运动控制系统开发与应用职业技能等级标准.pdf

1运 动 控 制 系 统 开 发 与 应 用职 业 技 能 等 级 标 准1目 次前 言 11 范 围 22 规 范 性 引 用 文 件 23 术 语 和 定 义 24 对 应 院 校 专 业 35 面 向 工 作 岗 位 （ 群 ） 46 职 业 技 能 要 求 4参 考 文 献 101前 言本 标 准 按 照 GB/T 1.1-2009给 出 的 规 则 起 草 。本 标 准 起 草 单 位 由 固 高 科 技 （ 深 圳 ） 有 限 公 司 主 持 ， 联 合 东 莞 市 技 师 学 院 、深 圳 职 业 技 术 学 院 、 固 高 派 动 （ 东 莞 ） 智 能 科 技 有 限 公 司 等 单 位 共 同 制 订 。本 标 准 主 要 起 草 人 吴 宏 、 禹 新 路 、 吕 恕 、 焦 建 宇 、 龚 小 云 、 刘 宗 礼 、 李 泽源 、 杨 江 照 、 刘 海 光 、 周 军 、 龙 飞 、 吴 小 龙 、 刘 飞 、 吴 志 敏 、 廖 强 华 等 。声 明 本 标 准 的 知 识 产 权 归 属 于 固 高 科 技 （ 深 圳 ） 有 限 公 司 ， 未 经 固 高 科技 （ 深 圳 ） 有 限 公 司 同 意 ， 不 得 印 刷 、 销 售 。21 范 围本 标 准 规 定 了 运 动 控 制 系 统 开 发 与 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 运 动 控 制 系 统 开 发 与 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 不 注 日 期 的 引 用 文 件 ， 其 最 新 版 本 适 用 于 本 标 准 。GB/T 4205-1984控 制 电 气 设 备 的 操 作 件 标 准 运 动 方 向GB/T 7345-2008控 制 电 机 基 本 技 术 要 求GB/T 4205-2010人 机 界 面 标 志 标 识 的 基 本 和 安 全 规 则 、 操 作 规 则GB/T 16855.1-2018机 械 安 全 控 制 系 统 安 全 相 关 部 件国 家 、 行 业 、 企 业 有 关 标 准3 术 语 和 定 义国 家 、 行 业 标 准 界 定 的 以 及 下 列 术 语 和 定 义 适 用 于 本 标 准 。3.1 运 动 控 制 motion control在 复 杂 条 件 下 将 预 定 的 控 制 方 案 、 规 划 指 令 转 变 成 期 望 的 机 械 运 动 ， 实 现 机械 运 动 精 确 的 位 置 控 制 、 速 度 控 制 、 加 速 度 控 制 、 转 矩 或 力 的 控 制 。3.2 位 置 控 制 position control将 负 载 从 某 一 确 定 的 空 间 位 置 按 照 一 定 的 轨 迹 移 动 到 另 一 空 间 的 位 置 ， 例 如数 控 机 床 、 搬 运 机 械 手 和 工 业 机 器 人 。3.3 速 度 控 制 和 加 速 度 控 制 velocity control and acceleration control3使 负 载 按 照 某 一 确 定 的 速 度 曲 线 进 行 运 动 ， 例 如 电 梯 通 过 速 度 和 加 速 度 调 节实 现 平 稳 升 降 和 停 止 。3.4 力 矩 控 制 torque control通 过 转 矩 的 反 馈 来 使 输 出 转 矩 保 持 恒 定 或 按 某 一 规 律 变 化 ， 应 用 主 要 在 对 材质 的 受 力 有 严 格 要 求 的 缠 绕 和 放 卷 的 装 置 中 ， 例 如 绕 线 装 置 ， 转 矩 的 设 定 要 根 据缠 绕 的 半 径 的 变 化 随 时 更 改 确 保 材 质 的 受 力 不 会 随 缠 绕 半 径 的 变 化 而 改 变 。3.5 人 机 界 面 human machine interface系 统 和 用 户 之 间 进 行 交 互 和 信 息 交 换 的 媒 介 ， 它 实 现 信 息 的 内 部 形 式 与 人 类可 以 接 受 形 式 之 间 的 转 换 。3.6 轴 axle机 械 或 系 统 的 任 何 可 移 动 的 部 分 ， 需 要 被 控 制 的 运 行 。3.7 电 子 齿 轮 gear通 过 电 子 方 式 模 拟 机 械 传 动 的 一 种 方 法 ， 以 变 量 比 方 式 “强 制 “一 个 闭 环 回 路轴 从 动 于 另 一 个 轴 （ 开 环 或 闭 环 回 路 ） 。3.8 电 子 凸 轮 Follow通 过 设 定 的 计 算 方 式 进 行 伺 服 控 制 ， 达 到 和 机 械 凸 轮 相 同 的 加 工 目 的 ， 实 现一 种 周 期 性 的 往 复 运 动 。3.9 编 码 器 encoder将 信 号 或 数 据 进 行 编 制 、 转 换 为 可 用 以 通 讯 、 传 输 和 存 储 的 信 号 形 式 的 设 备 。3.10 伺 服 系 统 servomechanism用 来 精 确 地 跟 随 或 复 现 某 个 过 程 的 反 馈 控 制 系 统 ， 如 位 移 、 速 度 或 加 速 度 。4 对 应 院 校 专 业中 等 职 业 学 校 机 械 制 造 技 术 、 机 械 加 工 技 术 、 机 电 技 术 应 用 、 工 业 自 动 化4仪 表 与 应 用 、 电 机 电 器 制 造 及 维 修 、 电 气 运 行 与 控 制 、 电 气 技 术 应 用 、 电 子 与 信息 技 术 、 数 控 技 术 应 用 、 电 机 电 器 制 造 与 维 修 、 金 属 热 加 工 、 焊 机 技 术 应 用 、 机电 设 备 安 装 与 维 修 、 计 算 机 应 用 、 计 算 机 网 络 技 术 、 网 络 安 防 系 统 安 装 与 维 护 等专 业 。高 等 职 业 学 校 机 械 设 计 与 制 造 、 机 械 制 造 与 自 动 化 、 数 控 技 术 、 精 密 机 械技 术 、 特 种 加 工 技 术 、 材 料 成 型 及 控 制 技 术 、 焊 机 技 术 及 自 动 化 、 电 机 与 电 气 技术 、 机 械 装 备 制 造 技 术 、 自 动 化 设 备 应 用 、 数 控 设 备 应 用 与 维 修 、 机 电 一 体 化 技术 、 电 气 自 动 化 技 术 、 工 业 过 程 自 动 化 技 术 、 智 能 控 制 技 术 、 工 业 网 络 技 术 、 工业 机 器 人 技 术 等 专 业 。应 用 型 本 科 学 校 机 械 设 计 制 造 及 其 自 动 化 、 机 械 工 程 、 机 械 电 子 工 程 、 材料 成 型 及 控 制 工 程 、 焊 接 技 术 与 工 程 、 电 气 工 程 及 其 自 动 化 、 电 气 工 程 及 其 自 动化 、 过 程 装 备 与 控 制 工 程 、 自 动 化 、 电 子 信 息 工 程 等 专 业 。5 面 向 工 作 岗 位 （ 群 ）主 要 面 向 机 器 人 本 体 制 造 、 数 控 装 备 制 造 、 自 动 化 设 备 制 造 等 各 类 企 业 ， 从事 产 品 开 发 、 系 统 设 计 、 操 作 编 程 、 运 行 维 护 ； 工 业 机 器 人 系 统 离 线 编 程 及 仿 真 、工 业 机 器 人 系 统 二 次 开 发 ； 数 控 系 统 编 程 及 仿 真 、 数 控 系 统 二 次 开 发 ； 自 动 化 系统 方 案 设 计 、 智 能 制 造 单 元 操 作 编 程 与 维 护 ； 机 电 设 备 升 级 改 造 与 维 护 等 岗 位 。6 职 业 技 能 要 求6.1 职 业 技 能 等 级 划 分运 动 控 制 系 统 开 发 与 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 。【 运 动 控 制 系 统 开 发 与 应 用 】 （ 初 级 ） 主 要 面 向 各 装 备 制 造 企 业 的 生 产 部门 ， 从 事 机 器 人 、 数 控 机 床 设 备 以 及 自 动 化 高 端 装 备 的 操 作 、 调 试 及 应 用 。5【 运 动 控 制 系 统 开 发 与 应 用 】 （ 中 级 ） 主 要 面 向 各 装 备 制 造 企 业 的 工 程 部门 ， 从 事 机 器 人 、 数 控 机 床 设 备 以 及 自 动 化 高 端 装 备 的 维 护 及 系 统 集 成 。【 运 动 控 制 系 统 开 发 与 应 用 】 （ 高 级 ） 主 要 面 向 各 装 备 制 造 企 业 的 研 发 部门 ， 从 事 机 器 人 、 数 控 机 床 设 备 以 及 自 动 化 高 端 装 备 的 设 计 及 开 发 。6.2 职 业 技 能 等 级 要 求 描 述表 1 运 动 控 制 系 统 开 发 与 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.基 础 零 部 件选 型 1.1三 相 异 步 电 机 1.1.1 能 独 立 进 行 三 相 异 步 电 机 的选 型 ， 根 据 电 机 驱 动 对 象 进 行 电 机功 率 及 转 矩 配 置1.1.2能 正 确 使 用 三 相 异 步 电 机 ， 并能 熟 练 进 行 系 统 调 试1.2步 进 电 机 及 驱 动 器 1.2.1能 独 立 进 行 步 进 电 机 的 选 型 ，根 据 电 机 驱 动 对 象 进 行 电 机 功 率 及转 矩 配 置1.2.2能 正 确 使 用 步 进 电 机 ， 并 能 熟练 进 行 系 统 调 试1.3伺 服 电 机 及 驱 动 器 1.3.1 能 掌 握 伺 服 电 机 闭 环 控 制 方式1.3.2能 对 伺 服 电 机 进 行 调 频 调 速1.3.3能 对 伺 服 电 机 进 行 调 压 调 速1.3.4能 独 立 分 析 伺 服 电 机 的 T-V特性 ， 并 进 行 系 统 调 试1.4变 频 器 1.4.1能 独 立 进 行 变 频 器 的 选 型 ， 并根 据 变 频 器 的 特 性 选 择 合 适 的 驱 动对 象1.4.2能 进 行 变 频 器 的 电 机 调 速1.5运 动 控 制 器 1.5.1 能 够 根 据 控 制 对 象 的 特 性 选择 合 适 的 运 动 控 制 器1.5.2 能 独 立 对 运 动 控 制 单 元 进 行系 统 调 试2.典 型 控 制 系统 装 调 2.1控 制 系 统 机 电 系 统装 调 2.1.1能 够 读 懂 机 电 系 统 工 艺 规 程 ，能 正 确 使 用 安 装 工 具2.1.2能 独 立 调 试 机 电 传 动 系 统2.1.3 能 根 据 机 电 系 统 静 态 精 度 参数 装 调 机 电 系 统2.1.4能 判 断 机 电 系 统 故 障 ， 并 做 初步 分 析 与 处 理6工 作 领 域 工 作 任 务 职 业 技 能 要 求2.2控 制 系 统 电 控 系 统装 调 2.2.1 能 读 懂 电 控 系 统 接 线 标 准 工艺 ， 能 正 确 使 用 安 装 工 具2.2.2能 独 立 进 行 电 控 系 统 的 安 装2.2.3能 对 电 控 系 统 信 号 进 行 测 试2.2.4能 判 断 电 控 系 统 故 障 ， 并 做 初步 分 析 与 排 除3.控 制 系 统 调试 编 程 3.1调 试 伺 服 电 机 与 驱动 器 3.1.1能 正 确 使 用 驱 动 器 调 试 软 件3.1.2 能 对 驱 动 器 控 制 参 数 进 行 调试3.1.3能 独 立 运 行 驱 动 器 调 试 ， 并 根据 驱 动 器 运 行 情 况 判 断 调 试 结 果3.2调 试 自 动 装 备 控 制系 统 3.2.1能 独 立 安 装 、 配 置 自 动 装 备 系统 操 作 界 面3.2.2 能 独 立 设 置 自 动 装 备 系 统 基本 参 数3.2.3 能 独 立 验 证 及 检 验 自 动 装 备系 统 参 数3.3自 动 装 备 系 统 简 易编 程 3.3.1 能 读 懂 运 动 控 制 器 底 层 函 数库 的 使 用 说 明3.3.2 能 读 懂 运 动 控 制 器 基 本 编 程指 令 使 用 说 明3.3.3 能 通 过 编 程 使 自 动 装 备 完 成简 易 运 动表 2 运 动 控 制 系 统 开 发 与 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.运 动 控 制 函数 库 的 基 本 使用 1.1windows 环 境 下 动态 链 接 库 的 使 用 1.1.1 能 根 据 任 务 书 ， 按 照 VC 开 发环 境 的 系 统 配 置 要 求 ， 独 立 实 现 控制 卡 动 态 链 接 库 的 配 置 与 调 用1.1.2 能 根 据 任 务 书 ， 按 照 VB 开 发环 境 的 系 统 配 置 要 求 ， 独 立 实 现 控制 卡 动 态 链 接 库 的 配 置 与 调 用1.1.3 能 根 据 任 务 书 ， 按 照 Delphi开 发 环 境 的 系 统 配 置 要 求 ， 独 立 实现 控 制 卡 接 口 函 数 库 的 配 置 与 调 用1.1.4 能 根 据 任 务 书 ， 按 照 C开 发环 境 的 系 统 配 置 要 求 ， 独 立 实 现 控制 卡 接 口 函 数 库 的 配 置 与 调 用1.2指 令 返 回 及 意 义 1.2.1 能 根 据 任 务 书 ， 结 合 开 发 环境 ， 通 过 函 数 声 明 文 件 ， 独 立 辨 别各 个 接 口 函 数 的 输 入 、 输 出 以 及 返回 参 数7工 作 领 域 工 作 任 务 职 业 技 能 要 求1.2.2 能 根 据 任 务 书 ， 结 合 开 发 环境 ， 独 立 编 写 DLL 函 数 库 中 各 接 口函 数 的 调 用 例 程2.系 统 参 数 配置 2.1系 统 配 置 基 本 概 念 2.1.1能 根 据 任 务 书 ， 按 照 不 同 应 用场 景 ， 独 立 完 成 控 制 卡 硬 件 资 源 的选 择 与 配 置2.1.2能 根 据 任 务 书 ， 按 照 不 同 的 应用 场 景 ， 独 立 完 成 应 用 控 制 软 件 系统 的 资 源 配 置 和 管 理2.1.3能 根 据 任 务 书 ， 按 照 不 同 应 用场 景 ， 独 立 安 装 、 配 置 机 电 系 统 信号 的 选 择 与 使 用2.1.4能 根 据 任 务 书 ， 按 照 不 同 应 用场 景 ， 独 立 完 成 电 机 传 动 匹 配 参 数与 运 动 参 数 的 计 算 与 设 置2.2配 置 文 件 使 用 2.2.1能 根 据 任 务 书 ， 按 照 不 同 应 用场 景 ， 独 立 完 成 运 动 控 制 器 系 统 配置 文 件 的 生 成 与 导 出2.2.2能 根 据 任 务 书 ， 按 照 应 用 开 发环 境 要 求 ， 独 立 完 成 运 动 控 制 器 系统 配 置 文 件 的 下 载2.2.3能 根 据 任 务 书 ， 按 照 应 用 开 发环 境 要 求 ， 独 立 完 成 运 动 控 制 器 系统 配 置 文 件 中 相 关 配 置 参 数 的 指 令修 改2.2.4能 根 据 任 务 书 ， 按 照 不 同 应 用场 景 ， 独 立 完 成 运 动 控 制 器 正 确 的初 始 化 配 置3.基 本 运 动 控制 模 式 编 程 3.1运 动 状 态 检 测 3.1.1能 根 据 任 务 书 ， 结 合 函 数 返 回值 ， 独 立 完 成 运 动 控 制 器 各 轴 运 动状 态 的 分 析 与 判 断3.1.2能 根 据 任 务 书 ， 结 合 不 同 应 用场 景 ， 独 立 完 成 轴 运 动 参 数 与 控 制器 参 数 的 调 整 与 优 化 设 置3.1.3能 根 据 任 务 书 ， 结 合 不 同 应 用场 景 ， 独 立 完 成 在 不 同 触 发 模 式 下轴 回 零 运 动 的 程 序 编 写 与 调 试3.2运 动 模 式 开 发 3.2.1能 根 据 任 务 书 ， 结 合 运 动 轴 的硬 件 资 源 配 置 ， 独 立 完 成 轴 点 位 运动 程 序 的 编 写 与 调 试3.2.2能 根 据 任 务 书 ， 结 合 运 动 轴 的硬 件 资 源 配 置 ， 独 立 完 成 轴 Jog 运8工 作 领 域 工 作 任 务 职 业 技 能 要 求动 程 序 的 编 写 与 调 试3.2.3能 根 据 任 务 书 ， 结 合 运 动 轴 的硬 件 资 源 配 置 ， 独 立 完 成 轴 电 子 齿轮 运 动 程 序 的 编 写 与 调 试3.2.4能 根 据 任 务 书 ， 结 合 运 动 轴 的硬 件 资 源 配 置 ， 独 立 完 成 插 补 运 动程 序 的 编 写 与 调 试3.2.5能 根 据 任 务 书 ， 结 合 运 动 轴 的硬 件 资 源 配 置 ， 独 立 完 成 一 维 误 差补 偿 和 二 维 误 差 补 偿 程 序 的 编 写 与调 试3.3访 问 硬 件 资 源 3.3.1能 根 据 任 务 书 ， 结 合 运 动 控 制器 的 软 、 硬 件 配 置 ， 独 立 通 过 对 运动 控 制 器 硬 件 资 源 函 数 接 口 的 调用 ， 完 成 资 源 访 问3.3.2能 根 据 任 务 书 ， 结 合 运 动 控 制器 的 软 、 硬 件 配 置 ， 独 立 调 用 应 用接 口 完 成 运 动 控 制 器 内 部 寄 存 器 的访 问3.3.3能 根 据 任 务 书 ， 结 合 运 动 控 制器 的 软 、 硬 件 配 置 ， 独 立 调 用 应 用接 口 完 成 运 动 控 制 器 内 部 定 时 器 的访 问3.3.4能 根 据 任 务 书 ， 结 合 运 动 控 制器 的 软 、 硬 件 配 置 ， 独 立 调 用 应 用接 口 完 成 运 动 控 制 器 内 部 脉 冲 计 数器 的 访 问3.4自 动 化 设 备 系 统 应用 开 发 3.4.1 能 根 据 任 务 书 ， 结 合 应 用 需求 ， 独 立 完 成 设 备 控 制 系 统 软 件 界面 的 编 写 与 调 试 开 发3.4.2能 根 据 任 务 书 ， 结 合 不 同 应 用场 景 ， 独 立 完 成 复 杂 轨 迹 运 动 的 程序 编 写 与 调 试3.4.3能 根 据 任 务 书 ， 结 合 不 同 应 用场 景 ， 独 立 完 成 控 制 系 统 软 件 的 多线 程 处 理 和 线 程 保 护 ， 搭 建 稳 定 的应 用 软 件表 3 运 动 控 制 系 统 开 发 与 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.自 动 控 制 系统 需 求 分 析 1.1工 作 流 程 分 析 1.1.1 能 根 据 项 目 需 求 ， 对 控 制 系 统进 行 分 析9工 作 领 域 工 作 任 务 职 业 技 能 要 求1.1.2 能 根 据 机 械 设 计 ， 对 动 作 逻 辑进 行 分 析1.1.3 能 根 据 工 作 流 程 及 技 术 需 求执 行 工 艺 分 析1.2运 动 精 度 和 运 动 速度 分 析 1.2.1 能 根 据 系 统 需 求 ， 对 运 动 精 度和 末 端 工 艺 精 度 的 关 系 进 行 分 析1.2.2 能 根 据 系 统 需 求 ， 对 生 产 节 拍和 设 备 运 动 速 度 的 关 系 进 行 分 析 及优 化1.3传 感 方 式 和 运 动 方式 分 析 1.3.1 能 根 据 各 种 传 感 器 的 使 用 场 合和 使 用 方 法 进 行 控 制 系 统 设 计 及 分析1.3.2 能 根 据 各 种 传 动 环 节 的 传 动 效率 和 精 度 及 使 用 方 法 进 行 控 制 系 统设 计 及 分 析1.3.3 能 根 据 各 种 驱 动 部 件 的 精 度 指标 和 速 度 指 标 及 使 用 方 法 进 行 控 制系 统 设 计 及 分 析1.3.4 能 根 据 运 动 精 度 和 运 动 速 度 要求 优 选 传 感 方 式 和 运 动 方 式2.自 动 控 制 系统 设 计 2.1机 电 设 计 2.1.1 能 根 据 系 统 需 求 进 行 精 密 传动 系 统 设 计2.1.2 能 根 据 系 统 需 求 进 行 传 感 器系 统 集 成 与 开 发2.1.3 能 根 据 系 统 需 求 进 行 人 机 环境 交 互 系 统 设 计2.2系 统 软 件 开 发 2.2.1 能 根 据 系 统 需 求 及 实 际 工 程经 验 进 行 软 件 框 架 和 流 程 图 分 析 设计2.2.2 能 根 据 系 统 需 求 进 行 操 作 界面 开 发 及 优 化2.2.3 能 通 过 对 系 统 的 设 计 及 优 化分 析 实 现 项 目 需 求 书 的 功 能 要 求2.3人 机 工 程 学 设 计 2.3.1 能 通 过 系 统 分 析 及 优 化 提 升客 户 体 验2.3.2 能 通 过 系 统 分 析 及 优 化 达 到节 能 和 环 保2.3.3 能 通 过 系 统 分 析 及 优 化 对 系统 性 能 进 行 持 续 改 善10参 考 文 献[1] IEC 61131-3 国 际 工 业 控 制 编 程 标 准 [2] GB/T 18759.2-2006 机 械 电 气 设 备 开 放 式 数 控 系 统 第 二 部 分 体 系 结 构 [3] 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 [4] GB/T29771.1-2013 工 业 机 械 数 字 控 制 器 第 1 部 分 通 用 技 术 条 件