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2020年全国职业院校技能大赛(高职)河北选拔赛制造单元智能化改造与集成技术技能大赛赛项规程.pdf
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2020年全国职业院校技能大赛(高职)河北选拔赛制造单元智能化改造与集成技术技能大赛赛项规程.pdf
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2020 年全国职业院校技能大赛(高职)河北选拔赛制造单元
智能化改造与集成技术技能大赛赛项规程
一、 比赛的职业、标准、方式和内容
(一)职业:可编程序控制系统设计师、 电气设备安装工、 机械设备安装工、
数控机床操作工、计算机程序设计员等。
(二)标准:
序号 标准号 中文标准名称
1 GB/T 30976.1-30976.2 工业控制系统信息安全
2 GB/T 16977-2005 工业机器人坐标系和运动命名原则
3 GB/T 19399-2003 工业机器人编程和操作图形用户接口
4 GB 11291-1997 工业机器人安全规范
5 GB/T 14284-1993 工业机器人通用技术标准
6 GB/T 5465.2-1996 电气设备用图形符号
7 GB 5226.1-2002 机械安全 机械电气设备 第 1 部分
8 GB/Z 20830-2007
基于 PROFIBUS DP和 PROFINET IO的功能安
全通信行规 -PROFIsafe
9 GB/T 16657.2-2008
工业通信网络 现场总线规范 第 2 部
分: 物理层规范和服务定义
10 GB/Z 25105.3-2010
工业通信网络 现场总线规范 类型 10:
PROFINET IO 规范 第 3 部分 : PROFINET
IO 通信行规
11 GB/T 18725-2008 制造业信息化 技术术语
12 GB 21746-2008 教学仪器设备安全要求总则
13 GB21748-2008
教学仪器设备安全要求 仪器和零部件的基
本要求
14 JB/T 8832.1-2001 机床数控系统 通用技术条件
(三)比赛方式
1. 竞赛以团体赛方式进行。每支参赛队 3 名选手,参赛选手必须是 2019
年度高等职业学校全日制在籍学生或五年制高职四至五年级 (含四年级) 全日制
在籍学生,不限性别,年龄须不超过 25 周岁,年龄计算的截止时间以 2019 年
12 月 1 日为准。往届全国职业院校技能大赛中获一等奖的选手,不得参加同一
赛项同一组别的赛项。
2. 竞赛队伍组成: 由河北省各高等职业院校为单位组队参赛, 同一学校相
同项目报名参赛队不超过 2 支,不得跨校组队;指导教师须为本校专兼职教师,
每队限报 2 名指导教师。
(四)比赛内容
本赛项以汽车行业轮毂的生产制造为背景, 采用智能制造技术完成制造单元
系统的改造与集成, 充分体现 “两化深度融合” 在传统制造业升级改造中的技术
应用。竞赛过程中,选手需要根据任务书要求,自行设计实施方案,在三维软件
中搭建竞赛平台并完成产品生产流程仿真, 完成真实竞赛平台的系统搭建和线路
连接,对工业机器人进行点位示教和控制程序编制, 对数控系统进行加工程序编
制和通讯参数设置, 对视觉系统进行检测识别参数设定和优化, 对可编程控制器
进行控制程序编制及调试, 从而实现轮毂产品根据不同的生产工艺要求及订单需
求,完成仓库存储、数控加工、打磨加工、检测识别、分拣入位等工艺流程,通
过制造执行系统对生产过程信息和设备状态实时采集和可视化显示, 智能终端利
用云端实现安全的制造数据远程监控。
本赛项主要考察选手对于可编程控制器、 工业机器人、 数控系统、 集成视觉
等控制设备的编程调试和复杂机电设备系统联调的自动化能力, 兼顾考核选手在
工业网络及数据归档处理的信息化能力, 充分考验选手面对复杂任务要求的分析
处理以及解决方案的制定实施能力,展现选手的综合职业素质和创新水平。
本赛项采用团体比赛方式, 3 名选手在 5 小时内协作完成如下竞赛任务。
任务一 制造单元改造方案设计( 15%)
参考制造流程要求, 细化完整的生产工艺路径, 将工序内容与实现设备一一
对应;在场地面积条件下,合理设计单元的布局形式,完成完整工序内容;根据
工序流程和控制系统要求, 确定控制网络结构; 利用虚拟仿真软件, 在三维环境
中按照设计的布局形式, 搭建硬件环境, 规划功能单元的动作轨迹, 仿真验证布
局设计有效性。
任务二 硬件搭建及电气接线( 10%)
根据集成设计方案, 将所选的功能单元按照布局规划拼接固定; 根据功能要
求,完成各单元的机械安装、电气接线、气动连接、控制网络线路部署等内容;
手动测试单元功能动作正确。
任务三 制造单元的系统集成( 35%)
对 PLC控制器和远程 IO 进行组态操作,满足控制设计要求;对 PLC、工业
机器人、数控系统、视觉系统编程调试,分别实现工业机器人更换不同工具、工
业机器人从立体仓库中拾取零件、 工业机器人将待加工零件放入 / 取出数控机床、
选取指定加工程序完成加工任务、 工业机器人对零件表面打磨加工、 视觉系统对
零件产品加工结果的检测与判别、对零件进行分拣入位等功能动作。
任务四 控制网络的集成调试( 30%)
根据产品生产制造流程,对立体库、工业机器人、数控系统进行编程联调,
利用物联网、 工业以太网实现产品、 设备和控制器之间的信息交互, 满足加工流
程自动化; 合理优化程序逻辑和设备运行参数, 满足任务的生产效率要求, 可对
异常情况进行监控并做出合理判断, 确保生产安全; 利用 MES系统开发平台完成
信息采集、产品数据追溯、制造流程可视化、设备状态可视化等功能模块,并完
成智能制造单元的功能流程控制操作面板开发,实现对生产流程控制。
任务五 云端数据服务的调试( 5%)
在 MES系统开发平台中, 将任务要求的生产流程数据、 设备状态信息存储到
指定的云服务器中, 可使智能终端实时获取数据并图形化显示; 在 MES系统开发
平台中,将智能制造单元的功能流程控制接口开放到云服务器中,在网络安全、
用户认证后,可使智能终端远程控制单元制造加工。
任务六 职业素养( 5%)
竞赛过程中, 对参赛选手的技术应用合理性、 工具操作规范性、 机械电气工
艺规范性、 耗材使用环保性、 功耗控制节能性以及赛场安全、 文明生产等进行综
合评价。
二、比赛的软硬件环境
(1)硬件环境(每个竞赛工位)
序
号
设备名称
设备数
量
品牌
1
智能制造单元系统集成应用
平台
1 套
北京华航唯实机器人科技股份有
限公司
2 工具及耗材 1 套 无
3 安全帽 3 顶 无
4 计 算 机 2 台 无
(2)软件环境(每个竞赛工位)
序
号
软件名称 软件版本
1 操作系统 Windows 10 专业版
2 输入法 搜狗输入法 9.1 正式版
3 文本处理软件
WPS Office 2016
(10.1.0.7698 )
4 文本处理软件
Adobe reader XI
(11.0.20 )
5
SIEMENS SIMATIC STEP 7 Basic 编
程软件
SIEMENS TIA Portal V15 STEP 7
6
RobotArt 工业机器人离线编程软件
竞赛版
RobotArt 工业机器人离线编程软件
竞赛版
(V5.2.0.2760 )
7
SIEMENS SIMATIC WinCC
Professional 编程软件
SIEMENS TIA Portal V15 WinCC
Professional
三、竞赛流程
竞赛流程安排
日期 时间 事项 地点 参加人员
第一
天
9:00-14:00 参赛队报到
住宿
酒店
参赛队
15:30-16:30 领队会、场次抽检
会议
室
参赛队、裁判长、 监
督长
16:30-17:00 熟悉赛场
竞赛
场地
参赛队
17:00 封闭赛场
竞赛
场地
裁判长、监督长
第二
天
6:00-6:30
竞赛相关人员到达竞赛场地
并完成参赛队检录
竞赛
场地
裁判、工作人员、 监
督
6:30-7:00 竞赛队伍工位抽签赛前准备
竞赛
场地
裁判、工作人员、 监
督
7:00-12:00
正式比赛
(第 1 场)
竞赛
场地
裁判、技术人员、 监
督
12:00-13:30
参赛队退场、午餐
及裁判评分
竞赛
场地
裁判、监督
13:30-14:45 竞赛设备恢复
竞赛
场地
技术人员
14:30-15:00
竞赛相关人员到达竞赛场地
并完成参赛队检录
竞赛
场地
裁判、工作人员、 监
督
15:00-15:30 竞赛队伍工位抽签赛前准备
竞赛
场地
裁判、工作人员、 监
督
15:30-20:30
正式比赛
(第 2 场)
竞赛
场地
裁判、技术人员、 监
督
20:30-22:00
参赛队退场、晚餐
裁判评分
竞赛
场地
裁判、监督
22:00-23:15 竞赛设备恢复
竞赛
场地
技术人员
第三
天
6:00-6:30
竞赛相关人员到达竞赛场地
并完成参赛队检录
竞赛
场地
裁判、工作人员、 监
督
6:30-7:00 竞赛队伍工位抽签赛前准备
竞赛
场地
裁判、工作人员、 监
督
7:00-12:00
正式比赛
(第 3 场)
竞赛
场地
裁判、技术人员、 监
督
12:00-13:30
参赛队退场、午餐
及裁判评分
竞赛
场地
裁判、监督
13:30-14:45 竞赛设备恢复
竞赛
场地
技术人员
14:30-15:00
竞赛相关人员到达竞赛场地
并完成参赛队检录
竞赛
场地
裁判、工作人员、 监
督
15:00-15:30 竞赛队伍工位抽签赛前准备
竞赛
场地
裁判、工作人员、 监
督
15:30-20:30
正式比赛
(第 4 场)
竞赛
场地
裁判、技术人员、 监
督
20:30-22:00
参赛队退场、晚餐
裁判评分
竞赛
场地
裁判、监督
22:00-23:15 竞赛设备恢复
竞赛
场地
技术人员
第四
天
10:00-11:00 闭赛式
会议
室
参赛队、裁判、监督、
工作人员
四、竞赛赛卷
(一)赛项组委会下设的赛项专家组负责本赛项赛题的编制工作。 赛题编制
遵从公开、公平、公正原则。
(二)比赛前 10 天左右,由专家组负责组建 10 套赛卷。
(三)正式比赛前三天内,对赛卷随机排序后,在监督长的监督下,由裁判
长指定相关人员抽取正式赛卷与备用赛卷。
(四)竞赛试题样卷见附件。
五、评分规定
本届制造单元智能化改造与集成技术大赛比赛时间为 300 分钟,评分为五个
部分:系统集成方案设计、硬件搭建及电气接线、制造单元的集成改造、控制网
络的集成调试、云端数据服务的调试、职业素养,共计总分为 100 分。
(一) 评分细则
评分指标权重分配
一级指标 比例 二级指标 配分
制造单元改
造方案
15%
1. 系统布局方案设计
(1)系统布局规划框图绘制
(2)布局位置与真实设备布置相同
(3)清楚注明各单元名称
3 分
2. 控制系统方案设计
(1)控制系统拓扑图绘制
(2)拓扑结构与实际 TIA 设备网络设置相同
(3)清楚注明各设备名称
(4)清楚注明各设备 IP 地址
3 分
3. 虚拟仿真
(1)根据实际布局情况完成三维环境搭建
(2)完成轮毂零件的检测工序流程动作
(3)完成轮毂零件的其他工艺流程动作
(4)动作流程中不得出现工业机器人不可达点、
轴超限点或奇异点
(5)动作流程中不得出现工具与工业机器人脱
离情况
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