第七届江苏技能状元大赛工业机器人系统运维员项目技术文件

第七届江苏技能状元大赛“工业机器人系统运维员”项目技术文件2024年1月

目录一、 本项目技术描述………1二、 选手应具备的能力……1三、 竞赛内容………………5四、 评分标准及流程………7五、 场地及设施设备………8六、 赛事纪律………………12七、 赛事安全………………12八、 绿色环保………………13九、 备注……………………13一、本项目技术描述工业机器人系统运维员竞赛项目旨在汇聚运用各类工具、量具、检测仪器等设备，针对工业机器人、工业机器人工作站或系统，展开数据采集、状态监测、应用调试及故障分析与诊断、维修以及预防性维护与保养等作业技能的竞技。竞赛对选手要求主要包括：工业机器人智能运维，以智能测控技术为基础，围绕智能制造产业和仪器仪表与智能传感产业数字化、网络化、智能化的新要求，针对工业机器人系统运维岗位、应用操作岗位、测量与控制系统装调岗位，重点考察选手在工业机器人工作站拆装、检测、典型应用调试、故障诊断和智能运维等系统运维技术能力的掌握程度。本项目以新职业工业机器人运维员国家职业标准三级以上级别为依据，参照世界技能大赛模式，结合江苏省工业机器人系统运维员行业标准等要求，制定竞赛内容、评分标准及流程。本项目为双人赛，仅设置“操作技能考核”科目，分两天进行，比赛总时长为420分钟。二、选手应具备的能力相关要求权重比例（%）1工作组织和管理8—安全操作原则和方法。—所有设备的用途、使用、保养、维修以及它们的安全影响。—工作体的角色、职责和职责的范围和限制。—必须规划活区域内良好的环境和安全原则及应用。—有效沟通原则。—有效合作原则。—个人和集动中的参数。—时间管理的原则和技巧。—准备和保持工作区域安全，整洁和高效。—为手头的工作做好准备，包含充分考虑健康，安全和环境。—规划工作达到效率最大化和干扰最小化。—按照制造商的指导选择和安全使用所有设备和材料。—对环境、设备和材料的使用应达到或者超过健康和安全标准。—恢复工作区域到合适的状态和条件。—广泛和具体地为团队绩效做出贡献。—给予和接受反馈和支持。2沟通和人际交往2—企业和行业内的组织文化和行业惯例。—以纸张及电子形式提交所需文件的目的及范围。—与职业和部门有关的技术用语。—口头、书面和电子形式的常规报告和特殊报告所需的标准。—良好地与客户、团队成员及他人沟通的习惯。—生成、维护为自己和他人提供使用记录的目的和技术。—与各种商业和行业互动，随时学习专业规范。—通过口头、书面和电子方式进行沟通，以确保清晰、有效和高效。—使用一系列标准的通信技术。—与他人讨论复杂的技术原理和应用。—使用积极的倾听和提问技巧。—从任何可用形式的文档中读取、理解和提取技术数据及说明。—完成报告并对出现的问题作出回应。—面对面和间接地回应客户和员工的需求。—根据客户或其他个人和团体的要求收集信息并准备文件。3布局与设计15—计算机和电子学的原理和相关应用。—工程科学与技术的相关实际应用。—物理原理和相互关系的相关实际含义。—零件图、装配图的相关实际应用。—电气工程与气动的原理及相关应用。—相关机械和工具的设计、使用、维修和保养需要。—机器人的原理和应用，安装在机器人和机器人单元上的机器人工具和设备。—系统分析的原则和方法，以确定条件、操作和环境将如何影响结果。—在工业系统内整合机器人的原理及应用，例如:payload设置；可达性研究；运动优化。—用于机器人系统布局和设计的CAD原理和离线仿真工具。—获取并检查指定任务的说明和指导。—确定并解决概要参数中的不确定性区域。—对给定的工业应用进行初步的系统设计。—检查安装地点或使用其他方法来测试初始系统设计的适用性。—在给定的工业应用参数范围内优化系统设计。—机械零部件测量与建模。—工程图的生成。—结合电气和气动系统的尺寸进行布局与设计。—确定气动元件在控制和驱动装置的选择和连接中的作用。—进行风险评估的系统分析。—详细说明与之相关的安装和集成的需求和含义。—机器人、辅助设备和工具。—人力资源及时间。—估计安装过程中对生产的影响。—估计安装后对生产的影响。—运行参数及风险管理。—提出建议供审议和批准，并根据需要作出调整。4安装与连接10—接收工业现场的规范和文化。—安全接收和持续管理设备、工具和材料的原则和方法。—在生产系统中物理安装机器人的基本原则。—在其位置上装配并使用预加工机器人的原理和方法。—拆卸机器及合理保养分类。—装配机器及固定工具和设备的原理和方法。—电力的定位、连接和使用的基本原则。—气动装置的定位、连接和使用的基本原则。—工业机器人和外围设备安装所需的基础和固定方法的基本原理。—检查所有产品是否规范交付，并按要求跟进。—组织所有物品的安全存放，并安排物品的进出。—检查预制机器人是否已交付准备运行，并按要求进行跟进。—根据说明和文档连接机器人系统组件。—根据说明书和文件组装、定位和修理机器人工具和设备。—根据规格使用手动工具、电动工具、夹具或模板对齐、安装或组装组件。—与专家保持联系，正确安装机器人和外围设备的电气、气动和机械设备。—连接机器人和外围设备(低压(24V)或以太网/总线系统)之间的输入/输出(I/O)控制信号。—在安装过程中进行测试以确保功能。—确定安装问题，考虑其他解决方案，并执行选定的解决方案来解决问题。—在安全工作，主动风险管理和专业精神的范围内，尊重并考虑接收站点的要求和特征。5自动化与编程35—计算机能力和符号逻辑。—管理计算机硬件和软件的目的和功能。—操纵机器人坐标系，用于机器人，组件和工具校准。—控制机器人运动。—控制机器人输入/输出（I/O）功能。—实现重新编程和调整。—提供将信息或数据进行分解的原则、原因和方法。—从所有相关来源获取信息和数据的方法。—处理信息和数据的原则和方法。—数字孪生体的构建、虚实映射。—智能运维数据采集与处理。—所需相关软件。—传感器集成。—与客户/其他人员协商，明确项目意图。—开发系统操作图表或流程图。—使用流程图和图表编写、分析、审查和优化程序。—创建易于记录、理解和维护的应用软件程序。—进行程序和软件应用程序的试运行，以确保它们能够完成要求的功能。—编写、更新和维护计算机程序或软件包来处理特定的工作。—优化机器人的运动性能和I/O处理，以最小化循环时间/最大化工作效率，同时保持可靠的运行。—通过进行适当的更改和重新检查程序来纠正错误，以确保其功能的正确性。—与其他人员协商，找出问题并提出改进建议。—基于标准功能实现新的附加软件和硬件选项。—集成简单和先进的传感器。6调试、维护与故障排除20—成功的站点验收测试的正式要求。—技术，方法，操作环境的范围和限制。—测试设备和系统的标准和方法。—故障查找、解决问题和优化策略。—系统组件选择、更换或修理的技术。—产生创造性和创新性解决方案的原则和技术。—建立和维护生产维护制度的原则。—检查机器人及其外围设备是否按照程序正常运行。—修改、优化或扩展现有的程序，以提高运行效率或适应新的需求。—根据需要维修或更换部件。—使用HTML或其他web技术为机器人系统的用户开发人机界面(HMI)应用程序。—使用触摸屏完成设备调试。—就维护制度提供建议，以最大限度地提高效率、减少干扰。7文献归档与简报、汇报10—保存每个活动阶段记录的作用和重要性。—记录和报告的必要媒体和格式，确保遵守合同、条例和法律、以便核查和审计。—用户和专家需要的以适当形式(媒体、内容、语言、格式和演示)展示的信息、指导和说明。—客户的具体信息需求。—介绍和培训非专业终端用户的基本原则和技术。—对自己和他人做评价的原则和技巧。—常用PC/Office软件原理。—与其他人员或部门联系，进行项目整合。—根据要求设计开发文件。—编写程序和后续修订的文档，在编码指令中插入注释，以便其他人能够理解计算机程序。—提供调试过程中的测试结果。—帮助和指导终端用户，使技术文档清晰、易于使用。—向终端用户提供一套适当格式的文件，包括所有必要的机器人数据，例如:操作规程；特定于应用程序的错误消息-I/O清单；用户可调参数(寄存器)说明。—根据既定的标准，包括准确性、一致性、时间和成本，评审设计、制造、装配和操作过程的每个部分。—为个人和集体的质量和合同评审做出贡献，适当地回应问题和挑战。合计100三、竞赛内容（一）考核模块本项目分为六个考核模块：其中包括职业素养、机械与电气设计、工作站拆装与故障排除、工作站安装与调试、工作站基础任务编程与调试、工作站拓展任务编程与调试六个模块。整个竞赛过程总计历时7小时。具体时间分配见表3-1。表3-1竞赛模块及时间分配日程模块考核模块时间分配A1A职业素养（安全虚拟考核系统）3小时A1B机械与电气设计A1C工作站拆装与故障排除A2D工作站安装与调试4小时A2E工作站基础任务编程与调试A2F工作站拓展任务编程与调试总计7小时模块A职业素养采用《工业机器人应用领域的安全教育与测评系统》进行评估，核心内容涵盖职业基础知识、安全操作规范、管理安全措施、间接安全技术措施（如安全防护装置）、指示性安全技术措施、检测报警设备、警示标识、机器人系统的安全防护设计与开发、机器人系统及其防护装置的安装试运行、功能测试检查以及维护等方面。模块B机械与电气设计主要包括：工件测量、3D建模与装配、工程图纸；操作台布局设计、组件安装、传感器与执行器安装；机器人工具装配及安装；主电源、开关电源电气设计及线路连接；机器人、控制器IO规划设计与连接；触摸屏电气设计及连接；传感器、执行器连接；控制气路连接等。模块C机械系统拆装与故障检测根据现场配备的工具及机器人工作站拆装工艺，完成机器本体外壳和轴电机的拆卸；完成机器人本体的各轴电机螺栓及同步带的安装并进行检测，完成轴外壳的安装，填写相关工作记录文件。全部完成后通报裁判，签字确认完成，并接受裁判检查。同时选手需进行机器人电气控制部分的五处故障排查，并调试至正常使用状态，将排查出的故障线号及现象正确填写在《系统硬件故障排查表》。设备上电前先自行检查所有线路连接正确性、有无短路，检查完成后举手示意，经技术人员排查、确认正常后，方可通电，技术人员测试时间含在比赛时间内，其它原因引起的设备故障选手自行排查。注意：进行上电故障排除时，需要现场技术人员在场确认后方可上电。模块D工作站安装与调试根据所设计的机械工程图、电气工程图纸，对各模块进行细致的检查，确保模块无损坏，零部件齐全，模块间的间距和布局合理以满足系统运行的需要。在安装过程中，严格遵守机械安装规范，各装配组件机构运行顺畅，不得有卡滞、异响现象；装配过程中不可造成各零部件损伤。严格遵守电气安装规范，各模块进行电气连接，包括输入、输出端子的连接，确保连接正确安全可靠。模块E工作站基础任务编程与调试主要包括工作站流程程序设计、用户界面设计与调试，数字孪生体的构建、虚实映射、运行与维护，智能运维数据采集与处理，用户操作与维护手册的编写等。模块F拓展任务根据给定的任务要求，对工作站进行拓展任务相关组件的布局、模块安装、电气接线、编程、调试等工作内容。（二）命题模式本项目属于赛前需对试题保密的项目。技术规则和技术文件公布后，专家组组织相关人员通过公开平台对命题思路、关键考核要点、设施设备等关键技术问题进行讨论，并对提出的意见建议及时解答。依据技术思路，结合竞赛时间及场地、设施设备等情况编制样题。（三）竞赛样题样题于赛前1个月公布。专家组在大赛组委会领导下，按照保密工作要求，参照竞赛技术规则和技术文件命制试题。四、评分标准及流程本项目评分标准分为测量和评价两类。凡可采用客观数据表述的评判称为测量；凡需要采用主观描述进行的评判称为评价。(1)评价分（主观）评价分打分方式：3名裁判为一组，各自单独评分，计算出平均权重分，除以3后再乘以该子项的分值计算出实际得分。裁判相互间权重分差必须小于2分，否则需要给出确切理由并在小组长或裁判长的监督下进行调分。权重表如下：权重分值要求描述0分各方面均低于行业标准。1分达到行业标准。2分达到行业标准，且某些方面超过标准。3分达到行业期待的优秀水平，完美。例如：团队空间状况权重评价标准（参考）权重分值要求描述0分工作区始终处于混乱状态1分工作区环境一般2分工作区环境良好3分工作区域组织很出色(2)测量分（客观）测量分打分方式：按模块设置若干个评分组，每组由3名及以上裁判构成。每个组所有裁判一起商议，在对该选手在该项中的实际得分达成一致后最终只给出一个分值。若裁判数量较多，也可以另定分组模式。测量分评分准则样例表：评分细则编号最大分值评分细则描述规定或标称值结果或实际值实际得分M1M2M3M4案例：工业机器人系统运维员（参考）评分细则编号最大分值评分细则描述规定或标称值结果或实际值实际得分M10.50完成换手架模块的布局位置稳固安装YES/NOYES0.50M20.50完成轨迹画板模块的布局位置稳固安装YES/NONO0.00M31.00完成机器人末端的气管扎带固定，扎带固定间距≤60，间隔均匀，每错误一处，扣0.2分，扣完位置YES/NOYES1.00M41.00手抓夹具组合正确（部件齐全，部件安装部位正确，各零件固定螺钉紧固无松动）YES/NONO0.00本项目评分流程参考世界技能大赛的评分方法进行。各专家裁判和裁判员队伍分为不同的组别，每组不少于3人，由裁判长指定组长，分别对各模块进行评分。各评分小组负责所有选手同一指标的现场评分，并签字确认评分结果，如有现场演示部分，则需要选手现场签字与裁判共同确认结果。五、场地及设施设备（一）场地1、竞赛场地光线充足，照明良好；供电供水设施正常且安全有保障；场地整洁；每个赛位占地不小于12平方（4m×3m），场地净高不低于3m，且标明赛位号，每个竞赛赛位提供380V、220V交流电源，赛位提供安全照明电源，每个赛位提供独立的电源保护装置和安全保护措施。2、竞赛场地设置隔离带，非裁判员、参赛选手、工作人员不得进入比赛场地；竞赛场地划分为检录区、竞赛操作区、现场服务与技术支持区、休息区、观摩通道等区域，区域之间有明显标志或警示带；标明消防器材、安全通道、洗手间等位置。3、赛场设有保安、公安、消防、医疗、设备维修和电力抢险人员待命，以防突发事件；赛场还应设有生活补给站等公共服务设施，为选手和赛场人员提供服务。4、赛场设置安全通道和警戒线，确保进入赛场的大赛参观、采访、视察的人员限定在安全区域内活动，以保证大赛安全有序进行。（二）设施设备1.竞赛设施设备和工具（1）竞赛设备竞赛场地设备由主办方统一提供，供选手及裁判使用的设备，具体场地设备设施见表4-1。表4-1场地设备设施序号设备、设施名称型号规格单位数量备注1竞赛设备台142装配台跟随设备张143电脑桌跟随设备台284编程计算机2台（安装大赛所需的必要软件）台285电脑裁判组专用台26打印机裁判组专用台1选手自带工具清单见表4-2。表4-2工具清单序号工具名称型号规格单位数量备注1扭矩扳手：扭力扳手、铬钒合金钢把12张紧仪：数显功能、张力范围0.01-99900N、频率范围10-5000Hz套13万用表：数显式，具有自动恢复保险丝保护，防误测，具有金属抗干扰遮罩、自动关机、短路蜂鸣、短路灯指示、电池低压指示等功能块14压线钳：压接范围0.08～10.0mm把15斜口钳：把16内六角扳手：9件套套17剥线钳：剥线范围0.8～2.6mm把18尖口钳：把19螺丝刀：2件套，十字：PH0×75mm,一字：2.4×75mm把210游标卡尺0～150（精度0.02）把111小活动扳手（开口12.8mmxL101.6）把112角尺（量程300mm）把113电烙铁（功率30w）把12.选手自带物品选手根据竞赛要求，推荐需要自带以下自带物品，具体见下表：选手推荐自带物品清单（1）书写工具类别序号名称规格精度数量书写工具1铅笔自定自备2签字笔自定自备3橡皮自定自备4绘图工具1套自备（2）选手防护装备参赛选手必须按照规定穿戴防护装备(选手自行穿戴好后入场)，见下表，违规者不得参赛。防护项目图示说明头部的防护1.防穿刺；2.抗冲击；3.赛场统一提供；足部的防护