工 业 机 器 人 集 成 应 用职 业 技 能 等 级 标 准目 次前 言 I1 范 围 12 规 范 性 引 用 文 件 13 术 语 和 定 义 14 面 向 院 校 专 业 35 面 向 工 作 岗 位 （ 群 ） 46 职 业 技 能 要 求 4参 考 文 献 12I前 言本 标 准 按 照 GB/T1.1 2009 给 出 的 规 则 起 草 。本 标 准 起 草 单 位 北 京 华 航 唯 实 机 器 人 科 技 股 份 有 限 公 司 。本 标 准 主 要 起 草 人 夏 智 武 、 吴 义 苗 、 齐 嵩 宇 、 迟 杰 恒 、 梁 锐 、 缪 刘 凯 、 王 宏 科 、潘 长 勇 、 毕 树 生 、 崔 治 、 莫 剑 中 、 王 晓 勇 、 蒋 正 炎 、 刘 浪 、 李 太 铼 、 肖 杰 。声 明 本 标 准 的 知 识 产 权 归 属 于 北 京 华 航 唯 实 机 器 人 科 技 股 份 有 限 公 司 ， 未 经北 京 华 航 唯 实 机 器 人 科 技 股 份 有 限 公 司 同 意 ， 不 得 印 刷 、 销 售 。11 范 围本 标 准 规 定 了 工 业 机 器 人 集 成 应 用 职 业 技 能 等 级 对 应 的 工 作 领 域 、 工 作 任 务 及 职业 技 能 要 求 。本 标 准 适 用 于 工 业 机 器 人 集 成 应 用 职 业 技 能 培 训 、 考 核 与 评 价 ， 相 关 用 人 单 位 的人 员 聘 用 、 培 训 与 考 核 可 参 照 使 用 。2 规 范 性 引 用 文 件下 列 文 件 对 于 本 标 准 的 应 用 是 必 不 可 少 的 。 凡 是 注 日 期 的 引 用 文 件 ， 仅 注 日 期 的版 本 适 用 于 本 标 准 。 凡 是 未 注 日 期 的 引 用 文 件 ， 其 最 新 版 本 适 用 于 本 标 准 。GB/T 12643 2013 机 器 人 与 机 器 人 装 备 词 汇GB/T 12644 2001 工 业 机 器 人 特 性 表 示GB 11291.1 2011 工 业 环 境 用 机 器 人 安 全 要 求 第 1部 分 机 器 人GB 11291.2 2013 机 器 人 与 机 器 人 装 备 工 业 机 器 人 的 安 全 要 求 第 2部 分 机 器 人 系 统 与 集 成GB/T 15706 2012 机 械 安 全 设 计 通 则 风 险 评 估 与 风 险 减 小GB 5226.1 2008 机 械 电 气 安 全 机 械 电 气 设 备 第 1部 分 通 用 技 术 条 件GB 16655 2008 机 械 安 全 集 成 制 造 系 统 基 本 要 求GB/T 20867 2007 工 业 机 器 人 安 全 实 施 规 范GB 28526 2012 机 械 电 气 安 全 安 全 相 关 电 气 、 电 子 和 可 编 程 电 子 控 制 系 统 的功 能 安 全GB/T 29261.32012 信 息 技 术 自 动 识 别 和 数 据 采 集 技 术 词 汇 第 3部 分 射 频识 别3 术 语 和 定 义国 家 、 行 业 标 准 中 关 于 机 器 人 及 相 关 的 部 分 术 语 和 定 义 适 用 于 本 标 准 。 为 了 便 于使 用 ， 以 下 重 复 列 出 了 某 些 术 语 和 定 义 。3.1 工 业 机 器 人 industrial robot自 动 控 制 的 、 可 重 复 编 程 、 多 用 途 的 操 作 机 ， 可 对 三 个 或 三 个 以 上 轴 进 行 编 程 。2它 可 以 是 固 定 式 或 移 动 式 。 在 工 业 自 动 化 中 使 用 。[GB/T 12643 2013， 定 义 2.9]3.2 工 业 机 器 人 工 作 站 robotic work station简 称 工 作 站 。 是 指 以 一 台 或 多 台 机 器 人 为 主 ， 配 以 相 应 的 周 边 设 备 ， 如 变 位 机 、输 送 机 、 工 装 夹 具 等 ， 或 借 助 人 工 的 辅 助 操 作 一 起 完 成 相 对 独 立 的 一 种 作 业 或 工 序 的一 组 设 备 组 合 。3.3工 业 机 器 人 生 产 线 industrial robot line由 在 单 独 的 或 相 连 的 安 全 防 护 空 间 内 执 行 相 同 或 不 同 功 能 的 多 个 机 器 人 单 元 和相 关 设 备 构 成 。[GB/T 12643 2013， 定 义 2.24]3.4 集 成 integration将 机 器 人 和 其 他 设 备 或 另 一 个 机 器 （ 含 其 他 机 器 人 ） 组 合 成 能 完 成 如 零 部 件 生 产的 有 益 工 作 的 机 器 系 统 。[GB/T 12643 2013， 定 义 2.22]3.5 设 备 点 检 equipment check简 称 点 检 。 为 了 提 高 、 维 持 生 产 设 备 的 原 有 性 能 ， 通 过 人 的 五 感 （ 视 、 听 、 嗅 、味 、 触 ） 或 者 借 助 工 具 、 仪 器 ， 按 照 预 先 设 定 的 周 期 和 方 法 ， 对 设 备 上 的 规 定 部 位 （ 点 ）进 行 有 无 异 常 的 预 防 性 周 密 检 查 的 过 程 ， 以 使 设 备 的 隐 患 和 缺 陷 能 够 得 到 早 期 发 现 、早 期 预 防 、 早 期 处 理 。3.63末 端 执 行 器 end effector为 使 机 器 人 完 成 其 任 务 而 专 门 设 计 并 安 装 在 机 械 接 口 处 的 装 置 。 示 例 夹 持 器 、扳 手 、 焊 枪 、 喷 枪 等 。[GB/T 12643 2013， 定 义 3.11]3.7 工 具 坐 标 系 tool coordinate system参 照 安 装 在 机 械 接 口 上 的 工 具 或 末 端 执 行 器 的 坐 标 系 。[GB/T 12643 2013， 定 义 4.7.5]3.8 工 件 坐 标 系 work object coordinate system工 件 坐 标 系 是 由 工 件 原 点 与 坐 标 轴 方 位 构 成 。3.9 离 线 编 程 off-line programming在 与 机 器 人 分 离 的 装 置 上 编 制 任 务 程 序 后 再 输 入 到 机 器 人 中 的 编 程 方 法 。[GB/T 12643 2013， 定 义 5.2.4]3.10计 算 机 辅 助 设 计 computer aided design缩 写 CAD。 利 用 计 算 机 及 其 图 形 设 备 帮 助 设 计 人 员 进 行 设 计 工 作 。3.11射 频 识 别 radio frequency identification缩 写 RFID。 在 频 谱 的 射 频 部 分 ， 利 用 电 磁 耦 合 或 感 应 耦 合 ， 通 过 各 种 调 制 和 编码 方 案 ， 与 射 频 标 签 交 互 通 信 唯 一 读 取 射 频 标 签 身 份 的 技 术 。[GB/T 29261.3 2012， 定 义 05.01.01]4 对 应 院 校 专 业4中等职业学校工业机器人技术应用、机电技术应用、机电设备安装与维修、工业自动化仪表及应用、电气运行与控制、电气技术应用、数控技术应用、电子与信息技术等。高等职业学校工业机器人技术、电气自动化技术、机电一体化技术、智能控制技术、机械制造与自动化、机电设备维修与管理、数控设备应用与维护、焊接技术与自动化、电子信息工程技术、工业网络技术等。本科学校机器人工程、电气工程及其自动化、自动化、电气工程与智能控制、智能科学与技术、机械工程、机械电子工程、机械设计制造及其自动化、智能制造工程等。5 面 向 工 作 岗 位 （ 群 ）【工业机器人集成应用】（初级）主要面向系统集成企业安装调试、操作编程、技术服务、电气工程等岗位；应用企业操作维护、设备管理、电气工程等岗位；本体制造企业安装调试、技术服务、电气工程等岗位。【工业机器人集成应用】（中级）主要面向系统集成企业安装调试、技术服务、电气工程、系统集成等岗位；应用企业操作维护、设备管理、电气工程等岗位；本体制造企业安装调试、技术服务、电气工程、系统集成、销售管理等岗位。【工业机器人集成应用】（高级）主要面向系统集成企业安装调试、技术服务、电气工程、系统集成、方案设计等岗位；应用企业操作维护、设备管理、电气工程、工艺规划等岗位；本体制造企业安装调试、技术服务、电气工程、销售管理、系统集成、方案设计等岗位。6 职 业 技 能 要 求6.1 职 业 技 能 等 级 划 分工 业 机 器 人 集 成 应 用 职 业 技 能 等 级 分 为 三 个 等 级 初 级 、 中 级 、 高 级 。 三 个 级 别依 次 递 进 ， 高 级 别 涵 盖 低 级 别 职 业 技 能 要 求 。【工业机器人集成应用】（初级）能理解系统方案说明书、操作手册和维护保养手册，能构建虚拟集成系统，能根据机械装配图、气动原理图和电气原理图完成系统安装，能遵循规范进行安全操作与维护，能完成机器人及周边设备简单编程，能进行集成系统基础调试。5【工业机器人集成应用】（中级）能根据应用需求进行集成方案适配、原理图绘制以及操作手册和维护保养手册编制，能在离线编程软件中搭建并仿真工作站应用，能根据典型工作任务完成示教编程，能根据工艺要求对集成系统进行联机调试与优化，能遵循规范对集成系统进行维护、备份及异常处理，能根据维护保养手册查找机械、电气故障并维修。【工业机器人集成应用】（高级）能根据生产任务进行系统集成方案制定和设备选型，能根据产品设计方案进行三维建模，能对机器人、周边设备、视觉系统等进行高级编程，能根据产品特性进行加工制造、视觉集成、搬运装配等多种应用集成开发。能进行机器人生产线的工艺流程规划、虚拟调试和节拍优化，能编制工业机器人生产线方案说明书、操作手册和维护保养手册，能进行工业机器人生产线的维护维修。6.2 职 业 技 能 等 级 要 求 描 述表 1 工 业 机 器 人 集 成 应 用 职 业 技 能 等 级 要 求 （ 初 级 ）工 作 领 域 工 作 任 务 职 业 技 能 要 求1.工业机器人系统集成设计1.1工作站技术文件理解1.1.1能识读工作站方案说明书，理解工作站的组成。1.1.2能识读工作站机械装配图，理解机械零部件的装配关系。1.1.3能识读工作站气动原理图，理解气路连接关系。1.1.4能识读工作站电气原理图，理解电气元件的接线方式。1.1.5能识读工作站系统操作手册和维护保养手册，理解工作站的操作使用方法和维护注意事项。1.2工作站虚拟构建1.2.1能熟悉三维建模环境，创建装配文件。1.2.2能根据工作站组成图选取合适的零件模型进行部件装配。1.2.3能根据工作站组成图选取合适的部件进行工作站装配。6工 作 领 域 工 作 任 务 职 业 技 能 要 求2.工业机器人集成系统安装2.1工作站装配2.1.1能根据装配工艺要求，选用经济有效的安装工具，进行工业机器人本体和控制柜的安装和精度调整。2.1.2能根据机械图纸和工艺要求，选用经济有效的安装工具，进行末端执行器和工装夹具的安装。2.1.3能根据机械图纸和工艺要求，选用经济有效的安装工具，进行工业机器人周边应用系统的安装。2.1.4能根据电气图纸的要求，结合标准装配流程，进行工作站的电气安装。2.2工作站安全操作2.2.1能根据操作手册的安全规范要求，对工作站使用物理环境进行安全检查。2.2.2能根据操作手册的安全规范要求，对工作站使用电源环境进行安全检查。2.2.3能按照操作手册的要求，对安装后的工作站进行安全装置（如安全光栅、安全门等）的检查。2.2.4能根据操作手册的安全规范要求，对急停保护装置进行功能检查。2.3工作站维护2.3.1能按照维护保养手册要求，进行工业机器人的日常点检，做好维护记录。2.3.2能按照维护保养手册要求，进行工业机器人固件升级、软件参数的设置和备份。2.3.3能按照维护保养手册要求，结合电气图，进行工业机器人周边设备电气部件和线路的检查或更换。2.3.4能按照维护保养手册要求，进行工业机器人周边电气设备固件升级、软件参数的设置和备份。3.工业机器人集成系统程序开发3.1工业机器人参数设置与手动操作3.1.1能操作运用示教器各个功能键。3.1.2能查看示教器常用信息和事件日志，确认工业机器人当前状态。3.1.3能根据工业机器人工作要求，配置示教器参数。3.1.4能根据安全操作要求，使用示教器对工业机器人进行手动运动操作。3.1.5能根据工作应用场景要求，使用示教器调整工业机器人的位置点。3.1.6能配置工业机器人的通信板和输入输出信号。3.2工业机器人坐标系的标定与验证3.2.1会使用各种坐标系。3.2.2能选择合适的工具坐标系标定方法，标定工具坐标系，并验证标定结果。3.2.3能标定工件坐标系并验证标定结果。7工 作 领 域 工 作 任 务 职 业 技 能 要 求3.3工业机器人示教编程3.3.1能建立程序，添加、修改和删除指令。3.3.2能进行工业机器人运动指令的基础编程。3.3.3能选定运动指令中的工具坐标系和工件坐标系。3.3.4能设置运动指令中的运动速度、转弯数据、过渡位置和目标位置等参数。3.3.5能示教编程矩形轨迹、三角形轨迹和圆形轨迹等。3.4 PLC软件安装与编程3.4.1能安装PLC编程软件。3.4.2能使用PLC编程软件创建工程。3.4.3能使用PLC基本指令完成顺序和逻辑控制。3.5触摸屏软件使用与编程3.5.1能使用触摸屏编程软件的功能菜单。3.5.2能在触摸屏编程软件上创建工程。3.5.3能进行简单组件的组态。4.工业机器人集成系统调试4.1工作站通信配置和调试4.1.1能根据工作站应用的通信要求，配置和调试工业机器人与PLC控制设备的通信。4.1.2能根据工作站应用的通信要求，配置和调试触摸屏与PLC控制设备的通信。4.1.3能根据工作站应用的通信要求，配置和调试上位机与PLC控制设备的通信。4.2常用电机及传感器参数设置4.2.1能根据任务需求设置电机运动速度、正反转、输入电压等参数。4.2.2能按照任务需求调试电机运动速度、正反转、输入电压等参数。4.2.3能根据任务需求调试常用传感器位置和参数。表 2 工 业 机 器 人 集 成 应 用 职 业 技 能 等 级 要 求 （ 中 级 ）工 作 领 域 工 作 任 务 职 业 技 能 要 求1.工业机器人系统集成设计1.1工作站方案适配1.1.1能根据工业机器人的技术参数，结合集成应用的场景，选择合适的工装夹具种类。1.1.2能根据常见品牌的PLC、触摸屏、电机等外围设备性能特点，结合不同应用需求，进行集成方案适配。1.1.3能根据常见品牌的视觉、力、光电等传感器性能特点，结合不同应用需求，进行集成方案适配。1.2工作站原理图绘制1.2.1能用CAD软件绘制工作站的机械装配图。1.2.2能用CAD软件绘制工作站的气动原理图。1.2.3能用CAD软件绘制工作站的电气原理图。8工 作 领 域 工 作 任 务 职 业 技 能 要 求1.3工作站系统说明文件编制1.3.1能根据方案说明书编制工作站操作手册。1.3.2能根据方案说明书编制工作站维护保养手册。2.工业机器人集成系统程序开发2.1工业机器人通信模块的配置与操作2.1.1能通过外部数字信号和模拟信号，创建和关联合适的工业机器人信号。2.1.2能通过工业机器人信号的强制操作，监控外围设备动作。2.1.3能进行工业机器人信号的仿真操作。2.2工业机器人典型工作任务示教编程2.2.1能熟练的调用工业机器人中断程序。2.2.2能正确使用动作触发指令。2.2.3能完成工业机器人典型工作任务（如搬运码垛、装配等）的程序编写。2.3工业机器人周边设备编程2.3.1能使用PLC简单的功能指令完成工业机器人典型工作任务（如搬运码垛、装配等）的程序编写。2.3.2能根据工业机器人典型应用（如搬运码垛、装配等）的任务要求，在触摸屏编程软件上创建相应工程。2.3.3能进行触摸屏画面的仿真运行。2.4视觉系统应用2.4.1能完成视觉相机的网络配置与连接。2.4.2能完成视觉识别模板的制作。2.4.3能熟练地切换视觉系统的应用场景，完成视觉检测程序的调用。3.工业机器人集成系统调试与优化3.1工作站虚拟仿真3.1.1能根据工作站设计方案的要求，使用离线编程软件，搭建虚拟工作站。3.1.2能根据工作站机械装配图，进行模型定位和校准。3.1.3能按照工作站应用要求，查询真实工作站的工具坐标系数据，并在虚拟环境中设定。3.1.4能使用离线编程软件，进行工业机器人运动轨迹的模拟，避免工业机器人在运动过程中的奇点或设备碰撞等问题。3.1.5能按照工作站应用要求，进行工作站系统应用的虚拟仿真。3.2常用电机参数设置3.2.1能完成伺服电机的网络参数、速度、加减速和位置等参数的设置。3.2.2能完成变频电机速度和加减速等参数的设置。3.2.3能完成步进电机细分参数和电流等参数的设置。9工 作 领 域 工 作 任 务 职 业 技 能 要 求3.3常用传感器调试3.3.1能完成非接触式位置传感器感应距离的调整。3.3.2能完成接触式位置传感器触发距离的调整。3.3.3能完成视觉传感器焦距、光圈等参数的调整。3.4工作站调试与优化3.4.1能完成工作站的联机调试运行。3.4.2能通过离线编程软件仿真优化工业机器人的路径，完成生产节拍的优化。3.4.3能调整工业机器人的运动参数，完成生产工艺和节拍的优化。3.4.4能调整工业机器人周边设备的参数，完成生产工艺和节拍的优化。4.工业机器人集成系统维护维修4.1工作站维护4.1.1能根据操作手册的要求，结合系统的运行状态，识别并清除报警信号。4.1.2能根据操作手册的要求，进行工作站系统数据的定期备份。4.1.3能在工作站发生异常的情况下进行紧急制动、复位等处理操作。4.1.4能根据维护手册的要求，进行工作站程序备份恢复和工作位置误差消除。4.2工作站机械故障维修4.2.1能根据工作站维护保养手册，查找机械传动机构故障并维修。4.2.2能根据工作站维护保养手册，查找工装夹具机械故障并维修。4.2.3能根据工作站维护保养手册，查找气路故障并维修。4.3工作站电气故障维修4.3.1能结合报警代码，查找工业机器人系统电气故障并维修。4.3.2能查找PLC、触摸屏、伺服控制器等设备故障并维修。4.3.3能查找传感器、电机、继电器等设备故障并维修。10表 3 工 业 机 器 人 集 成 应 用 职 业 技 能 等 级 要 求 （ 高 级 ）工 作 领 域 工 作 任 务 职 业 技 能 要 求1.工业机器人系统集成设计1.1工作站方案设计1.1.1能根据任务要求，制定工作站的工艺路线。1.1.2能根据任务要求，制定工作站的整体方案。1.1.3能根据任务要求，完成工装夹具方案设计。1.1.4能对标工业安全标准，进行控制系统方案设计。1.2工作站设备选型1.2.1能进行工业机器人及主要工艺设备的选型。1.2.2能进行PLC、电机、减速器等设备的选型。1.2.3能选择合适的工业相机、镜头和光源，进行视觉检测系统的选型。1.2.4能进行位置、速度、力等传感器的选型。1.3工作站三维建模1.3.1能根据系统设计方案构建零件模型库。1.3.2能根据系统设计方案创建组件装配模型。1.3.3能根据系统设计方案创建工作站模型。2.工业机器人集成系统程序开发2.1工业机器人高级编程2.1.1能进行工业机器人控制程序的总体规划。2.1.2能使用定时器、信号控制等指令，控制工序运行节奏和各单元间的动作时序。2.1.3能应用通信指令，实现工业机器人与周边设备的协同。2.1.4能使用循环、判断、跳转等指令，实现工业机器人程序的多分支逻辑控制。2.1.5能根据控制要求，进行子程序和中断程序的编制。2.2工业机器人周边设备编程2.2.1能编制典型工艺任务的PLC控制程序。2.2.2能编制典型工艺任务的人机交互程序。2.2.3能进行传感器参数配置，完成数据信息采集。2.2.4能编制典型工艺设备协同运行程序。2.3视觉系统编程2.3.1能识别工件颜色、条码、尺寸和形状。2.3.2能确定静态物件的坐标位置。2.4典型应用工作站仿真2.4.1能导入搬运码垛、焊接、打磨、抛光等典型应用工作站模型。2.4.2能按照工作站应用要求，调试工业机器人程序，进行工作站系统应用的虚拟仿真。3.工业机器人典型集成系统实现3.1典型应用工作站工艺参数设置3.1.1能根据典型应用场景（搬运码垛、焊接、打磨、抛光、激光雕刻等）进行工艺参数匹配设置。3.1.2能根据典型应用场景进行视觉系统参数设置。3.1.3能根据典型应用场景进行RFID信息设置。11工 作 领 域 工 作 任 务 职 业 技 能 要 求3.2典型应用工作站程序综合调试3.2.1能编写典型应用工作站的工业机器人控制程序。3.2.2能编写典型应用工作站中PLC、视觉、触摸屏、RFID等控制程序。3.2.3能应用上位机软件进行数据采集和参数配置。3.2.4能完成典型应用工作站联机综合调试。3.3典型应用工作站系统优化3.3.1能优化典型应用工作站工业机器人工作节拍和效率。3.3.2能优化典型应用工作站人和设备的安全保障。3.3.3能优化典型应用工作站故障自诊断与排除流程。4.工业机器人生产线系统集成4.1工业机器人生产线方案规划4.1.1能根据生产任务需求，进行工艺分析和工艺规划。4.1.2能根据工艺分析结果绘制工艺流程图。4.1.3能根据工艺流程图，设计并搭建工业机器人生产线三维模型。4.2工业机器人生产线虚拟调试与优化4.2.1能在生产系统仿真软件中导入完整生产线模型。4.2.2能建立运动机构和虚拟传感器的信号，并关联到PLC信号表中。4.2.3能通过PLC程序调试虚拟产线。4.2.4能通过调整工业机器人及其周边设备的参数，完成生产工艺和节拍的优化。4.3工业机器人生产线维护维修4.3.1能根据生产线的各设备的安全操作要求制定生产线安全操作规范。4.3.2能够根据生产线的实际情况编制生产线方案说明书、操作手册和维护保养手册。4.3.3能进行生产线机械和电气设备的维护维修。12参 考 文 献[1] GB/T 12643 2013 机 器 人 与 机 器 人 装 备 词 汇[2] GB/T 12644 2001 工 业 机 器 人 特 性 表 示[3] GB 11291.1 2011 工 业 环 境 用 机 器 人 安 全 要 求 第 1部 分 机 器 人[4] GB 11291.2 2013 机 器 人 与 机 器 人 装 备 工 业 机 器 人 的 安 全 要 求 第 2部 分 机 器 人 系 统 与 集 成[5] GB/T 15706 2012 机 械 安 全 设 计 通 则 风 险 评 估 与 风 险 减 小[6] GB 5226.1 2008 机 械 电 气 安 全 机 械 电 气 设 备 第 1部 分 通 用 技 术 条 件[7] GB 16655 2008 机 械 安 全 集 成 制 造 系 统 基 本 要 求[8] GB/T 20867 2007 工 业 机 器 人 安 全 实 施 规 范[9] GB 28526 2012 机 械 电 气 安 全 安 全 相 关 电 气 、 电 子 和 可 编 程 电 子 控 制 系 统的 功 能 安 全[10] GB/T 29261.32012 信 息 技 术 自 动 识 别 和 数 据 采 集 技 术 词 汇 第 3 部 分 射 频 识 别