【中职职业院校技能大赛项目方案申报书】工业机器人焊接自动化技术.doc

2016年全国职业院校技能大赛竞赛项目方案申报书赛项名称： 工业机器人焊接自动化技术 赛项组别： 中职组 高职组专业大类： 制造大类 方案设计专家组组长： 王鸿博 专家组组长手机： 18924536816 方案申报单位（盖章）：全国机械职业教育教学指导委员会 方案申报负责人： 吕冬明 联系手机： 13146600325 邮箱号码： chanyebu5050 通讯地址： 北京市西城区三里河路46号 邮政编码： 100823 申报日期： 2015年8月27日 2016年全国职业院校技能大赛竞赛项目方案一、赛项名称（一）赛项名称工业机器人焊接自动化技术（二） 压题彩照（三）赛项归属产业类型制造业（四）赛项归属专业大类电气技术应用(053100)、电气运行与控制（053000）、焊接技术应用（052200）、机电技术应用（051300）、机械制造技术（051100）。二、赛项申报专家组姓名单位专业职务/职称年龄手机邮箱王鸿博顺德职业技术学院机电副教授4318924536816387245809谭建荣浙江大学CAD&CG国家重点实验室副主任院士60陈永平上海电子信息职业技术学院自动化系主任/副教授3813661982699echenyp殷荣幸常州机电职业技术学院机器人副教授13506117696yrxczmec谢一彭上海ABB工程有限公司经理工程师3518116176220peter-yipeng.xie蒲旭安川电机（中国）有限公司经理工程师3518717804686puxu刘海周浙江亚龙教育装备股份有限公司经理工程师3013676718455378715989连磊库卡机器人集团经理工程师3715800938776james.liankuka-封佳成上海发那科机器人有限公司经理工程师3218301903982FENGJIACHENGSHANGHAI-FANUC.COM.CN三、赛项目的本赛项主要针对产业升级，机器换人，从“制造大国”到“智造大国”过度所必须要掌握的核心技术技能。本赛项主要为机器制造企业、机器维护企业、机器使用企业培养所需求的高技能型人才。覆盖了汽车制造、机械设备制造、自动化包装设备、自动化生产设备、激光、服装等产业领域。面向中职院校电气技术应用、电气运行与控制、焊接技术应用、机电技术应用、机械制造技术等专业。主要考核团队对新技术的接受能力、协作能力和创新能力，考察选手的安装、调试、编程和加工应用等综合水平，能更好地推动焊接自动化技术类、自动化类专业课程教学的优化和改革，促进工学结合人才培养模式的深入推广，培养具有实践能力、创新能力的高素质技能复合型人才，有利加快我国产业转型升级。四、赛项设计原则（一）赛项意义焊接自动化技术是装备制造业发展的重要技术之一，几乎渗透到制造业的各个领域，成为提升机电产品质量、可靠性、寿命以及生产效率，降低生产成本的关键因素之一。焊接自动化，是自动化技术、机器人技术与焊接技术相结合的先进焊接技术，据不完全统计，全世界在役的工业机器人中大约有将近一半的工业机器人用于各种形式的焊接加工领域，如汽车、工程机械、冶金、石油管道、水利、船舶、重装、军工等领域。焊接机器人其实就是在焊接生产领域代替焊工从事焊接任务的工业机器人，特别是工作比较恶劣和危险系数比较高的环境。工业机器人在焊接产业转型升级中的应用，大大降低了生产事故，提高了生产效率和解决焊接难题的水平。目前，我国装备制造业生产过程中的焊接自动化程度越来越高，对焊接自动化人才需求越来越急迫，而我国焊接自动化技术应用专业招生紧张，就业供不应求，特别是机器人焊接人才更是屈指可数。因此，为了更好的引导和促进焊接自动化专业教学，营造重视焊接技术、崇尚技能的氛围，将联合自动化、焊接等设备企业，共同设计、实施机器人焊接自动化技术赛项，将对激发焊接技能人才学习技术的热情，发现和选拔焊接高技能人才，促进专业建设和课程改革，提高焊接高技能人才培育质量和竞争力，具有深远影响。（二） 设计原则 1.与产业需求接轨，竞赛任务与实际工作任务、教学改革相结合。2.先进的技术引进，促进职业教育的引领作用。3.个人能力与团队协作相结合，职业技能与职业素养相融合。4.考核内容与中职人才培养目标配套，与专业教学任务相结合。5.考核内容与职业鉴定相结合，教学资源与比赛同步开发。6.展示、交流与考核相结合，体现“科学、公平、公正、透明”原则五、赛项方案的特色与创新点（一） 机器换人必须要掌握的核心技术和核心技能。（二） 该赛项设备在2013年和2014年举办过全国职业院校机电类专业教师教学能力大赛，并于今年11-12月份将举行2015年全国职业院校机电类专业教师教学能力大赛（中、高职组），对该赛项举办积累了丰富的经验。（三） 此赛项首次设立，符合产业发展对工业机器人焊接自动化技术技能人才的需求，体现了焊接工艺、技能和自动化的融合。（四） 与世界技能大赛相关赛项技能点对接。（五） 以真实生产设备为载体，以企业或实际生活中的实际任务为考核内容，并将考核内容设计成教学任务，可供中职院校日常教学使用，体现了竞赛与日常教学相结合的特点。（六） 技能竞赛和职业技能鉴定相结合，同时注重焊接任务完成的艺术观赏性。（七） 核心系统采用多种品牌，有利于学校和当地产业对接。（八） 国内外企业共同参与策划和组织。六、竞赛内容简介 “工业机器人焊接自动化技术”赛项为团体赛，竞赛内容包括机器人示教和程序编写、PLC控制程序的编写、焊机参数的调整、机器人焊接系统的整体调试、人机界面组态、设备安装、电气连接、功能调试、运行维护等方面的能力。同时可考核参赛选手的统筹计划能力、工作效率、质量意识、安全意识、节能环保意识、职业素养和团队协作精神等。“Robot Welding Automation Skills” is team competition. Competition contents include robot teaching and programming, programming of PLC control program, welding machine parameters adjustment, robot welding system debugging, HMI configuration, equipment installation, electrical connection, function debugging, operating maintenance, etc. At the same time, it can assess competitors overall planning ability, work efficiency, quality awareness, safety awareness, energy conservation and environmental protection consciousness, professionalism and team cooperation spirit, etc.七、竞赛方式“工业机器人焊接自动化技术”为团体赛，2名选手为一队，共同完成工作任务。根据2015年全国职业院校技能大赛参赛报名办法：1. 以省、自治区、直辖市、新疆生产建设兵团、计划单列市（以下简称：省）为单位组织报名参赛。报名通过全国职业院校技能大赛网络报名系统统一进行。2. 根据预报名的名额确定正式参赛的名额，每省参赛队不超过2支，同一学校报名参赛队不超过1支。3. 参赛选手须为全日制中职学校和五年制高职院校一至三年级（含三年级）的在籍学生，年龄不超过21周岁（当年），即参赛当年7月1日前不满22周岁。4. 暂不计划邀请境外代表队参赛。八、竞赛时间安排与流程竞赛流程：参赛队报到组织参赛选手赛前熟悉场地、介绍比赛规程举办开赛式正式比赛（期间组织观摩、交流活动）比赛结束（参赛队上交比赛成果）专家评委进行评定颁奖召开竞赛执行委员会总结会议。竞赛日常安排：序号日 期时 间内 容备注1赛前两天全天报到2赛前一天8:00-14:00报到314:00-15:00赛前说明与答疑415:00-16:30领队抽取抽签顺序号、工具检验516:00-17:00选手熟悉赛场6竞赛当天7:00-7:30开赛仪式77:40-8:20按抽签顺序号抽工位号、检验选手有关证件88:20-8:30选手进入工位99:00-13:00选手完成工作任务1010:00-11:30观众观摩赛场1113:30-19:30竞赛成绩评定，评判工位选手进场，完成评判工位选手会宾馆。12竞赛次日8:00-8:30宣布竞赛成绩139:00-10:00闭赛与颁奖仪式1410:00结束九、竞赛试题大赛前一个月官网公布十、评分标准制定原则、评分方法、评分细则（一）评分标准的制定原则 依据参赛选手完成的情况实施综合评定。评定依据结合国家及行业的相关标准和规范，全面评价参赛选手职业能力的要求，本着“科学严谨、公正公平、可操作性强”的原则制定评分标准。 在大赛执委会的领导下，根据机器人焊接自动化技术实际企业中权重比例，专家组制定评分体系，裁判组成员确定评分细则，本赛项分数配比如下：内容 权重机器人焊接自动化系统安装与调试50%焊接工艺设计和编程20%自动化加工20%安全生产和职业素养10%（二）评分方法 裁判组在坚持“公平、公正、公开、科学、规范”的原则下，各负其责，按照制订的评分细则进行评分。现场裁判组在比赛过程中对参赛队的安全文明生产以及系统安装调试情况进行观察和评价，在参赛队现场结束比赛时完成评分。评分裁判组根据参赛队提交的比赛结果，经加密组裁判处理后进行评分，成绩按照总分进行名次排列。然后经过加密裁判组进行解密工作，确定最终比赛成绩，经总裁判长审核、仲裁组长复核后签字确认。（三）违规扣分1.在完成工作任务后，出现电路短路故障扣15分。2.在完成工作任务的过程中，因操作不当导致人身或设备安全事故，扣10-20分，情况严重者取消比赛资格。 3.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。 4.在竞赛时段，参赛选手有不服从裁判及监考、扰乱赛场秩序等行为情节严重的，取消参赛队综合奖评奖资格。有作弊行为的，取消参赛队综合奖评奖资格。裁判宣布竞赛时间到，选手仍强行操作的，取消参赛队奖项评比资格。（四）名次排列比赛成绩从高到低排列，成绩相同时，按“系统安装与调试”成绩从高到低排列，如“系统安装与调试”成绩再相同，取并列名次。十一、奖项设置根据2015年全国职业院校技能大赛奖惩办法：（一）参赛选手奖励设一、二、三等奖。以实际参赛队总数为基数，一、二、三等奖获奖比例分别为10%、20%、30%（小数点后四舍五入）。（二）指导教师奖励。获得一等奖的参赛队的指导教师获“优秀指导教师奖”。十二、技术规范按照教育部中职中专电气技术应用、电气运行与控制、焊接技术应用、机电技术应用、机械制造技术等专业教学基本要求。参照国际和国标准和规范。GB11291-1997工业机械手安全规范GB/T 15969-1995可编程序控制器 GB/T 4728.1-2005电气简图用图形符号GB/T 7159-1987 电气技术中的文字符号制定通则GB/T 5465.2-1996电气设备用图形符号ISO 15609-1：2004 电弧焊焊接工艺规程 ISO 14732：1998 焊接操作工技能评定ISO 15607：2003 焊接工艺规程及评定的一般原则十三、建议使用的比赛器材、技术平台和场地要求比赛装备采用浙江亚龙教育装备股份有限公司研制的“亚龙YL-399A型工业机器人焊接自动化技术实训考核装备”，该装备和工业自动化生产现场完全接近并增加了教学内容和安全保护功能，将工业机械手、焊接技术及现代自动化技术整合到一个实训设备中，可以实现对工件进行焊接制造等操作。目前，该平台的系列化产品已经在职业院校中广泛开展教学应用。（一）设备特性1.该平台各组件均安装采用钢材焊接的底座上，相关结构、电气控制回路、执行机构完全独立，采用工业标准件设计，方便进行教学。2.具有良好的柔性和多样化的工作方式，通过跟换不同焊接自动化夹具，实现多种多样的控制效果，满足中职学校实训教学和开展技能竞赛的要求。（二）技术平台组成实训装备主要由一套6自由度工业机器人系统、一套可编程控制器（PLC）系统、一套焊接系统、工件夹具、控制柜、电气安装单元等组成。工业机器人系统由机械手本体、机械手控制器、手持示教器单元组成。采用品牌为ABB和广数，学校也可采用已有的机器人。手持示教器单元有液晶显示屏、使能按钮、急停按钮、操作键盘，用于参数设置、手动示教、位置编辑、程序编辑等操作。PLC系统配备西门子可编程控制器，用于控制机系统的协调运作。1. 设备基本配置(两种可选)：（1）ABB机器人配置序号名称型号及规格数量制造商备注1ABB机器人本体IRB14101台ABB2ABB机器人控制器IRC51台ABB3ABB机器人示教器DSQ-6791台ABB4焊机Pulse MIG-3501台山东奥泰5送丝装置ESS-500R1台南京顶瑞电机6焊枪TBi ROBO 7G1台山东泰佰亿7烟雾净化器YC41011台耀晨8气瓶1瓶100%工业液体二氧化碳9减压流量阀YQT-071台北仑东 海仪表带36V加热器10可编程控制器CPU 2261套西门子11触摸屏SMART 7001台西门子12电源配电系统1套亚龙13工具1套（2）广数机器人配置：序号名称型号及规格数量制造商备注1广数机器人本体RH061台广数2广数机器人控制器GSK-RH1台广数3广数机器人示教器GRC01-BY021台广数4焊机Pulse MIG-3501台山东奥泰5送丝装置FANUC-R-OiA1台FANUC6焊枪TBi ROBO 7G1台山东泰佰亿7烟雾净化器YC41011台耀晨8气瓶1瓶100%工业液体二氧化碳9减压流量阀YQT-071台北仑东 海仪表带36V加热器10可编程控制器CPU 2261套西门子11触摸屏SMART 7001台西门子12电源配电系统1套亚龙13工具1套 2.配套工具及耗材序号名称主要组成器件数量1配套工具PLC通信电缆、工业机械手通信电缆、小一字螺丝刀、小十字螺丝刀、长柄螺丝刀、剪刀、剥线钳、电工钳、尖嘴钳、斜口钳、40W电烙铁、焊锡丝、试电笔、活动扳手、万用表及书写工具等。1套2耗材23芯线（RV 0.4mm2/23×0.15mm）、管形绝缘端子（E-07508 黑）、保险丝、号码管、接线端子、电工胶带、焊锡丝、螺杆、螺母、垫片等若干。1套（三） 场地要求 每个工作组使用场地为4米×5米（约20平方米）,工作场地及安全（参观）通道、裁判工作场地等则需要1200-1300平方米。场地地面平整，能防风遮雨，地面与顶棚净高不少于3.2米。采光或人工照明良好。场地应通风良好，具有完好的防暑降温设施（空调或风扇）。场地环境噪声较小。现场提供三相五线只电源，不少于75KVA的供电容量。不需要提供压缩空气。赛场附近30米内，有洁净的男女卫生间。地附近有能提供指导教师休息场所。场地内部消防设施齐全，应有不少于2处的人员疏散大门。场地旁边应有能进入医疗、消防等急救车辆通道。十四、安全保障根据2015年全国职业院校技能大赛安全管理规定：（一）指定1名执委会副主任负责赛场安全。执委会赛项执委会在赛前一周会同当地消防部门、质量监督部门检查赛场消防措施和比赛设备安全性能，并按消防、质监部门意见整改。赛前两天，执委会主任会同赛项专家组对赛场进行验收。（二）指定1名执委会副主任负责住宿与饮食安全。执委会会同当地公安部门，食品卫生部门，检查并验收驻地的安全措施和饮食卫生，保证选手的住宿安全和饮食安全。（三）领队为参赛队交通安全责任人。负责选手从学校出发到结束比赛回到学校整个期间的人身、交通、饮食安全。为参赛选手购买人生意外保险。（四）赛场裁判负责选手比赛过程的安全，制止选手违反规定的操作，处理选手因操作不当出现的意外。（五）执委会主任为赛场意外紧急情况处理指挥人和责任人。十五、企业合作意向参照2015年全国职业院校技能大赛企业合作管理办法，为了办好本次技能大赛，浙江亚龙教育装备股份有限公司具体合作意向如下：（一）竞赛设备按照竞赛执委会的要求，由本公司运到大赛指定地点，运输费用由本公司独立承担。成立大赛技术服务小组（可以根据组委会要求增减），本公司技术服务人员的费用由本公司再独立承担。（二）成立现场“大赛技术服务办公室”，负责相关的技术服务工作，保障大赛的顺利进行。技术服务小组10-30人（可以根据组委会要求增减），本公司将安排技术骨干、业务能手参与大赛技术服务。设备开发小组成员全程跟踪，所有本公司现场技术服务人员的差旅费全部由本公司独立承担。（三）积极配合大赛执委会开展各项技术服务，并根据执委会要求免费提供技术培训。（四）为了保证大赛的顺利进行，本公司将在合同签定后30天内交付竞赛设备，并在一周内安装调试完毕，接受竞赛执委会验收检查。（五）免费提供配套的工具。（六）免费提供设备易损器件。（七）根据竞赛秘书处的要求，在合同签订后，15天内为大赛提供样机和试题（任务书）供组委会检查、确认，并派专业技术人员参加大赛的执行委员会的工作。（八）协助竞赛组委会做好大赛现场组织、支持、服务、沟通、协调工作。按照赛项组委会的要求按时、按标准完成各项任务。企业完成上述合作意向，并出具相应的书面承诺见附件。十六、经费预算方案参照2015年全国职业院校技能大赛赛项经费管理规定根据竞赛需求，在赛事筹备准备、赛项技术完善、专家裁判、场地布置、体验中心设计与实施、开闭幕式、大赛宣传等预计费用为50万元。合作企业将在经费及设备、技术等方面提供保障：（一）竞赛设置的竞赛项目，竞赛规模的大小、竞赛经费预算等，与竞赛组委会商定赞助经费。（二）提供竞赛设备；根据竞赛组委会专家组提出的要求或设计，研发、试制用于技能竞赛的设备样品，经组委会组织专家评审后进一步改进。专家鉴定合格后，投入生产。经质量检测部门检验合格后，在规定的时间内，将所需要的竞赛设备送达组委会指定的地点或需要的学校。（三）提供技术支持；竞赛设备生产后到竞赛开赛的期间内，根据组委会的安排，对竞赛设备的使用进行培训。免费为赛场中竞赛设备进行安装与调试，免费为竞赛过程中设备的使用和维护提供技术支持。（四）为本项目专家论证、设备试制、策划与组织的研讨等提供支持。（五）其他需要协助的工作事项。十七、比赛组织与管理参照2015年全国职业院校技能大赛组织机构与职能分工、2015年全国职业院校技能大赛赛项设备与设施管理办法、2015年全国职业院校技能大赛赛项监督与仲裁管理办法等，由全国机械职业教育教学指导委员会组织赛项专家组。（一）赛项专家组：进行赛项整体策划。主要职责：形成竞赛规程和竞赛实施方案、遴选专家团队、遴选裁判团队、对竞赛实施进行整体掌握等。（二）浙江亚龙教育装备股份有限公司进行赛项设备支撑、技术服务等。主要职责：提供竞赛设备（含备品、备件和耗材）、竞赛技术服务等。（三）承办院校：进行赛项主体实施。主要职责：提供竞赛场地和配套场地、配合赛务组织、参赛队住宿和饮食、志愿者服务等。十八、教学资源转化建设方案（一）大赛前由企业牵头和负责申办本次赛项的单位及专家等组建教学成果建设团队（专业教师、行业专家、企业工程师），负责收集比赛信息（文本、资料、图片、录像等）； （二）结合竞赛设备，进一步做好中文教材的推广，同时做好培训工作和帮助教师教学能力的提高；（三）结合竞赛情况进一步做好课件的开发和教学资源的推广、共享工作； （四）完善和优化网络共享型教学资源库的建设，提供动态资源信息。十九、筹备工作进度时间表2015年10月，组织行业、企业专家和院校代表完成竞赛规程的完善修订工作，交由教育部发布；2015年12月-2015年4月，组建赛项技术工作团队，开展赛项准备和筹备工作；完成竞赛需要的设备与配套工具、耗材等准备工作；2016年4月，组建竞赛裁判团队，报全国职业院校技能大赛组委会审核；竞赛设备等到达竞赛场地，并完成安装调试；2016年4月下旬，专家组到竞赛地点现场出题及制定评分标准；2016年5月上旬，竞赛项目实施；2016年9-10月，竞赛项目总结；2016年12 月，围绕本竞赛项目的相关教学成果研讨会及展示等活动。 二十、裁判人员建议参照2015年全国职业院校技能大赛专家和裁判工作管理办法，裁判员组成建议：（一）竞赛的裁判工作由裁判长、裁判仲裁委员会和裁判员组成。（二）裁判员应是从事焊接自动化、电气自动化等相关专业，从事本专业工作 5 年以上，具有优秀的职业道德，能够客观公正地开展裁判工作，具有副高以上职称。（三）裁判人员组成建议：以全国78100 支参赛队为测算基础，建议裁判团队由20人组成。（四）裁判长由大赛组委会在本竞赛裁判员中指定。二十一、其他其他未尽事宜，在申报过程中随时与大赛执委会办公室沟通。附件：