时内组织复

议，并及时反馈复议结果。仲裁委员会裁定为最终裁定。

八、赛项安全

（一）赛场所有人员（赛场管理与组织人员、裁判员、参赛员以及观

摩人员）不得在竞赛现场内外吸烟，不听劝阻者给予通报批评或清退比赛

现场，造成严重后果的将依法处理。

（二）未经允许不得使用和移动竞赛场内的任何设施设备（包括消防

器材等），工具使用后放回原处。

（三）选手在竞赛中必须遵守赛场的各项规章制度和操作规程，安全、

合理的使用各种设施设备和工具，出现严重违章操作加工设备的，裁判视

情节轻重进行批评和终止比赛。

（四）选手参加实际操作竞赛前，应由参赛校进行安全教育。竞赛中

如发现问题应及时解决，无法解决的问题应及时向裁判员报告，裁判员视

情况予以判定，并协调处理。

（五）参赛选手不得触动非竞赛用仪器设备，对竞赛仪器设备造成损

坏，由当事人单位承担赔偿责任（视情节而定），并通报批评；参赛选手

若出现恶意破坏仪器设备等情节严重者将依法处理。

（六）参赛选手入场应身穿赛事比赛指定服装。穿工装衣、裤、绝缘

鞋，佩戴安全帽，并购买意外伤害险。赛事指定服装和安全帽由支持企业

提供。工装裤和绝缘鞋不允许出现院校名称及其他与院校有关的标识。由

裁判决定是否适合竞赛使用，如不符合规定按违规处理。

九、大赛违规处理规定

（一）发现参赛选手不符合报名规定条件的，冒名顶替或弄虚作假

13

的，报经大赛组委会核实批准后，一律取消该选手参赛资格，追究有关领

导责任并通报批评。

（二）参赛选手有下列情节之一的，其相应项成绩计为零分：

1.比赛期间违规透漏选手或其单位任何信息者。

2.在比赛现场内与他人（队）交头接耳，或有偷看、暗示等作弊行为

者。

3.比赛期间使用通讯工具与他人联系者。

4.裁判宣布比赛结束后，仍强行作答或操作者。

5.不服从裁判员的裁决，严重扰乱竞赛秩序，影响比赛进程者。

6.其他违反大赛规则不听劝阻者。

（三）参赛选手如造成竞赛使用仪器设备损坏，视情节由当事人单位

承担赔偿责任；参赛选手不得触动非竞赛用仪器设备，如造成仪器设备损

坏，由当事人单位承担赔偿责任并通报批评；对恶意破坏仪器设备等情节

严重者，送交司法机关处理。

（四）各代表队非参赛人员违反大赛纪律，将视情节轻重给予警告或

通报批评。

（五）对违反大赛纪律的裁判员、工作人员，由各项目裁判长报经组

委会核实批准后，视情节轻重给予警告或取消其裁判资格并通报所在单

位。

（六）非大赛工作人员和参赛选手一律不得超越赛场指定的安全范

围。不听劝阻者，追究其责任，并对其所在单位给予通报批评。

（七）各参赛队（选手）须按照赛题要求递交竞赛成果。除大赛规定

选手填写的信息外，不能出现透露选手身份的任何信息，禁止在竞赛成果

上做任何无关标记，违者视为作弊，取消相应赛项成绩。

（八）参赛队（选手）参加实践操作比赛前，应穿戴好防护用品并进

行安全检查，如发现问题应及时解决，无法解决的问题应及时向裁判员报

14

告；裁判员视情况予以判定，并协调处理。未执行有关安全规程而造成不

良后果，由责任方承担相应责任；对选手未发现的安全隐患或违章操作行

为，裁判员应及时指出并予以纠正，酌情扣除选手实践操作成绩并记录。

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“华晟经世杯”智能制造生产线技术及应用赛项规程

（高职组）

一、赛项名称

“华晟经世杯”智能制造生产线技术及应用大赛

二、参赛对象

高等职业院校（含高职、高专、技师学院、成人高校）在编教师和在

籍学生

三、比赛方式与内容

（一）比赛方式

本赛项为师生组团体赛。每队由1名教师和2名学生组成，每校限报

2队。

（二）比赛内容

本项比赛以智能制造生产线中工件加工与质量检测为考核内容，完成

竞赛设备部分硬件安装、数据采集编程、控制程序编写、机器人视觉编程、

生产编程及系统调试、应用编程等任务。

工业机器人自动选择和安装工具，从智能料库上拾取物料工件，并将

物料工件依次投放到料井中，搬运完成后，气缸动作将物料推送至传送带

上进行运输并检测，机器人通过视觉系统和颜色识别系统完成分拣、剔除、

码放和入库工作。其中生产线系统数据中心含有信息包括但不限于产品型

号、产品批次号、产品原料来源、产品数量、产品质检结论、产品生产时

间戳。生产数据的采集来源于四种：设备自读取，具备通信接口的设备有

自带软件将产品生产信息导出；传感器采集，在生产关键节点传感器进行

数据采集；电子计数设备，例如计数器、扫码枪等；其他系统导入，通过

开放的数据接口，从其他系统导入或导出。

参赛选手按照赛场提供的《竞赛任务书》要求在3.5小时内完成以下

两个任务：

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任务一：相关基础及安全知识考核

通过笔试考核在实际操作中不易评判但在工业实际应用中必须了解和

掌握的机器人与控制器的基础知识和安全操作规范。

任务二：生产线技术及应用实际操作

（1）生产线机械及电气安装与调试；

（2）工业机器人工艺编程；

（3）智能制造生产线故障排除及维护；

（4）视觉检测系统安装和调试；

（5）视觉系统功能实现；

（6）机器人视觉检测数据采集；

（7）生产线PLC编程；

（8）PLC与人机界面实现数据通讯交互；

（9）生产线智能料库的库存信息的监测。

四、比赛技术平台

（一）比赛器材配置

本赛项竞赛平台采用在北京华晟经世信息技术有限公司研发的

HZ-II-F01-S型竞赛设备，该竞赛平台由工业机器人应用系统（包含控制

器、示教器、流水线工作台、刀具库、操控台和安全房等）、机器视觉检

测系统、数据采集系统、多PLC控制系统、智能仓储管理系统、机器视觉

检测应用系统、小型MES信息化系统等组成。如图1-1所示。

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图1-1竞赛平台示意图

设备主要参数详见《表1比赛器材配备》。

表1比赛器材配备表

序号名称主要技术指标备注

品牌：LRMate200iD/4S

串联六关节工业机器人；重复定位精度不低于±0.02mm；

额定负载不小于4kg；运行环境温度0～45°C；第五轴

可达范围不小于0.55m；自重不大于20kg；安装方式包

括地面安装、倒吊安装、倾斜安装；轴运动范围和最大

速度不小于：J1，-170°～170°460°/s、J2，-110°～

1执行单元120°460°/s；J3，-69°～205°520°/s；J4，

-190°～190°560°/s；J5，-120°～120°560°

/s；J6，-360°～360°900°/s；手腕部允许负载转

矩不小于：

J4，8.86Nm；J5，8.86Nm；J6，4.90Nm；手腕部允许负

载惯量不小于：J4，0.20kgm²；J5，0.20kgm²；J6，

0.067kgm²。

1)使用铝型材作为支撑材料，铝合金作为结构材料，铝

合金表面阳极氧化处理；2)智能料库分上下两层，共8

2智能料库模块个工位，可自行判断料库是否已空；3)每个工位设置扩

散反射型传感器，PNP输出，检测距离100mm，采用国际

知名品牌；4)每个工位可放置3种不同形状的物料。

1)包含一个多功能料井，铝合金材质，可兼容三种不同

形状（正方形、长方形、圆形）的物料块以固定的姿态

到达料井底部；2)料井底部采用反射型光纤传感器，检

测距离36mm，光轴直径0.005mm，采用国际知名品牌；

3流水线模块3)包含一个自动上料装置，采用双轴气缸驱动，缸径

10mm、行程50mm，带磁性开关，可实现物料从料井到传

送带的上料动作。4)包含一条输送装置，可实现物料传

送，输送长度520mm，宽度50mm，采用步进电机驱动，

扭矩2.1Nm，电压36V；5)采用平带传动，PVC材质，可

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调节皮带松紧；6)输送带末端有物料到位传感器，采用

光电传感器实现检测，扩散反射型，PNP输出，检测距离

100mm，采用国际知名品牌；7)包含废料去除装置，采用

气缸驱动，缸径10mm、行程25mm。

1)包含一个CCD控制器，可连接2台相机；2)支持串行

通讯、以太网通讯、EtherNet/IP通讯以及并行输入输出；

3)具有定位且能输出位置值功能，可提供输入13项、输

出26项；4)具有流程编辑功能，可制作处理流程；5)包

含一个30w黑白相机，采用CCD摄像元件，支持全像素

4视觉识别模块读出和网线传输；6)相机读取时间12.5ms，像素数640

(H)×480(V)，摄像面积H×V(对角)4.8×3.6(6.0mm)，

像素尺寸7.4(μｍ)×7.4(μｍ)，快门速度范围20

μs～100ms，帧速(读取时间)80fps；7)包含一个

C-mount镜头，焦距12mm，光圈1.4～Close，适用最大

元件尺寸1/3英寸，过滤器规格为M27P0.5。

1)具有自定义颜色识别功能，PNP输出；2)检测距离10mm

±2mm；3)光点Φ0.5～1.5；4)具有0.1～1ms的响应速

5颜色识别模块

度；5)具有灵敏度调节旋钮；6)防护等级IP67；7)运行

环境温度-15°C～65°C。

1)台面采用铝合金材质，表面氧化处理，尺寸220×260

6码垛模块×155mm；2)具有与物料形状对应的6个工位，作为流水

线下料暂存台；3)具有2个码垛工位。

1)CPU具有24KB程序存储器，16KB数据存储器，10KB

保持性存储器；2)板载数字量IO为24点输入/16点输出；

生产线主控模3)包含4个高速计数器；4)包含3路100kHz脉冲输出；

7

块5)包含1个以太网接口、1个串口RS485接口；6)最多可

扩展6个扩展模块；7)包含一个扩展模块，8点输入/8

点输出的数字量I/O模块。

1）机械快换工具：安装在机器人末端法兰盘，安装后厚

度38mm；可搬重量3kg；最多提供6路气动交换信号。

2）气动夹爪工具：配备1个快速交换夹具母头，提供6

路气动交换信号；采用平行型气动手指驱动，缸径16mm，

行程6mm，重复精度±0.01mm，采用国际知名品牌；连接

件和执行件材料为铝合金，表面阳极氧化处理。

8工具库模块

3）气动吸盘工具：配备1个快速交换夹具母头，提供6

路气动交换信号；最高真空度85kPa，可吸附重量85g；

连接件材料铝合金，表面阳极氧化铝处理。

4）具配备1个快速交换夹具母头，材料为铝合金，表面

阳极氧化处理；笔尖弹性可伸缩，防止刚性碰撞；可完

成轨迹、写字、绘画等实训内容；彩笔可快速更换。

1)包含工作站启动，停止，复位，急停，模式选择功能，

采用国际知名品牌；2)包含报警指示灯、运动指示灯、

等待指示灯；3)包含4个数字量输入选择开关和4个数

9操控台模块

量输出LED指示灯，采用国际知名品牌；4)包含1个8.4

寸显示屏，实现视觉工作流程设定及监控；5)7寸彩色触

摸屏，提供中文人机交互界面，显示工作站运行状态；6）

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用国际知名品牌直插式连接端子，具有信号电路接、拆

学习实训功能；7）实现工业机器人信号、感知信号、执

行信号认知实训功能；8）完成自定义功能信号电路开发、

测试实训。

1)电源电压220V，额定功率600W；2)排气量118L/min，

储气罐容量24L；3)尺寸440mm×410mm×550mm；4)净重

24Kg；5)最大压力8bar，噪音52dB；6)调压范围0.15～

0.9（MPa）,过滤精度5Um,最高使用压力1.0（MPa）；7）

10供气系统模块

可控制气路通断，采用国际知名品牌；8）具有4个两位

五通单电磁阀、1个两位五通双电磁阀。9)工作介质空气，

经40μm以上滤网过滤；10)动作方式内部引导式；11)

使用压力范围0.15MPa~0.8MPa。

通信电缆、触摸屏通信电缆、小一字螺丝刀、小十字螺

丝刀、长柄螺丝刀、剪刀、剥线钳、电工钳、尖嘴钳、

11配套工具斜口钳、电烙铁、焊锡丝、试电笔、活动扳手、万用表

及书写工具等。管形绝缘端子、保险丝、号码管、接线

端子、电工胶带、焊锡丝、螺母、垫片等若干。

（二）参考技术资料

1.HZ-II-F01-S型综合应用实训平台相关技术资料。

2.《工业机器人程序设计与应用（FANUC）》、《平台产品说明书》、

《工业机器人编程手册》和《西门子PLC编程手册》。

五、评判标准与评分办法

（一）评分标准

采用过程评价与结果评价相结合、能力评价与职业素养评价相结合的

方式。为了保证评判“公平、公正、公开”，采取以下措施：

1.考核内容、样题和评分标准赛前一个月公开。

2.技术人员赛前统一调试各比赛用设备，保证技术平台条件一致。

3.裁判队伍赛前封闭培训，统一评判标准，对裁判的评判进行分析对

比，保证裁判标准一致。

4.加强试题保密工作。

（二）评分细则

竞赛项目总分100分，具体评分规则如表2所示。

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表2实际操作部分评分规则

一级竞赛内容比例二级竞赛内容分值评分要求

工业机器人基础理论知

5掌握智能制造生产线相关的基础

笔试10%识

知识和安全操作规范

安全知识5

模块安装牢固、模块内机械零件

机械部分安装及功能调安装牢固、安装方式及精度满足

5

试工艺要求；安装后模块能够实现

生产线机械及

功能运作。

电气安装与调15%

电气元件安装牢固、线路连接牢

试

固、气路连接正确、没有漏气现

电路及气路安装接线10

象、线路捆扎满足工艺要求、线

路走线合理美观。

工业机器人基础功能编

10

程

工业机器人工工业机器人码垛工艺编实现对应要求功能、程序速度设

25%5

艺编程程置合理、程序能够实现自动运行。

工业机器人分拣剔除工

10

艺编程

解除工业机器人报警，完成零点

智能制造生产工业机器人零点复归5复归操作，使机器人能够进行手

线故障排除及8%动运行

维护找出PLC存在的故障，并成功解

生产线PLC故障排除3

除故障，使PLC能够正常运行。

正确连接视觉检测系统的线路，

视觉检测的线路连接和

4调整CCD相机的焦距等使拍摄的

调试

工作站视觉检图像清晰。

10%

测系统构建设置三种物料形状的视觉检测程

视觉检测系统的设置6序，判别出对应形状的物料并发

出对应信号。

能够通过人机界面能够手动控制

流水线模块电机正反转4

电机的正反转运行

流水线模块推料气缸的能够通过人机界面手动控制推料

2

生产线PLC编控制气缸动作

10%

程流水线模块废料气缸的能够通过人机界面手动控制废料

2

控制气缸的动作

控制视觉相机的手动拍能够通过人机界面手动控制视觉

2

照功能相机拍照

控制系统的启动、停止、在人机界面显示出控制系统的状

PLC与人机界6

复位态

面实现数据及12%

智能料库的库存信息的通过人机界面监测料库库存信

通讯交互6

监测息，能够发出料位空缺报警

现场操作遵守安全规

职业素养与安2严格遵守安全规范和职业素养要

10%范、文明参赛

全规范