開封市第一屆職業技能大賽

工業機器人系統操作員項目

（省賽精選）

技

術

工

作

文

件

開封市第一屆職業技能大賽組委會技術工作組

2023年1月

I

目錄

一、技術描述........................................................................3

（一）項目概要............................................................3

（二）基本知識與能力要求........................................3

二、試題與評判標準............................................................6

（一）試題....................................................................6

（二）比賽時間及競賽內容........................................6

（三）評判標準............................................................7

三、競賽細則........................................................................8

（一）評判原則............................................................8

（二）競賽流程............................................................8

（三）評分流程............................................................8

（四）評價方法............................................................9

四、競賽場地、設施設備等安排........................................9

（一）賽場規格要求....................................................9

（二）基礎設施清單....................................................9

五、安全、健康要求..........................................................14

（一）競賽環境..........................................................14

（二）防疫措施..........................................................14

（三）醫療設備和措施..............................................14

（四）應急處理..........................................................14

II

一、技術描述

（一）項目概要

工業機器人系統操作員賽項主要包含使用示教器、操作

面板等人機交互設備及相關機械工具對工業機器人、工業機

器人工作站或系統進行裝配、編程、調試、工藝參數更改、

工裝夾具更換及其他輔助作業等任務。

（二）基本知識與能力要求

工業機器人系統操作員競賽項目的技術標準是以國家職

業標準《工業機器人系統操作員》（2020）高級（國家職業資

格三級）為基礎，并涵蓋國家職業資格三級以下和技師（國

家職業資格二級）的部分內容。選手理論知識、工作能力的

要求以及各項要求的權重比例，如下表所示。

基本知識與能力要求

相關要求權重比例（%）

1機械系統裝調

機器人工作站或系統的總裝配圖識讀方法

機器人工作站或系統的組成和裝配方法

搬運、碼垛、焊接、噴涂、裝配、打磨等工藝

原理及周邊配套設備裝配方法

機器視覺裝置功能部件選擇與裝配方法

基本知識液壓和氣動回路的調試方法

周邊配套設備功能的調試方法

機器視覺系統功能部件使用與調試方法

傳感器安裝和使用方法

機械總裝調試記錄單的填寫方法

25

能識讀機器人工作站或系統的總裝配圖和裝

配工藝文件

能根據機器人工作站或系統的裝配要求選用

裝配工具、工裝夾具

能按照總裝配圖及工藝文件，準備總裝零部件

工作能力能裝配搬運、碼垛、焊接噴涂、裝配、打磨等

機器人工作站或系統的周邊配套設備

能安裝相機、鏡頭、光源等機器視覺裝置功能

部件

能調整機器人末端執行器與周邊配套設備之

間位置，達到機器人與其他設備動作配合的要

3

求

能調節液壓和氣動系統壓力、流量等

能按照裝配技術要求檢查變位機旋轉角度、移

動平臺移動行程、送絲系統送絲等周邊配套設

備的功能

能調整機器視覺系統部件的圖像成像、聚焦、

亮度等功能

能檢查傳感器、相機等部件安裝位置

能填寫機械總裝調試記錄單

2電氣系統裝調

可編程邏輯控制器（PLC）、伺服裝置、步進

裝置變頻裝置、人機交互裝置等裝配方法

機器人工作站或系統的急停和安全操作規范

機器人電氣系統短路檢測、接地及相關檢測點

基本知識的電阻的檢測方法

傳感器的測試方法

PLC、伺服裝置、步進裝置、變頻裝置、人機

交互裝置等參數設置方法

機器視覺系統通信和標定方法

能按照電氣裝配技術文件要求安裝機器人工

作站或系統的電氣柜、配電盤等25

能根據電氣原理圖、電氣接線圖連接電氣柜的

配電盤線路

能按照電氣接線圖要求連接機器人工作站或

系統的外部急停回路、安全回路

能連接機器人工作站或系統的控制線路

工作能力能完成機器人工作站或系統的安全檢測

能測試傳感器的信號

能根據技術文件要求設置PLC、伺服裝置、步

進裝置、變頻裝置、人機交互裝置等參數

能通過機器人通信接口將機器人參數傳入機

器人控制器

能使用視覺圖像軟件調試相機參數

3系統操作與編程調試

工具、工件坐標系標定與修改方法

負載參數設置方法

機器人外部輔助軸的控制參數配置方法50

基本知識機器人系統外部控制信號、組輸入/輸出信號

設定方法

網絡通信設置方法

機器人重復定位精度測試方法

4

機器人輸入/輸出信號調試方法

機器人外部輔助軸操作與調試方法

機器人搬運、碼垛、焊接、噴涂、裝配、打磨

等典型應用的編程與調試方法

機器視覺系統的編程方法

機器人運行程序、運動軌跡、工藝參數等的優

化方法

機器人工作站或系統安全防護機制的設置方

法

三維建模軟件的模型文件導入方法

離線編程軟件使用方法

能創建工具、工件坐標系，完成坐標系標定

能設置負載參數

能設定機器人外部輔助軸的控制參數

能設定機器人系統外部啟動/停止、輸入/輸出、

急停等信號

能根據機器人輸入/輸出信號通斷，調整機器

人運行狀態

能根據機器人位置數據、運行狀態及運動軌跡

調整程序

能利用示教器控制外部輔助軸調整移動平臺、

變位機等設備的功能

能創建搬運、碼垛、焊接噴涂、裝配、打磨等

機器人工作站或系統的運行程序，添加作業指

令，進行系統工藝程序編制與調試

能使用視覺圖像軟件進行機器視覺系統的編

工作能力程

能根據機器人工作站或系統的實際作業效果，

調整周邊配套設備，優化機器人的作業位姿、

運動軌跡、工藝參數、運行程序等

能利用示教器報警功能調整機器人工作站或

系統的功能

能設置機器人工作站或系統的安全防護機制，

在手動和自動模式下觸發機器人停止

能將三維建模軟件創建的模型文件導入離線

編程軟件

能使用離線編程軟件創建機器人系統作業場

景

能使用離線編程軟件編制機器人運動軌跡，生

成機器人運行程序

能導出機器人離線程序

合計100

5

二、試題與評判標準

（一）試題

1．試題命制的辦法

本次大賽競賽試題由命題專家組進行命制，正式試題在

樣題的基礎上有20%~30%的改動。依據國家職業標準《工業

機器人系統操作員》（2020），注重基本技能和專業化操作，

注重操作過程和質量控制，注重安全生產以及職業道德和標

準規范，對接國賽，體現現代技術，結合生產實際，考核職

業綜合能力，并對技能人才培養起到示范指導和引領作用。

2．基本流程及公布方式

（1）由大賽技術工作委員會組織命題專家命制競賽試題。

（2）競賽試題命題完成后，樣題由大賽組委會于賽前公

布。

（二）比賽時間及競賽內容

1．比賽時間安排

由1名參賽選手在規定時間（270分鐘）內，根據賽場

提供的賽項任務書（即賽題）和有關資料，以現場技能操作

方式，完成賽項任務。

本賽項采取多場次進行，由大賽技術工作委員會按照競

賽流程，組織各參賽單位領隊參加公開抽簽，確定比賽場次。

各參賽團隊按照抽簽確定的時段分批次進入比賽場地參賽。

2．競賽內容

具體的競賽內容如下：

（1）按任務要求完成對比賽系統的工業機器人相關設備

進行機械和電氣安裝，使其能夠搭建滿足任務書工藝要求的

工業機器人工作站系統。

（2）按任務要求完成工業機器人世界坐標系、工具坐標

系及工件坐標系的標定。

（3）按任務要求完成視覺系統的標定，實現輸送帶上的

各種工件顏色的識別。

（4）按任務要求完成工業機器人相關基本模塊單元的測

試用的人機界面、通訊以及底層控制程序的編制，包括工業

機器人、變位機、倉庫等單元的軟件調試。

6

（5）對競賽設備進行整體操作、編程和調試，達到任務

書規定綜合生產任務（包括工件檢驗、分揀、裝配、入庫等）

的工藝要求。

（6）職業素養與安全意識。競賽現場考察參賽選手操作

規范、工作效率、質量與成本控制及安全意識等職業素養。

（三）評判標準

1．分數權重

具體的評分標準如下：

一級指標比例二級指標分值

工業機器人氣路及外部工裝安裝分

任務15

機械電氣系統

10%機器人工作站其他外設及工作站控制器的安裝與

安裝分

調試5

任務2機器人主要工作參數的測量與評估5分

工業機器人系10%

統標定TCP的標定及坐標配準5分

視覺檢測系統的安裝及網絡系統的連接3分

任務3

視覺系統安裝13%視覺軟件設定4分

編程調試

智能相機的調試和編程6分

工業機器人碼垛編程與調試8分

任務4

實現工件流水線調試分

工業機器人系3

統模塊編程調27%

視覺系統調試4分

試

工業機器人系統調試12分

任務5人機界面的設計與調試10分

系統整體綜合30%

任務綜合任務的編程與調試20分

任務

6競賽現場考察參賽隊組織管理、團隊協作、工作效

職業素養與安分

10%率、質量與成本控制及安全意識等職業素養10

全意識

2．評判方法

每個賽位的現場裁判依據評分表對參賽選手的操作規范、

7

合理性以及完成質量、現場表現等進行評分。評分結果由參

賽選手、裁判員、裁判長簽字確認。

3．成績并列

各參賽選手成績為職業素養得分和任務得分之和，競賽

成績按照總得分從高到低排列。若總得分相同，則按照完成

競賽總任務的時間排名，完成時間少的參賽選手排名在前；

若完成任務的時間相同，則按照任務5得分排名，得分高的

隊伍排名在前；若任務5得分相同，則由裁判組綜合評定。

三、競賽細則

（一）評判原則

評判采取客觀評判為主的方式，針對操作過程中在各個

關鍵點所應呈現的技術指標、系統狀態或實現的功能是否符

合工作任務書的設計要求，列出各評判項、評判標準和測試

方法以及技術指標進行評判。評分表根據比賽試題制定。

（二）競賽流程

選手需要在規定時間之內完成五個任務的比賽。比賽期

間，每一天的比賽賽題難度相當，內容不同。選手完成每一

個任務的操作后，舉手示意請裁判評分，待裁判員評分結束

并記錄結束時間，選手簽字確認，表示比賽完成。

（三）評分流程

操作技能評分由過程評分、違規扣分兩部分組成。

1.過程評分

過程評分由現場裁判根據評分標準，對選手的操作進行

客觀評分；若選手對評分有異議時，由裁判長裁決。

2.違規扣分

選手有下表中所列情形，需從“任務6職業素養與安全

意識”中扣分，10分扣完為止，扣分標準見下表。

考核內容扣分標準

工業機器人快換工具掉落分次

操作不2/

當破壞

工業機器人與設備碰撞2分/次

賽場設備

8

競賽過程中造成設備損壞10分

在裁判長發出開始比賽指令前，提前操作3分

不服從裁判指令3分/次

在裁判長發出結束比賽指令后，繼續操作分

違反賽3

場紀律擅自離開本參賽隊賽位取消比賽資格

擾亂賽

場秩序與其他賽位的選手交流取消比賽資格

在賽場大聲喧嘩、無理取鬧取消比賽資格

攜帶紙張、U盤、手機等不許攜帶的物品取消比賽資格

（四）評價方法

每個賽位的現場裁判依據評分表對參賽隊完成任務的情況

進行評測，確定參賽選手的實際操作競賽成績。

四、競賽場地、設施設備等安排

（一）賽場規格要求

1．競賽區域采光、照明和通風良好，環境溫度、濕度符

合設備使用規定，同時滿足競賽正常工作需求，并符合消防

及防疫防控等要求。

2．根據賽項特點，隔離為相對獨立的競賽單元，標明賽

位號，并配備競賽設備1套（含氣泵）。每個賽位提供單相交

流220V電源。

3．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。

（二）基礎設施清單

工業機器人系統操作員項目賽場提供XM-MK20N工業

機器人智能型多功能工作平臺，設備清單表如下。

序號名稱規格參數

工業ABBIRB120：

1機器自由度：6；

人負載：3KG；

9

驅動方式：全伺服電機驅動；

重復定位精度：±0.01mm；

最大單軸速度：

1軸～3軸：250o/sec；

4軸：320o/sec；

5軸：320o/sec；

6軸：420o/s；

最大運動范圍：

1軸：±165o；

2軸：+110o/-110o；

3軸：+70o/-90o；

4軸：±160o；

5軸：±120o；

6軸：±400o。

最大臂展：580mm。

底座下方拾取距離：112mm。

操作方式：示教再現/編程。

控制系統及示教器：與機器人配套緊湊型工業機器人運動控制

器和示教器1套、配套標準工業鏈接電纜。

控制器電源：單相220V50/60Hz；示教器：彩色觸摸屏，支持

操縱桿、緊急停、慣用左/右手切換、U盤等。

1.材質：主體采用鋁合金；工作臺底架部分采用優質空心方形

型鋼拼接搭建設計，經除油、酸洗、磷化、吹砂、打磨等預處理，

表面噴塑處理。

2.工作臺板：采用工業鋁型材拼接搭建，拼接處凸凹槽進行嵌

柔性接，保證臺面拼接后平整,臺面上有T型槽，槽中心間距為30mm，

2工作可以使用M6快速拆卸的T型螺母和彈簧螺母塊，臺板端頭采用專

臺用蓋板進行封蓋。

3.工作臺封板：工作臺側面及底部為鈑金封板，經除油、酸洗、

磷化、吹砂、打磨等預處理，表面噴塑處理；工作臺前面雙開門。

4.規格：整體外形尺寸（長×寬×高）：

1200mm×990mm×900mm。

10

5.腳輪：萬向和可調支腳。

6.輔件：優質五金件。

7.工作臺預留擴展區域，便于設備的擴展；可以安放主控機、

氣泵、PLC系統等裝置。

8.設有獨立示教器放置倉位，倉位隱蔽在工作臺內，不占用臺

面空間。工作臺內部采用雙層抽屜式結構，用于安裝電氣系統，具

有推拉功能，便于電氣接線及系統示教。

9.PLC觸控屏安裝支架采用活頁式倉體，具有彈性頂伸功能，

可收壓到臺面下方。

1.主體鋁合金材質；采用永磁法蘭方式設計，精巧輕便。

2.每套工裝都可配置接電口和接氣口，方便教學。

3.快換工裝模塊包括拋光、畫筆、氣動手爪、真空吸附四套末

快換端執行工具。

3工裝4.工裝庫與四套工裝配套，采用鋁型材固定架，用卡槽定位。

模塊提供四個工裝放置位。

5.切換末端工裝時無需任何工具，機器人可在以上四套工裝間

自動快換。通過機器人任意自動更換工裝，可實現機器人搬運、上

下料、碼垛、裝配、拋光、繪圖、模擬噴涂及焊接等功能。

1.包括鋁型材支架、光電傳感器、導桿氣缸、調速閥、推料塊、

變頻變頻輸送機、配套變頻器等組成。

4輸送2.采用變頻調速電機的同步帶輸送機，進行輸送氣推裝置出庫

模塊的裝配工件。

3.配有輸送工件裝配平臺，采用鋁型材支架。

1.規格與碼垛平臺配套。

物料2.材料：鋁合金。

5

塊3.處理：陽極氧化處理。

4.數量：10。

TCP1.材質：鋁合金。

6

模塊2.提供TCP標定組件，可實現TCP標定練習。

軌跡1.配置頂針式筆形工具。

7

繪圖2.可通過編程完成軌跡規劃，實現寫字繪圖。

11

模塊

1.由工業級智能相機、鏡頭、視覺處理軟件、連接電纜、鋁材

智能支架等組成。

視覺2.安裝在變頻輸送機外側，采用智能視覺系統檢測輸送工件顏

8

檢測色等信息和機器人跟蹤夾持。

系統3.視覺平臺功能豐富、性能穩定可靠，用戶操作界面友好，能

夠滿足視覺定位、測量、檢測和識別等視覺應用需求。

1.由鋁型材支架、伺服電機、伺服驅動器、減速器、氣動夾具

等組成。

2.采用伺服驅動一軸旋轉變位機，與旋轉臺上安裝氣動夾具組

變位成，可用于夾持裝配工件、模擬焊接、拋光打磨等各工件，以便機

9機模器人協同模擬進行焊接、拋光及裝配作業。

塊3.驅動方式交流伺服電機高度與機器人配套。

4.可模擬了生產加工的上下料操作，機器人從立體倉庫抓取工

件并自動固定在變位機托盤，通過自動快換末端執行工具，可實現

模擬焊接、涂膠、拋光等工藝練習。

網格

1.由鋁型材支架和平面網格盤組成。

平面

102.可設計機器人搬運出庫視覺檢測的工件按顏色等信息（三種

碼垛

顏色：紅黃藍）預設位置進行碼垛作業。

模塊

1.由鋁合金立體倉庫與實訓工件、支架組成。

工件2.立體倉庫采用三層三列設計，不少于9個倉位。

11倉儲3.每個倉位設計磁性底座，便于工件放置及穩固。

模塊4.配套實訓用工件為真實產品，品類不少于三種，實現全自動

柔性訓練。

1.可根據機器人末端作業工具不同可更換模塊進行模擬實訓。

編碼

2.編碼裝配模塊主要由編碼平臺、編碼工件等組成，編碼平臺

裝配

依樣件形狀加工凹槽定位，可固定擺放樣件。

12與擴

3.編碼裝配模塊可與其他擴展模塊相互更換。

展模

4.循跡與繪圖模塊實現循跡不同形狀，紙板繪制形狀，寫字等。

塊

5.擴展模塊：包括編碼裝配模塊、平面軌跡模塊、立體軌跡模

12

塊等，采用由鋁合金底座，各模塊可疊加放置，平整穩固。各涂膠

平臺依工件形狀加工凹槽定位，可固定擺放樣件。

6.平面軌跡模塊：由鋁合金板制作，表面噴砂氧化處理制作。

實現其循跡描圖的多樣化，涵蓋不少于四種幾何圖形。

7.立體軌跡模塊：實現模擬涂膠、焊接等多樣化訓練，不同軌

跡英文字母包含BJHS，各字母高度差異化。

1.電氣控制系統包括PLC控制器、線槽、接線端子、電線、檢

測傳感器等。

電氣

2.總控采用PLC1200電氣控制系統；能控制各功能模塊，電控

13控制

掛板滑