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2019年河南省高等职业院校技能大赛机电一体化项目赛项竞赛规程

发布者: [发表时间]:2019-03-13 [来源]: [浏览次数]:

一、赛项名称

赛项编号:53

赛项名称:机电一体化项目

英语翻译:Mechatronics

赛项组别:高职组

赛项归属产业:装备制造业

二、竞赛内容

本次大赛为实际操作比赛,比赛任务内容包括如下6个模块:

模块

试题模块

分值比例

比赛内容

A

一个单元的组装编程与调试

16%

手动I/O连接测试

自动:操作模式及信号

自动:传感器和执行机构功能

自动:生产质量与信号

实操规范性

B

单元的故障排除

10%

手动I/O连接测试

自动:操作模式及信号

自动:传感器和执行机构功能

自动:生产质量与信号

自动:错误信息与信号

耗时

实操规范性

C

工作站的组装编程与调试

24%

手动I/O连接测试

自动:操作模式及信号

自动:传感器和执行机构功能

自动:生产质量与信号

自动:错误信息与信号

耗时

实操规范性

D

整个智能制造生产线的组装编程与调试

24%

手动I/O连接测试

自动:操作模式及信号

自动:传感器和执行机构功能

自动:生产质量与信号

自动:错误信息与信号

耗时

实操规范性

E

智能制造生产线的故障排除

10%

手动I/O连接测试

自动:操作模式及信号

自动:传感器和执行机构功能

自动:生产质量与信号

自动:错误信息与信号

更换元件与耗时

实操规范性

F

智能制造生产线的优化

16%

PLC面板操作

生产时间及消耗时间

用气量

实操规范性

三、竞赛方式与竞赛日程

(一)本赛项为团体赛,每支参赛队由1名领队,2名选手,不超过2名指导教师组成。

(二)本赛项的竞赛时长为4个小时。

(三)参赛选手在现场根据给定的项目任务,完成包括设计、安装、接线、编程、调试、运行和故障排除等内容,比赛总成绩满分100分。

竞赛日程:参赛队报到——组织参赛选手赛前熟悉场地、介绍比赛规程、交流——举办开赛式——正式比赛(期间组织观摩、交流活动)——比赛结束(参赛队上交比赛成果)——成绩公示——举办颁奖仪式、闭赛式——召开竞赛执行委员会总结会议。

序号

日期

时间

内容

备注

1

第一天

(4月12日)

 

10︰00-16︰30

报到

准备阶段

2

16︰30-17︰30

裁判专家会议、选手熟悉赛场及设备

3

17︰30-19︰00

领队会议、赛前说明交流会议、

抽场次签

5

第二天

(正式竞赛)

(4月13日)

07︰30-8︰10

选手检录、工位抽签

比赛阶段

6

08︰10-8︰30

选手进场,检查工位设备、元件、工具等

7

08︰30-12︰40

第一场竞赛(包括参赛选手10分用餐时间)

8

12︰40-14︰40

竞赛成绩评判

 

14︰40-17︰40

设备恢复与检测(准备第二场竞赛)

 

第三天

(正式竞赛)

(4月14日)

07︰30-8︰10

选手检录、工位抽签

 

08︰10-8︰30

选手进场,检查工位设备、元件、工具等

 

08︰30-12︰40

第二场竞赛(包括参赛选手10分用餐时间)

 

12︰40-14︰40

竞赛成绩评判

9

14︰40-15︰00

公示竞赛成绩、

10

15:00-16:30

闭赛式与颁奖仪式

闭赛式

 

四、竞赛环境要求

(一)赛场布置

竞赛设置适应比赛需要和安全要求的赛场。

(二)赛场计算机要求

赛场提供统一品牌计算机。

1.计算机配置

基本配置为:处理器Intel 双核处理器≥2.8G ,内存≥2G,硬盘≥160G ,集成高性能显卡,17寸及以上显示器。

2.预装软件

操作系统:MS-Windows WIN7

文字处理软件:MS-Office 2003以上

PLC编程软件:GX+Developer+8.86

工控组态软件:MCGSE_7.2以上

机器人软件:ABB RobotStuido离线编程软件

五、技术规范

(一)专业知识与技能要求

1.高职电气自动化技术、电气设备应用与维护、机电一体化技术、低压电器制造及应用、供用电技术、农村电气化技术、电气测控技术、工业网络技术、电气化铁道技术、光机电应用技术、建筑水电技术等相关专业所规定的教学内容中涉及到《工业机器人应用技术》《电工工艺技术》、《机械与电气识图(CAD)》、《PLC与传感器应用技术》、《液压与气动控制技术》、《机械维修技术》等课程的教学要求;

2.职业技能鉴定维修电工中级、高级工的知识和技能要求。

(二)技术规范标准

1.《世界技能大赛机电一体化项目技术规范》

2.《工业机器人安全规范》GB11291-1997;

3.维修电工国家职业标准(职业编码6-07-06-05);

4.工具钳工国家职业标准(职业编码6-05-02-02);

5.装配钳工国家职业标准(职业编码6-05-02-01);

6.机械设备安装工国家职业标准(职业编码6-23-10-01);

7.可编程控制系统设计师国家职业标准(职业编码X2-02-13-10);

六、技术平台

本赛项竞赛平台采用广东三向智能科技股份有限公司提供的“SX-815Q机电一体化综合实训设备”,设备包括了上料单元、瓶盖加工单元、检测分拣单元、工业机器人搬运包装单元、智能物料存储单元,包括了智能装配生产系统、自动包装系统、自动化立体仓库及智能物流系统、自动检测机质量控制系统、生产过程数据采集及控制系统等,是一个完整的智能工厂模拟装置,应用了工业机器人技术、PLC控制技术、变频控制技术、伺服控制技术、工业传感器技术、电机驱动技术等工业自动化相关技术,可实现空瓶上料、颗粒物料上料、物料分拣、颗粒填装、加盖、拧盖、物料检测、瓶盖检测、成品分拣、机器人抓取入盒、盒盖包装、贴标、入库等智能生产全过程。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SX-815Q机电一体化综合实训考核设备

(一)设备特性

1.系统应用综合性

包括了智能装配系统、自动包装系统、自动化立体仓库及智能物流系统、自动检测机质量控制系统、生产过程数据采集及控制系统等高端的现代自动化生产系统

2.知识技能全面性

包含工业机器人技术、PLC控制技术、变频控制技术、伺服控制技术、工业传感器技术、气动技术、电机驱动技术等工业自动化相关使用应用技术

3.模块组合灵活性

设备高度模块化,从工作单元到功能部件全部模块化设计,各模块、单元可以随意组合应用,形成多种不同的生产工艺流程

(二)技术平台组成

竞赛平台主要由颗粒上料单元、加盖拧盖单元、检测分拣单元、工业机器人单元、智能存储单元、触摸屏、物料瓶、颗粒物料、包装盒等组成。各单元都具有独立的PLC控制、有独立的按钮输入与指示灯输出既可以单元独立运行、又可以通过通信进行联机控制,方便竞赛出题的灵活性与多样性。

 

颗粒上料单元:上料输送皮带逐个将空瓶输送带填装输送带;同时颗粒上料机构将料筒内的物料推出;颗粒分拣机构对颗粒物料根据颜色进行分拣;当空瓶到达填装位后,定位夹紧机构将空瓶固定;吸取机构将分拣到的颗粒物料吸取瓶放到空瓶机构内;瓶子内物料到达设定的颗粒数量后,定位夹紧机构松开,皮带启动,将瓶子输送到下一个工位。此单元可以设定多样化的填装方式,可从物料颜色(2种)、颗粒数量(最多4粒)进行不同的组合,产生8种填装方式。

 

加盖拧盖单元:瓶子被输送到加盖机构后,夹盖定位夹紧机构将瓶子固定,加盖机构启动加盖流程,将盖子加到瓶子上;加上盖子的瓶子继续被送往拧盖机构,到拧盖机构下方,拧盖定位夹紧机构将瓶子固定,拧盖机构启动,将瓶盖拧紧。瓶盖分为白色和黑色两种。

 

检测分拣单元:拧盖后的瓶子经过此单元进行检测:回归反射传感器检测瓶盖是否拧紧;龙门机构检测瓶子内部颗粒是否符合要求;对拧盖与颗粒均合格的瓶子进行瓶盖颜色判别区分;拧盖或颗粒不合格的瓶子被分拣机构推送到废品皮带上(短皮带);拧盖与颗粒均合格的瓶子被输送到皮带末端,等待机器人搬运。

 

机器人单元:AB两个升降台存储包装盒和包装盒盖;A升降台将包装盒推向物料台上;6轴机器人将瓶子抓取放入物料台上的包装盒内;包装盒4个工位放满瓶子后,6轴机器人从B升降台上吸取盒盖,盖在包装盒上;6轴机器人根据瓶盖的颜色对盒盖上标签位进行分别贴标,贴完4个标签等待成品入仓单元入库。

 

智能存储单元:由一个弧形立体仓库和2轴伺服堆垛机构组成,把机器人单元物料台上的包装盒体吸取出来,然后按要求依次放入仓储相应仓位。2×3的仓库每个仓位均安装一个检测传感器,堆垛机构水平轴为一个涡轮旋转机构,垂直机构为涡轮丝杆升降机构,均由精密伺服电机进行高精度控制。

装配桌:由台身和台面两大部分组成。台身用方管焊接喷塑后组装连接,台面用高密度中纤板,表面贴压防火板,耐腐蚀、防静电。整个装配桌可随意拆装,方便运输安装。

工业机器人系统:由机器人本体、机器人控制器、示教单元、输入输出信号转换器、抓取机构、盒底上料升降机构、盒盖上料升降机构等组成,装备多种夹具、吸盘等,可对工件进行抓取、吸取、搬运等操作。

 

机器人本体结构示意图

本体由六自由度关节组成,固定在型材实训桌上,活动范围半径不小于580mm,角度不小于330°,本体具体参数如下表:

规格

型号

工作范围

有效荷重

手臂荷重

IRB 120-3/0.6

580mm

3kg(4kg)

0.3kg

特性

集成信号源

手腕设10路信号

集成气源

手腕设4路空气(5bar)

重复定位精度

0.01mm

机器人安装

任意角度

防护等级

IP30

控制器

IRC5紧凑型/IRC5单柜型

运动

轴运动

工作范围

最大速度

轴1旋转

+165°~-165°

250°/s

轴2手臂

+110°~-110°

250°/s

轴3手臂

+70°~-90°

250°/s

轴4手腕

+160°~-160°

320°/s

轴5弯曲

+120°~-120°

320°/s

轴6翻转

+400°~-400°

420°/s

 

        

机器人控制器                      机器人示教单元

机器人示教单元有液晶显示屏、使能按钮、急停按钮、操作键盘,用于参数设置、手动示教、位置编辑、程序编辑等操作。

PLC系统:配备汇川Hu2N可编程控制器、用于控制机器人及各模块的之间的协调运作。

电脑桌、物料配件:

 

 

 

 

 

1. 工作站配置(以实际配置为准):

序号

物料名称

参 数

单位

数量

备注

1

颗粒上料单元

尺寸:600mm×700mm×1500mm

PLC:H2U-3624MR-XP  1个

传感器:E3Z/E32/E3X系列  7个

变频器:FR-D720S-0.4K  1台

气缸TR10 /PB6/ HRQ10系列   5个

电磁阀:SY3120   5个

按钮控制板     1套

控制挂板       1套

工作台         1套

皮带机构       2套

定位夹紧装配   1套

1

 

2

加盖拧盖单元

尺寸:600mm×700mm×1500mm

PLC:H2U-1616MR-XP        1个

传感器:E3FA/E3X系列      3个

气缸:亚德客TR10/PB系列  5个

电磁阀:SY3120   5个

按钮控制板   1套

控制挂板     1套

工作台       1套

加盖机构     1套

拧盖机构     1套

定位夹紧机构 2套

输送带       1条

1

 

3

检测分拣站

尺寸:600mm×700mm×1300mm

PLC:H2U-1616MR-XP        1个

传感器:E3Z/E32/E3X系列   8个

气缸TR10系列    1个

电磁阀:SY3120   1个

按钮控制板   1套

控制挂板     1套

工作台       1套

龙门检测机构 1套

分拣机构     1套

输送带       1条

1

 

4

6轴机器人站

尺寸:600mm×700mm×1500mm

机器人:ABB IRB120-3/0.58 3公斤

PLC:H2U-3232MT  1个

传感器:E3Z/E32/E3X系列  5个

步进驱动器/电机:XY42系列

气缸TR10系列    2个

电磁阀:SY3120   2个

按钮控制板  1套

控制挂板    1套

工作台      1套

1

 

5

成品入仓站

尺寸:600mm×700mm×1500mm

PLC:H2U-2416MT   1个

传感器:E3Z/ SS-5GL系列  10个

伺服驱动器:MR-JE-10A     2个

伺服电机:HF-KN-13J-S100  2个

气缸:TR10       1个

电磁阀:SY3120   3个

按钮控制板     1套

控制挂板       1套

工作台         1套

仓库机构       1套

双轴堆垛机构   1套

1

 

7

电脑桌

600mm×700mm×720mm

2

 

8

装配桌

1400mm×700mm×720mm

带3层抽屉

2

 

9

产品配件包

SX-815Q-VII

1

 

1) 

USB连线

六轴机器人专用(USB 3M)

1

 

2) 

USB连线

3M 一头公 一头方口 蓝色

1

 

3) 

多功能排插

5位带线

1

 

4) 

并口通讯线

15T 1.5M 一公一母 黑色

3

 

5) 

PU气管

US98A-060-040-B 蓝色

15

 

6) 

PU气管

US98A-080-060-B 蓝色

2

 

7) 

减径直通接头

APG8-6

1

 

8) 

三通Y型

APY6

5

 

9) 

颗粒圆瓶身

SX-815Q-48-001

24

 

10) 

黑色瓶盖

SX-815Q-48-002

12

 

11) 

白色瓶盖

SX-815Q-48-004

12

 

12) 

蓝色物料块

SX-815Q-48-003

10

 

13) 

白色物料块

SX-815Q-48-005

50

 

14) 

空气压缩机

TYW-1 22L

1

 

15) 

设备使用说明书

SX-815Q

1

 

16) 

发货光盘

SX-815Q-VII

1

 

17) 

物料盒盖组件

SX-815Q-28-06-002

6

 

18) 

白色标签片组件

SX-815Q-28-07-01-00

12

 

19) 

黑色标签片组件

SX-815Q-28-07-01-00

12

 

20) 

学生凳组件

塑钢凳面(蓝)+铁质凳

4

 

 

2.配套工具及耗材

序号

名称

主要组成器件

数量

备注

1

配套工具

PLC通信电缆、工业机器人通信电缆、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、斜口钳、40W电烙铁、焊锡丝、试电笔、活动扳手、万用表及书写工具等。

1套

 

2

耗材

导线、管形绝缘端子(E-07508 黑)、保险丝、号码管、接线端子、电工胶带、焊锡丝、螺杆、螺母、垫片等若干。

1套

 

 

七、评分方法

1.竞赛项目满分为100分。分A、B、C、D、E、F 6个模块进行评分。

2.评分分为主观评分和客观评分两大部分,6个模块中均包含客观评分和主观评分。

3.客观评分由专家组记录每项的评判结果。

4.装配任务中,机械装配必须符合给定机械图纸上标注的尺寸要求。

5.接线必须遵循给定的输入/输出表要求。

    6.线路工艺、机械装配必须符合《机电一体化项目技术操作规范》要求

八、仲裁与申诉

1、申诉

1)参赛队对有失公平、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)申诉应在竞赛结束后1小时内提出,超过时效不予受理。申诉时,应按照规定的程序由参赛队领队向赛项仲裁工作组递交书面申诉报告。报告应对申诉事件的现象、发生的时间、涉及到的人员、申诉依据与理由等进行充分、实事求是的叙述。事实依据不充分、仅凭主观臆断的申诉将不予受理。申诉报告须有申诉的参赛选手、领队签名。

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,3小时内书面通知申诉方,告知申诉处理结果。

4)申诉人不得采取过激行为刁难、攻击工作人员,否则视为放弃申诉。

2、仲裁

赛项设仲裁工作组接受由代表队领队提出的对裁判结果等方面问题的申诉。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。仲裁工作组的仲裁结果为最终结果。

九、其他

协办单位联系人:左运超 电话:13937125863

主办单位系部联系人:任军 电话:15993905660

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