基于2019年全國(guó)職業(yè)院校技能大賽高職組“工業(yè)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用賽項(xiàng)”的比賽策略探討

（荊州職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院，湖北荊州434020）

全國(guó)職業(yè)院校技能大賽是教育部發(fā)起并牽頭，聯(lián)合國(guó)務(wù)院有關(guān)部門以及有關(guān)行業(yè)、人民團(tuán)體、學(xué)術(shù)團(tuán)體和地方共同舉辦的一項(xiàng)公益性、全國(guó)性職業(yè)院校學(xué)生綜合技能競(jìng)賽活動(dòng)，該賽項(xiàng)每年舉辦一次[1]。2019 年國(guó)家先后頒布了《國(guó)家職業(yè)教育改革實(shí)施方案》《關(guān)于在院校實(shí)施“學(xué)歷證書+若干職業(yè)技能等級(jí)證書”制度試點(diǎn)方案》等一系列政策文件，為今后中國(guó)邁向職業(yè)教育強(qiáng)國(guó)的目標(biāo)進(jìn)一步指明了方向，在這一時(shí)代背景下高職院校技能大賽的發(fā)展也將迎來新的發(fā)展機(jī)遇。

1 全國(guó)職業(yè)院校技能大賽“工業(yè)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用賽項(xiàng)”的發(fā)展現(xiàn)狀

“高職組工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用賽項(xiàng)”于2015年正式進(jìn)入全國(guó)職業(yè)院校技能大賽裝備制造大類的賽項(xiàng)目錄，截止到2019 年已經(jīng)成功舉辦了5 屆。比賽主要內(nèi)容從2015 年的自動(dòng)化立體倉庫分揀裝箱的任務(wù)，變化到2019年的自動(dòng)化立體倉庫機(jī)器人關(guān)節(jié)的混流生產(chǎn)，設(shè)備的主要平臺(tái)變化不大。賽項(xiàng)的比賽時(shí)間為兩天，每場(chǎng)比賽時(shí)間4h，2019年共有4個(gè)國(guó)家的86 支代表隊(duì)，共258 名參賽選手參與比賽[2]。

2 工業(yè)機(jī)器人賽項(xiàng)試題分析及策略探討

2.1 工業(yè)機(jī)器人賽項(xiàng)試題任務(wù)要求

該賽項(xiàng)在“工業(yè)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)平臺(tái)”上進(jìn)行，設(shè)備由工業(yè)機(jī)器人、AGV 機(jī)器人、托盤流水線、裝配流水線、視覺系統(tǒng)和碼垛機(jī)立體倉庫等六大系統(tǒng)組成，如圖1所示。

圖1 競(jìng)賽平臺(tái)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)的主要工作目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)機(jī)器人關(guān)節(jié)的混流生產(chǎn)，流程為：碼垛機(jī)從立體倉庫中取出工件放置于AGV 機(jī)器人上部輸送線，通過AGV 機(jī)器人輸送至托盤流水線上，視覺系統(tǒng)對(duì)工件進(jìn)行識(shí)別，然后由工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行混流生產(chǎn)，生產(chǎn)完成后，再反向入庫。機(jī)器人關(guān)節(jié)由4 個(gè)工（部）件組成，分別是關(guān)節(jié)底座、電機(jī)、諧波減速器和輸出法蘭。關(guān)節(jié)底座、電機(jī)、諧波減速器和輸出法蘭各有2 種類型，諧波減速器和輸出法蘭存在次品。以2019 年第一套卷為例次品類型如圖2所示。

圖2 輸出法蘭缺陷工件圖示

表1 2019年高職組工業(yè)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用賽項(xiàng)任務(wù)和分值分配

圖3 Ⅰ型和Ⅱ型成品套件圖示

要求生產(chǎn)2 種類型的成品套件，分別為I 型和II型，如圖3所示

2.2 參賽選手的任務(wù)和時(shí)間分配策略探討

高職組“工業(yè)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用賽項(xiàng)”是一項(xiàng)團(tuán)隊(duì)賽，每隊(duì)由3 名隊(duì)員組成，指導(dǎo)教師不超過2 名。2019 年的賽題較前幾年相比難度整體上有較大提升，主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面，一是在比賽時(shí)間不變的前提下任務(wù)量增加，二是系統(tǒng)綜合程序設(shè)計(jì)難度加大；所以合理分配隊(duì)員之的任務(wù)和時(shí)間是完成比賽的關(guān)鍵。

按照賽項(xiàng)代碼編程的任務(wù)量，第一名同學(xué)負(fù)責(zé)主控PLC程序代碼編寫和主控觸摸屏界面設(shè)計(jì)，第二名同學(xué)負(fù)責(zé)機(jī)器人裝配、程序編寫以及點(diǎn)位示教，剩下的一名同學(xué)完成流水線、安全圍欄、相機(jī)、氣管和AGV小車安裝，并完成相機(jī)和碼垛機(jī)程序編寫以及觸摸屏界面設(shè)計(jì)，當(dāng)然可以結(jié)合參賽選手的能力強(qiáng)弱將上述任務(wù)分配稍作調(diào)整。此外在賽場(chǎng)中要嚴(yán)格遵循比賽規(guī)則和要求及時(shí)舉手打分，如果遇到突發(fā)情況要靈活的使用規(guī)則爭(zhēng)取比賽補(bǔ)時(shí)?？傮w上在比賽過程中要遵循任務(wù)難度“先難后易”和任務(wù)分?jǐn)?shù)“先高后低”的準(zhǔn)則，

首先仔細(xì)閱讀賽項(xiàng)任務(wù)書，并結(jié)合表1 的分值分布情況。將任務(wù)分為四個(gè)層次，即第一層：任務(wù)簡(jiǎn)單分?jǐn)?shù)高，第二層：任務(wù)簡(jiǎn)單分?jǐn)?shù)一般，第三層：任務(wù)難分?jǐn)?shù)高和第四層：任務(wù)難分?jǐn)?shù)低，按照一至四的先后順序完成相關(guān)的任務(wù)以確保整體得分最大化。

2.3 系統(tǒng)綜合編程設(shè)計(jì)原則探討

系統(tǒng)綜合編程任務(wù)是整個(gè)賽項(xiàng)中最難的一部分，此部分裁判的評(píng)分準(zhǔn)則也是結(jié)果導(dǎo)向，加之時(shí)間有限所以整體上程序設(shè)計(jì)要遵循以下的幾個(gè)原則：

（1）通用性：無論是PLC 程序還是機(jī)器人程序由于賽項(xiàng)中有很多子任務(wù)，比如任務(wù)二、任務(wù)三以及任務(wù)四都占有不少的分值，所以程序從設(shè)計(jì)上要能夠做到較好的通用效果，在修改少數(shù)代碼的情況下可以確保程序適用于不同的任務(wù)，最大限度的減少編寫代碼的時(shí)間損耗。

（2）簡(jiǎn)潔性：由于比賽時(shí)間有限，選手在編寫完代碼之后還要進(jìn)行調(diào)試和裁判打分，這些都算在比賽之間以內(nèi)，所以要求選手的代碼設(shè)計(jì)一定要簡(jiǎn)單有效，確保設(shè)備功能實(shí)現(xiàn)的前提下盡可能的優(yōu)化代碼，減少編寫代碼的數(shù)量和時(shí)間。

（3）功能性：代碼設(shè)計(jì)要能夠標(biāo)準(zhǔn)化，模塊化，一些需要反復(fù)使用到的代碼需要封裝好，便于使用和調(diào)式，特別是在程序出現(xiàn)問題的時(shí)候，可以通過功能的實(shí)現(xiàn)效果迅速的找出出現(xiàn)問題的地方，縮減調(diào)試的時(shí)間。

3 總結(jié)

“全國(guó)職業(yè)院校技能大賽工業(yè)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用賽項(xiàng)”可以很好的帶動(dòng)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)在高職院校中的發(fā)展，對(duì)于提高學(xué)生的職業(yè)能力和職業(yè)素養(yǎng)具有較好的推動(dòng)作用。影響比賽取得好成績(jī)的因素有很多，包括學(xué)生的綜合素質(zhì)、心理素質(zhì)、應(yīng)變能力、團(tuán)隊(duì)配合和指導(dǎo)老師的策略安排，這些因素一環(huán)扣一環(huán)，平時(shí)在訓(xùn)練中要把基礎(chǔ)知識(shí)打牢，將各種復(fù)雜多變的情況都考慮進(jìn)去，才可以在比賽中擁有穩(wěn)定的發(fā)揮，真正做到以賽促學(xué)、以賽促技的效果[3]。