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第43届世界技能大赛云南省选拔赛机电一体化项目技术文件

 

第43届世界技能大赛云南省选拔赛机电一体化项目技术文件

本技术文件依据第43届世界技能大赛机电一体化项目技术指导文件内容制定

一、理论知识竞赛

1.竞赛范围

以维修电工、装配钳工知识为主,机电一体化相关知识为辅。

2.基础知识

①电路和磁路知识

复杂直流电路的分析和计算;

交流电路的分析和计算;

电子电路的简单分析和计算;

磁场的基本性质及磁路与磁路定律的内容,电磁感应、自感系数的概念。

②仪器仪表知识

普通信号发生器和通用示波器的原理、使用及保养知识:

万用表、电压表、电流表、钳形表及互感器等的使用及保养知识。

③机械基础知识

常用机械性能的含义、指标及实验方法;

碳素钢、合金钢、铸铁、有色金属及其合金的分类、性能及用途;

机械图纸识读知识;

公差与配合的基本术语和定义,公差与配合的选用原则与方法;

表面粗糙度的概念、术语、标注、选用原则与方法;

常用机械加工方法及特点;

常用螺纹联接、键联接、销联接及其它联接的类型、特点与应用;

带传动的类型、原理、特点及应用;

齿轮的基本类型与特点,齿轮传动的基本结构、传动类型及其应用;

蜗杆传动的组成、特点及应用;

滚珠丝杠副的构造、分类及特点;

轮系类型、组成和应用,传动比计算方法;

轴承的类型、特点及应用;

联轴器和离合器的类型、特点及应用;

常用机械设备拆装、检测、调试的方法;

零部件装配工艺知识;

常用工、量具的使用基本知识。

3.专业知识

①电子电路知识

模拟电路(晶体管放大、正弦波振荡、集成运算放大、直流稳压电源电路)基础及应用知识;

数字电路(集成门电路、触发器、多谐振荡器、计数器、寄存器及数字显示电路)基础及应用知识;

晶闸管电路(单相、三相各种形式可控整流电路及逆变器电路)基础及应用知识;

电力半导体器件,如GTO(门极可关断晶闸管)、MOSFET(电力场效应管)、GTR(电力晶体管)、IGBT(绝缘栅双极晶体管)、MCTMOS控制晶闸管)、IGCT(集成门极换流晶闸管)的特点及在逆变器、斩波器中应用的基本知识;

电子设备防干扰的基本知识。

②电机及拖动知识

变压器、交流电机、直流电机相关知识;

    控制类电机(测速发电机、伺服电动机、步进电动机、力矩电机)的原理构造、特性和接线方法;

    串级调速、变频调速、斩波器一直流电动机调速的原理、特点及应用的基本知识。

    ③自动控制知识

    自动控制系统的基本概念;

    常用调速系统(直流调速系统、交流变频调速系统)的结构组成及控制原理知识;

    常用传感器(电感式传感器、电容式传感器、光电传感器、旋转编码器、温度传感器、压力传感器等)的原理及应用知识;

    通用变频器、步进驱动器、伺服驱动器的原理及应用基本知识;

    触摸屏的原理及应用基本知识;

    自动生产线的基本知识。

    ④液压气动知识

    气动、液压系统中泵、缸、阀的作用;

    液压源、气源装置的组成环节、符号和作用;

    液压泵符号、种类与适用场合,液压泵压力、排量、流量的定义及单位;

直线位移类和角位移类气缸、油缸的符号、选用原则及使用方法;

    控制阀(换向阀、调压阀、溢流阀、节流阀等)的符号、工作原理和使用方法;典型气动、液压控制回路的组成及工作原理;气动、液压系统维护保养知识。

    ⑤现代控制技术知识

    单片机(MCS-51系列)的基本概念及基本应用知识;

    可编程序控制器的基本控制原理及在机电一体化设备控制系统中应用的基本知识;工业控制网络基本知识。

    4.主要参考资料

    《职业技能鉴定教材一维修电工(初级、中级、高级)》,1998年第1版,中国劳动社会保障出版社;

《变频器、可编程控制器及触摸屏综合应用技术》吴启红主编,第2版,机械工业出版社

《液压与气动技术》,邹建华、许小明主编第3版,华中科技大学出版社

    《维修电工(上、下册)》(高级工)柴进镛、王照清主编,2003年第一版,中国劳动社会保障出版社;

    《钳工》(中级)黄涛勋主编,2009年第一版,机械工业出版社。

   二、实际操作竞赛

    实际操作竞赛以操作技能为主,仪器仪表使用及安全文明生产在实际操作竞赛过程中进行考查,不再单独命题。

   为全面考查参赛选手的职业综合素质和技术技能水平,实际技能操作竞赛包括机电一体化技术综合应用、仪器仪表使用、安全文明生产三大部分。

具体内容见表1

1                          

序号

   

   

1

机电一体化技术综合应用

1)电气控制原理图、气动回路图绘制;

2)机械装配、气动回路连接、电气接线;

3)系统软件设计与联机调试;

4)系统运行与优化;

5)故障诊断与排除。

2

仪器仪表使用

万用表、双踪示波器等

3

安全文明生产

维修电工及装配钳工安全操作规程

根据竞赛组委会提供的任务书及相关资料,参赛选手完成下列工作任务:

根据提供的图纸完成机械组件的安装与调整;

②按任务书要求手工绘制气动回路图,并进行气路连接与调整;

③按任务书要求手工绘制电气控制原理图(含PLCI/O连接图、PLC外围电气图等)并连接电路;

④根据控制要求进行PLC组网、传感器调整及各驱动器的参数整定;

⑤根据工艺要求设计编写PLC、触摸屏程序;

⑥系统调试与优化,完成任务书规定的工作任务和技术指标;

⑦按任务书要求进行故障诊断与排除。

三、竞赛命题及裁判

1.竞赛命题

理论试题采取国家题库抽取与专家命题相结合方式,实操试题由大赛专家组负责命题,并3月15日前公布选拔赛样题。命题专家组在公布的样题基础上更改30%左右内容作为选拔赛实操正式考核题目。

2.裁判

聘请企业专家和职业院校中具有高级考评员资格的教师担任裁判,大赛裁判工作按照公平、公正、客观的原则进行

裁判员和选手的配备:理论知识竞赛每个赛场配备2名评判人员。操作技能竞赛每个赛场配备3名评判人员,赛场另设裁判长1名,竞赛监督2名,工程技术人员2名。

四、成绩评定

竞赛成绩由裁判组统一评定:

1.理论知识竞赛满分为100分。理论知识竞赛成绩取3名参赛选手的平均分后,按30%的比例折算计入竞赛总成绩。

2.实际操作竞赛满分为100分。实际操作竞赛成绩按70%的比例折算计入竞赛总成绩。

3.折算后的理论知识竞赛成绩与实际操作竞赛成绩相加得出参赛队竞赛总成绩,满分为100分。

    4.评分办法

依据过程评价与结果评价相结合,工艺评价与功能评价相结合,能力评价与职业素养评价相结合的评价原则,按照评分标准,对选手完成工作任务的情况进行评分。满分为100分,具体评分细则见赛场试卷评分标准。

    注:选手有下列情形须从参赛成绩中扣分:

    ①在完成工作任务的过程中,因操作不当导致事故,扣520分,情况严重者取消竞赛资格。

②因违规操作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510分。

③扰乱赛场秩序,干扰裁判员工作,视情节扣520分,情况严重者取消竞赛资格。

5.名次排列

按比赛总成绩从高到低排列参赛选手的名次。当出现总成绩相同时,以实操成绩高者名次排在前,当出现总成绩、实操成绩均相同时,以实操总时间短者名次排在前。

五、场地设施

1.竞赛场地

① 竞赛工位:每个工位占地1520 m2,标明工位号,并配备竞赛平台、工作准备台1张、电脑2台、座椅2把。

② 赛场每工位提供独立控制并带有漏电保护装置的380 V三相五线、220 V单相三线两种电压的交流电源和压力为01.0Mpa的气源,供电和供气系统有必要的安全保护措施。

③ 为保证大赛顺利进行,赛场须具有双电源保障。

2.竞赛设备

本次竞赛采用广东三向教学仪器制造公司生产的SX-815L机电一体化综合实训考核设备:

设备概述:

SX-815L型自动化生产线(以下简称生产线)由环形皮带传送分拣、加工、装配、立体仓库和搬运机械人等5个工作单元组成(生产线布置图及本次竞赛相关工作单元结构组成如图1所示)。环形传送分拣单元配置一台PLC、变频器实现控制,机器人搬运和恒速加工单元配置一台PLC、双闭环直流调速系统实现控制,工件装配单元与立体仓库单元配置一台PLC实现控制任务。各PLC之间通过FX2N-485-BD N:N通信方式实现互连,构成分布式的控制系统。系统主令工作信号由触摸屏人机界面提供,整个系统的主要工作状态在人机界面上显示,设备总体结构如图1及表2所示:

 

 

 

图1   设备总体结构图

 

表2  

编号

名称

编号

名称

编号

名称

编号

名称

控制模块安放区

环形传输分拣单元

立体仓库单元

双工位电脑台

工具及元件抽屉

机器人搬运单元

人机界面模块

四工位实训台

电子调试台

恒速加工转台单元

计算机系统

带刹车万向轮

示波器

工件装配单元

键盘抽屉

 

 

3. 耗材、工具及仪器

①耗材:     

3                 赛场提供耗材

序号

名 称

  

数量

单位

1

导线

单根多股/铜芯/塑料绝缘/0.5mm2

若干

2

异型管

用于导线连接端子编号/1.0mm2

若干

3

气管

Φ6、Φ8

若干

4

扎带

 

若干

5

线针

 

若干

6

线槽

 

若干

7

电工胶布

 

1

② 工具、仪器

竞赛工具、仪器见表4

4                 竞赛工具、仪器

赛场提供仪器

序号

 

型号/规格

单位

数量

备注

1

双踪示波器

20M

1

 

参赛选手自带用具

序号

 

型号/规格

单位

数量

备注

1

书写、绘图工具

钢笔、铅笔、三角尺、橡皮、铅笔刀等

1

 

2

电工工具

螺丝刀、尖嘴钳、剥线钳,斜口钳、万用表,测电笔、记号笔、钢卷尺、锯弓等

1

 

             

六、竞赛规则和注意事项

1.竞赛规则

①各种与大赛相关的软件由大赛组委会提供,参赛队不得自带软件;现场统一提供相关资料、工具(书写和绘图工具自备)。

②参赛队在竞赛前进行抽签来决定竞赛工位,竞赛前30分钟检录进入竞赛工位,核对现场提供的器材、技术资料、工具等;竞赛开始后,拆封竞赛任务书进行竞赛。

③实际操作竞赛总时间暂定为210分钟(具体时间以赛场试卷上的时间为准)竞赛过程中赛场统一提供饮水,选手休息、入厕时间均计算在竞赛时间内,竞赛过程中严禁接受任何形式的场外指导。

④竞赛期间参赛选手不得离场,不得携带手机等移动通信或上网设备、移动存储设备、纸介资料等与竞赛无关的物品。

⑤竞赛过程中,参赛选手须严格遵守安全操作规程及劳动保护要求(穿戴工作装、绝缘鞋自备),接受裁判员、现场技术服务人员的监督和警示,确保设备及人身安全。

⑥竞赛期间参赛选手须在竞赛工位的计算机中指定的文件夹内存储竞赛文档,不得随意存储。

⑦因设备自身故障导致选手中断竞赛,经确认后由大赛裁判长视具体情况做出裁决。

⑧参赛队若提前结束竞赛,应向裁判员举手示意,竞赛终止时间由裁判员记录,参赛队结束竞赛后不得再进行任何操作。

⑨参赛队需按照竞赛任务书要求完成竞赛,并清理现场卫生。 

2.竟赛注意事项

    参赛选手必须符合参赛资格,不得弄虚作假。在资格审查中一旦发现问题,将取消其报名资格;在比赛过程中发现问题,将取消其比赛资格;在比赛后发现问题,将取消其比赛成绩,收回获奖证书、技能等级证书以及奖品等。

    参赛选手应遵守比赛规则,尊重裁判员、遵守赛场纪律,服从大赛组委会指挥和安排,爱护比赛场地的设备和器材。

③在比赛过程中,要严格按照安全规程进行操作,防止触电和损坏设备的事故发生。

七、申诉与仲裁

1参赛选手对赛地提供的不符合竞赛规定的设备、实验材料,对有失公正的检测、评判,以及工作人员的违规行为等,均可有序地提出申诉。

2选手申诉均须通过本代表队领队、指导老师,按照规定时限以书面形式向仲裁委员会(或仲裁组)提出。仲裁委员会要认真负责地受理选手申诉,并将处理意见通知领队或当事人。

3仲裁委员会的裁决为最终裁决,参赛选手不得因申诉或对处理意见不服而停止竞赛,否则按弃权处理。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

附件:SX-815L机电一体化综合实训考核设备主要电气器件与被控对象单元。

1:主要电气器件

序号

名称

主要元件及规格

数量

1

PLC

三菱FX2N-48MT/MR,每台PLC均扩展有FX2N-485-BD通讯模板,并可扩展FX2n-8EX扩展单元、FX2N-1PG定位模块、FX0N-3A模拟量输入模块等

3

2

变频器

三菱FR-E740-0.75k,带操作面板

1

3

触摸屏

维纶WINVIEW MT4500T

1

4

步进电机

42BYG 24VDC,采用二相四拍脉冲控制

2

5

步进电机驱动器

广州亿进YJ-2HB03M,可用FX2n-1PGFX2N-48MT控制

2

6

交流伺服驱动器

三菱MR-E-20A

2

7

伺服电机

HC-KFE23,带增量式光电编码器

2

8

电源模块

DC24V

1

9

直流调速

速度(电压)、电流双闭环直流调速控制器

1

10

传感器

OMRON品牌

1

11

气动元件

SMC/AirTAC品牌

1

12

编程用

计算机

CPU频率≥1.0GHz;内存≥512MB; 硬盘容量40G;操作平台Win2000/XP;安装三菱PLC GX Developer V8WINVEW触摸屏的EV5000Builder编程软件;显示器尺寸≥15

1

2:被控对象单元

序号

名称

图片

配套电气元器件

数量

1

工件装配单元

光电传感器

光电编码器

磁性开关

电磁阀及气动元件

接口线路板

1

2

环形传输分拣单元

三相异步电动机(以变频器控制,带光电编码器)

电磁阀及气动元件

电容传感器

电感传感器

色标传感器

光电开关

光电编码器

1

3

机器人搬运单元

步进电机

直流电动机

电磁阀及气动元件

电容传感器

微动开关

1

4

立体仓库单元

光电传感器

伺服电机(以伺服驱动器控制)

磁性开关

电磁阀及气动元件

接口线路板

1

5

恒速加工转台单元

直流电动机(以双闭环直流调速控制器控制)

电容传感器

光电编码器

电磁阀及气动元件

接口线路板

电磁离合器

转头电机