《“西马特杯”工业机器人应用（柔性制造单元）技术技能大赛竞赛方案》

“西马特杯”工业机器人应用（柔性制造单元）

技术技能大赛组织方案

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：上海西马特机械制造有限公司

上海英应机器人科技有限公司

二、比赛方式和参赛对象

本赛项为学生团体赛，每队3人。每校限报2队。

参赛对象为高等职业院校（含高职、高专、技师学院、成人高校）在

籍学生。

三、比赛内容

本赛项比赛内容为加工中心的安装调试和编程、工业机器人的安装调

试和编程、三坐标系统的安装与调试、智能制造系统的安装与调试、可视

化系统的调试、柔性制造单元的智能高效运行、柔性制造单元虚拟仿真等

七个竞赛任务，同时考察参赛选手职业素养与安全操作。

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）。

获得团体一等奖参赛队的指导教师由主办方授予“2018年全国机械行

业职业院校技能大赛优秀指导教师”并颁发荣誉证书。

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。

1

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

参赛院校，请填写《“西马特杯”工业机器人应用（柔性制造单元）

技术技能大赛预报名表》（附后），于2018年3月20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：丁煜

联系电话：13331853150021-3952823639528328(fax)

报名邮箱：dingyu@

邮寄地址：上海市嘉定区曹丰路555号

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中国机械工业教育网

（）。

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“西马特杯”工业机器人应用（柔性制造单元）

技术技能大赛赛项规程

一、赛项名称

“西马特杯”工业机器人应用（柔性制造单元）技术技能大赛

二、参赛对象

高等职业院校（含高职、高专、技师学院、成人高校）在籍学生。

三、比赛方式与内容

（一）比赛方式

团体赛。每支参赛队由3名选手组成，每队指导教师不超过2名。每校

限报2支队伍，不得跨校组队。

（二）比赛内容

各参赛队按照竞赛任务书的要求，在持续不间断的4小时内完成以下工

作任务：

1.加工中心的安装调试和编程

根据任务书给定任务要求，对数控车床、加工中心进行参数设置、功

能调试及优化，对其气动门、动力夹具进行控制，实现数控系统与外部系

统的互联互通，做好刀具安装及对刀等加工前的准备工作，并根据图纸要

求手工编制程序。

2.工业机器人的安装调试和编程

根据任务书给定的任务要求和现场提供的部件，进行工业机器人夹具、

气动部件、夹具库的调试，进行工业机器人（含第七轴）与数控机床、立

体仓库、机器人夹爪库、三坐标测量仪等设备动作的编程和调试。

3.三坐标系统的安装与调试

根据任务书给定的任务要求和现场提供的部件，对三坐标治具气动部

3

件进行调试，通过对被测量工件检具的自学编制工件自动测量程序。

4.智能制造系统的安装与调试

根据任务书给定的任务要求，完成基于PLC控制系统的编程、安装和

调试，并对RFID系统进行安装和读写运行调试。

5.可视化系统的调试

根据任务书给定的任务要求，调试运行数据机床状态、机器人状态、

三坐标对零件检测的结果、料库状态，使产品RFID数据信息等通过MES

系统，在可视化系统上显示。

6.柔性制造单元的智能高效运行

根据任务书给定图纸的技术要求，通过MES系统，下发生产任务单。

使用调试完成的柔性制造单元，由MES调用数控机床加工程序、工业机器

人运行程序自动进行加工零件。在柔性制造单中完成四种以上零件混流、

稳定、批量加工，使其符合质量要求。

7.柔性制造单元虚拟仿真

根据任务书给定的要求，在规定的仿真系统上进行切削加工智能制造

单元各组成部件安装调试的虚拟仿真。

8.职业素养与安全操作

选手应严格遵循相关职业素养要求及安全规范，包括安全文明参赛，

着装、操作规范，工具摆放整齐，资料归档完整等。

四、竟赛技术平台

（一）竞赛技术平台

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图1工业机器人应用（柔性制造单元）技术平台俯视图

图2工业机器人应用（柔性制造单元）技术平台主视图

（二）竞赛器材

1.竞赛主要设备配置清单

5

序号设备名称数量单位备注

1数控铣削中心1台上海西马特机械制造有限公司制造

2数控铣床系统控制台1套上海西马特机械制造有限公司制造

3数控车削中心1台上海西马特机械制造有限公司制造

4数控车床系统控制台1套上海西马特机械制造有限公司制造

5工业机器人1台埃夫特ER7B-C10

6可编程控制器1套西门子PLC1200

7机器人夹爪库1套三工位，具有自动快换功能

8工业机器人快换夹爪装置1套上海西马特机械制造有限公司制造

9立体仓库1套24工位仓库

10三坐标测量仪1台检测精度小于等于0.002mm

11工业机器人第七轴1套线性导轨以及伺服电机

12MES系统（含部署计算机）1套西门子公司

13RFID读写器及RFID芯片1套西门子

14安全防护系统1套上海西马特机械制造有限公司制造

2.竞赛主要设备配置说明

（1）本赛项选用的加工平台为上海西马特机械制造有限公司制造的数

控铣、数控车加工中心。

6

图3数控铣削中心、数控车车削中心

（2）本赛项选用的机器人平台为埃夫特ER7B-C10，机器人工作半径为

0.716米，工作载重为7kg。

图4埃夫特ER7B-C10机器人

（3）本赛项选用的可编程控制器为西门子PLC1200,配10寸的HMI

触摸屏，系统编程组态软件博图V14。

7

图5西门子PLC1200可视化界面

（4）三工位的机器人夹爪库，具有自动快换功能。

图6机器人夹爪库

（5）立体铝合金仓库,24工位仓库。

图7立体仓库

（6）三坐标测量仪，检测精度小于等于0.002mm。

8

图8三坐标测量仪

（7）第7轴，行程1.5米,纯铝合金材质，传动结构为滚珠丝杆，线

性导轨以及伺服电机。

图9工业机器人第七轴

（8）长2米宽0.8米铝合金控制平台。

3.技术参数

（1）iKX1-L型数控铣床技术参数

iKX1-L参数

工作台尺寸400×145mm

工作台T型槽3×12×40

工作台载重20kg

9

X轴行程230mm

Y轴行程152mm

行程Z轴行程170mm

主轴鼻端至工作台面70-240mm

主轴中心至立柱导轨面200mm

主轴规格ISO20

主轴主轴功率1000w

主轴转速100-5000r/min

进给轴（步进X.Y.Z三轴快速进给4000mm/min

伺服）X.Y.Z轴功率3N.m

刀库数量4

最大刀具直径10mm

刀库最大刀具长度110mm

最大刀具重量0.5Kg

换刀时间8s

定位精度±0.010mm

精度

重复定位精度±0.005mm

气压源0.6MPa

电源230V/110V

其他机床重量（净重/毛重）280/350kg

1040×860×940/1170×960×

机床尺寸（净/毛）

1100mm

（2）IKC4型数控车床技术参数

IKC4参数

车床最大回转直径200mm

加工范围滑板上面最大回转直径90mm

两顶尖距离280mm

卡盘规格100mm

主轴转速100-3000r/min

主轴主轴通孔20mm

主轴规格MT3

主轴电机功率1000W

10

X轴行程100mm

Z轴行程175mm

进给轴

最大移动速度3000mm/min

进给电机3N.m

刀位数8

刀架刀具尺寸4把内刀ɸ12mm刀柄直径

4把外刀8×8mm

尾座套筒锥度MT1

尾座套筒直径22mm

套筒行程30mm

定位精度±0.010mm

精度

重复定位精度±0.005mm

电源230V/110V

机床重量（净重/毛重）210/250kg

其它

机床尺寸1070×690×760mm

包装尺寸1260×890×1020mm

五、评分标准与评奖办法

（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

本赛项满分为100分，具体评分细则如下：

竞赛任务竞赛内容分值（100分）备注

11

气动门、气动夹具的控制

完成装夹、对刀等加工前的准备工作

数控机床主要功能调试

任务一加工中心

20

的安装与调试

数控机床自动上下料相关参数的设定与调试

对4种零件进行手工编程

对4种零件进行试切削

机器人与夹爪库的快换动作的编程

机器人与立体仓库动作的编程

任务二工业机器

20

人安装调试编程

机器人与三坐标上下料动作的编程

机器人与机床上下料动作的编程

测量头的安装与调试

气动治具的控制

任务三三坐标系

10

的安装与调试

自动测量前的准备工作

自动测量的编程调试

总控系统PLC的编程调试

任务四柔性制造实现RFID数据的数据的初始化，读取、更新RFID

20

系统的安装与调试数据

实现柔性制造单元中各设备的安全、协调运行

数控机床的状态在可视化系统上显示

机器人状态在可视系统上显示

任务五可视化系

5

统的调试成品零件的检测数据和结果在可视化系统上显示

料库状态以及产品RFID数据信息在可视化系统上

显示

12

根据任务书给定图纸的技术要求，通过MES系统，

下发生产任务单。使用调试完成的柔性制造单元，

任务六柔性制造

由MES调用数控机床加工程序、工业机器人运行

单元的智能高效运10

程序自动进行加工零件；在柔性制造单中完成四种

行

以上零件混流、稳定、批量加工，使其符合质量要

求。

根据任务书给定的要求，在规定的仿真系统上进行

任务七柔性制造

切削加工智能制造单元各组成部件安装调试的虚5

单元虚拟仿真

拟仿真。

在整个比赛期间，选手应严格防止机器人运动造成

职业素养与安全操人身伤害，严格遵循相关职业素养要求及安全规

10

作范，包括安全文明参赛，着装、操作规范，工具摆

放整齐，资料归档完整等。

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

13

间内。竞赛计时以赛场设置的时钟为准。

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

14

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。

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。

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（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

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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

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

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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