2022年山東省職業(yè)院校技能大賽高職組“機器人系統(tǒng)集成”賽項競賽規(guī)程

一、賽項名稱賽項名稱：機器人系統(tǒng)集成賽項組別：高職組賽項歸屬產(chǎn)業(yè)：裝備制造大類二、競賽目的“十四五”規(guī)劃中明確堅定不移地建設(shè)制造強國，積極推進產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)高級化、產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化。加快機器人系統(tǒng)集成技術(shù)在裝備制造領(lǐng)域的應(yīng)用，是實現(xiàn)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級、實施制造強國戰(zhàn)略的關(guān)鍵所在。本賽項是為面向《制造業(yè)人才發(fā)展規(guī)劃指南》，精準對接裝備制造業(yè)重點領(lǐng)域的人才需求，檢驗高職院校裝備制造類專業(yè)復合型技術(shù)技能人才培養(yǎng)成效，促進裝備制造類專業(yè)教學改革，實現(xiàn)“崗、課、賽、證”融合，全面提升教育教學質(zhì)量。（一）檢驗教學成效競賽內(nèi)容涵蓋了工業(yè)機器人行業(yè)企業(yè)崗位對學生職業(yè)技能的最新要求，競賽過程覆蓋了完整工作任務(wù)，競賽評價標準符合業(yè)界項目驗收和交付標準。通過競賽，能夠很好地反映出高職院校所培養(yǎng)學生的技能和用人單位崗位要求的匹配程度，從而檢驗工業(yè)機器人技術(shù)專業(yè)教學成效，展現(xiàn)專業(yè)人才培養(yǎng)成果。（二）促進教學改革競賽內(nèi)容源自企業(yè)真實的項目和工作任務(wù)需求，反映了機器人系統(tǒng)集成技術(shù)崗位要求，引導學校將專業(yè)內(nèi)涵建設(shè)與職業(yè)崗位能力要求對接、課程內(nèi)容與職業(yè)標準對接、教學過程與工作過程對接、學歷證書與機器人相關(guān)職業(yè)技能等級證書對接。通過競賽，引導高職院校將企業(yè)完整的工作任務(wù)轉(zhuǎn)化成教學內(nèi)容；將傳統(tǒng)重講授輕實踐的教學模式轉(zhuǎn)向“做中學、做中教”項目案例教學；將職業(yè)技能作為專業(yè)核心能力進行培養(yǎng)，從而提高人才培養(yǎng)的針對性和有效性。（三）向世界高水平看齊本賽項緊跟智能制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢，瞄準國際工業(yè)機器人技術(shù)發(fā)展最高水平，針對傳統(tǒng)制造向智能制造升級的實際問題，以機器人系統(tǒng)集成技術(shù)的應(yīng)用為核心，將行業(yè)發(fā)展的最新技術(shù)融入競賽內(nèi)容。賽項緊密對接世界技能大賽，搭建公平公正、切磋技藝、展示技能的集成平臺，引領(lǐng)廣大高職院校不斷在新的更高的起點上培養(yǎng)國家需要、國際一流水準的機器人應(yīng)用技術(shù)技能人才，服務(wù)國家戰(zhàn)略，建設(shè)制造強國。（四）營造崇尚技能的社會氛圍技能人才是人才隊伍的重要組成部分，良好的社會氛圍是技能人才成長成才的環(huán)境和基礎(chǔ)，關(guān)系到技能人才隊伍的長遠發(fā)展。通過競賽宣傳，引導全社會尊重、重視、關(guān)心技能人才的培養(yǎng)和成長，讓尊重勞動、尊重技術(shù)、尊重創(chuàng)造成為社會共識。通過競賽，表彰一批優(yōu)秀的年輕技能人才，增強他們的自豪感、獲得感，在全國上下營造“技能改變命運、匠心成就人生”的崇尚技能的氛圍，激勵廣大青年走技能成才、技能報國之路。三、競賽內(nèi)容本賽項以典型機械零件的智能制造為背景，采用機器人系統(tǒng)集成技術(shù)完成制造單元系統(tǒng)的智能化改造，充分體現(xiàn)“兩化融合”在傳統(tǒng)制造業(yè)升級改造中的技術(shù)應(yīng)用。根據(jù)任務(wù)書要求，選手自行設(shè)計實施方案，在三維軟件中搭建競賽平臺并完成產(chǎn)品生產(chǎn)流程仿真，完成真實競賽平臺的系統(tǒng)搭建和線路連接，對工業(yè)機器人進行點位示教和控制程序編制，對數(shù)控系統(tǒng)進行加工程序編制和通訊參數(shù)設(shè)置，對視覺系統(tǒng)進行檢測識別參數(shù)設(shè)定和優(yōu)化，對可編程控制器進行控制程序編制及調(diào)試，對系統(tǒng)進行故障診斷和排除，實現(xiàn)產(chǎn)品根據(jù)不同的生產(chǎn)工藝要求及訂單需求，完成倉庫存儲、數(shù)控加工、打磨加工、檢測識別、分揀入位等工藝流程，通過制造執(zhí)行系統(tǒng)對生產(chǎn)過程信息和設(shè)備狀態(tài)實時采集和可視化顯示，智能終端利用云端實現(xiàn)安全的制造數(shù)據(jù)遠程監(jiān)控。結(jié)合工作任務(wù)和用戶需求，完成相應(yīng)的技術(shù)文檔制作。本賽項主要考察選手對于工業(yè)機器人、可編程控制器、數(shù)控系統(tǒng)、機器視覺等控制設(shè)備的編程調(diào)試和復雜機器人集成系統(tǒng)的聯(lián)調(diào)能力，兼顧考核選手在工業(yè)網(wǎng)絡(luò)及數(shù)據(jù)歸檔處理的信息化能力，充分檢驗選手面對復雜任務(wù)要求時分析處理、方案制定和實施能力，展現(xiàn)選手的綜合職業(yè)素質(zhì)和創(chuàng)新水平。本賽項采用團體比賽方式，每支隊2名選手在7小時內(nèi)完成競賽任務(wù)。主要競賽任務(wù)如下：任務(wù)一系統(tǒng)方案設(shè)計（4%）根據(jù)制造流程要求，細化完整的生產(chǎn)工藝路徑，將工序內(nèi)容與實現(xiàn)設(shè)備一一對應(yīng)；在場地面積條件下，合理設(shè)計單元的布局形式，完成完整工序內(nèi)容；根據(jù)工序流程和控制系統(tǒng)要求，確定控制網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。任務(wù)二工藝流程模擬仿真（7%）利用虛擬仿真軟件，在三維環(huán)境中按照設(shè)計的布局形式，搭建硬件環(huán)境，規(guī)劃功能單元的動作軌跡，仿真驗證布局設(shè)計有效性。任務(wù)三硬件搭建及電氣接線（12%）根據(jù)集成設(shè)計方案，將所選的功能單元按照布局規(guī)劃拼接固定；根據(jù)功能要求，完成各單元的電氣接線、氣動連接、控制網(wǎng)絡(luò)線路部署、故障排除等內(nèi)容（其中排故部分，選手可以在規(guī)定的時間后選擇放棄，由技術(shù)人員排除故障，選手排故部分不得分）；手動測試單元功能動作。任務(wù)四機器人系統(tǒng)集成（20%）對PLC控制器和遠程IO進行組態(tài)操作，通過集成機器人與各功能單元滿足控制設(shè)計要求；對PLC、工業(yè)機器人、數(shù)控系統(tǒng)、視覺系統(tǒng)編程調(diào)試，分別實現(xiàn)工業(yè)機器人根據(jù)機械零件的工藝和裝夾要求選擇合適的工裝夾具，完成機械零件的拾取、搬運和分揀入位等功能動作，結(jié)合編制數(shù)控加工程序完成機械零件的相關(guān)加工任務(wù)、完成零件表面打磨加工、利用視覺系統(tǒng)對零件產(chǎn)品加工結(jié)果進行檢測與判別、并對零件進行分揀入位等功能動作。任務(wù)五集成系統(tǒng)聯(lián)調(diào)（15%）根據(jù)產(chǎn)品生產(chǎn)制造流程，對立體庫、工業(yè)機器人、數(shù)控系統(tǒng)進行編程聯(lián)調(diào)，利用物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)以太網(wǎng)實現(xiàn)產(chǎn)品、設(shè)備和控制器之間的信息交互，滿足加工流程自動化；合理優(yōu)化程序邏輯和設(shè)備運行參數(shù)，滿足任務(wù)的生產(chǎn)效率要求。任務(wù)六MES系統(tǒng)集成（10%）利用MES系統(tǒng)開發(fā)平臺完成信息采集、產(chǎn)品數(shù)據(jù)追溯、制造流程可視化、設(shè)備狀態(tài)可視化等功能模塊，可對異常情況進行監(jiān)控并做出合理判斷，確保生產(chǎn)安全；并完成機器人集成系統(tǒng)功能流程的控制面板開發(fā)，實現(xiàn)對生產(chǎn)流程控制。在MES系統(tǒng)開發(fā)平臺中，應(yīng)將任務(wù)要求的生產(chǎn)流程數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)信息存儲到指定的云服務(wù)器中。任務(wù)七拓展任務(wù)（20%）在保證集成系統(tǒng)運行通暢的情況下，根據(jù)給定的任務(wù)要求，對集成系統(tǒng)進行機械、電氣、MES系統(tǒng)或工作流程調(diào)整，完成工作站的高級功能拓展。任務(wù)八文檔制作（7%）競賽過程中，編寫用戶交付文檔，內(nèi)容包括方案設(shè)計、故障點診斷排除、安全注意事項、系統(tǒng)功能描述、系統(tǒng)設(shè)備組成、系統(tǒng)使用方法、用戶維護方法等。綜合任務(wù)職業(yè)素養(yǎng)（5%）競賽過程中，對參賽選手的技術(shù)應(yīng)用合理性、工具操作規(guī)范性、機械電氣工藝規(guī)范性、耗材使用環(huán)保性、功耗控制節(jié)能性以及賽場紀律、安全和文明生產(chǎn)等進行綜合評價。四、競賽方式本賽項為團體賽，每隊由2名選手組成，參賽選手、參賽隊數(shù)量、指導教師數(shù)量等參照山東省教育廳等4部門《關(guān)于舉辦第十五屆山東省職業(yè)院校技能大賽的通知》規(guī)定。五、競賽流程表1競賽流程安排日期時間事項地點參加人員第一天9:00-14:00參賽隊報到住宿酒店參賽隊15:00-16:30領(lǐng)隊會會議室領(lǐng)隊、專家組長、裁判長、監(jiān)督長、仲裁長16:30-17:00熟悉賽場競賽場地裁判長、參賽隊17:00封閉賽場競賽場地裁判長、監(jiān)督長、仲裁長第二天6:30-7:00第一場次競賽相關(guān)人員到達競賽場地并完成參賽隊檢錄（一次加密）競賽場地一次加密裁判、工作人員、監(jiān)督7:00-7:30競賽隊伍抽簽（二次加密）賽前準備競賽場地二次加密裁判、工作人員、監(jiān)督7:30-11:30正式比賽競賽場地裁判長、現(xiàn)場裁判、技術(shù)人員、監(jiān)督、仲裁11:30-12:00午餐競賽場地競賽相關(guān)人員12:00-15:00正式比賽競賽場地裁判長、現(xiàn)場裁判、技術(shù)人員、監(jiān)督、仲裁15：00—20:00參賽隊退場、演示及裁判評分競賽場地裁判長、評分裁判、監(jiān)督、仲裁第三天6:30-7:00第二場次競賽相關(guān)人員到達競賽場地并完成參賽隊檢錄（一次加密）競賽場地一次加密裁判、工作人員、監(jiān)督7:00-7:30競賽隊伍抽簽（二次加密）賽前準備競賽場地二次加密裁判、工作人員、監(jiān)督7:30-11:30正式比賽競賽場地裁判長、現(xiàn)場裁判、技術(shù)人員、監(jiān)督、仲裁11:30-12:00午餐競賽場地競賽相關(guān)人員12:00-15:00正式比賽競賽場地裁判長、現(xiàn)場裁判、技術(shù)人員、監(jiān)督、仲裁15：00—20:00參賽隊退場、演示及裁判評分競賽場地裁判長、評分裁判、監(jiān)督、仲裁第四天9:00-10:00閉賽式報告廳指導教師、參賽隊、裁判組、監(jiān)督組、專家組、工作人員等六、競賽命題圖1競賽流程簡圖（一）賽項專家組負責本賽項賽題的編制工作。賽題編制遵從公開、公平、公正原則。（二）本項目競賽用卷由專家組采用科學、公平的方式選擇賽題組成兩套以上賽卷，賽卷對外保密。競賽試題主要考查工業(yè)機器人的綜合應(yīng)用能力。七、競賽規(guī)則（一）競賽報名以地市為單位組織報名參賽，報名資格或參賽隊數(shù)，按《山東省教育廳等4部門關(guān)于舉辦第十五屆山東省職業(yè)院校技能大賽的通知》（魯教職函〔2022〕43號）規(guī)定。參賽選手和指導教師報名獲得確認后不得隨意更換。如備賽過程中參賽選手和指導教師因故無法參賽，須由市級教育行政部門于開賽10個工作日之前出具書面說明，并按參賽選手資格補充人員并接受審核，經(jīng)大賽執(zhí)委會辦公室核實后予以更換。各市教育行政部門負責本地區(qū)參賽學生的資格審查工作，并保存相關(guān)證明材料的復印件，以備查閱。（二）熟悉場地在比賽日前一天16:30-17:00，參賽隊在工作人員帶領(lǐng)下，攜帶身份證件，按照規(guī)定路線有序進入賽場。任何人員只得在指定區(qū)域觀察，不得進入賽位，不得觸碰競賽平臺及賽位內(nèi)物品。（三）正式比賽賽前十分鐘選手經(jīng)裁判長允許進入工位，按設(shè)備清單檢查競賽平臺、機械電氣元件、工具、耗材、文具用品等，不得做與競賽任務(wù)相關(guān)事情。正式比賽共7個小時，分上、下午進行，比賽過程中設(shè)半小時午餐時間，午餐用時不計為比賽時間，就餐時選手不能進入比賽工位。所有人員在賽場內(nèi)不得有影響選手完成工作任務(wù)的行為。參賽選手不允許未經(jīng)現(xiàn)場裁判許可隨意離開賽位，使用文明用語，不得言語及人身攻擊裁判和賽場工作人員。參賽選手須嚴格遵守安全操作規(guī)程，確保人身及設(shè)備安全。參賽選手因個人誤操作造成人身安全事故和設(shè)備損壞時，裁判長有權(quán)中止該參賽隊比賽。如出現(xiàn)影響比賽正常進行的異常因素（不包括賽程設(shè)定的故障排除）而無法比賽，由裁判長視具體情況做出裁決，并酌情補時。必要情況下，可啟用備用設(shè)備。選手退場時不得將任務(wù)書、草稿紙、賽位物品等帶出賽場。配合裁判做好賽場記錄。（四）成績評定成績評定過程中，選手根據(jù)裁判要求展示競賽成果和任務(wù)完成情況。裁判嚴格按照評分表，依照選手實際發(fā)生的動作情況完成評定過程，確保公平公正。選手不得圍觀和議論其他選手評定情況。裁判不得將選手表現(xiàn)和評定結(jié)果泄露。工作人員根據(jù)裁判要求配合評定工作，不得擅自進入賽位影響評判過程。（五）成績公布記分員將解密后的各參賽隊伍（選手）成績匯總成比賽成績，經(jīng)裁判長、監(jiān)督組簽字后，公布比賽結(jié)果。公布2小時無異議后，將賽項總成績的最終結(jié)果錄入賽務(wù)管理系統(tǒng)，經(jīng)裁判長、監(jiān)督組長和仲裁長在系統(tǒng)導出成績單上審核簽字后，在閉幕式上宣布。八、競賽環(huán)境（一）整體環(huán)境要求競賽場地平整、明亮、通風良好，場地采光良好，四周無太陽直射，照明條件優(yōu)良，可保證賽位在比賽期間穩(wěn)定的光源環(huán)境。賽場規(guī)劃獨立參觀通道和體驗區(qū)域，不得影響競賽正常進行。賽場設(shè)置合理數(shù)量空調(diào)，保證賽場溫度適宜。賽項設(shè)置合理數(shù)量監(jiān)控，保證無死角全覆蓋所有賽位和人員活動范圍，監(jiān)控錄像文件妥善保存。賽場設(shè)置醫(yī)療站。賽場放置滅火器。賽場設(shè)置備用電源。（二）競賽工位要求單個競賽工位面積不小于40m2（5m×8m），標明競賽工位號碼，有明顯區(qū)域劃分，除了參賽工位，還應(yīng)準備2個備用工位、1個裁判培訓工位。每個競賽工位配備競賽平臺1套，操作桌1張（操作面積不小于1000mm×1600mm），編程用電腦2臺（配電腦桌），凳子2張，文具及清掃工具1套。每個競賽工位提供競賽平臺用供電口1個（380V-10kW），編程電腦用供電口2個（220V-1kW，提供UPS），提供網(wǎng)線接口1個（賽場內(nèi)部署交換機）。編程用電腦配置要求，CPU為INTELi7-8700CPU（第8代，主頻3.2GHz，核心數(shù)6）同級別或以上，顯卡為獨立NVIDIAGeForceGTX1060顯卡（1500MHz頻率，3GB顯存）同級別或以上，內(nèi)存為8GB容量同級別或以上，硬盤為500GB容量同級別或以上，安裝正版Windows10操作系統(tǒng)以及要求的Office軟件等。（三）其他輔助要求打印用電腦及打印機2-4臺；設(shè)有裁判室、保密室、統(tǒng)分室等工作場所。九、技術(shù)規(guī)范（一）相關(guān)知識與技術(shù)技能系統(tǒng)集成方案制定與優(yōu)化依照實際加工工序及工藝要求，結(jié)合硬件設(shè)備及特定條件限制，設(shè)計硬件單元的布局形式，規(guī)劃控制系統(tǒng)的層級拓撲結(jié)構(gòu)，選擇適當?shù)耐ㄓ嵎绞胶徒涌?，制定后續(xù)功能設(shè)計方案和調(diào)試流程。利用仿真軟件快速驗證方案合理性，并采取適當措施優(yōu)化方案以縮短調(diào)試周期、加強制造柔性、提高生產(chǎn)效率。機械安裝、電氣接線參照機械及電氣操作規(guī)范，完成硬件設(shè)備的拼接和電路、氣路、通訊線路的接線及故障排除?？删幊炭刂破鳎≒LC）應(yīng)用利用適當?shù)木幊讨噶?，結(jié)合硬件設(shè)備及特定條件限制，完成PLC控制程序的設(shè)計和編程，實現(xiàn)對執(zhí)行元件如伺服電機、氣缸、傳感器、分布式IO等設(shè)備的控制，滿足動作要求。工業(yè)機器人（Robot）應(yīng)用利用編程指令，結(jié)合硬件設(shè)備及特定條件限制，完成Robot控制程序的設(shè)計和編程，實現(xiàn)工業(yè)機器人完成所需的動作要求。數(shù)控系統(tǒng)（CNC）應(yīng)用利用適當?shù)木幊讨噶?，結(jié)合硬件設(shè)備及特定條件限制，完成CNC加工程序的設(shè)計和編程，實現(xiàn)數(shù)控機床完成所需的加工過程。機器視覺（CCD）應(yīng)用利用適當?shù)臋z測模板和條件，結(jié)合硬件設(shè)備及特定條件限制，完成CCD檢測條件的設(shè)置和優(yōu)化，實現(xiàn)對目標產(chǎn)品不同特征的檢測反饋。工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用利用不同的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議，結(jié)合硬件設(shè)備及特定條件限制，實現(xiàn)PLC、Robot、CNC、CCD、PC和分布式IO的實時通訊。制造企業(yè)生產(chǎn)過程執(zhí)行系統(tǒng)（MES）應(yīng)用利用成熟的工業(yè)軟件，結(jié)合硬件設(shè)備及特定條件限制，實現(xiàn)對不同控制器、執(zhí)行設(shè)備、傳感器的運行狀態(tài)監(jiān)控和工藝流程控制。職業(yè)技術(shù)術(shù)語表述具有清晰、有效的口頭、書面和電子形式的溝通方式，能進行積極的傾聽和提問，并與他人進行復雜的技術(shù)原理和應(yīng)用的討論，能編制規(guī)范的專業(yè)技術(shù)文檔。（二）職業(yè)標準1.機械設(shè)備安裝工國家職業(yè)標準（職業(yè)編碼6-23-10-01）2.電氣設(shè)備安裝工國家職業(yè)標準（職業(yè)編碼6-23-10-02）3.可編程序控制系統(tǒng)設(shè)計師國家職業(yè)標準（職業(yè)編碼X2-02-13-10）4.計算機程序設(shè)計員國家職業(yè)標準（職業(yè)編碼X2-02-13-06）5.工業(yè)機器人系統(tǒng)運維員國家職業(yè)技能標準（職業(yè)編碼6-31-01-10）（三）技術(shù)標準1.機床數(shù)控系統(tǒng)通用技術(shù)條件 JB/T8832.1-20012.工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全 GB/T30976.1-30976.23.工業(yè)機器人坐標系和運動命名原則 GB/T16977-20054.工業(yè)機器人編程和操作圖形用戶接口GB/T19399-20035.工業(yè)機器人安全規(guī)范 GB11291-19976.工業(yè)機器人通用技術(shù)標準 GB/T14284-19937.電氣設(shè)備用圖形符號 GB/T5465.2-19968.機械安全機械電氣設(shè)備第1部分 GB5226.1-20029.基于PROFIBUSDP和PROFINETIO的功能安全通信行規(guī)-PROFIsafe GB/Z20830-200710.工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場總線規(guī)范第2部分:物理層規(guī)范和服務(wù)定義GB/T16657.2-200811.工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場總線規(guī)范類型10:PROFINETIO規(guī)范第3部分:PROFINETIO通信行規(guī) GB/Z25105.3-201012.制造業(yè)信息化技術(shù)術(shù)語 GB/T18725-200813.教學儀器設(shè)備安全要求總則GB21746-200814.教學儀器設(shè)備安全要求 儀器和零部件的基本要求GB21748-2008十、技術(shù)平臺（一）競賽平臺功能概述機器人系統(tǒng)集成賽項競賽平臺以典型機械零件為加工對象，通過機器人系統(tǒng)集成及應(yīng)用技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)倉庫取料、制造加工、打磨拋光、檢測識別、分揀入位等生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)，以未來智能制造工廠的定位和需求為參考，通過工業(yè)以太網(wǎng)完成數(shù)據(jù)的快速交換和流程控制，采用PLC實現(xiàn)靈活的現(xiàn)場控制結(jié)構(gòu)和總控設(shè)計邏輯，利用MES系統(tǒng)采集所有設(shè)備的運行信息和工作狀態(tài)，融合大數(shù)據(jù)實現(xiàn)工藝過程的實時調(diào)配和智能控制，借助云網(wǎng)絡(luò)體現(xiàn)系統(tǒng)運行狀態(tài)的遠程監(jiān)控。競賽平臺模塊化設(shè)計，每個模塊單元可自由移動，布置遠程IO模塊通過工業(yè)以太網(wǎng)實現(xiàn)信號通訊和協(xié)調(diào)控制，用以滿足不同的工藝流程要求和功能實現(xiàn)，充分體現(xiàn)出系統(tǒng)集成的功耗、效率及成本特性。每個模塊單元均可與其他單元進行拼接，根據(jù)工序順序，自由組合成適合不同功能要求的布局形式。借助工業(yè)機器人離線編程軟件，可以在三維虛擬環(huán)境中模擬搭建布局結(jié)構(gòu)，仿真動作過程，驗證各單元間的配合相關(guān)度，提高工作效率、體現(xiàn)智能設(shè)計。（二）競賽設(shè)備單元介紹競賽平臺集成了工業(yè)機器人、倉儲物流、數(shù)控加工、視覺檢測等技術(shù)，利用工業(yè)以太網(wǎng)實現(xiàn)信息互聯(lián)，依托MES系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集與可視化，接入云端借助數(shù)據(jù)服務(wù)實現(xiàn)一體化聯(lián)控，以滿足產(chǎn)品的定制化生產(chǎn)制造。執(zhí)行單元是產(chǎn)品在各個單元間轉(zhuǎn)換和定制加工的執(zhí)行終端，是應(yīng)用平臺的核心單元，由工作臺、工業(yè)機器人、平移滑臺、快換模塊法蘭端、遠程IO模塊等組件構(gòu)成。工業(yè)機器人選用知名品牌的桌面級小型工業(yè)機器人，六自由度可使其在工作空間內(nèi)自由活動，完成以不同姿態(tài)拾取零件或加工。平移滑臺作為工業(yè)機器人擴展軸，擴大了工業(yè)機器人的可達工作空間，可以配合更多的功能單元完成復雜的工藝流程。平移滑臺的運動參數(shù)信息，如速度、位置等，由工業(yè)機器人控制器通過現(xiàn)場IO信號傳輸給PLC，從而控制伺服電機實現(xiàn)線性運動?？鞊Q模塊法蘭端安裝在工業(yè)機器人末端法蘭上，可與快換模塊工具端匹配，實現(xiàn)工業(yè)機器人工具的自動更換。執(zhí)行單元的流程控制信號由遠程IO模塊通過工業(yè)以太網(wǎng)與總控單元實現(xiàn)交互。工具單元用于存放不同功能的工具，是執(zhí)行單元的附屬單元，由工作臺、工具架、工具、示教器支架等組件構(gòu)成。工業(yè)機器人可通過程序控制移動到指定位置安裝或釋放工具。工具單元提供滿足加工工藝要求的必需工具，每種工具均配置了快換模塊工具端，可以與快換模塊法蘭端匹配。倉儲單元用于臨時存放零件，是應(yīng)用平臺的功能單元，由工作臺、立體倉庫、遠程IO模塊等組件構(gòu)成。立體倉庫為多倉位結(jié)構(gòu)，每個倉位可存放一個零件。倉位托板可推出，方便工業(yè)機器人以不用方式取放零件。每個倉位均設(shè)置有傳感器和指示燈，可檢測當前倉位是否存放有零件并將狀態(tài)顯示出來。倉儲單元所有氣缸動作和傳感器信號均由遠程IO模塊通過工業(yè)以太網(wǎng)傳輸?shù)娇偪貑卧＜庸卧蓪α慵砻嬷付ㄎ恢眠M行加工，是應(yīng)用平臺的功能單元，由工作臺、數(shù)控機床、刀庫、數(shù)控系統(tǒng)、遠程IO模塊等組件構(gòu)成。數(shù)控機床為典型三軸銑床形式，采用輕量化設(shè)計，可實現(xiàn)小范圍高精度加工，加工動作由數(shù)控系統(tǒng)控制。數(shù)控系統(tǒng)可實現(xiàn)最佳表面質(zhì)量和高速、高精加工的和諧統(tǒng)一，是面向中高檔數(shù)控機床配套的數(shù)控產(chǎn)品。數(shù)控系統(tǒng)集CNC、PLC、操作界面以及軸控制功能于一體。支持多種編程方式，包括靈活的編程向?qū)?，高效的工步式編程和全套的工藝循環(huán)，可以滿足從大批量生產(chǎn)到單個工件加工的編程需要。數(shù)控系統(tǒng)選用工業(yè)級、市場占有率高、使用范圍廣的高性能產(chǎn)品，保證操作與真實機床的完全一致性。刀庫采用虛擬化設(shè)計，利用屏幕顯示模擬換刀動作和當前刀具信息，刀庫控制信號由數(shù)控系統(tǒng)提供，與真實刀庫完全相同。加工單元的流程控制信號由遠程IO模塊通過工業(yè)以太網(wǎng)傳輸?shù)娇偪貑卧４蚰卧瓿闪慵砻娴拇蚰?，是?yīng)用平臺的功能單元，由工作臺、打磨工位、旋轉(zhuǎn)工位、翻轉(zhuǎn)工裝、吹屑工位、防護罩、遠程IO模塊等組件構(gòu)成。打磨工位可準確定位零件并穩(wěn)定夾持，是實現(xiàn)打磨加工的主要工位。旋轉(zhuǎn)工位可在準確固定零件的同時帶動零件實現(xiàn)180°沿其軸線旋轉(zhuǎn)，方便切換打磨加工區(qū)域。翻轉(zhuǎn)工裝在無需執(zhí)行單元的參與下，實現(xiàn)零件在打磨工位和旋轉(zhuǎn)工位間的轉(zhuǎn)移，并完成零件的翻面。吹屑工位可以實現(xiàn)在零件完成打磨工序后吹除碎屑功能。打磨單元所有氣缸動作和傳感器信號均由遠程IO模塊通過工業(yè)以太網(wǎng)傳輸?shù)娇偪貑卧?。檢測單元可根據(jù)不同需求完成對零件的檢測、識別功能，是應(yīng)用平臺的功能單元，由工作臺、視覺相機、光源、結(jié)果顯示器等組件構(gòu)成。視覺相機可根據(jù)不同的程序設(shè)置，實現(xiàn)條碼識別、形狀匹配、顏色檢測、尺寸測量等功能，操作過程和結(jié)果通過結(jié)果顯示器顯示。檢測單元的程序選擇、檢測執(zhí)行和結(jié)果輸出通過工業(yè)以太網(wǎng)傳輸?shù)綀?zhí)行單元的工業(yè)機器人，并由其將結(jié)果信息傳遞到總控單元從而決定后續(xù)工作流程。分揀單元可根據(jù)程序?qū)崿F(xiàn)對不同零件的分揀動作，是應(yīng)用平臺的功能單元，由工作臺、傳輸帶、分揀機構(gòu)、分揀工位、遠程IO模塊等組件構(gòu)成。傳輸帶可將放置到起始位的零件傳輸?shù)椒謷C構(gòu)前。分揀機構(gòu)根據(jù)程序要求在不同位置攔截傳輸帶上的零件，并將其推入指定的分揀工位。分揀工位可通過定位機構(gòu)實現(xiàn)對滑入零件準確定位，并設(shè)置有傳感器檢測當前工位是否存有零件。分揀單元共有三個分揀工位，每個工位可存放一個零件。分揀單元所有氣缸動作和傳感器信號均由遠程IO模塊通過工業(yè)以太網(wǎng)傳輸?shù)娇偪貑卧?。總控單元是各單元程序?zhí)行和動作流程的總控制端，是應(yīng)用平臺的核心單元，由工作臺、控制模塊、操作面板、電源模塊、氣源模塊、顯示終端、移動終端等組件構(gòu)成。控制模塊由兩個PLC和工業(yè)交換機構(gòu)成，PLC通過工業(yè)以太網(wǎng)與各單元控制器和遠程IO模塊實現(xiàn)信息交互，用戶可根據(jù)需求自行編制程序?qū)崿F(xiàn)流程功能。操作面板提供了電源開關(guān)、急停開關(guān)和自定義按鈕。應(yīng)用平臺其他單元的電、氣均由總控單元提供，通過所提供的線纜實現(xiàn)快速連接。顯示終端用于MES系統(tǒng)的運行展示，可對應(yīng)用平臺實現(xiàn)信息監(jiān)控、流程控制、訂單管理等功能。移動終端中運行有遠程監(jiān)控程序，MES系統(tǒng)會實時將應(yīng)用平臺信息傳輸?shù)皆茢?shù)據(jù)服務(wù)器，移動終端可利用移動互聯(lián)網(wǎng)對云數(shù)據(jù)服務(wù)器中的數(shù)據(jù)進行圖形化、表格化顯示，實現(xiàn)遠程監(jiān)控。（三）競賽平臺主要設(shè)備參數(shù)序號組件名稱數(shù)量詳細技術(shù)參數(shù)1執(zhí)行單元1臺工業(yè)機器人×1（1）六自由度串聯(lián)關(guān)節(jié)桌面型工業(yè)機器人；（2）工作范圍580mm；（3）有效荷重3kg，手臂荷重0.3kg；（4）手腕設(shè)有10路集成信號源，4路集成氣源；（5）重復定位精度0.01mm；（6）防護等級IP30；（7）軸1旋轉(zhuǎn)，工作范圍+165°~-165°，最大速度250°/s；（8）軸2手臂，工作范圍+110°~-110°，最大速度250°/s；（9）軸3手臂，工作范圍+70°~-90°，最大速度250°/s；（10）軸4手腕，工作范圍+160°~-160°，最大速度320°/s；（11）軸5彎曲，工作范圍+120°~-120°，最大速度320°/s；（12）軸6翻轉(zhuǎn)，工作范圍+400°~-400°，最大速度420°/s；（13）1kg拾料節(jié)拍，25×300×25mm區(qū)域為0.58s，TCP最大速度6.2m/s，TCP最大加速度28m/s，加速時間0~1m/s為0.07s；（14）電源電壓為200~600V，50/60Hz，功耗0.25kW；（15）本體重量25kg；（16）在工作臺臺面上布置有手動/自動模式切換旋鈕、電機開啟按鈕及示教器接線接口，方便接線。工業(yè)機器人擴展IO模塊×1（1）支持DeviceNet總線通訊；（2）支持適配IO模塊數(shù)量最多32個；（3）傳輸距離最大5000米，總線速率最大500kbps；（4）附帶數(shù)字量輸入模塊2個，單模塊8通道，輸入信號類型PNP，輸入電流典型值3mA，隔離耐壓500V，隔離方式光耦隔離；（5）附帶數(shù)字量輸出模塊4個，單模塊8通道，輸出信號類型源型，驅(qū)動能力500mA/通道，隔離耐壓500V，隔離方式光耦隔離；（6）附帶模擬量輸出模塊1個，單模塊4通道，輸出電壓0V~10V，負載能力>5kΩ，負載類型為阻性負載、容性負載，分辨率12位；（7）在工作臺臺面上布置有遠程IO適配器的網(wǎng)絡(luò)通信接口，方便接線。工具快換模塊法蘭端×1（1）針對多關(guān)節(jié)機器人設(shè)計，使氣管、信號確認線一次性自動裝卸；（2）超硬鋁材質(zhì)，安裝位置為機器手側(cè)；（3）自重125g，可搬重量3kg；（4）鎖緊力123N，張開力63N；（5）支持9路電信號（2A，DC24V）、6路氣路連接。平移滑臺×1（1）有效工作行程700mm，有效負載重量50kg，額定運行速度15mm/s；（2）驅(qū)動方式為伺服電機經(jīng)減速機減速后，通過同步帶帶動滾珠絲杠實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運動變換到直線運動，由滾珠導軌導向滑動；（3）伺服電機額定輸出400W，額定轉(zhuǎn)矩1.3Nm，額定轉(zhuǎn)速3000r/min，增量式17bit編碼器，配套同品牌伺服放大器，輸出額定電壓三相AC170V/額定電流2.8A，電源輸入電壓三相或單相AC200V~240V/額定電流2.6A，控制方式為正弦波PWM控制/電流控制方式，配套精密減速機，減速比1:3；（4）滾珠絲杠直徑25mm，導程5mm，全長990mm，配套自潤滑螺母；（5）滾珠導軌共2個，寬度20mm，全長1240mm，每個導軌配套2個滑塊；（6）直線導軌安裝有防護罩，保護導軌和絲杠等零件，確保運行安全，配有拖鏈系統(tǒng)方便工業(yè)機器人線纜及其他連接線布線，外側(cè)安裝有長度標尺，可指示滑臺當前位置。PLC控制器×1：（1）工作存儲器75KB，裝載存儲器2MB，保持性存儲器10KB；（2）本體集成I/O，數(shù)字量8點輸入/6點輸出，模擬量2路輸入；（3）過程映像大小為1024字節(jié)輸入（I）和1024字節(jié)輸出（Q）；（4）位存儲器為4096字節(jié)（M）；（5）具備1個以太網(wǎng)通信端口，支持PROFINET通信；（6）實數(shù)數(shù)學運算執(zhí)行速度2.3μs/指令，布爾運算執(zhí)行速度0.08μs/指令；（7）擴展IO模塊，數(shù)字量輸入模塊1個，輸入點數(shù)16位，類型為源型/漏型，額定電壓24VDC（4mA）；（8）在工作臺臺面上布置有PLC的網(wǎng)絡(luò)通信接口，方便接線。遠程IO模塊×1（1）支持ProfiNet總線通訊；（2）支持適配IO模塊數(shù)量最多32個；（3）傳輸距離最大100米（站站距離），總線速率最大100Mbps；（4）附帶數(shù)字量輸入模塊4個，單模塊8通道，輸入信號類型PNP，輸入電流典型值3mA，隔離耐壓500V，隔離方式光耦隔離；（5）附帶數(shù)字量輸出模塊2個，單模塊8通道，輸出信號類型源型，驅(qū)動能力500mA/通道，隔離耐壓500V，隔離方式光耦隔離；（6）附帶模擬量輸入模塊1個，單模塊4通道，輸入電壓0V~10V，輸入濾波可配置（1ms~10ms），輸入阻抗>500kΩ，分辨率12位；（7）在工作臺臺面上布置有遠程IO適配器的網(wǎng)絡(luò)通信接口，方便接線。工作臺×1（1）鋁合金型材結(jié)構(gòu)，工作臺式設(shè)計，臺面可安裝功能模塊，底部柜體內(nèi)可安裝電氣設(shè)備；（2）臺面長1360mm，寬680mm，厚20mm；（3）底部柜體長1280mm，寬600mm，高700mm；（4）底部柜體四角安裝有腳輪，輪片直徑50mm，輪片寬度25mm，可調(diào)高度10mm；（5）工作臺面合理布置有線槽，方便控制信號線和氣路布線，且電、氣分開；（6）底部柜體上端和下端四周安裝有線槽，可方便電源線、氣管和通信線布線；（7）底部柜體門板為快捷可拆卸設(shè)計，每個門板完全相同可互換安裝。2工具單元1臺輪輻夾爪×1（1）三指夾爪，氣動驅(qū)動，自動定心，可針對零件輪輻位置穩(wěn)定夾持；（2）配有工具快換模塊工具端，與工具快換法蘭端配套，自重45g，安裝后厚度38mm。輪轂夾爪×1（1）三指夾爪，氣動驅(qū)動，自動定心，可針對零件輪轂位置穩(wěn)定夾持；（2）配有工具快換模塊工具端，與工具快換法蘭端配套，自重45g，安裝后厚度38mm。輪輞內(nèi)圈夾爪×1（1）三指夾爪，氣動驅(qū)動，自動定心，可針對零件輪輞內(nèi)圈位置穩(wěn)定夾持；（2）配有工具快換模塊工具端，與工具快換法蘭端配套，自重45g，安裝后厚度38mm。輪輞外圈夾爪×1（1）兩指夾爪，氣動驅(qū)動，自動定心，可針對零件輪輞外圈位置穩(wěn)定夾持；（2）配有工具快換模塊工具端，與工具快換法蘭端配套，自重45g，安裝后厚度38mm。吸盤夾爪×1（1）五位吸盤工具，可對零件輪輻的正面、反面表面穩(wěn)定拾取；（2）配有工具快換模塊工具端，與工具快換法蘭端配套，自重45g，安裝后厚度38mm。端面打磨工具×1（1）電動打磨工具，配有端面打磨頭，可對零件表面進行打磨加工；（2）配有工具快換模塊工具端，與工具快換法蘭端配套，自重45g，安裝后厚度38mm。側(cè)面打磨工具×1（1）電動打磨工具，配有側(cè)面打磨頭，可對零件表面進行打磨加工；（2）配有工具快換模塊工具端，與工具快換法蘭端配套，自重45g，安裝后厚度38mm。工具支架×1（1）鋁合金結(jié)構(gòu)，可穩(wěn)定支撐并定位所有工具；（2）提供7個工具擺放位置，位置標號清晰標示；（3）所有工具的定位方式相同，可互換位置，不影響正常使用。示教器支架×1（1）與工業(yè)機器人示教器配套，可穩(wěn)定安放，不易滑落；（2）配套線纜懸掛支架，方便線纜收放。工作臺×1（1）鋁合金型材結(jié)構(gòu)，工作臺式設(shè)計，臺面可安裝功能模塊，底部柜體內(nèi)可安裝電氣設(shè)備；（2）臺面長680mm，寬680mm，厚20mm；（3）底部柜體長600mm，寬600mm，高700mm；（4）底部柜體四角安裝有腳輪，輪片直徑50mm，輪片寬度25mm，可調(diào)高度10mm；（5）工作臺面合理布置有線槽，方便控制信號線和氣路布線，且電、氣分開；（6）底部柜體上端和下端四周安裝有線槽，可方便電源線、氣管和通信線布線；（7）底部柜體門板為快捷可拆卸設(shè)計，每個門板完全相同可互換安裝。3倉儲單元1臺立體倉庫×11.雙層共6倉位，采用鋁型材作為結(jié)構(gòu)支撐；2.每個倉位可存儲1個輪轂零件；3.倉位托盤可由氣動推桿驅(qū)動推出縮回；4.倉位托盤底部設(shè)置有傳感器可檢測當前倉位是否存有零件；5.每個倉位具有紅綠指示燈表明當前倉位倉儲狀態(tài)，并有明確標識倉位編號。遠程IO模塊×1（1）支持ProfiNet總線通訊；（2）支持適配IO模塊數(shù)量最多32個；（3）傳輸距離最大100米（站站距離），總線速率最大100Mbps；（4）附帶數(shù)字量輸入模塊2個，單模塊8通道，輸入信號類型PNP，輸入電流典型值3mA，隔離耐壓500V，隔離方式光耦隔離；（5）附帶數(shù)字量輸出模塊3個，單模塊8通道，輸出信號類型源型，驅(qū)動能力500mA/通道，隔離耐壓500V，隔離方式光耦隔離；（6）在工作臺臺面上布置有遠程IO適配器的網(wǎng)絡(luò)通信接口，方便接線。輪轂零件×6（1）鋁合金材質(zhì)，五幅輪轂縮比零件；（2）輪輞直徑102mm，最大外圈直徑114mm，輪輞內(nèi)圈直徑88mm，輪轂直徑28mm，整體厚度45mm，輪輻厚度16mm；（3）正面設(shè)計有可更換的數(shù)控加工耗材安裝板，直徑37mm，厚度8mm，塑料材質(zhì)；4.零件正面、反面均設(shè)計有定位槽、視覺檢測區(qū)域、打磨加工區(qū)域和二維碼標簽位置。工作臺×1（1）鋁合金型材結(jié)構(gòu)，工作臺式設(shè)計，臺面可安裝功能模塊，底部柜體內(nèi)可安裝電氣設(shè)備；（2）臺面長680mm，寬680mm，厚20mm；（3）底部柜體長600mm，寬600mm，高700mm；（4）底部柜體四角安裝有腳輪，輪片直徑50mm，輪片寬度25mm，可調(diào)高度10mm；（5）工作臺面合理布置有線槽，方便控制信號線和氣路布線，且電、氣分開；（6）底部柜體上端和下端四周安裝有線槽，可方便電源線、氣管和通信線布線；（7）底部柜體門板為快捷可拆卸設(shè)計，每個門板完全相同可互換安裝。4加工單元1臺數(shù)控機床×1（1）典型三軸立式銑床結(jié)構(gòu)，加工臺面不動，主軸可實現(xiàn)X\Y\Z三軸加工運動；（2）主軸為風冷電主軸，轉(zhuǎn)速24000r/min，額定功率0.8kW，軸端連接為ER11，可夾持3mm直徑刀柄的刀具；（3）X軸有效行程240mm，最大運行速度30mm/s，3Nm高性能伺服電機驅(qū)動，通過同步帶帶動滾珠絲杠實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運動變換到直線運動，由滾珠導軌導向滑動；（4）Y軸有效行程250mm，最大運行速度30mm/s，3Nm高性能伺服電機驅(qū)動，通過同步帶帶動滾珠絲杠實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運動變換到直線運動，由滾珠導軌導向滑動；（5）Z軸有效行程180mm，最大運行速度30mm/s，3Nm高性能伺服電機驅(qū)動，帶抱閘，通過同步帶帶動滾珠絲杠實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運動變換到直線運動，由滾珠導軌導向滑動；（6）夾具采用氣動驅(qū)動夾緊，缸徑32mm，夾具可有氣動驅(qū)動前后兩端定位，方便上下料；(7）數(shù)控機床配有安全護欄，鋁合金框架透明隔斷，正面、背面均配有安全門，由氣動驅(qū)動實現(xiàn)開啟關(guān)閉。模擬刀庫×1（1）模擬刀庫采用虛擬化設(shè)計，由顯示屏顯示當前使用刀具信息和刀庫工作狀態(tài)；（2）顯示屏尺寸9英寸，TFT真彩液晶屏，64K色，分辨率800×480，背光平均無故障時間20000小時，可用內(nèi)存10MB，支持ProfiNet通訊；（3）側(cè)面配裝有數(shù)控機床工作指示燈，可指示當前工作狀態(tài)。數(shù)控系統(tǒng)×1（1）數(shù)控系統(tǒng)性能穩(wěn)定；（2）10.4英寸TFT彩色顯示屏；（3）PLC控制基于SIMATICS7-200；（4）最大加工通道/方式組數(shù)為1，CNC用戶內(nèi)存3MB；（5）具備銑削工藝；（6）進給軸具備進給平滑控制、力矩前饋控制功能；支持各軸自動優(yōu)化和軌跡插補功能；（7）插補軸數(shù)最大4軸，支持直線插補、圓弧插補、螺旋線插補、精優(yōu)曲面功能、高速高精設(shè)定、程序段預(yù)讀功能、壓縮器功能；（8）具備刀具管理功能，刀具數(shù)最大256，刀刃數(shù)最大256，支持刀具質(zhì)量、刀具壽命檢測功能，帶替換刀具管理功能；（9）具備OPCUA通訊接口，可將數(shù)控系統(tǒng)中的運行數(shù)據(jù)傳輸?shù)組ES軟件中；（10）提供手輪對各軸手動操作遠程IO模塊×1（1）支持ProfiNet總線通訊；（2）支持適配IO模塊數(shù)量最多32個；（3）傳輸距離最大100米（站站距離），總線速率最大100Mbps；（4）附帶數(shù)字量輸入模塊1個，單模塊8通道，輸入信號類型PNP，輸入電流典型值3mA，隔離耐壓500V，隔離方式光耦隔離；（5）附帶數(shù)字量輸出模塊1個，單模塊8通道，輸出信號類型源型，驅(qū)動能力500mA/通道，隔離耐壓500V，隔離方式光耦隔離；（6）在工作臺臺面上布置有遠程IO適配器的網(wǎng)絡(luò)通信接口，方便接線。工作臺×1（1）鋁合金型材結(jié)構(gòu)，工作臺式設(shè)計，臺面可安裝功能模塊，底部柜體內(nèi)可安裝電氣設(shè)備；（2）臺面長1360mm，寬680mm，厚20mm；（3）底部柜體長1280mm，寬600mm，高700mm；（4）底部柜體四角安裝有腳輪，輪片直徑50mm，輪片寬度25mm，可調(diào)高度10mm；（5）工作臺面合理布置有線槽，方便控制信號線和氣路布線，且電、氣分開；（6）底部柜體上端和下端四周安裝有線槽，可方便電源線、氣管和通信線布線；（7）底部柜體門板為快捷可拆卸設(shè)計，每個門板完全相同可互換安裝。5打磨單元1臺打磨工位×1（1）鋁合金框架結(jié)構(gòu)，可穩(wěn)定支撐零件加工；（2）四爪夾具由氣動驅(qū)動，可對零件輪轂位置進行穩(wěn)定夾持，自動對心定位；（3）底部配有傳感器可檢測當前工位是否存有零件。旋轉(zhuǎn)工位×1（1）鋁合金框架結(jié)構(gòu)，可穩(wěn)定支撐零件加工；（2）四爪夾具由氣動驅(qū)動，可對零件輪輞內(nèi)圈進行穩(wěn)定夾持，自動對心定位；（3）底部配有傳感器可檢測當前工位是否存有零件；（4）旋轉(zhuǎn)氣缸可帶動旋轉(zhuǎn)工位整體180°旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)零件沿軸線旋轉(zhuǎn)。翻轉(zhuǎn)工裝×1（1）雙指夾具對零件輪輞外圈穩(wěn)定夾持，自動對心定位，翻轉(zhuǎn)過程無位移；（2）旋轉(zhuǎn)氣缸可驅(qū)動雙指夾具實現(xiàn)所夾持的零件在打磨工位和旋轉(zhuǎn)工位間翻轉(zhuǎn)；（3）升降氣缸可實現(xiàn)翻轉(zhuǎn)后的零件在小距離內(nèi)垂直放入取出工位，確保定位準確。吹屑工位×1（1）不銹鋼材質(zhì)，外形尺寸150mm×150mm×100mm；（2）頂部開口直徑130mm；（3）兩側(cè)布置了吹氣口，可將打磨后粘附在零件表面上的碎屑清除。遠程IO模塊×1（1）支持ProfiNet總線通訊；（2）支持適配IO模塊數(shù)量最多32個；（3）傳輸距離最大100米（站站距離），總線速率最大100Mbps；（4）附帶數(shù)字量輸入模塊2個，單模塊8通道，輸入信號類型PNP，輸入電流典型值3mA，隔離耐壓500V，隔離方式光耦隔離；（5）附帶數(shù)字量輸出模塊2個，單模塊8通道，輸出信號類型源型，驅(qū)動能力500mA/通道，隔離耐壓500V，隔離方式光耦隔離；（6）在工作臺臺面上布置有遠程IO適配器的網(wǎng)絡(luò)通信接口，方便接線。工作臺×1(1)鋁合金型材結(jié)構(gòu)，工作臺式設(shè)計，臺面可安裝功能模塊，底部柜體內(nèi)可安裝電氣設(shè)備；(2)臺面長680mm，寬680mm，厚20mm；(3)底部柜體長600mm，寬600mm，高700mm；(4)底部柜體四角安裝有腳輪，輪片直徑50mm，輪片寬度25mm，可調(diào)高度10mm；(5)工作臺面合理布置有線槽，方便控制信號線和氣路布線，且電、氣分開；(6)底部柜體上端和下端四周安裝有線槽，可方便電源線、氣管和通信線布線；(7)底部柜體門板為快捷可拆卸設(shè)計，每個門板完全相同可互換安裝。6檢測單元1臺視覺系統(tǒng)×1(1)采用30W像素CCD相機，彩色，有效像素640×480，像素尺寸7.4μm×7.4μm，電子快門；(2)控制器為箱型；(3)動作模式包括標準模式、倍速多通道輸入、不間斷調(diào)整；(4)支持128場景數(shù)；(5)利用流程編輯功能制作處理流程；(6)支持Ethernet通信，采用無協(xié)議（TCP/UDP）；(7)在工作臺臺面上布置有網(wǎng)絡(luò)通信接口，方便接線。配套光源及顯示器×1(1)配套漫反射環(huán)形光源，白色，明亮度可調(diào)節(jié)；(2)光源配有保護支架，可有效防止零件掉落損壞光源；(3)配套視覺系統(tǒng)顯示器和操作用鼠標。工作臺×1(1)鋁合金型材結(jié)構(gòu)，工作臺式設(shè)計，臺面可安裝功能模塊，底部柜體內(nèi)可安裝電氣設(shè)備；(2)臺面長680mm，寬680mm，厚20mm；(3)底部柜體長600mm，寬600mm，高700mm；(4)底部柜體四角安裝有腳輪，輪片直徑50mm，輪片寬度25mm，可調(diào)高度10mm；(5)工作臺面合理布置有線槽，方便控制信號線和氣路布線，且電、氣分開；(6)底部柜體上端和下端四周安裝有線槽，可方便電源線、氣管和通信線布線；(7)底部柜體門板為快捷可拆卸設(shè)計，每個門板完全相同可互換安裝。7分揀單元1臺傳送帶×1(1)寬度125mm，有效長度1250mm；(2)調(diào)速電機驅(qū)動，功率120W，單相220V供電，配套1:18減速比減速器，采用變頻器驅(qū)動，適用電機容量0.4kW，輸出額定容量1.0kVA/額定電流2.5A，電源額定輸入電壓單相200V~240V/額定容量1.5kVA；(3)傳送帶起始端配有傳感器，可檢測當前位置是否有零件。分揀機構(gòu)×3(1)分揀機構(gòu)配有傳感器，可檢測當前分揀機構(gòu)前是否有零件；(2)利用垂直氣缸可實現(xiàn)阻擋片升降，將零件攔截在指定分揀機構(gòu)前；(3)利用推動氣缸可實現(xiàn)將零件推入指定分揀工位。分揀工位×3(1)分揀工位末端配有傳感器，可檢測當前分揀工位是否存有零件；(2)分揀工位末端為V型頂塊，可配合頂緊氣缸對零件精確定位；(3)每個分揀工位均有明確標號。遠程IO模塊×1(1)支持ProfiNet總線通訊；(2)支持適配IO模塊數(shù)量最多32個；(3)傳輸距離最大100米（站站距離），總線速率最大100Mbps；(4)附帶數(shù)字量輸入模塊3個，單模塊8通道，輸入信號類型PNP，輸入電流典型值3mA，隔離耐壓500V，隔離方式光耦隔離；5)附帶數(shù)字量輸出模塊2個，單模塊8通道，輸出信號類型源型，驅(qū)動能力500mA/通道，隔離耐壓500V，隔離方式光耦隔離；(6)在工作臺臺面上布置有遠程IO適配器的網(wǎng)絡(luò)通信接口，方便接線。工作臺×1(1)鋁合金型材結(jié)構(gòu)，工作臺式設(shè)計，臺面可安裝功能模塊，底部柜體內(nèi)可安裝電氣設(shè)備；(2)臺面長1360mm，寬680mm，厚20mm；(3)底部柜體長1280mm，寬600mm，高700mm；(4)底部柜體四角安裝有腳輪，輪片直徑50mm，輪片寬度25mm，可調(diào)高度10mm；(5)工作臺面合理布置有線槽，方便控制信號線和氣路布線，且電、氣分開；(6)底部柜體上端和下端四周安裝有線槽，可方便電源線、氣管和通信線布線；(7)底部柜體門板為快捷可拆卸設(shè)計，每個門板完全相同可互換安裝。8總控單元1臺PLC控制器×2：(1)工作存儲器75KB，裝載存儲器2MB，保持性存儲器10KB；(2)本體集成I/O，數(shù)字量8點輸入/6點輸出，模擬量2路輸入；(3)過程映像大小為1024字節(jié)輸入（I）和1024字節(jié)輸出（Q）；(4)位存儲器為4096字節(jié)（M）；(5)具備1個以太網(wǎng)通信端口，支持PROFINET通信；(6)實數(shù)數(shù)學運算執(zhí)行速度2.3μs/指令，布爾運算執(zhí)行速度0.08μs/指令。交換機×1：(1)支持網(wǎng)絡(luò)標準IEEE802.3、IEEE802.3u、IEEE802.3x(2)8個10/100/1000Mbps自適應(yīng)RJ45端口(3)全鋼材殼體，強勁散熱性能保證機器穩(wěn)定運行操作面板×1：(1)提供1個總電源輸入開關(guān)，可控制輸入電源的開啟關(guān)閉；(2)提供1個電源模塊急停按鈕，可切斷總控單元電源模塊向其他單元模塊的供電；(3)提供4個自定義功能按鈕，1個自復位綠色燈按鈕，1個自復位紅色燈按鈕，1個自保持綠色燈按鈕，1個自保持紅色燈按鈕電源模塊×1：(1)輸入電源為三相五線制，AC380V，50Hz，15kW，重載連接器插頭，接線安全防觸電；(2)執(zhí)行單元輸出電源為單相三線制，AC220V，50Hz，7kW，重載連接器插頭，接線安全防觸電，配空氣開關(guān)和指示燈；(3)倉儲單元輸出電源為單相三線制，AC220V，50Hz，2kW，重載連接器插頭，接線安全防觸電，配空氣開關(guān)和指示燈；(4)加工單元輸出電源為三相五線制，AC380V，50Hz，12kW，重載連接器插頭，接線安全防觸電，配空氣開關(guān)和指示燈；(5)打磨單元輸出電源為單相三線制，AC220V，50Hz，2kW，重載連接器插頭，接線安全防觸電，配空氣開關(guān)和指示燈；(6)檢測單元輸出電源為單相三線制，AC220V，50Hz，2kW，重載連接器插頭，接線安全防觸電，配空氣開關(guān)和指示燈；(7)分揀單元輸出電源為單相三線制，AC220V，50Hz，2kW，重載連接器插頭，接線安全防觸電，配空氣開關(guān)和指示燈。氣源模塊×1：(1)氣泵功率600W，排氣量118L/min，最大壓力8bar，儲氣罐24L；(2)提供8路氣路供氣接口，可用于其他單元獨立提供壓縮空氣，每路空氣接口可單獨開啟關(guān)閉。工作臺×1：(1)鋁合金型材結(jié)構(gòu)，工作臺式設(shè)計，臺面可安裝功能模塊，底部柜體內(nèi)可安裝電氣設(shè)備；(2)臺面長1360mm，寬680mm，厚20mm；(3)底部柜體長1280mm，寬600mm，高700mm；(4)底部柜體四角安裝有腳輪，輪片直徑50mm，輪片寬度25mm，可調(diào)高度10mm；(5)工作臺面合理布置有線槽，方便控制信號線和氣路布線，且電、氣分開；(6)底部柜體上端和下端四周安裝有線槽，可方便電源線、氣管和通信線布線；(7)底部柜體門板為快捷可拆卸設(shè)計，每個門板完全相同可互換安裝。9配套軟件1套離線編程軟件×1：（1）正版軟件，中文界面，可提供持續(xù)的中文技術(shù)支持服務(wù)，軟件可使用所有功能模塊，界面無“試用版”字樣；（2）可支持全國職業(yè)院校技能大賽“制造單元智能化改造與集成技術(shù)”賽項指定硬件平臺的離線編程應(yīng)用，包含與硬件平臺一致的三維模型環(huán)境；（3）具備軌跡優(yōu)化功能，通過圖形化方式展示機器人工作的最優(yōu)區(qū)域，并通過調(diào)整曲線讓機器人處于工作最優(yōu)區(qū)內(nèi)，解決不可達、軸超限和奇異點的問題；（4）支持軌跡編輯功能，以圖形化方式通過拖動參數(shù)曲線來編輯一條軌跡中指定個數(shù)的點，達到整條軌跡光滑過渡的效果；（5）具備以時間軸為展示方式之一的仿真管理面板。以時間軸的方式同時展示多個機器人和運動機構(gòu)的運動時序，體現(xiàn)相互等待關(guān)系和每條軌跡運行的起止時間、運行進度等；（6）具備專業(yè)的后置代碼編輯器。后置代碼編輯器可以顯示代碼的行號，數(shù)字、注釋和指令等關(guān)鍵字以不同顏色顯示；函數(shù)在編輯過程中有參數(shù)提示；函數(shù)和注釋可折疊隱藏。自動化編程軟件×1：（1）正版軟件，中文界面，可提供持續(xù)的中文技術(shù)支持服務(wù)，軟件可使用所有功能模塊，授權(quán)無時間限制；（2）與總控單元的PLC控制器同品牌，用于對PLC及其IO模塊進行組態(tài)配置和編程編譯；（3）面向任務(wù)和用戶的系統(tǒng)；（4）所有的程序編輯器都具有統(tǒng)一的外觀，優(yōu)化后的工作區(qū)域畫面布局工位靈活便捷；（5）網(wǎng)絡(luò)與設(shè)備圖形化的組合方式。MES編程平臺×1：（1）正版軟件，中文界面，可提供持續(xù)的中文技術(shù)支持服務(wù)，軟件可使用所有功能模塊，授權(quán)無時間限制；（2）與總控單元的PLC控制器同品牌，用于對HMI人機界面進行組態(tài)配置和編程編譯；（3）通用的應(yīng)用程序，適合所有工業(yè)領(lǐng)域的解決方案；（4）內(nèi)置所有操作和管理功能，可簡單、有效地進行組態(tài)；（5）可基于Web持續(xù)延展，采用開放性標準，集成簡便；（6）支持工業(yè)以太網(wǎng)通訊，方便大數(shù)據(jù)實時傳輸；（7）基于最新軟件技術(shù)的創(chuàng)新組態(tài)界面、適用于用戶定義對象和面板的全面庫設(shè)計，實現(xiàn)圖形化組態(tài)和批量數(shù)據(jù)處理的智能工具。10配套工具1套工具盒1個，內(nèi)六角扳手1套，螺絲刀1把，斜口鉗1把，氣管剪1個，萬用表1個，刀具2把，端面打磨頭20個，側(cè)面打磨頭5個，單元間固定連接板15個，單元間供電連接線五線制2根，單元間供電連接線三線制5根，單元間通信連接線5m長6根，單元間通信連接線1m長3根。表2競賽平臺設(shè)備參數(shù)表3競賽工位軟件配置表序號軟件名稱軟件版本1操作系統(tǒng)Windows10專業(yè)版2輸入法搜狗輸入法9.3正式版3文本處理軟件WPSOffice20194文本處理軟件AdobereaderXI（11.0.20）5PLC編程軟件PLC編程軟件6工業(yè)機器人離線編程軟件工業(yè)機器人離線編程軟件競賽版7組態(tài)軟件WinCC等十一、成績評定（一）分值分配表4競賽分值分配表項目名稱總分比重系統(tǒng)方案設(shè)計4%工藝流程模擬仿真7%硬件搭建及電氣接線12%機器人系統(tǒng)集成20%集成系統(tǒng)聯(lián)調(diào)15%MES系統(tǒng)集成10%拓展任務(wù)20%文檔制作7%職業(yè)素養(yǎng)5%（二）評定方法1.賽項裁判組負責賽項成績評定工作，設(shè)裁判長一名，全面負責賽項的裁判和管理工作。2.參賽選手根據(jù)賽項任務(wù)書的要求進行操作，需要裁判確認的內(nèi)容必須舉手經(jīng)過裁判員的確認，否則不得分。3.賽項裁判組本著“公平、公正、公開、科學、規(guī)范、透明、無異議”的原則，根據(jù)裁判的現(xiàn)場記錄、參賽隊選手的賽項任務(wù)書及評分標準，評定成績。4.評分方法為過程評分，所有評分材料須由相應(yīng)評分裁判、選手簽字和裁判長確認。5.裁判的分組由裁判長負責。無相應(yīng)執(zhí)裁任務(wù)的裁判不得進入選手工位。選手按照裁判的指令展示評分項描述的功能。6.名次按比賽成績由高到低排列，比賽成績高的參賽隊名次在前；若比賽成績相同，則以任務(wù)“拓展任務(wù)”比賽成績高的參賽隊名次在前；若仍相同，則以任務(wù)“集成系統(tǒng)聯(lián)調(diào)”比賽成績高的參賽隊名次在前；若仍相同，則以“機器人系統(tǒng)集成”比賽成績高的參賽隊名次在前；若仍相同，則以任務(wù)“MES系統(tǒng)集成”比賽成績高的參賽隊名次在前；若仍相同，則以任務(wù)“硬件搭建及電氣接線”比賽成績高的參賽隊名次在前；若仍相同，則以任務(wù)“文檔制作”比賽成績高的參賽隊名次在前；若仍相同，則以任務(wù)“工藝流程模擬仿真”比賽成績高的參賽隊名次在前；如還相同，由比賽任務(wù)完成時間短的參賽隊名次在前。（三）裁判安排賽項裁判組負責賽項成績評定工作，設(shè)裁判長一名，全面負責賽項的裁判和管理工作，現(xiàn)場裁判和評分裁判若干。（四）成績審核1.錄入。由賽場工作人員將裁判長提交的賽項總成績的最終結(jié)果統(tǒng)計保存。2.審核。由賽場工作人員對成績數(shù)據(jù)審核后，將競賽成績導出打印，經(jīng)裁判長、仲裁組、監(jiān)督組和大賽執(zhí)委會審核無誤后簽字。3.復核。由監(jiān)督組對賽項總成績排名前30%的所有參賽隊伍的成績進行復核；對其余成績進行抽查復核，抽檢覆蓋率不得低于15%；監(jiān)督組需將復檢中發(fā)現(xiàn)的錯誤以書面方式及時告知裁判長，由裁判長組織評分裁判重新評定成績并簽字確認；復核、抽檢錯誤率超過5%的，則認定為非小概率事件，裁判組需對所有成績進行復核。4.報送。由賽場工作人員將確認的賽項成績信息掃描電子版保存。同時將裁判長、仲裁組及監(jiān)督組簽字的紙質(zhì)打印成績單報送大賽執(zhí)委會辦公室公布成績。（五）評分細則根據(jù)比賽任務(wù)，評分指標權(quán)重分配如表6所示。表6評分指標權(quán)重分配一級指標比例二級指標配分系統(tǒng)方案設(shè)計4%1.系統(tǒng)布局方案設(shè)計系統(tǒng)布局規(guī)劃框圖繪制布局位置與真實設(shè)備布置相同（3）清楚注明各單元名稱2分2.控制系統(tǒng)方案設(shè)計（1）控制系統(tǒng)拓撲圖繪制（2）拓撲結(jié)構(gòu)與實際TIA設(shè)備網(wǎng)絡(luò)設(shè)置相同（3）清楚注明各設(shè)備名稱（4）清楚注明各設(shè)備IP地址2分工藝流程模擬仿真7%1.根據(jù)實際布局情況完成三維環(huán)境搭建2.完成零件的檢測工序流程動作3.完成零件的其他工藝流程動作4.動作流程中不得出現(xiàn)工業(yè)機器人不可達點、軸超限點或奇異點5.動作流程中不得出現(xiàn)工具與工業(yè)機器人脫離情況6.動作流程中不得出現(xiàn)未按照流程移動情況7分硬件搭建及電氣接線12%1.硬件搭建（1）工作站各單元安裝牢固、穩(wěn)定（2）工作站外側(cè)門板全部安裝（3）工作站內(nèi)側(cè)門板全部拆卸1分2.電路氣路通訊接線（1）工作站各單元電路連接（2）工作站各單元氣路連接（3）工作站各單元通信連接（4）線槽蓋全部蓋好（5）電源線放入線槽（6）氣管無漏氣現(xiàn)象（7）手動測試功能單元動作2分3.機器人校零機器人各軸須校零，機器人碼盤轉(zhuǎn)數(shù)（轉(zhuǎn)數(shù)計數(shù)器）須更新1分4.機電部件裝調(diào)（1）完成指定機電部件的裝配與調(diào)試（2）完成指定機電部件的IO接線與信號功能調(diào)試4分5.故障診斷與排除排查出設(shè)置的全部故障并完成全部故障排除，實現(xiàn)工作臺正常運行4分機器人系統(tǒng)集成20%1.制造單元通訊組態(tài)（1）完成控制系統(tǒng)組態(tài)設(shè)置，每個遠程IO模塊通訊正常（2）完成工業(yè)機器人的組態(tài)設(shè)置，IO輸出正常（3）完成智能視覺的通訊組態(tài)，能觸發(fā)拍照和結(jié)果輸出2.5分2.執(zhí)行單元和工具單元(1)平移滑臺移動時工業(yè)機器人保持安全姿態(tài)(2)平移滑臺根據(jù)流程要求定位移動(3)工業(yè)機器人實現(xiàn)快換工具更換動作(4)工業(yè)機器人利用工具拾取/釋放零件及打磨零件3分3.倉儲單元(1)根據(jù)任務(wù)要求完成各流程動作(2)工業(yè)機器人快換工具的正常使用(3)產(chǎn)品正常拾取(4)產(chǎn)品準確放置3分4.加工單元(1)在數(shù)控系統(tǒng)中建立刀具信息表，能觸發(fā)虛擬刀庫調(diào)用(2)在機床未動作時主軸位置處于機床坐標系原點，不影響上下料動作(3)按圖紙完成加工程序編制，能實現(xiàn)對零件數(shù)控加工(4)根據(jù)任務(wù)要求完成各流程動作3.5分5.打磨單元(1)根據(jù)任務(wù)要求完成各流程動作(2)工業(yè)機器人快換工具的正常使用(3)產(chǎn)品正常拾取(4)產(chǎn)品準確放置3分6.檢測單元(1)根據(jù)任務(wù)要求完成各流程動作(2)工業(yè)機器人快換工具的正常使用(3)產(chǎn)品正常拾取(4)產(chǎn)品準確放置2分7.分揀單元(1)根據(jù)任務(wù)要求完成各流程動作(2)工業(yè)機器人快換工具的正常使用(3)產(chǎn)品正常拾取(4)產(chǎn)品準確放置3分集成系統(tǒng)聯(lián)調(diào)15%1.定制流程集成調(diào)試(1)在流程開始前，應(yīng)用平臺處于要求的初始狀態(tài)(2)按照要求完成零件生產(chǎn)的完整流程(3)工業(yè)機器人處于自動模式完成流程演示(4)按照任務(wù)要求通過按鈕啟動流程(5)三色燈按照流程要求亮滅(6)流程演示過程中，不得出現(xiàn)需要跳轉(zhuǎn)程序情況（7）在流程結(jié)束后，應(yīng)用平臺處于要求的狀態(tài)15分MES系統(tǒng)集成10%1.MES系統(tǒng)開發(fā)(1)正確完成WinCC組態(tài)設(shè)置(2)完成歡迎界面的界面繪制和功能定義(3)完成手動界面的界面繪制和功能定義(4)完成監(jiān)控界面的界面繪制和功能定義(5)完成訂單界面的界面繪制和功能定義3分2.云端服務(wù)調(diào)試(1)平板顯示連接成功(2)云數(shù)據(jù)服務(wù)器有數(shù)據(jù)上傳記錄1分3.MES自動化流程演示(1)平板監(jiān)控界面各項參數(shù)與實際狀態(tài)相同(2)可通過人機界面下達訂單，按訂單要求完成零件生產(chǎn)的完整流程(3)工業(yè)機器人處于自動模式完成流程演示(4)按照任務(wù)要求通過按鈕啟動流程(5)三色燈按照流程要求亮滅(6)流程演示過程中，不得人工干預(yù)6分拓展任務(wù)20%在保證工作臺運行通暢的情況下，根據(jù)拓展任務(wù)要求，完成系統(tǒng)功能拓展。20分文檔制作7%1.方案設(shè)計及排故文檔，包含方案設(shè)計、故障點診斷排除。4分2.用戶手冊，包含安全注意事項、系統(tǒng)功能描述、系統(tǒng)設(shè)備組成、系統(tǒng)使用方法、用戶維護