全國職業院校技能大賽

賽項規程

一、賽項名稱

賽項編號：GZ-2022021

賽項名稱：工業機器人技術應用

英文名稱：IndustrialRobotTechnologiesApplication

賽項組別：高職組

賽項歸屬產業：裝備制造類

二、競賽目的

通過競賽，檢驗、展示高職院校本專業教學改革成果以及學生崗

位通用技術與職業能力，引領和促進高職院校該專業教學改革，激發

和調動行業、企業關注和參與專業教學改革的主動性和積極性，推動

提升高職院校應用專業人才培養水平。

賽項以“中國制造2025”規劃為背景，針對裝備制造業轉型升

級對崗位技能提升的要求，面向全國高等職業院校工業機器人技術、

機電一體化技術和電氣自動化技術等專業，通過技能競賽促進高等職

業院校工業機器人技術應用相關專業的發展、課程的建設、人才的培

養質量，積累和開發適合院校的生產性教學載體（項目），引入企業

評價標準，解決工業機器人產業迅猛增長與專業人才嚴重短缺的矛

盾，提升工業機器人系統技術應用人才水平和數量，實現人才的到崗

即用。

賽項引導高等職業院校關注“工業機器人技術應用”方面的發展

趨勢及新技術的應用，促進和引導工業機器人相關專業建設；促進工

學結合人才培養模式和課程教學的改革與創新，展示學生工業機器人

及系統應用的綜合能力；提升高等職業院校教師的工業機器人技術應

用水平，以賽促教，為工業機器人及系統在企業中的應用提供人才保

障。

賽項設計依據工業機器人制造、系統集成和應用等企業崗位的迫

切需求，結合高等職業教育人才培養定位，著重考核與培養學生的機

械設計與安裝調試、電氣控制系統設計與安裝調試、視覺系統調試、

工業機器人操作、編程、工作站安裝調試、系統集成以及現場維護等

能力，考察參賽隊組織管理、團隊協作、工作效率、質量與成本控制

及安全意識等職業素養，踐行習近平總書記“要以智能制造為主攻方

向推動產業技術變革和優化升級，推動制造業產業模式和企業形態根

本性轉變，以‘鼎新’帶動‘革故’，以增量帶動存量，促進我國產

業邁向全球價值鏈中高端。”的指示。

三、競賽內容

本賽項以工業機器人應用工作站系統作為競賽平臺，多名參賽選

手協作完成工業機器人應用工作站系統中的配套設備機械和電氣系

統的基本設計及裝調、工業機器人標定及示教器示教編程、通訊設置

及操作編程、視覺系統編程調試、AGV機器人及碼垛機器人的編程調

試等基本工作任務，利用MES系統、虛擬仿真技術并通過對系統的人

機界面開發、控制程序圖及設計等完成工業機器人智能工作站系統的

聯機運行和特定制造流程等綜合任務。

參賽選手在規定時間（一天半，每半天連續3-3.5個小時）內，

以現場操作的方式，根據賽場提供的有關資料和賽項任務書，分三個

階段（每個階段半天），完成本賽項三個賽程的任務，具體競賽總內

容和成績占比如下：

（一）按任務要求完成對比賽系統的機器人相關設備的工業機器

人虛擬工作站系統搭建，并進行氣動系統設計、控制系統設計、機械

和電氣安裝、調試，并能夠組成工業機器人智能工作站系統。（20%）

（二）按任務要求完成智能視覺系統的流程編輯，實現工件流水

線上的各種工件形狀種類、位置、顏色、角度及缺陷的識別。視覺系

統編程調試、視覺及工業機器人系統編程調試、立體倉庫碼垛機調試。

（10%）

（三）按任務要求完成工業機器人參數設定、標定及編程調試；

完成工業機器人系統虛擬調試；工業機器人系統虛實同步。（15%）

（四）按任務要求完成機器人相關基本模塊單元測試用的人機界

面、通訊以及底層控制程序的編制，包括機器人、流水線、碼垛機立

體倉庫等單元；進行自主導航AGV機器人調試、工業機器人與AGV的

協同作業。（20%）

（五）對競賽設備進行單元間的聯機功能驗證、整體系統的操作、

編程和調試，MES交互功能設計、系統虛實協同，達到任務書規定混

流生產綜合任務（包括工件檢驗、分揀、裝配、轉運、入庫等）的工

作要求和技術要求。（25%）

（六）職業素養與安全意識。競賽現場考察參賽隊組織管理、團

隊協作、工作效率、質量與成本控制及安全意識等職業素養。（10%）

四、競賽方式

（一）競賽采用團體賽方式，不計選手個人成績，統計參賽隊的

總成績進行排序。

（二）競賽隊伍組成：每支參賽隊由2名比賽選手組成，性別不

限，2名選手須為同校在籍學生，其中隊長1名。每隊可配2名指導

教師。高等職業學校專科、本科層次選手須為學校全日制在籍學生和

五年制高職四、五年級學生，參加高職組比賽。

（三）競賽均各自采取多場次進行，由賽項執委會按照競賽流程

組織各領隊參加公開抽簽，確定各隊參賽場次。參賽隊按照抽簽確定

的參賽時段分批次進入比賽場地參賽。

（四）賽場的賽位統一編制賽位號，參賽隊比賽前30分鐘到賽

項指定地點接受檢錄，進場前15分鐘抽簽決定賽位號，抽簽結束后，

隨即按照抽取的賽位號進場，然后在對應的賽位上完成競賽規定的賽

項任務。賽位號由參賽選手抽取，抽取賽位號的步驟：

1.抽簽由賽場加密裁判主持；

2.參賽選手隨機抽取賽位號，并在賽位記錄單上簽名確認；

3.賽位號不對外公布，抽簽結果由賽項辦公室密封后統一保管，

在評分結束后開封統計成績。

（五）2022年，不邀請國際團隊參賽，歡迎國際團隊到場觀賽。

五、競賽流程

具體的競賽日期，由全國職業院校技能大賽執委會及賽區執委會

統一規定，本賽項競賽5天，選手第一天上午報到，下午召開賽前說

明會和場次抽簽活動并安排選手熟悉賽場；第二、三、四天進行正式

比賽。第五天舉行閉賽式、頒發獲獎證書。競賽流程如圖1所示。競

賽日程見表1。

圖1競賽流程

表1競賽日程表（具體時間以競賽指南為準）

日期時間內容

12：00參賽隊報到結束

第一天15：00賽前說明會、領隊會、場次抽簽

16：00選手熟悉場地

8：00A組參賽選手到賽場（賽位抽簽）

9：00—12：00A組正式比賽（A組第一賽程）

第二天

13：30A組參賽選手到賽場

14：00—17：30A組正式比賽（A組第二賽程）

7：30A組參賽選手到賽場

8：00—11：30A組正式比賽（A組第三賽程）

第三天

13:00B組參賽選手到賽場

14:00-17:00B組正式比賽（B組第一賽程）

8：30B組參賽選手到賽場

9：00—12：30B組正式比賽（B組第二賽程）

第四天

13:30B組參賽選手到賽場

14：00—17：30B組正式比賽（B組第三賽程）

第五天10:00大賽閉賽式、頒發證書

六、競賽賽卷

（一）由命題專家組，在保密、獨立的環境中，擬定競賽試題。

（二）工作任務書經由大賽執委會指定的獨立專家進行審核。

（三）賽項采取提前公開賽卷方式，賽前1個月在大賽指定的網

絡信息發布平臺上公布競賽樣題。

（四）在賽前舉行賽前說明會，對競賽題型、結構、考點、評分、

注意事項等進行說明和答疑。

（五）競賽任務在評分時的狀態和測試要求，不同場次之間要求

不同，同一場次的要求相同。任務的初始狀態和測試要求根據評判要

求在開賽時、任務評分前或任務評分時給定。

（六）賽項比賽結束后一周內，各場次任務狀態和測試狀態要求

等內容通過大賽網絡信息發布平臺（）公

布。

七、競賽規則

（一）參賽資格

1.競賽參賽選手須為高等職業院校全日制在籍學生；

2.本科院校中高職類全日制在籍學生；

3.五年制高職四、五年級學生均可報名參加高職組比賽；

4.高等職業學校專科、本科層次的學校全日制在籍學生。

5.鼓勵高職大齡學生等符合條件的選手參賽。

（二）報名要求

1.競賽組隊要求：每個學校限報1支代表隊，參賽選手為同一學

校，不允許跨校組隊。

2.人員變更：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，須由省級教育

行政部門于本賽項開賽10個工作日之前出具書面說明，經大賽執委

會辦公室核實后予以更換；報到后選手因特殊原因不能參加比賽時，

由大賽執委會根據賽項的特點決定是否可進行缺員比賽。

3.各省教育行政部門負責本地區參賽學生的資格審查工作，并保

存相關證明材料的復印件，以備查閱。

4.凡在往屆全國職業院校技能大賽中獲一等獎的選手，不再參加

同一項目同一組別的賽項。

（三）賽前準備（以指南為準）

1．熟悉場地：比賽日前一天下午16：00-17：00開放賽場，熟

悉場地。

2．領隊會議：比賽日前一天下午15：00-16：00召開領隊會議，

由各參賽隊伍的領隊和指導教師參加，會議講解競賽注意事項并進行

賽前答疑，由領隊通過抽簽確定各參賽隊的場次。

3．參賽隊員入場：參賽選手憑參賽證、身份證、學生證在正式

比賽開始前30分鐘到指定地點集合，賽前15分鐘抽取工位號，選手

按工位號順序依次進場，進行各項準備工作，現場裁判將對各參選手

的身份信息進行核對。選手在正式比賽開始15分鐘后不得入場，比

賽結束前30分鐘內才允許提前離場。嚴禁參賽選手攜帶與競賽無關

的電子設備、通訊設備及其他相關資料與用品入場。

（四）正式比賽

1.競賽用設備賽項執委會統一提供，各參賽隊可以根據需要選擇

使用現場提供的設備、儀器、工具；

2.選手進入賽場必須聽從現場裁判人員的統一布置和指揮，首先

需對比賽設備、選配部件、工量具等物品進行檢查和測試，如有問題

及時舉手向裁判人員示意處理；

3.比賽用儀器設備、賽位由抽簽確定，不得擅自變更、調整；

4.選手在競賽過程中不得擅自離開賽場，如有特殊情況，須經裁

判人員同意。選手休息、飲水、上洗手間等，不安排專門用時，統一

計在競賽時間內，競賽計時工具，以賽場設置的時鐘為準；

5.競賽期間，選手不得將手機等通信工具帶入賽場，非同組選手

之間不得以任何方式傳遞信息，如傳遞紙條，用手勢表達信息，用暗

語交換信息等；

6.所有人員在賽場內不得喧嘩，不得有影響其他選手完成工作任

務的行為；

7.愛護賽場提供的器材，不得移動賽場內臺桌、設備和其它物品

的定置，不得故意損壞設備和儀器；比賽過程中，參賽選手須嚴格遵

守相關操作規程，確保設備及人身安全，并接受裁判員的監督和警示；

8.完成競賽任務期間，不得與其他選手討論，不得旁窺其他選手

的操作；

9.遇事應先舉手示意，并與裁判人員協商，按裁判人員的意見辦

理；

10.參賽選手須在賽位的計算機上規定的文件夾內存儲比賽文

檔；

11.比賽過程中，選手須嚴格遵守安全操作規程，并接受裁判員

的監督和警示，以確保人身及設備安全。選手因個人誤操作造成人身

安全事故和設備故障時，裁判長有權中止該隊比賽；如非選手個人原

因出現設備故障而無法比賽，由裁判長視具體情況做出裁決(調換到

備份賽位或調整至最后一場次參加比賽)；如裁判長確定設備故障可

由技術支持人員排除故障后繼續比賽，將給參賽隊補足所耽誤的比賽

時間；

12.A組和B組從第二場比賽開始，以后每場比賽，給選手半個

小時的時間檢查前一場比賽所作的內容是否與自己所作的內容相吻

合，并簽字確認；

13.參賽隊若要提前結束競賽，應舉手向裁判員示意，比賽結束

時間由裁判員記錄，參賽隊結束比賽后不得再進行任何操作；

14.選手須按照程序提交比賽結果，配合裁判做好賽場情況記錄，

與裁判一起簽字確認，裁判要求簽名時不得拒絕；

15.完成賽項任務及交接事宜或競賽時間結束，應到指定地點，

待工作人員宣布競賽結束，方可離開；

16.選手在比賽過程中遇到程序編寫等內容不能自行完成，可以

提出棄權，由技術保障人員幫助完成，參賽隊棄權部分不得分。技術

保障人員幫助完成相關任務的時間，計入總的比賽時間；

17.不亂擺放工具，不亂丟雜物，完成工作任務后清潔賽位，清

點工具。線頭、廢棄物品及工具，不得遺留在賽位上；

18.使用文明用語，尊重裁判和其他選手，不得辱罵裁判和賽場

工作人員，不得打架斗毆；

19.任何人不得以任何方式暗示、指導、幫助參賽選手，對造成

后果的，視情節輕重酌情扣除參賽選手成績；

20.比賽過程中，除參加當場次比賽的選手、執行裁判員、現場

工作人員和經批準的人員外，其他人員一律不得進入比賽現場；比賽

結束后，參賽人員應根據指令及時退出比賽現場。對不聽勸阻、無理

取鬧者追究責任，并通報批評；

21.裁判長在比賽結束前有2次時間提醒，裁判長發布比賽結束

指令后所有未完成任務參賽隊立即停止操作，按要求清理賽位，不得

以任何理由拖延競賽時間；

22.參賽選手不得將競賽任務書、圖紙、草稿紙和工具等與比賽

有關的物品帶離賽場，選手必須經現場裁判員檢查許可后方能離開賽

場；

23.參賽隊需按照競賽要求提交競賽結果，裁判員與參賽選手一

起簽字確認。

（五）成績公布

1.組織分工

在賽項執委會的領導下成立由檢錄組、裁判組、監督仲裁組組成

的成績管理組織機構。具體要求與分工如下：

（1）檢錄工作人員負責對參賽隊伍（選手）進行點名登記、身份

核對等工作。檢錄工作由賽項承辦院校工作人員承擔。

（2）裁判組實行“裁判長負責制”，設裁判長1名，全面負責賽

項的裁判管理工作并處理比賽中出現的爭議問題，以及66名裁判，

其中加密裁判2名，記分裁判2名，工位評分裁判62名。

（3）裁判員根據比賽需要分為加密裁判、現場裁判和評分裁判。

加密裁判：負責組織參賽隊伍（選手）抽簽，對參賽隊信息、抽

簽代碼等進行加密；各賽項加密裁判由賽區執委會根據賽項要求確

定。同一賽項的加密裁判來自不同單位。加密裁判不得參與評分工作。

現場裁判：按規定做好賽場記錄，維護賽場紀律，評定參賽隊的

現場得分。

評分裁判：負責對參賽隊伍（選手）的比賽任務完成、比賽表現

按賽項評分標準進行評定。

（4）監督仲裁組對裁判組的工作進行全程監督，并對競賽成績抽

檢復核；負責接受由參賽隊領隊提出的對裁判結果的申訴，組織復議

并及時反饋復議結果。

2.成績管理程序

按照相關制度要求，參賽隊伍的成績評定與管理按照嚴密的程序

進行。

3.成績評分

（1）現場評分

現場裁判依據現場打分表，對參賽隊的操作規范、現場表現等進

行評分。根據參賽選手在分步操作過程中的規范性、合理性以及完成

質量等，裁判依據評分標準按步給分。評分結果由參賽選手、裁判員、

裁判長簽字確認。

（2）過程評分抽檢復核

為保障成績統計的準確性，監督仲裁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；對其余成績進行抽檢復核，抽檢覆

蓋率不得低于15%。監督仲裁組將復檢中發現的錯誤通過書面方式及

時告知裁判長，由裁判長更正成績并簽字確認。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.成績公布

（1）錄入。由承辦單位信息員將裁判長提交的賽項總成績的最終

結果錄入賽務管理系統。

（2）審核。承辦單位信息員對成績數據審核后，將賽務系統中錄

入的成績導出打印，經賽項裁判長、監督仲裁組和賽項執委會審核無

誤后簽字。

（3）報送。由承辦單位信息員將確認的電子版賽項成績信息上傳

賽務管理系統。同時將裁判長、監督仲裁組簽字的紙質打印成績單報

送賽項執委會和大賽執委會辦公室。

（4）公布。記分員將解密后的各參賽隊伍（選手）成績匯總成最

終成績單，經裁判長、監督仲裁組簽字后進行公布（各賽項須在賽項

指南中明確成績公示方式）。公布時間為2小時。成績公布無異議后，

由監督仲裁組長在成績單上簽字，并在閉賽式上公布競賽成績。

八、競賽環境

1.比賽區域總面積約1800m2。凈空高度不低于3.5m，采光、照明和

通風良好，環境溫度、濕度符合設備使用規定，同時滿足選手的正常

競賽要求。

2.賽場主通道寬3m，符合緊急疏散要求。

3.賽場提供穩定的水、電、氣源和供電應急設備，并有保安、公安、

消防、設備維修和電力搶險人員待命，以防突發事件。

4.根據賽項特點，用擋板隔離成競賽區域構成競賽單元，賽位面積

在32㎡左右。每個工位間距不小于1.5m。

5.按防疫要求，賽場布置31個賽位，備用賽位3個。基本配置為

31個賽位，最多可接納31個參賽隊進行比賽。各單元均提供三相五

線制交流380V、單相交流220V電源供電設備及0.8Mpa壓縮空氣氣

源，并為每位參賽選手提供一套防護用品。

6.賽場設維修服務、醫療、生活補給站等公共服務區，為選手和賽

場人員提供服務；設有指導教師進入現場指導的專門通道；設有安全

通道，大賽觀摩、采訪人員在安全通道內活動，保證大賽安全有序進

行。

7.賽事單元相對獨立，確保選手獨立開展比賽，不受外界影響；賽

區內包括廁所、醫療點、維修服務站、生活補給站、垃圾分類收集點

等都在警戒線范圍內，確保大賽在相對安全的環境內進行。

九、技術規范

（一）理論標準

1.工業機器人坐標系和運動命名原則GB/T16977-2005

2.工業機器人抓握型夾持器物體搬運詞匯和特性表示GB/T

19400-2003

3.裝配機器人通用技術條件標準（GBT26154-2010）

4.工業機器人安全規范（GB11291-1997）

5.《國家職業教育工業機器人技術專業教學資源庫》

（二）硬件標準

1.電工國家職業標準（職業編碼6-31-01-03）

2.鉗工國家職業標準（職業編碼6-20-01-01）

3.電力電纜安裝運維工（職業編碼6-29-02-11）

（三）軟件標準

1.智能制造工程技術人員職業標準（職業編碼2-02-07-13）

2.工業機器人編程和操作圖形用戶接口GB/T19399-2003

3.工業機器人用于機器人的中間代碼GB/Z20869-2007

十、技術平臺

競賽平臺采用相同指標的設備平臺，工具、耗材統一提供。

技術平臺組成如圖2所示：（注：此圖為技術平臺示意圖，僅供參

考。）

圖2競賽技術平臺組成

圖3設備場地布局圖

競賽平臺主要完成機器人關節的混流生產，機器人關節由4個

零（部）件組成，分別是關節底座、電機、諧波減速器和輸出法蘭，

如圖4所示。零件有多種顏色，可根據生產要求進行混裝，實現產品

個性化定制要求。諧波減速器和輸出法蘭會存在殘次品，如圖5所示。

圖4工件模型及裝配成品示例（實際作業對象以現場為準）

圖5次品工件示例（實際作業對象以現場為準）

（一）競賽平臺的功能和組成

該競賽平臺主要由六軸關節型機器人單元、自主導航AGV機器

人、智能視覺系統單元、碼垛機器人智能倉儲單元、工件流水線單元、

裝配流水線單元組成并配備MES、虛擬仿真等相關軟件。

1.六軸關節型工業機器人單元

工業機器人技術參數見表2，6軸關節型機器人額定負荷大于

16KG，臂展大于1.7m。機器人第6軸安裝有氣動真空吸盤和氣動三

爪卡盤。主控系統通過以太網通信方式控制機器人從空托盤庫抓取空

托盤放置于裝配流水線裝配工位，并根據裝配任務要求，從智能視覺

檢測分揀工位抓取工件按要求放置裝配流水線裝配工位托盤中。

表2工業機器人參數

結構形式6-DOF串聯關節

負載能力≥16KG

驅動方式全伺服電機驅動

重復定位精度±0.08mm

關節1±180°

關節265°～-145°

每軸最大運關節3175°～-65°

動范圍關節4±180°

關節5±135°

關節6±360°

關節1170°/S

關節2165°/S

每軸最大運關節3170°/S

動速度關節4360°/S

關節5360°/S

關節6600°/S

最大展開半徑≥1700mm

通信方式MODBUSTCP/IP

操作方式示教再現/編程

供電電源三相380V、50Hz、5KW

示教器1個

工業機器人末端夾具由氣動三爪卡盤和雙吸盤組成，氣動三爪卡

盤用于抓取工件1、5，雙吸盤用于吸取工件2、3、4、6、7、8和空

托盤。

工業機器人系統配有用于標定雙吸盤工具坐標系的標定尖針，分

為活動端標定尖針與固定端標定尖針。活動端的標定尖針安裝在機器

人雙吸盤的連接桿上，固定端的尖針則安裝在裝配流水線的備料庫中

間的M8螺紋孔中。

機器人末端工具的氣路：其中一路Φ6的氣管用于驅動真空吸盤，

另一路Φ6和Φ4則連接到三爪卡盤上。

驅動真空吸盤和三爪卡盤的電磁閥為兩位五通閥。

2.碼垛智能倉儲單元

碼垛智能倉儲單元包括碼垛機器人、立體倉庫、碼垛機，主要實

現對各種物料、工件的智能存取。根據生產需要，選取相關的工件，

傳輸到AGV，或者將AGV搬運過來的成品件、次品、套件等進行分類

入庫。

立體倉庫包含28個倉位，每一倉位具有空位檢測開關。

碼垛機的X軸方向運動采用蝸輪減速裝置，具有一定的自鎖性，

X軸、Z軸的驅動電機還帶有剎車裝置，保證機器斷電后立即停車。X

軸和Y軸運動都帶有防撞裝置，X、Y、Z軸均采用變頻控制。

基礎底板由型材和鋼板組成，碼垛機和貨架都直接安裝在底板

上，碼垛機、立體庫和底板組成了一個相對獨立的整體。底板用8個

避震腳支撐在地面上。

3.自主導航AGV單元

自主導航AGV主要實現對合格工件、成品套件、殘次品等在流水

線與智能倉儲單元之間的自動導航對接、轉運。

自主導航AGV包含移動平臺、上部輸送機構、充電樁等，具有全

場景移動以及自主導航功能。移動平臺由輪轂電機、輔助萬向輪、控

制柜、電池和框架等零件組成，2個輪轂電機根據控制系統指令驅動

移動底盤沿自主規劃的路徑運動，2個輔助萬向輪保持小車的平衡。

上部輸送機構采用皮帶傳動，輸送帶前端有電磁鐵控制的阻擋機構。

充電樁作用是為自主導航AGV充電，當自主導航AGV電量過低，基于

智能導航技術，自主導航AGV與充電樁自動對接，執行充電任務。

外形尺寸（長×寬×高）≤800×600×900mm

最大載重≥150kg

最大速度≥1m/s

導航方式：主被動避障、自主規劃路徑導航

站點定位精度：±1cm~3cm

電源輸出口：1路DC48V、1路DC12V

數據交互接口：支持數字量I/O、RS232/485、CAN、TCP/IP、

RosBridge等

充電方式：充電器充電、充電樁自主充電

4、視覺系統相機參數

1）工業相機分辨率（像素）：30-500萬像素，彩色；

2)工業鏡頭：焦距=8mm-20mm；

3)相機配置附標準特征庫的軟件，標準軟件協議，USB3Vision

或以太網。

5.工件作業流水線

工件作業流水線的上料由AGV移動機器人或者參賽者手工放置

完成工件流水線負責把工件托盤輸送到視覺檢測分揀工位，經視覺系

統定位識別輸送到抓取工位，主控系統根據任務要求的裝配順序，控

制工業機器人利用末端執行器將工件放至裝配流水線的合適位置，并

將空托盤放入托盤回收倉。

工件作業流水線由三相異步電動機驅動，采用變頻器調節其轉

速，主要實現工件作業和流轉。

6.裝配作業流水線單元

賽項平臺的裝配作業流水線單元流水線共有三個工位。如圖6所

示，分別為裝配工位、備件工位及成品工位。備件工位和成品工位分

別位于裝配工位的兩側。當出現多個同一類型的工件時，備件工位可

用于緩存待裝配的工件，待裝配工位完成了一個完整的裝配任務后，

機器人將成品放入成品工位。然后進行下一個機器人關節的裝配任

務。

圖6裝配作業流水線

裝配工位中設置有二次定位工位，如圖7所示。

圖7裝配工位效果圖

裝配工位控制氣缸伸縮的電磁閥用匯流板連接，并安裝于裝配流

水線的側邊的型材上。

裝配工位裝置中使用了四個伸縮氣缸，對應的有四個二位五通電

磁閥。使用一根電纜進行接線，在與機器人連接中在機器人電柜航插

板中采用航插中轉。

7.主控系統單元

主控單元配備西門子1200系列的可編程控制器，實現通過以太

網對智能視覺系統，工業機器人、AGV移動機器人、碼垛機器人智能

倉儲系統等進行數據交互與通訊，以及工件流水線和裝配作業流水線

的電機、氣缸等執行機構動作控制，處理各單元檢測信號，管理工作

流程、數據傳輸等任務。

8.以太網交換機

以太網交換機將主控單元、機器人單元、智能視覺單元以及碼垛

機立庫單元組成一個以太網局域網，進行數據的相互傳輸。

9.MES系統

軟件界面美觀整潔、規范、可操作性強。在整個生產環節中對生

產線各設備進行協調和調度，控制著整個生產流程安全有序進行。MES

軟件可劃分為BOM設計、生產管理、設備管理、數據看板、視頻監控、

系統設置和任務管理等模塊。

1）軟件功能

（1）加工任務創建、加工任務管理。

（2）立體倉庫管理和監控。

（3）啟停、初始化和管理。

（4）加工程序管理和上傳。

（5）智能看板功能：實時監控設備、立體倉庫信息監控等。

（6）工單下達、生產數據管理、報表管理等。

2）模塊功能：

（1）工藝設計：工藝設計界面由EBOM和PBOM兩部分組成。用

于對加工的零件進行工藝的制定和新產品的維護與管理。

①EBOM界面中用來產品信息和組成產品的零件信息。新增產品

時，可以編輯產品的名稱、型號、類型、狀態、導入產品的CAD圖紙

和備注信息。每個產品由多個零件組成，在添加零件時，可以為零件

添加名稱、數量、來源、型號、類型、裝配順序、零件CAD圖紙等信

息配置。

②PBOM界面用來維護產品每個零件的制造工藝流程信息、工步

信息以及零件的設計尺寸說明等。可對產品、配件、工藝和工步進行

更新、刪除，對配件進行工藝的綁定和工步的創建及刪除等操作。同

時可以對加工設備所需要的加工程序進行配置，在執行加工工藝時會

將用戶導入的加工程序下載到設備進行執行。

（2）設備管理：設備管理界面由總控操作、工業機器人等界面

組成，用于實時顯示設備的工作狀態和設備總控、復位等操作。

①總控操作界面用來啟動、停止、復位加工流程，啟動的條件是

加工流程為初始狀態，復位的條件是加工流程為停止狀態。正確的操

作的流程為：停止-復位-啟動。

②工業機器人界面顯示機器人的當前運行數據。

（3）數據看板：數據看板模塊主要由生產看板、倉庫看板、設

備看板3個功能界面組成，主要用于顯示生產線上各設備的當前狀

態。

生產看板界面可以查看當前訂單下的設備利用率、零件的和合格

率和當天加工零件數。設備看板界面主要是顯示各個設備的運行情

況，相關設備有加工中心和工業機器人。

（4）視頻監控：視頻監控分為視頻查看和相機配置，主要用于

配置MES系統中存在的視頻監控設備并實現實時預覽功能。

（5）系統設置：系統設置主要由網絡拓撲、加工設備、基礎服

務、設備測試、日志管理等界面組成。主要用于系統參數配置、設備

的增刪改操作、系統日志查詢等。

①網絡拓撲界面可以測試各模塊通訊。點擊界面上的【網絡測試】

按鈕可以進行服務器到各個設備之間的網絡狀態是否正常。

②基礎服務參數配置頁面用于設置生產環境以及配置基礎服務

核心參數，在完成配置后需要點擊界面上的重啟按鈕以更新服務。

③設備測試包含設備通訊測試，用來測試設備通訊狀態。

④日志管理界面用于查看用戶的操作記錄和系統運行記錄（正常

執行/異常報警等），記錄內容包括記錄時間、日志等級、日志內容，

用戶可以通過刪除按鈕刪除指定的記錄。

（6）任務管理：任務管理界面由任務接收和任務提交2個功能

界面組成，完成生產任務相關文件的上傳與下發。

3）提供配套教學資源。

10.虛擬仿真系統

1）可導出程序驗證功能，具有任務下發、排程的數字化管理功

能接口。

2）支持大場景帶貼近真實渲染效果的生產線仿真，多任務場景

管理、多視圖顯示切換；

3）具備完善的組件模型庫，包括各品牌機器人（如國內外眾多

品牌的機器人）、機床、傳送帶導軌、AGV小車及其他外圍設備的模

型組件；

4）支持用戶自定創建并保存模型，支持包含：stp、step、igs、

obj、stl、dxf等標準CAD文件格式的文件輸入和輸出，并可根據機

器人DH參數自定義創建串聯機器人模型；

5）支持串聯、并聯Delta及直角坐標系SCARA等不同結構類型

的機器人及運動機構的建模及運動仿真；

6）具備運動學逆解算法、運動組件碰撞檢測、運動組件距離檢

測和運動路徑規劃的功能；

7）提供開放機器人運動學接口，各種機器人與運動組件的運動

學和行為邏輯可以通過系統內置模板或者lua語言撰寫的腳本進行

控制，支持包括數控機床、多個旋轉軸的串聯機器人、并聯機器人、

雙臂機器人、直角坐標機器人、AGV小車、以及生產線上對應的工裝

夾具、傳送帶等輔助設施；

8）具備創建標準幾何體的CAD編輯功能，并可對已有的幾何體

進行精簡和優化；支持幾何體模型材質貼圖，使模型外形更加真實；

可對三維模型進行平移、旋轉、自由縮放及自定義參數設置；

9）支持工業機器人多種編程模式選擇：如手持工具、手持工件

（常規TCP、固定TCP、動態TCP）；

10）具備離線編程功能：可根據CAD模型輪廓獲取軌跡或點位，

實現直線、圓弧、關節等插值功能；支持在編程時加入信號功能，并

可輸出產生后置程序代碼文件（國內外等品牌機器人的后置代碼）；

11）具備虛擬機器人示教面板，可對機器人各關節軸、工具坐標

系、基座坐標的設置和修改；

12）支持機器人外部軸運動：如變位機、地軌等外圍設備的運動

仿真；

13）支持多機器人協同工作，多機器人與機床及其他設備仿真運

動；

14）支持工裝夾具、氣動夾爪多種姿態的設定；

15）具備快速拼裝組件和搭建場景的功能，并可通過信號交互使

各虛擬組件設備之間進行交互仿真。

16）支持功能傳感器仿真：如距離傳感器、力傳感器等；

17）支持視頻錄制功能，能實時對整個仿真過程進行錄制；

18）具備完善的統計分析功能，并可將統計信息導出保存為表格。

19）支持與OPCUA標準的PLC通信連接，可與PLC編程軟件交

互通信，如Codesys，西門子博途PLC編程軟件等；

20）基于實時渲染引擎并配合VR3D視覺技術，用戶可一鍵無縫

切換當前場景為立體幻境模式；該模式下用戶可置身體驗場景漫游、

動態模擬及交互設計操作(需要VR/AR硬件支持)

21）各種工業機器人應用仿真案例庫

22）支持與真實示教器的硬件直接連接，可與具備開發接口的機

器人控制器直連（FANUC、ABB、KUKA、MOKE、埃夫特等國內外品牌的

控制器連接），可提供定制開發；

23）支持遠程客戶端應用編程接口控制，提供SDK開發包；可通

過C/C++、Python、MATLAB、Java等語言進行遠程控制，提供超過

300種不同的應用編程接口函數。

24）軟件內置虛擬示教器為通用示教器，示教器結合各家示教器

的特點，提取共性點。設置各項編程功能。

11.計算機

CPU:i5及以上，內存：8G以上，硬盤：500G及以上。操作系統：

WIN10。

（二）主要技術參數

競賽設備主要技術參數見表3和表4。

表3競賽平臺整體技術要求

項目參數備注

電源規格AC380V/50Hz/8KW

氣源規格進氣管φ12；0.5-0.8Mpa

環境溫度－5℃～+45℃

相對濕度≤96%

系統整體場地尺寸（長×寬）mm：8000×4000

表4設備組成和技術參數

序號名稱數量主要技術參數及規格備注

自動化具體參數：

1立體倉1臺1）倉庫總高約1900mm，寬度約2800mm；

庫2）包含28個倉位；

具體參數：

1）X軸方向的運動采用蝸輪減速裝置，具有

一定的自鎖性；

碼垛機

21臺2）X軸、Z軸的驅動電機還帶有剎車裝置，

器人

保證機器斷電后立即停車.X軸和Y軸運動都

帶有防撞裝置；

3）X、Y、Z軸均采用變頻控制。

3碼垛單1臺1）控制柜尺寸：長：700-900mm；寬：

元控制500-600mm;高：1100-1300mm

系統及2）供電要求：三相/380V/50Hz；

控制柜

基礎底板由型材和鋼板組成，共有2塊基礎

基礎底底板：

42塊

板1）1塊底板用于安裝倉庫與碼垛機器人；

2）另1塊安裝在多關節工業機器人下方。

具體參數為：

外形尺寸（長×寬×高）≤800×600×900mm

最大載重≥150kg

最大速度≥1m/s

自主導

導航方式：主被動避障、自主規劃路徑導航

5航AGV1臺

站點定位精度：±1cm~3cm

機器人

電源輸出口：1路DC48V、1路DC12V

數據交互接口：支持數字量I/O、RS232/485、

CAN、TCP/IP、RosBridge等

充電方式：充電器充電、充電樁自主充電

（1）基本要求：工業級機器人；并為以后擴

展提供接口。線纜長度滿足正常使用，可與

控制系統電控柜直接連接。具備軟件升級功

能及計算機聯網和系統進一步擴展功能；

（2）機器人技術參數要求如下：

1）運動自由度：6自由度；

2）驅動方式：AC全伺服電機驅動；

3）負載能力：≥16kg；

4）重復定位精度：±0.08mm；

5）每軸運動范圍：

關節1：±180°；

關節2：+65°/-145°；

多自由

關節3：+175°/-65°；

度關節

61臺關節4：±180°；

式機器

關節5：±135°；

人

關節6：±360°；

6）每軸運動速度：

關節1：170°/s；

關節2：165°/s；

關節3：170°/s；

關節4：360°/s；

關節5：360°/s；

關節6：600°/s；

7）最大展開半徑：≥1700mm；

8)通信方式:MODBUSTCP/以太網

9）操作方式：示教再現/編程；

10）供電電源：三相/380V/50Hz；

11）控制系統和示教盒：1套；工業級嵌入

式控制，獨立控制柜；高性能運動控制器，

人機界面圓形雙把柄示教盒編程控制操作。

具有機械保護、電氣停止保護、電氣減速運

行保護、人工緊急停止等保護功能；以保證

實驗實訓安全。

（3）末端雙功能真空吸附、手爪工具及安裝

支架：1套；

1）工業相機分辨率（像素）：30-500萬像

素，彩色；

智能視

2)工業鏡頭：焦距=；

7覺檢測1套8mm-20mm

3)相機配置附標準特征庫的軟件，標準軟件

系統

協議，USB3Vision或以太網

具體參數為：

1）輸送線距地面的尺寸：800mm，可微調；

2）輸送速度最大55mm/s；

工件作

3）托盤輸送線采用倍速鏈結構。側面流利條

8業流水1臺

導向，喇叭口流利條導向，具有6個工位，

線系統

第2、4工位阻擋氣缸，型材槽（內槽）安裝

功能型傳感器用分別在1、2、4、5、6工位。

輸送線由異步電機變頻控制。

具體參數為：

1）裝配作業流水線高度為：774mm，可微調；

2）輸送速度最大550mm/s，流水線由步進電

裝配作機控制；

9業流水1套3）工件盒輸送線采用板鏈結構；

線系統4）流水線上有工件定位及裝配工位，每個工

位配備行程為20mm的雙桿伸縮氣缸，以及對

應定位塊。整個定位及裝配工位尺寸為

300mm*400mm。

1）外形尺寸：長：2500-3500mm,寬：

安全防

101組2500-3500mm,高：1100-1500mm

護網

2）配置安全門和安全開關；

1）控制柜尺寸：長：700-900mm；寬：

主控系

500-600mm;高：1100-1300mm

11統及控1臺

2）供電要求：三相/380V/50Hz；

制柜

3）控制系統采用PLC控制。

1.可導出程序驗證功能，具有任務下發、排

程的數字化管理功能接口。

虛擬仿2.支持大場景帶貼近真實渲染效果的生產線

12

真軟件仿真，多任務場景管理、多視圖顯示切換；

3.具備完善的組件模型庫，包括各品牌機器

人（如國內外眾多品牌的機器人）、機床、

傳送帶導軌、自主導航AGV及其他外圍設備

的模型組件；

4.支持用戶自定創建并保存模型，支持包含：

stp、step、igs、obj、stl、dxf等標準CAD

文件格式的文件輸入和輸出，并可根據機器

人DH參數自定義創建串聯機器人模型；

5.支持串聯、并聯Delta及直角坐標系SCARA

等不同結構類型的機器人及運動機構的建模

及運動仿真；

6.具備運動學逆解算法、運動組件碰撞檢測、

運動組件距離檢測和運動路徑規劃的功能；

7.提供開放機器人運動學接口，各種機器人

與運動組件的運動學和行為邏輯可以通過系

統內置模板或者lua語言撰寫的腳本進行控

制，支持包括數控機床、多個旋轉軸的串聯

機器人、并聯機器人、雙臂機器人、直角坐

標機器人、AGV小車、以及生產線上對應的

工裝夾具、傳送帶等輔助設施；

8.具備創建標準幾何體的CAD編輯功能，并

可對已有的幾何體進行精簡和優化；支持幾

何體模型材質貼圖，使模型外形更加真實；

可對三維模型進行平移、旋轉、自由縮放及

自定義參數設置；

9.支持工業機器人多種編程模式選擇：如手

持工具、手持工件（常規TCP、固定TCP、動

態TCP）；

10.具備離線編程功能：可根據CAD模型輪

廓獲取軌跡或點位，實現直線、圓弧、關節

等插值功能；支持在編程時加入信號功能，

并可輸出產生后置程序代碼文件（國內外等

品牌機器人的后置代碼）；

11.具備虛擬機器人示教面板，可對機器人

各關節軸、工具坐標系、基座坐標的設置和

修改；

12.支持機器人外部軸運動：如變位機、地軌

等外圍設備的運動仿真；

13.支持多機器人協同工作，多機器人與機床

及其他設備仿真運動；

14.支持工裝夾具、氣動夾爪多種姿態的設

定；

15.具備快速拼裝組件和搭建場景的功能，并

可通過信號交互使各虛擬組件設備之間進行

交互仿真。

16.支持功能傳感器仿真：如距離傳感器、力

傳感器等；

17.支持視頻錄制功能，能實時對整個仿真過

程進行錄制；

18具備完善的統計分析功能，并可將統計信

息導出保存為表格。

19.支持與OPCUA標準的PLC通信連接，可

與PLC編程軟件交互通信，如Codesys，西

門子博途PLC編程軟件等；

20.基于實時渲染引擎并配合VR3D視覺技

術，用戶可一鍵無縫切換當前場景為立體幻

境模式；該模式下用戶可置身體驗場景漫游、

動態模擬及交互設計操作(需要VR/AR硬件

支持)

21.各種工業機器人應用仿真案例庫

22.支持與真實示教器的硬件直接連接，可與

具備開發接口的機器人控制器直連（FANUC、

ABB、KUKA、MOKE、埃夫特等國內外品牌的控

制器連接），可提供定制開發；

23.支持遠程客戶端應用編程接口控制，提供

SDK開發包；可通過C/C++、Python、MATLAB、

Java等語言進行遠程控制，提供超過300種

不同的應用編程接口函數。

24.軟件內置虛擬示教器為通用示教器，示教

器結合各家示教器的特點，提取共性點。設

置各項編程功能。

1）軟件功能

（1）加工任務創建、加工任務管理。

（2）立體倉庫管理和監控。

（3）啟停、初始化和管理。

（4）加工程序管理和上傳。

（5）智能看板功能：實時監控設備、立體倉

庫信息監控等。

MES系

13（6）工單下達、生產數據管理、報表管理等。

統

2）模塊功能：

（1）工藝設計

（2）設備管理

（3）數據看板

（4）視頻監控

（5）系統設置

（6）任務管理

14附件1套交換機、網線、橋架、工件、托盤等

耗材及配套工具見表5。

表5耗材及配套工具

序號名稱主要組成器件數量

保險絲、0.75mm2導線、1.5mm2導線、號碼管、

1耗材1套

接線端子、托盤、工件等

包括小一字螺絲刀、小十字螺絲刀、長柄螺絲刀、

配套鐘表螺絲刀、剪刀、剝線鉗、尖嘴鉗、斜口鉗、

21套

工具電烙鐵、試電筆、焊錫絲、鑷子、活動扳手、內

外六角扳手、便攜式萬用表及書寫工具等

十一、成績評定

（一）裁判組成

執裁、教學、專業技術職稱

序號專業技術方向知識能力要求人數

工作經歷（職業資格等級）

需有國賽或

省賽值裁經

、具備識圖

1歷；具有

能力；3

年以上企業

、具備氣動

2工作經歷；副教授或高級工

機電一體化技系統安裝

承擔過機械程師（或技師）以

1術調試能力；32

設計、機械上

、具備機電

3制造、液壓

產品安裝

與氣動、自

調試能力

動控制等教

學任務。

需有國賽值

、具備生產

1裁或省賽經

線安裝調

歷；具有副教授或高級工

電氣工程及自試能力；3

年以上企業程師（或技師）以

2動、具備電氣30

2工作經歷；上

控制系統

承擔過自動

設計能力

控制技術、

承擔過液壓

副教授或高級工

機械設計及自具備機械安裝與氣動、機

程師（或技師）以

3動化調試能力械設計等教4

上

學任務

裁判

總人66

數

（二）評分體系

分三段賽程，每段賽程均為100分，各賽程所占比例見表6-表7。

表6評分細則（備注：正式比賽中，任務可能有調整）

賽程比賽內容分值評分方法審核方法公布方法

任務一25

任務二20參賽選手、現

賽項執委會

一現場根據評分表評分場評分裁判、

任務三20公布

監督仲裁簽字

任務四20

任務五15

檢查

上一

任務一

賽程

任務

參賽選手、現

任務二25賽項執委會

二現場根據評分表評分場評分裁判、

任務三25公布

監督仲裁簽字

任務四20

任務五15

任務六15

檢查

上一

任務一參賽選手、現

賽程賽項執委會

三現場根據評分表評分場評分裁判、

任務