2018年山东省职业院校技能大赛中职教师组“机器人技术应用”赛项竞赛规程

2018年山东省职业院校技能大赛

中职(教师组)“机器人技术应用”赛项竞赛规程

一\赛项名称

赛项名称：机器人技术应用

赛项组别：中职教师组

赛项类别：装备制造类

二、竞赛目的

随着《中国制造2025》战略规划的推进和制造业转型升级，工业机器人作为智能

制造的重要终端设备，在汽车、电子、食品、化工、装备制造等行业中得到广泛应用，

对工业机器人技术综合性应用人才的需求日益增强。

赛项专家组根据中职教育教学的要求和特点设计了本赛项，搭建了比赛与教学一

体化的竞技与交流平台，旨在引导中职院校工业机器人相关专业的人才培养模式改革、

课程建设和考核评价方式的转变，促进师资队伍专业能力和技术服务水平的提升，提

高工业机器人专业的人才培养质量，提升工业机器人系统技术应用人才水平。

三、竞赛内容与时间

(-)竞赛内容

竞赛内容有“教学设计、教学设计展示与答辩、实际操作”等，分别占总成绩的

30%、20%、50%比例。

1.教学设计

教学设计全部内容由参赛教师在现场比赛前完成。其中包括教学设计选定题目、

教学设计文本制作以及教学展示PPT材料制作等。

（1）教学设计选题

教学设计的选题由专家组根据企业应用实际，结合职业教学需求与特点，选定的

教学项目，参赛队按照《教学设计任务书》（赛前20天左右公布）分列的不同选题，

任选其一进行教学设计。

（2）教学设计文本

教学设计文本，需参赛教师按给定条件，结合实操比赛内容对选定题目进行教学

文本制作，教学设计的内容由教学目标设计、教学内容设计、教学过程和方法设计、

教学资源设计、教学评价设计等几个部分组成。

（3）教学设计展示PPT文档制作

参赛教师根据自己的教学设计文本制作对应的展示文档（PPT）o对展示文档的要

求：

①按10分钟时长制作对应的PPT展示文档。

②展示文档无字体要求，不限风格形式。

③展示文档能够帮助参赛教师在演说过程中使评委迅速理解自己的观点，在讲演

的过程中使评委做到看听同步，在有限的比赛时间内阐述完自己的设计观点与教法。

2.展示答辩

（1）在做好教学设计及其文本制作的基础上，完成展示及答辩演示文稿等准备工

作，在比赛现场按抽签得到的分组及顺序独立进行展示与答辩。

（2）展示时间为10分钟，超时扣分。

（3）提问与答辩时间为3分钟。

（4）教学设计展示与答辩，评委当场评分。

3.实际操作

本环节内容由参赛教师按大赛《任务书》要求完成。实际操作部分重点考核参赛

教师工程实践的能力与实践教学的水平，力求将相关专业实践教学内容和国家相关职

业标准相结合，考察参赛教师技术水平、操作能力和职业素养等。

（1）竞赛时长

本赛项实际操作比赛时间为4小时。

（2）竞赛任务

①外壳涂胶（15%）

根据任务书要求和技术标准，利用离线编程软件或示教器，实现工业机器人对涂

胶（尖点）工具的自动拾取和释放，完成外壳涂胶的工艺动作，在实际竞赛平台上进

行验证，确保过程连续且无碰撞。

②产品码垛（15%）

根据任务书要求和技术标准，利用离线编程软件或示教器，实现工业机器人对夹

爪工具的自动拾取和释放，完成产品码垛的工艺动作，在实际竞赛平台上进行验证，

确保过程连续且无碰撞。

③异形芯片分拣和安装（35%）

根据任务书要求和技术标准，通过工业机器人编程，按实际生产节拍实现产品异

形芯片分拣和安装。工业机器人根据功能要求在多种工具间快速更换，拾取芯片后，

利用视觉检测其形状、颜色等特征参数，依照要求完成后续装配动作，拾取盖板完成

安装或拆卸，实现锁螺丝动作。

④PLC编程、触摸屏编程及系统联调（25%）

根据任务书要求和技术标准，通过PLC对装配单元的控制实现产品的功能检测;

对触摸屏界面进行设计，实现对设备流程的交互控制、运行状态的监控显示以及调试

测试等功能；对工业机器人、PLC、触摸屏进行通讯设置和联调，完成整体流程动作；

对急停程序、报警程序进行编程，确保设备安全运行。

⑤职业素养（10%）

竞赛过程中，对参赛教师的设备操作合理性、规范性，完成工业机器人系统的安

装及调试过程中对耗材的合理使用，对专用工具及量具的操作，安全生产和操作的认

识程度等进行综合评价。

（-）竞赛流程

具体的竞赛日期，由山东省职业院校技能大赛组委会统一规定，赛事日程见表

竞赛日程表

日期/时间事项地点联系人

9:00—15:00格林豪泰董国红

第一比赛报到

天

15:20领队（指导教师、赛前说明）会学术报告厅会务组

16:40专家（裁判）会比赛现场会务组

17:00参赛教师、老师熟悉赛场践行楼二楼考务负责人

7:40-8:00第一场次检录、抽取工位号比赛场地考务负责人

8:00-12:00第一场次比赛比赛场地考务负责人

考务负责人

第二12:00-13:40现场评分比赛场地

天

13:40-14:00第二场次检录、抽取工位号比赛场地考务负责人

14：00-18：00第二场次比赛比赛场地考务负责人

考务负责人

18:00-19:40现场评分比赛场地

8:00-12:00教学设计展示及答辩考务负责人

第三比赛场地

天

13:00-17:00教学设计展示及答辩考务负责人

比赛场地

第四根据评判，实成绩发布（专家点评、作品展示）

天时通知会

（以上时间点仅供参考，现场可根据报名情况实际调整）

四'竞赛方式

教师组机器人技术应用赛项为个人赛，以市为单位参赛，每市限报2人。

（-）组织机构：按照《山东省教育厅等5部门关于举办2018年全省职业院校技

能大赛的通知》（鲁教职字【2018】27号）的规定执行

（二）组织方式：竞赛需采取多场次进行，由执委会按照竞赛日程表组织各领队参

加公开抽签，确定各队参赛场次。竞赛采取双抽签的方式，即第一次抽签抽取顺序号、

第二次抽签根据顺序号抽取参赛教师参赛的工位号。

五'竞赛命题

本届比赛根据教育部中等职业学校相关专业教学指导方案，紧密联系企业生产实际,

参照相关专业职业技能鉴定标准中关于中级工、高级工的要求，适当体现当今现代制造

新技术和新知识，按照《2018年山东省职业院校技能大赛赛项赛题管理办法》组织专家

命题。

本项目竞赛命题采取试题库的形式，从试题库随机抽取合适的试题。竞赛试题主要

考查工业机器人的综合应用能力，包括工业机器人的机械及电气安装调试、工业机器人

维护及操作、示教编程、离线编程等部分，教学设计内容根据提供的题目任选一题进行

教学设计、课件制作及项目展示，教学设计内容赛前一周公布。

本赛项采取公开竞赛样题方式，赛前一个周竞赛样题在网上公布。

六'竞赛规则

1.参赛教师报名资格须按照《山东省教育厅等5部门关于举办2018年全省职业

院校技能大赛的通知》（鲁教职字【2018】27号）的规定执行。

2.报到当日，执委会安排各参赛队统一有序的熟悉场地。熟悉场地时限定在观摩区

活动，不允许进入比赛区。熟悉场地时严禁与现场工作人员进行交流，严格遵守竞赛各

种制度。

3.参赛教师必须凭参赛证、身份证准时到达竞赛赛场，赛前15分钟抽取工位号，

对号入座。检查设备和摆放工具的时间为10分钟，现场裁判将对各参赛教师的身份进

行核对。在竞赛正式开始前10分钟发放工作任务书，未宣布正式开赛前，参赛教师只

能阅读工作任务书和完成设备检查和工具摆放等。

4.参赛教师进入赛场后，不得随意离开赛位范围，不得与其它赛位参赛教师交流。

因病或其他原因需要离开赛场或终止竞赛，须举手向裁判员示意询问，经赛场首席评委

同意，并在赛场记录表上签字确认后，方可离开赛场并在赛场工作人员指引下到达指定

地点。

5.参赛教师在竞赛过程中需要更换零件、元件或器件时，可举手向赛场评委报告,

填写更换元器件名称、更换原因和更换时间（更换时间从填写赛场记录开始到更换完成

为止）并签字确认后，由赛场评委安排赛场技术支持人员更换。更换的元件由赛场技术

支持人员检测，情况属实予以补时，否则应告知参赛教师并按评分细则扣分。

6.竞赛过程中，参赛教师必须严格遵守安全操作规程，确保人身和设备安全，并接

受现场裁判和技术人员的监督和警示。因参赛教师造成设备故障或损坏，无法继续竞赛,

裁判长有权决定终止竞赛。非人为因素造成设备故障，由裁判长视具体情况做出裁决（暂

停竞赛计时或调整至最后一场次参加竞赛）。如果确定为设备故障问题，裁判长将酌情

给予补时。

7.裁判长结束哨声响起，宣布竞赛正式结束后，参赛教师应在指定的地点等待，在

参与相关项目的评价后方可离开赛场。参赛队若提前结束竞赛，应由参赛教师向裁判员

举手示意，竞赛终止时间由裁判员记录，参赛队结束竞赛后不得再进行任何操作。

8.现场裁判依据现场打分表，对参赛队的操作规范、现场表现等进行现场记录，并

由参赛教师、裁判员、裁判长签字确认，评分由评分裁判进行评分。对参赛教师提交的

竞赛成果，由评分裁判依据赛项评价标准进行评价与评分。

9,为保障成绩统计的准确性，监督组对赛项总成绩排名前30%的所有参赛队伍的成

绩进行复核；对其余成绩进行抽检复核，抽检覆盖率不得低于20院监督组将复检中发

现的错误通过书面方式及时告知裁判长，由裁判长更正成绩并签字确认。错误率超过5%

的，则认定为非小概率事件，裁判组需对所有成绩进行复核。

10.闭幕式前，比赛成绩经工作人员统计、汇总、排序后交由执委会、裁判组共同

检查，确认裁判工作无误后确认裁判工作无误后在监督组的监督下集体解密，裁判组、

监督组集体签字生效，解密后立即在闭幕式上公布。最终将比赛所有资料交赛项执委会

汇总，未经执委会同意任何人不得泄露比赛试题和比赛成绩，比赛结果由赛项执委会统

一公布。

七'竞赛环境

（一）承办校根据报名人数及设备最终数量，提供面积与竞赛规模相适应的竞赛

场地。

（二）竞赛场地平整、明亮、通风良好，每个竞赛工位配备赛项平台1套，凳子

2张，专用工具1套，U盘1个，安全帽1个。

（三）单个竞赛赛位面积12m2（4mX3m）,标明竞赛赛位号码，有明显区域划分。

（四）每个竞赛工位提供220V-5kW供电，电脑供电电路提供UPS。

（五）为满足应用软件的使用及电子资料的查看，大赛现场每个竞赛工位提供1

台计算机，具体性能规格如下：

1.处理器：64位四核心，主频2.5GHz（Inteli5）

2.内存：8GB

3.硬盘：500GB

4.独立显卡：Nvidia显示芯片，1500MHz频率，3GB显存(NvidiaGeForceGTX1060)

5.操作系统：Windows7

6.应用软件：安装Word2010或以上版本、PDF文件查看器正版软件、RobotArt

工业机器人离线编程软件竞赛版、SIEMENSS7-200SMARTPLC编程软件、威纶触摸

屏编程软件。

7.技术资料：竞赛平台配套的相关技术文档和手册说明。

（六）为保障工业机器人维护维修竞赛任务的顺利开展，不影响其他任务的完成

度，竞赛现场单独提供竞赛设备。

（七）赛场规划参观通道，规划体验区域。

（A）赛场设置医疗站。

（九）赛场放置灭火器。

八、技术规范

（-）相关知识与技能

1.工业机器人技术

2.机械安装调试

3.电气安装调试

4.气动控制技术

5.传感器技术

6.PLC控制及应用

7.智能视觉检测技术

8.HMI人机组态技术

9.结构化编程及虚拟仿真技术

10.通用机电设备安装、调试、保养及维护

（二）参考相关职业标准和技术标准

1.工业控制系统信息安全GB/T30976.1-30976.2

2.工业机器人坐标系和运动命名原则GB/T16977-2005

3.工业机器人编程和操作图形用户接口GB/T19399-2003

4.工业机器人安全规范GB11291-1997

5.工业机器人通用技术标准GB/T14284-1993

6.工业机器人抓握型夹持器物体搬运词汇和特性表示GB/T19400-2003

7.电气设备用图形符号GB/T5465.2-1996

8.机械安全机械电气设备第1部分GB5226.1-2002

9.机械设备安装工国家职业标准（职业编码6-23-10-01）

10.电气设备安装工国家职业标准（职业编码6-23-10-02）

1L可编程序控制系统设计师国家职业标准（职业编码X2-02-13-10）

12.世界技能大赛机电一体化项目专业技术规范

九、技术平台

(-)竞赛平台功能概述

机器人技术应用赛项竞赛平台采用北京华航唯实机器人科技股份有限公司提供的

CHL-DS-01型工业机器人PCB异形插件工作站作为竞赛平台，如错误!未找到引用源。

所示。

图1竞赛平台

竞赛平台以工业机器人为核心，以3c行业最典型的异形芯片插件工艺过程为任

务主线，包含了涂胶、码垛、分拣、装配等生产流程，实现对电子产品的芯片分拣、

装配过程，其中电子产品由PCB板、异形芯片、盖板组成。为提高产品复用性和操作

趣味性，突出工业机器人及周边设备的操作过程，电子产品采用模拟化设计，PCB板

为提供多种芯片安装位置的真实电路板，异形芯片由不同形状、不同颜色的料板代表

类型。竞赛平台源于工业应用现场的特征，使其既适合作为职业技能竞赛平台，同时

也满足了职业院校工业机器人系统操作和编程的教学需求。

竞赛平台深度集成了离线编程技术，软件不仅包含硬件平台的三维模型资源，还

大大简化了涂胶及搬运码垛工艺实现的编程过程，提高轨迹复现精度，避免发生碰撞

干涉。离线编程软件可同时支持多种工业机器人的离线编程，如错误!未找到引用源。

所示，集成了计算机三维实体显示、系统仿真、智能轨迹优化、运动控制代码生成等

核心技术，可实现复杂轨迹的高精度生成和复现，在计算机上完成轨迹设计、规划、

运动仿真、碰撞检查、姿态优化，最后直接生成工业机器人控制器所需的执行运动代

码，缩短了工业机器人的编程调试时间。

图2RobotArt工业机器人离线编程软件竞赛版

（二）竞赛平台主要设备参数

表1赛项推荐竞赛平台参数规格

序号名称主要规格和功能数量备注

1工业额定负载：3kg1套ABBIRB120

机器人工作范围：500mm

重复定位精度：0.01mm

本体重量：25kg

采用工具快换系统，实现工业机器人在不同工

机器人

2具间的快速更换；工艺工具包含4个，分别为1套

工具

涂胶工具、夹爪工具、吸盘工具和锁螺丝工具

涂胶轨迹包括不同形状的产品外壳图形，码垛

涂胶

3产品的指定位置图形、以及基准坐标系的轨迹1套

模块

贴纸

搬运码垛提供多个方形产品物料和2个平台，方形产片

41套

模块物料为塑料材质

异形芯片用于存放异形芯片原料、盖板等，托盘为铝合

51套

原料单元金材质，支撑为铝合金型材

包含多个装配工位，完成芯片装配后可将产品

异形芯片

6推入检测位进行测试，采用无杆气缸驱动，含1套

装配单元

到位传感器和检测结果指示灯

工业级智能视觉系统，可对芯片的颜色、外形、

尺寸等信息进行提取，并通过工业以太网总线

视觉检测

7通信和现场数字量10方式传输给工业机器人，1套0MR0N

单元

摄像元件为全像素读出方式网线传输型CCD,彩

色识别,有效像素1600X1200

采用全自动设计，旋转式分料设计，螺丝供给

螺丝供料

8速度快，机器震动小，稳定的螺丝供料和取料1套olttool

单元

效果

总控采用PLC实现集成控制，包含以太网接口，提

91套SIEMENS

供数字量输入/输出扩展模块

系统

可实现多个品牌多个型号的工业机器人进行模

型导入、轨迹规划、运动仿真和控制代码输出，

实现离线编程

采用通用3D技术，与CAD教学衔接，支持

prt(UG)、prt(ProE),CATPart(CATIA),

sldpart(Solidworks),ics(3D实体设计)等3D

CAD系统的模型文件导入，可通过三维球功能对

RobotArt工业

离线编程

模型进行平移、旋转操作

101套机器人离线编

软件

轨迹与CAD模型特征关联，可根据CAD模型的程软件竞赛版

改变自动更新轨迹数据，即CAD模型尺寸变大，

轨迹可自动更新无需编辑操作

可实现将编程结果仿真运行过程并输出3D仿

真，上传云端自动生成二维码，通过浏览器可

直接播放，并可以自由切换观看视角和放大缩

小

十、评分标准

本赛项将本着“公平、公正、公开、科学、规范”的原则进行成绩评定工作。赛

项教学设计成绩为A、展示答辩成绩为B、实际操作为C,总成绩为D=0.3A+0.2B+

0.5Co按总成绩D由高到低排列名次。

对于实际操作成绩评定过程，按比赛成绩从高分到低分排列参赛教师的名次；竞

赛成绩相同时，完成工作任务所用时间少的名次在前；竞赛成绩和完成工作任务用时

均相同时，外壳涂胶内容的成绩高的名次在前；再次，职业素养项的成绩高的名次在

前。

1.教学设计成绩评定

评委根据提交的教学设计文本评定参赛教师参赛教师教学设计的成绩，无教学设

计文本，教学设计成绩为“0”分。教学设计部分的总成绩为100分。

表2教学设计内容评分指标权重分配

评比指标分值评比要素

教学目标根据教学目标设计的科学性、合理性、可操作性和目标描述的完整

15

设计性等进行评分。

根据做、学、教内容的完整性、合理性、可操作性等能否支持学生

教学内容

25职业能力发展和教学目标的达成，选择的做、学、教内容与职业岗

设计

位对接等情况进行评分。

根据教学过程与工作过程对接的情况以及教学方法的科学性、先进

教学过程

性、可操作性，各个教学环节时间安排、过程安排及环节之间过渡

与方法设25

的科学性与合理性，各个环节教师与学生做学教任务清晰、分工明

计

确、责任到位等情况进行评分。

教学资源选取的合理性，对教学目标达成的有效性及资源选用的科

教学资源学性进行评分。能够说明任务安排、对学生的要求，突出要点。能

15

设计够呈现丰富、完整的学习任务情境。表现形式合理，简洁明了、具

有很强的表现力。

根据评价内容和标准与职业岗位工作实际、与教学目标的相关性、

教学评价15完整性，制定的评价细则科学性、合理性和可操作性等情况进行评

分。

教学设计

5根据教学设计文本制作的规范性、完整性等评分。

文本

2.展示答辩成绩评定

根据参赛教师参赛教师的展示内容与效果、教师的仪态与答辩的准确性、灵活性

评定成绩。教学设计展示与答辩部分的总成绩为100分。

表3展示答辩内容评分指标权重分配

评比指标分值评比要素

(1)充分反映了教学设计文本内容和相关要求，能体现出教学设

计特点、重点，具有可操作性。

(2)教学内容与给定条件，以及相应竞赛设备能实现的功能紧密

相联，所设计的知识和技能科学、准确。

内容展示40

(3)能充分反映参赛教师对展示内容的理解及应用能力。充分体

现教学所需的相关专业知识、技能和职业素养。

(4)时间分配合理，遵守时间，尊重评委。

(1)演示文稿及相关材料的文字、图片、视频清晰，界面交互性

好。

课程资源20

(2)能充分运用现代信息技术和相关教学资源。

参赛教师语言表达规范、简洁、准确；吐字清晰，语速适中；仪表

仪态技巧20

大方、自然；手势使用合理、适度。

特色(1)理念先进，立意新颖，构思独特，技术领先；

20

创新(2)教学效率高，成效好，特色鲜明，具有较强的示范性。

3实际操作成绩评定

根据在规定的时间内工作组完成工作任务的情况进行评分。实际操作部分的总成

绩为100分。

表4实际操作内容评分指标权重分配

一级指标比例二级指标配分

依照任务要求，利用离线编程软件或示教方式，完成指

定轨迹的涂胶工艺操作

(1)涂胶工具使用

外壳涂胶15%15分

(2)工艺过程的起始点、结束点

(3)涂胶轨迹与涂胶组件沿水平、反向偏移要求

(4)涂胶轨迹要求

依任务要求，利用离线编程软件或示教方式，完成指定

姿态的码(拆)垛工艺操作

(1)码(拆)垛锁工具使用

产品码垛15%15分

(2)工艺过程的起始点、结束点

(3)物料码(拆)垛位置要求(如偏离、缝隙、撞击等)

(4)码(拆)垛的形状要求

异形芯片1、分拣插件

分拣和安

35%依照任务要求，操作工业机器人利用视觉检测对芯片进20分

装行检测后，根据结果完成分拣工艺，实现插件过程

(1)芯片(颜色、形状等)视觉检测与分拣

(2)芯片分拣工艺和流程

(3)芯片(板)拆装和流程

2、安装入库

依照任务要求，操作工业机器人完成PCB板装配和螺丝

锁固，并放入指定位置

15分

(1)自动螺丝机使用

(2)PCB板装配

(3)产品入库

1、PLC编程

根据任务要求，完成PLC程序编制，使安装检测单元可

配合工业机器人完成相关流程

(1)检测单元功能编程10分

PLC编程、

(2)检测流程功能编程

触摸屏编

25%(3)PLC与机器人、HMI通讯编程

程及系统

(4)报警功能编程

联调

2、HM1编程

根据任务要求，完成触摸屏人机交互界面编程，实现对

5分

功能演示的控制

(1)HMI与PLC通讯连接

(2)HMI界面设计

3、系统联调

对所有工艺过程进行联合调试，保证动作流程正确无错

误

10分

(1)按工艺流程的HMI、PLC、工业机器人等工作站联合

调试

(2)完成一定数量产品

(1)须着比赛服、穿电工绝缘鞋

(2)电气装调过程中安全规范操作

(3)比赛过程中脱安全帽

(4)比赛过程中机器人工具掉落

(5)比赛结束后，工具摆放有序，卫生清扫，耗材使用

职业素养10%10分

合理

(6)违反比赛规定，提前进行比赛操作或比赛终止仍继

续操作的

(7)其他不符合职业素养行为等

(8)严重违反赛场纪律按特殊情况处理

参赛教师有下列情形，需从参赛成绩中扣分：

(1)在完成工作任务的过程中，因操作不当导致事故，扣10〜20分，情况严重

者取消比赛资格；

(2)因违规操作损坏赛场提供的设备，污染赛场环境等不符合职业规范的行为,

视情节扣5~10分；

（3）扰乱赛场秩序，干扰裁判员工作，视情节扣5〜10分，情况严重者取消比赛

资格。

十一、评分方法

（-）组织分工

在赛项执委会的领导下成立由裁判组、监督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.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。

2.监督组对裁判组的工作进行全程监督，并对竞赛成绩抽检复核。

3.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。

（二）成绩评定：

1.现场评分

现场裁判依据现场打分表，对参赛队的操作规范、现场表现等进行评分。评分结

果由参赛教师、裁判员、裁判长签字确认。

2.结果评分

对参赛教师提交的竞赛成果，依据赛项评价标准进行评价与评分。

3.抽检复核

为保障成绩统计的准确性，监督组对赛项总成绩排名前30%的所有参赛队伍的成

绩进行复核；对其余成绩进行抽检复核，抽检覆盖率不得低于20%。监督组将复检中

发现的错误通过书面方式及时告知裁判长，由裁判长更正成绩并签字确认。

十二、奖项设置

个人奖，分设一、二、三等奖，获奖比例分别为10%,20%,30%(小数点后四舍

五入)。

十三、竞赛观摩

本次教师赛不组织观摩