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1、第45届世界技能大赛山西省选拔赛机电T本化项目技术文件1 .本项目的技术描述1.1 本项目的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。1.2 选手应具备的能力选拔赛通过实际操作技能竞赛，全面考查参赛选手的职业综合素质和技术技能水平。选手应具备的能力包括：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，回路设计，分析、运行和维修七大部分，
2、要求的具体内容及说明见表1。表1选手应具备的能力要求及说明序号内容说明1工作的组织与管理布置并维护安全、整洁和高效的工作区域；合理安排工作以达到效率最大化和干扰最小化；团队合作与绩效。2交流与人际沟阅读、理解和提取各种格式文件中的技术数据和指令；通通过口头、书面和电子手段达到明确有效的沟通；与他人讨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。3机电一体化系统的开发根据既定要求设计系统；按照要求组装生产线；正确连接电线，气管；HMl设备的集成应用；正确安装机械、电气及传感系统并对其做必要的调整；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。4使用工业控制器将
3、PLC与机电一体化系统进行连接；搭建工业控制器与IIMl设备之间的工业通信网络/总线；为PLC做必要的配置；根据要求配置PLC,并配置相关控制电路使之能正确运行。5软件编程编写系统控制程序,并通过软件直观地展现动作流程及运行状态；PLC编程，包括数字和模拟信号的处理。6回路设计设计气动、液压和电气线路；运用现代软件工具设计以上线路。7分析、运行和维修采用适当的分析技巧查找机电一体化系统故障；在短时间内修理零部件；熟练、快速地处理各种故障；整体优化不同组件组成的机电一体化系统。2 .专家组、裁判员和选手2.1 专家组的条件和组成1）成立省级技术专家组、任命技术专家组组长，建立以技术专家组为首的，
4、由专家组成员、裁判员、选手所组成的竞赛技术体系。省级技术专家组长1名，对上服从地方政府相关机构和竞赛组委会的领导，并在竞赛技术工作方面对其负责。对下组织专家组成员、参赛单位教练和选手开展竞赛技术工作的实施。专家组成员4名，辅助专家组长开展技术工作。专家组负责选拔赛技术顶层设计，具有技术问题的最终解释权和决定权。专家组应全程参与命题、选拔赛现场执裁、客观检测以及监督检测过程的技术工作。2）技术专家应从事本项目技术工作10年以上，有高级技师职业资格或副高级以上专业技术职务，专业技能高超，获得全国技术能手或省级技术能手称号的高技能人才优先；技术专家组长应具有在国家或省级竞赛中担任专家组长或项目裁判长
5、经历，具有国家或省级技能竞赛裁判员资格人员优先。2.2裁判员的条件和组成2.2.1裁判员的条件1）思想品德优秀，身心健康；2）具有本专（职）业技师以上职业资格或副高级以上专业技术职务，且在本专（行）业具有一定的影响力；3）参加过省级以上职业技能竞赛的执裁或相关工作，具有国家或省级技能竞赛裁判员资格人员优先；4）熟悉竞赛规则、技术文件、专业技术规范以及职业健康与安全规范。2. 2.2裁判员的组成裁判员全部聘请第三方裁判，要求裁判员所在单位均无选手参加本次竞赛。3. 3选手的条件和要求1） 1994年1月1日后出生的人员;2）思想品德优秀，身心健康；3）具有机电一体化项目及相关专业技能培训经历，熟
6、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；4）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；5）有一定英语基础，并且能看懂简单英文技术资料；6）选手裸眼视力或矫正视力应达到正常标准（裸眼视力或矫正视力应达到4.6以上）。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；7）本项目为团队比赛，每个参赛团队的人数规定为2人。3.选拔赛的试题3.1 选拔赛样题1）比赛前10天将提供实操样题1份给各参赛队，内容与选拔赛试题的硬件相似度必须达70%以上；2）实操样题内容包含已知设备的硬件
7、组成部分图形、任务类型，任务结构及技术规范（见附件），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。3. 2选拔赛试题1）实操比赛包含3个任务，其中任务3中含样题和技术文件外的未知模块；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：3个任务的总时长不超过7小时。3.3试题测评项目与标准3.3.1测评项目试题测评项目包括：仿真盒评分、PLC功能评分、专
8、业技术规范评分、时间及效率评分。3. 2.2测评标准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；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。3 .4试题的配分及比例试题采用百分制评分：实际操作3个任务配分100分,竞赛总成绩100分。详细的配分及比例见表2。表2试题的配分及比例评分内容分数主观分客观分合计PLC运行6161仿真盒操作1010专业技术规范19019时间及效率1010总分1001004 .5评分表细则1）实操试题的评分表由命题专
9、家组制定，最终的评分表细则由全体裁判讨论确定;2）评分表细则包含在比赛试题中。依据世赛的最新要求，此次选拔赛的专业技术规范将采用主观评分，其余测评项目均为客观评分。5 .选拔赛的命题方式选拔赛样题和试题均由省技术专家组依据技术文件，结合世界技能大赛、全国选拔赛、山西省选拔赛往届试题以及机电一体化新技术、新应用组织专家命制。6 .竞赛成绩的评判1 .1竞赛的评判为了考察选手的综合能力，任务完成后分别对设备功能、专业技术规范、时间及效率、安全操作规范进行打分。1.1.1 评判流程第一步：PLC功能评分；第二步：仿真盒评分；第三步：专业技术规范评分；第四步：时间效率评分。5 .2.2评判的方法评判时
10、，每一评判小组至少由3人组成，负责下达操作指令、监督选手操作、查看测试结果并且记录选手成绩。DPLe运行功能评分方法选手连接PLC与比赛设备，打开电源、气源，做好评分准备。选手根据裁判要求操作控制面板及放置工件。根据设备运行情况，与评分表进行比较，裁判判定是否得分。2）仿真盒评分方法选手连接仿真盒与比赛设备，打开电源，气源，做好评分准备。选手根据裁判要求操作仿真盒及触发传感器及填充工件。根据仿真盒信号显示情况与评分表进行比较,裁判判定是否得分。3）专业技术规范评分方法选手被要求旁观整个评分过程。裁判根据“专业技术规范”内容，逐项逐个检查设备在组装和接线和操作过程中的规范性，判定是否得分。4）时
11、间评分方法用秒表记录选手完成任务所需要的时间（最小计时单位为秒）。当功能评分成绩为满分，且专业技术规范大于等于某一个分值时，才可以计算时间成绩。时间分计算方法：时间成绩=（TX-Ta）XM/（TX-Tn）其中：TX表示最长完成时间，Ta表示实际完成时间，Tn表示最短完成时间，M为时间分值。5.2.3裁判员在评判工作中的任务1）发出正确指令给选手；2）记录选手操作过程中碰到的相关问题；3）记录违规事项并及时提醒选手避免再次出现；4）参加评判，查看测试结果，记录选手成绩；5）评分结束后立即计算出选手当前任务成绩并上交裁判长。5.2.4裁判员在评判中的纪献嚷求D耐心并清晰、明确地告知选手操作指令；2
12、）认真监督选手操作过程；3）认真并客观记录选手成绩；4）公平并公正对待每一位参赛选手。5 .3竞赛成绩的统计操作竞赛包括三个任务，三个任务的满分为100分，三个任务的竞赛总成绩作为参赛队竞赛总成绩和名次排序的依据。6 .选拔赛的基础设施6.1 硬件设备要求根据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，此次选拔赛的竞赛设备由赛场提供；2）竞赛设备选用符合世界技能大赛标准及要求的由山东栋梁科技设
13、备有限公司提供的机电一体化实训系统DLDS-5ARo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。6.1.1 供料单元的组成，功能，模块及技术参数：D供料单元组成：镀金台体、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）供料单元功能：供料工作单元的主要作用是为加工过程逐一提供加工工件。在管状料仓中最多可存放8个工件。供料过程中，双作用气缸从料仓中逐一推出工件，接着转换模块
14、上的真空吸盘将工件吸起，转换模块的转臂在旋转缸的驱动下将工件移至下一个工作站的相应位置。其中转换模块在系统中作为气动提取装置使用。通过真空吸盘吸起加工工件，旋转气缸可将工件在0。到180。范围内旋转。使用传感器来进行终端位置的检测。3)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622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：镀金台体、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
15、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。2）机械手搬运检测单元功能：机械手单元配备一个检测单元和一个柔性的二轴手爪。漫射光纤传感器检测到托盘上的工件后，检测单元气缸伸出，下降，检测工件的深度，检测完成后检测单元气缸上升，缩回。检测单元缩回到位后，气动手爪抓起工件，根据工件的深度把深的和浅的工件分别放入对应料仓，把合格工件传送到下一单元。手爪模块为本单元的主要功能模块，通用的二轴抓取设备，实现“抓和放”的任务。轴的行程，斜度，限位开关和安装位置都可调。3）机械手单元技术参数操作气压400KPa（4bar）操作电压24VDC18位数字量输入12位数字量输出1路模拟量输入1路模拟
16、量输出6.1.2 配单元组成、功能、模块及技术参数1）装配单元组成：镀金台体、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）装配单元功能：料盖缓冲单元进行连续缓冲操作，当工件运行至本站后，传感器对工件进行识别，识别以后，料盖缓冲站的真空吸盘将抓取对应盖子并进行装配。装配完成后工件传输到下一单元。料盖缓冲模块，通过两条皮带正反转实现料盖的循环检测，实现对应料块的材质颜色的匹配。皮带正反转和速度可调。真空吸盘模块，通过真空吸盘，将盖子吸取盖到对应的料块上，完成装配动作。1g3)装配单元技
17、术参数操作气压400KPa(4bar)操作电压24VDC22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1)机器人码垛单元组成：镀金台体、铝合金底板、操作面板、PLC控制板、ABBX业机器人IRBi20、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）机器人码垛单元功能：料块传输到本站后，工业机器人根据料块的颜色和材质分类码放。3）机器人码垛单元技术参数操作气压400KPa（4bar）操作电压24VDC17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
18、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：6. 3竞赛前的设备准备现场设备提供四台三菱FX3U系列PLC,采用RS485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IAO；竞赛设备所用电压为DC24V,传感器类型均为PNP,PLC电源为AC220V。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（三菱PLC的编程软件：GXDeveIoper,触摸屏编程软件：昆仑通态：MCGS7.7）6.4每个比赛工位所需设施赛
19、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6电气控制箱输出最小5,220V交流电1个带漏电保护开关及两个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061Mpa0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赛场辅助
20、设施根据竞赛需要，赛场还需准备如下辅助设施，见表4。表4现场辅助设施工具清单序号名称规格数量备注1音响及扩音器能涵盖整个赛场1套2无线麦克风2个与音响配套3哨2个4赛场时钟具有时/分/秒/毫秒计时1套赛场都可见5计时秒表若干6打印机2台7打印纸A42箱8签字笔红、黑若干9订书机及钉1套10评分夹若干11文件柜1套用于存放竞赛资料12饮水机及桶装水若干根据赛场布置13瓶装水若干竞赛现场14讨论区工作台若干摆放在讨论区15讨论区座椅若干摆放在讨论区16隔离栏若干包围赛场17安全标志若干18常用急救药盒2套常用药品19灭火器若干根据赛场布置6.6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
21、。除电动工具除外，任何市售工具均可使用。6. 7竞赛用耗材根据竞赛需要，赛场提供如下耗材，见表5。表5赛场提供的耗材清单序号名称说明数量备注1导线单根多股/铜芯0.75mm2若干2气管6、4、3若干3扎带2.5-l若干4冷压端子0.25,0.5,0.75若干5线槽若干7.选拔赛的场地7.1 场地面积要求比赛工位：每个工位占地不少于IOm2；7. 2场地照明要求照度大于500Em（Ix）o7. 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
22、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与承办单位的实际情况，初步确定如下场地布局，如下图所示。2565330025001r-12500125003日2500125005|5|2500J6r-i一2500e引物7困8 .选拔赛安全要求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-6,违规者不得参赛；*-6机电一体化选手必备的防护装备防护项目图示说明眼睛的防护L防溅入2.带近视镜也必须佩戴足部的防护防滑、防砸、防穿刺工作服曹1、必须是长
23、裤2、防护服必须紧身不松垮，达到三紧要求3、女生长发不得外露4、工作服不得含有学校信息安全帽,硬质防护8.2有毒有害物品的管理和限制严禁携带表7中所列的和其它有毒有害物品进入赛场。表7受限有毒有害物品清单有害物品图示说明防锈清洗剂i禁止携带酒精自严禁携带汽油严禁携带有毒有害物A严禁携带8. 3医疗设备和措施赛场应准备表8所列的常规医疗物品，并配备一名医务人员随时准备处理现场突发伤害事故。表8常规医疗物品清单序号名称数量备注1酒精棉1盒2纱布1卷3创可贴1盒4保心丸1瓶5医用剪刀1把9.选拔赛比赛流程9.1 比赛流程C-1：选手、裁判报到，比赛工位抽签，赛前准备；C1：正式比赛与评分，任务1、任
24、务2、任务3；C+1：公布比赛成绩，选手、裁判返回。具体竞赛日程安排赛前一周发布。9. 2裁判员的工作内容与纪律1）裁判员应服从裁判长的管理，裁判员的工作由裁判长指派决定；2）裁判员在工作期间不得使用手机、照相机、录像机等设备。3）现场执裁的裁判员负责检查选手携带的物品。违规物品一律清出赛场。比赛结束后裁判员要命令选手停止操作，并监督选手交回试卷和评分表；4）比赛期间，除裁判员外任何人员不得主动接近选手及其工作区域，不许主动与选手接触与交流，除非选手举手示意解决比赛中出现的问题；5）检查选手所带工具：按照比赛携带工具要求严格执行，仔细检查每一个参赛队所带工具是否符合要求；6）记录选手比赛时间：
25、包括记录选手比赛期间发生的事件，如：元件损坏等；7）现场成绩评判。评分时除当值裁判员和被测选手在比赛工位内，其他选手和人员不得围观。9. 3选手的工作内容与纪律1）选手在熟悉设备前通过抽签决定比赛工位；2）比赛前需保证选手有不少于10分钟在各自工位内进行熟悉设备。3）比赛期间根据比赛任务要求完成生产线的组装、编程、调试、故障维护或设备优化；4）比赛日内选手比赛用电脑、PLC、工具以及赛场提供的物品、资料一律不准带离比赛工位;5）选手禁止将移动电话带入比赛工位，禁止比赛时使用手机、照相机、录像机等设备，禁止携带和使用自带的任何存储设备；6）选手在拿到竞赛试题后，有10分钟的时间在竞赛工位讨论区交
26、流；7）比赛时，除裁判长和现场裁判外任何人员不得主动接近选手及其工作区域，选手有问题只能向裁判长和现场裁判反映；8）比赛结束哨声响起以后，选手应立即停止工作，并将比赛试题和评分表放在工作台上，走出自己的工位；9）未经裁判长允许，选手不得延长比赛时间；10）参赛选手只允许在自己的工位内工作；11）参赛选手只允许使用自己工位上的设备、电脑、PLC、工具等，除裁判长同意才可向他人借用；12）参赛选手在完成自己比赛题目后，举手示意现场裁判，并退出比赛工位，经和现场裁判确认比赛耗时后，退至选手休息区等候评分；13）在比赛期间参赛选手不准离开比赛工位，如果有特殊重要原因，必须通知现场裁判并在事件记录表中签
27、字；14）在竞赛过程中如发现问题（如设备故障等），选手应立即向现场裁判反映。得到同意后，选手退出到工作区外等候，等待故障处理完后方可继续比赛。如属于设备故障，补时时间为从选手示意到故障处理结束这段时间，否则不予补时；15）参赛选手严禁使用任何事先准备好的PLC程序，一经发现取消比赛资格；17）评分期间，选手按裁判人员的指令要求操作设备，不允许更改、调整比赛设备及相关控制程序。18）违规选手一经发现，由裁判员提出警告，并报告裁判长。由裁判长依情节轻重扣减10分-20分，直至取消竞赛资格。10.绿色环保10.1 环境保护1）在每天比赛结束时必须整理清洁现场；2）室内区域，包括临时搭建的建筑和帐篷内都禁止吸烟，只允许在指定区域吸烟;3）比赛时应尽量控制噪音。10.2循环利用1）提供不同记号的容器用于存放不同种类的垃圾；2）减少产生的垃圾总量，并尽可能做到循环再利用。
