2016年全国职业院校技能大赛竞赛工业机器人焊接自动化技术项目方案申报书
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：管平
专家组组长手机：139********
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：131********
邮箱号码：chanyebu5050@https://www.wendangku.net/doc/0517798064.html,
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
机械设计制造类（580100）、机械类（080300）、自动化类（580200）、机电设备类（580300）、电气信息类（080600）
二、赛项申报专家组
姓名单位专业职称/职务年龄手机邮箱
管平浙江机电职业机电教授/院长61 139571535
技术学院60
张维津
天津机电技术
学院机器人教授/院长53
139203265
49
戴建树广西机电职业
技术学院/中
国焊接协会
机器人教授/处长62
139788220
21
曹朝霞
包头职业技术
学院机器人教授/主任52
138482562
65
陈小艳
常州机电职业
技术学院机器人
工程师/
系主任
42
137756377
63
谢一鹏ABB机器人机器人
工程师/
经理30
136218668
96
柯汗舒
广州数控设备
有限公司机器人
工程师/
经理
29
138264772
59
colopig@vip.
https://www.wendangku.net/doc/0517798064.html,
冯显俊
浙江亚龙教育
装备股份有限
公司
自动化
工程师/
总监
35
181057775
79
yalongfxj@16
https://www.wendangku.net/doc/0517798064.html,
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，面向高职院校机械设计制造类、机械类、自动化类、机电设备类、电气信息类等专业，主要考核团队对新技术的接受能力、协作能力、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、可靠性和寿命以及生产效率，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、军工等各领域，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。工业机器人的进入，应用到焊接产业的转型升级中，大大的降低了生产事故，提高了生产效率，并提高了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.考核内容与高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）该赛项在2013年和2014年举办过全国教师大赛，并今年继续举行2015年全国教师大赛，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，还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
“机器人焊接自动化技术”赛项为团体赛，竞赛内容包括
系统的规划设计、设备安装、电气连接、PLC程序编写、功能调试、运行维护、人机界面组态、焊机参数的调整、机器人电气图的设计、机器人扩展手抓功能、机器人扩展高度测试（位移传感器）、机器人示教和程序编写、机器人焊接系统的整体调试、故障排除等方面的能力，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
参照《2015年全国职业院校技能大赛参赛报名办法》。
（一）参赛报名平台
全国职业院校技能大赛以省、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，邀请境外代表队参赛。
（二）参赛名额
本赛项为团体赛，2名选手为一队。每省每赛项参赛队原则上不超过2支，鼓励各省组织省赛，组织有相应项目省级选拔赛的省份，经大赛执行委员会审查备案，视赛项特点及承办单位实际承接能力，在条件许可的情况下相应项目可增加1个参赛名额。
（三）报名资格
1.高职组参赛选手须为高等学校全日制在籍学生；本科院校中高职类全日制在籍学生可报名参加高职组比赛。五年制高职
四、五年级学生可报名参加高职组比赛。
2.高职组参赛选手年龄须不超过25周岁（当年），即参赛
当年7月1日前不满26周岁。
3.各地区的省内参赛选拔、名额分配和参赛师生资格审查工作主要由省级教育行政部门负责。大赛执委会办公室有对参赛人员资格进行抽查的权利。
（四）组队要求
1.省、自治区、直辖市、新疆生产建设兵团、计划单列市可报名参加比赛。
2.团体赛不得跨校组队，同一学校相同项目报名参赛队不超过1支。
3.团体赛参赛队选手均可配指导教师。指导教师人数以赛项规程中要求为准，团体赛每队不超过2名指导教师。指导教师须为本校专兼职教师。
（五）人员变更
参赛选手和指导教师报名获得确认后不得随意更换。如备赛过程中参赛选手和指导教师因故无法参赛，须由省级教育行政部门于开赛10个工作日之前出具书面说明，经大赛执委会办公室核实后予以更换；团体赛选手因特殊原因不能参加比赛时，由大赛执委会根据赛项的特点决定是否可进行缺员比赛。
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
3 14:00-15:00 赛前说明与答疑
4 15:00-16:30 领队抽取抽签顺序号、工具
检验
5 16:00-17:00 选手熟悉赛场
6
竞赛当天7:00-7:30 开赛仪式
7 7:40-8:20 按抽签顺序号抽工位号、检验选手有关证件
8 8:20-8:30 选手进入工位
9 9:00-13:00 选手完成工作任务
10 10:00-11:30 观众观摩赛场
11 13:30-19:30 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
13 9:00-10:00 闭赛与颁奖仪式
14 10:00 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40%
电气设计15%
焊接工艺设计和编程20%
自动化加工15%
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
设团体一、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
按照教育部高职高专机械设计制造类、机械类、自动化类、机电设备类、电气信息类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，满足职业院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。采用的品牌为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
1 ABB机器人本体IRB1410 1台ABB
ABB机器人控制
2
IRC5 1台ABB
器
ABB机器人示教
3
DSQ-679 1台ABB
器
Pulse
1台山东奥泰
4 焊机
MIG-350
5 送丝装置ESS-500R 1台南京顶瑞电机
TBi ROBO
1台山东泰佰亿
6 焊枪
7G
7 烟雾净化器YC4101 1台耀晨
8 气瓶1瓶
100%工业液
体二氧化碳
9 减压流量阀YQT-07 1台
北仑东
海仪表
带36V加热器
10 可编程控制器CPU 226 1套西门子
11 触摸屏
SMART
700
1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RH06 1台广数
2 广数机器人控制器GSK-RH 1台广数
3 广数机器人示教器GRC01-BY02 1台广数
4 焊机
Pulse
MIG-350
1台山东奥泰
5 送丝装置
FANUC-R-Oi
A
1台FANUC
6 焊枪
TBi ROBO
7G 1台
山东泰佰
亿
7 烟雾净化器YC4101 1台耀晨
8 气瓶1瓶
100%工业液体
二氧化碳
9 减压流量阀YQT-07 1台
北仑东
海仪表
带36V加热器
10 可编程控制器CPU 226 1套西门子
11 触摸屏SMART 700 1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
参照《2015年全国职业院校技能大赛安全管理规定》。
（一）赛项安全管理要求
1．比赛内容涉及的器材、设备符合国家有关安全规定。赛项专家组充分考虑比赛内容和所用器材、耗材可能存在的危险因素，通过完善设计规避风险，采取有效防范措施保证选手备赛和比赛安全。危险提示和防范措施应在赛项技术文件中加以说明。
2．赛项技术文件包含国家（或行业）有关职业岗位安全的规范、条例和资格证书要求等内容。
3．赛项执委会须在赛前对本赛项全体裁判员、工作人员进行安全培训。源于实际生产过程的赛项，须根据《中华人民共和国劳动法》等法律法规，建立完善的安全事故防范制度，并在赛前对选手进行培训，避免发生人身伤害事故。
4．赛项执委会须制定专门方案保证比赛命题、赛题保管、发放、回收和评判过程的安全。
（二）比赛环境安全管理要求
1．赛项执委会须在赛前组织专人对比赛现场、住宿场所和交通保障进行考察，并对安全工作提出明确要求。赛场的布置，赛场内的器材、设备，应符合国家有关安全规定。如有必要，也可进行赛场仿真模拟测试，以发现可能出现的问题。承办院校赛前须按照赛项执委会要求排除安全隐患。
2．赛场周围要设立警戒线，防止无关人员进入，发生意外
事件。比赛现场内参照相关职业岗位的要求为选手提供必要的劳动保护。在具有危险性的操作环节，裁判员要严防选手出现错误操作。
3．承办院校提供保障应急预案实施的条件。对于比赛内容涉及高空作业、坠物、用电量大、易发生火灾等情况的赛项，必须明确制度和预案，并配备急救人员与设施。
4．赛项执委会须会同承办院校制定开放赛场和体验区的人员疏导方案。赛场环境中存在人员密集、车流人流交错的区域，除了设置齐全的指示标志外，须增加引导人员，并开辟备用通道。
5．大赛期间，赛项承办院校须在赛场管理的关键岗位，增加力量，建立安全管理日志。
6．在参赛选手进入赛位，赛项裁判工作人员进入工作场所时，赛项承办院校有责任提醒、督促参赛选手、赛项裁判工作人员严禁携带通讯、照相摄录设备，禁止携带未经许可的记录用具。如确有需要，由赛场统一配置，统一管理。赛项可根据需要配置安检设备，对进入赛场重要区域的人员进行安检，可在赛场相关区域安放无线屏蔽设备。
（三）生活条件
1．比赛期间，原则上由赛事承办院校统一安排参赛选手和指导教师食宿。承办院校须尊重少数民族参赛人员的宗教信仰及文化习俗，根据国家相关的民族、宗教政策，安排好少数民族参赛选手和教师的饮食起居。
2．比赛期间安排的住宿地应具有宾馆、住宿经营许可资质。以学校宿舍作为住宿地的，大赛期间的住宿、卫生、饮食安全等
由赛项执委会和提供宿舍的学校共同负责。
3．大赛期间有组织的参观和观摩活动的交通安全由赛区组委会负责。赛项执委会和承办院校须保证比赛期间选手、指导教师和裁判员、工作人员的交通安全。
4．各赛项的安全管理，除必要的安全隔离措施外，应严格遵守国家相关法律法规，保护个人隐私和人身自由。
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。
（四）根据参赛校的要求，经大赛组委会批准，由执委会安排竞赛平台提供商安排技术培训，培训应按相关竞赛文件要求进行。
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