직종설명서 직종명 : 메카트로닉스 (Mechatronics)
순 서 1. 직종정의 1 2. 작업범위 1 3. 경기과제에관한사항 1 4. 사용재료 4 5. 경기장시설및선수지참목록 5 6. 경기진행절차 10 7. 채점에관한사항 11 8. 안전및기타 12 9. 공통사항 13 10. 적용시기 13
1 ᄎ 직종정의 2 인 1 팀이생산설비의가공, 조립, 시험, 검사, 운반, 물류저장등의자동화공정 시스템을구현하고공압, 전기, 전자장치, 컴퓨터, 제어프로그램장치등을이용하여 자동화공정시스템에필요한제어와유지및보수작업을실시하는직종이다. 2 ᄎ 작업범위 m 작업조건에따른제어시스템의설계 m 주어진도면의독해및도면에따른기계가공, 조립, 배관, 배선등에의한 시스템구성 m 공압, PLC 기반제어, 터치패널, PLC 통신등에의한시스템을제어하기위한 프로그램의설계 m 시스템의정상동작여부를확인하기위한시험운전 m 시스템의유지보수작업및유지보수작업내용의문서화 m 시스템생산성을높이기위한최적화작업 3 ᄎ 경기과제에관한사항 q 과제제작시간 : ( 지방 ) 10 시간내외, ( 전국 ) 18 시간내외 q 과제별주요작업내용 순번 과제명 주요작업내용 시간 - 제어시스템의구성 - 공압배관작업 1 시스템제작 - 전기배선작업 5.0~8.0 - 제어프로그램작성 - 프로그램에의한시험운전등 - 제어프로그램작성 2 시스템구성및 - 제어시스템의구성시운전 - 프로그램에의한시험운전 - 시스템통신에의한제어등 4.0~8.0 3 시스템유지보수및최적화 - 시스템유지보수 - 예방보전 - 작업내용의문서화 - 기기의교환설치및관련부품의위치조정 - 제어조건의변경에따른프로그램수정및추가등 대회별과제에따라과제구성및시간은변경될수있다. 계 1.0~2.0 10~18-1 -
q 관련이론내용 m 기계설계 - 공 유압및전기를포함한기계도면에서사용되는각종기호와기계적시스템의이해및설계능력이있어야한다. m 공 유압 - 공 유압시스템에사용되는각종요소의기능과구조및특성을이해하고회로를설계할수있어야한다. m 전동기 - 제어용모터를포함한각종모터의구조와기능및특성을이해하고제어를위한기본회로를설계할수있어야한다. m 제어시스템설계 - 제어시스템의구성을위한하드웨어와제어회로를설계하고이해할수있어야한다. m 컴퓨터운영및프로그래밍 - 컴퓨터의원활한운영과제어프로그램을설계하고이해할수있어야한다. m 자동제어기술 - 서보시스템을포함한제어시스템의일반적인이해와제어시스템을제어하기위한시퀀스제어의개념과기본논리를이해할수있어야한다. m 센서기술 - 각종센서의기능과구조및특성을이해하고센서를이용한기본회로를설계할수있어야한다. m 로봇 - 로봇의하드웨어이해와동작을위한프로그램의설계, 제어프로그램장치등다른제어요소와연결할수있는기술이있어야한다. q 과제내용 m 시스템의제작작업 : 요구사항과기기배치도, 시스템구성도, 공압회로도, 제어장치입ㆍ출력할당표및구조물조립도및제어조건에의해시스템을제작하고시험운전한다. - 2 -
< 세부작업내용 > Ÿ 시스템의구성작업 : 제공되는프로파일및지급재료를사용하여제시된구조물조립도면을참고하여구조물을제작하고시스템을구성하는작업 Ÿ 공압배관작업 : 공압회로도및작업조건에의해공압회로를구성하는작업 Ÿ 전기배선작업 : 제어프로그램장치입ᆞ출력할당표및전기회로도에의해주어진요구조건을만족할수있도록제어용기기를배치하고전기배선을완성하는작업 Ÿ 프로그램작성작업 : 제어프로그램을동작조건에만족할수있도록작성하고, 프로그램을제어프로그램장치에입력하는작업 Ÿ 시운전 ( 동작검사 ) 작업 : 센서의위치, 감도조절과시스템의조립상태점검및유량, 압력, 속도등의제어요소를조정하는작업 m 시스템구성및시험운전 : 시스템을제어하기위한프로그램을작성하여시스템을구성하고시험 운전한다. < 세부작업내용 > Ÿ 제어프로그램작성작업 : 다음과같은부가조건을만족할수있는제어프로그램을작성하는작업. 1 수동및자동운전의선택기능 2 단속및연속운전의선택기능 3 프로그램의선택및변환기능 4 일시및비상정지기능 5 초기화 ( 리셋 ) 기능 6 카운터및연산기능 7 시간지연기능 8 A/D, D/A 변환기능 9 동작상태표시기능 10 기타시스템제어와관련한부가조건기능 11 시스템과통신기능 Ÿ 제어시스템의구성작업 : 제어시스템을구성하고유량, 압력, 속도등의제어요소를조정하는작업 Ÿ 프로그램에의한시운전작업 : 작성된프로그램으로시험운전하여시스템을검증하는작업 - 3 -
m 시스템유지보수및최적화 : 제어시스템에만들어진유지보수요소를작업하고, 작업내용에대하여 유지보수표에기록한다. < 세부작업내용 > Ÿ 유지보수작업 : 구성된시스템에만들어진유지보수요소를조치하는작업 Ÿ 예방보전 Ÿ 작업과정의문서화 : 시스템의유지보수요소를조치하고, 그과정을유지보수표에기록하여문서화하는작업 Ÿ 생산성향상을위한시스템최적화 q 과제공개에관한사항 과제의공개시기및범위는국제기능올림픽대회한국위원회에서따로정한다. 공개방법은마이스터넷홈페이지를통해공개한다. 4 ᄎ 사용재료 순번재료명규격단위수량 ( 팀당 ) 비고 ( 용도 ) 1 공압용호스 외경 4 mm m 100 공압배관용 2 T형커넥터 4 mm 공압호스용 개 15 공압배관용 3 터미널 I형펜홀단자, 0.75 개 100 시스템구성용 4 전선 0.75 mm2, 흑색 m 200 시스템구성용 5 케이블타이 100 mm 개 100 시스템구성용 6 넘버링튜브 1~35번 / 조, 3.2 mm용 조 3 시스템구성용 7 덕트 40 60, 커버있음, 커팅가능용 m 6 시스템구성용 8 알루미늄프로파일 20 20 이상 m 10 시스템구성용 9 이음쇠 프로파일조립용 개 100 시스템구성용 10 볼트 / 너트 프로파일조립용 개 160 시스템구성용 11 엔드캡프로파일조립용개 40 시스템구성용 12 프로파일플레이트 900 1000( 홀간격 25 mm) 이상장 2 시스템구성용 13 단자대 40P 이상개 4 시스템구성용 과제내용에따라변경될수있으며, 일부재료는변경및선수지참으로대체할수있다. - 4 -
5 ᄎ 경기장시설및선수지참공구 q 경기장구성 m 1 팀당소요면적 : 16 m2 m 정해진공간내테이블위치는임의대로설치및변경가능하다. m 팀별공간을청색테이프로표시하여놓는다. m 전기는각팀별로독립적으로배선하며, 공압배관은 4 mm 호스로한다. m 도면참조 < 경기장배치도면 > 심사위원회의실물품보관실경기자대기실 본부석 4m 3m ô ó 3m 3m 3m 3m 3m 3m 1 8 4m ô ó ó ó ó ó ó 1m ô 2 9 3 10 4 11 5 12 6 13 7 14 ô 3m - 5 -
q 경기장시설목록 순번 재료명 규격 단위 수량 비고 1 공기압축기 20HP, 6 kgf/ cm2이상 대 1 공동사용 2 전원 220V/110V, 3구이상 조 팀수 팀당 1대 3 작업용테이블 1800 900 750 개 팀수 +2 팀당 1개 + 심사용 2개 4 컴퓨터테이블 1800 900 750 개 팀수 +1 팀당 1개 + 심사용 1개 5 의자 컴퓨터용 개 팀수 +4 팀당 1개 + 심사용 4개 6 빔프로젝터및스크린일반용 세트 1 경기장당 7 앰프설비 실내방송용 대 1 경기장당 8 벽시계 디지털벽시계 개 1 경기장당 9 칠판 1800 900, 이동용 개 1 경기장당 10 스톱워치 ( 초시계 ) 전자식, 5시간이상용 개 팀수 +1 팀당 1개 + 심사용 1개 11 호루라기 경기용 개 1 심사위원용 12 계산기 공학용 개 2 심사위원용 13 눈금자 300 mm( 최소눈금 1mm) 개 4 심사위원용 Windows7 Professional 64bit CPU : i7 이상 14 컴퓨터 RAM : 4GB 이상키보드, 마우스포함모니터 (21 인치이상 ) 포함시스템제어용소프트웨어탑재 세트 팀수 +4 팀당 1set+ 예비용4set Windows7 Professional 64bit CPU : i7 이상 15 컴퓨터 RAM : 4GB 이상키보드, 마우스포함 세트 2 심사위원용 모니터 (21 인치이상 ) 포함한글, 오피스탑재 16 프린터 레이저, A3 이상 대 2 경기장당 17 단자압착기 2~5 mm 터미널압착용 개 1 심사위원용 18 와이어스트리퍼 200 mm 개 1 심사위원용 19 몽키스패너 200 mm 개 1 심사위원용 20 드라이버 대, 중, 소 (+,-각각) 세트 4 심사위원용 21 호스커터 150 mm 개 4 심사위원용 22 니퍼 150 mm 개 4 심사위원용 23 육각렌치 1~10 mm 세트 4 심사위원용 24 멀티테스터 계측용 개 1 심사위원용 대회별과제에따라변경될수있으며, 시설목록외재료는필요에따라추가가능함. 공기압축기는공압주배관의시설을포함하며, 지관으로연결될수있는개소는참가팀의 수와같아야한다. - 6 -
q 선수지참목록 순번 공구명 규격 단위 수량 비고 1 PLC 1 ᄋ입력유닛 : 32점이상, DC24V 입력단자대커넥터 ᄋ출력유닛 : 32점이상 (TR 타입 ) 단자대커넥터 ᄋ프로그램메모리 : 4K 워드이상 세트 1 ᄋADC( 전압 0~10V 입력 ): 1CH 이상 ᄋPLC 통신모듈 [PLC 2와통신가능한모델 입출력배선은 ( 예, RS-232, RS-485, Fieldbus 타입등 ), 터미널배선이통신케이블포함 ] 가능한구조 ᄋ입력유닛 : 32점이상, DC24V 입력 단자대커넥터 2 PLC 2 ᄋ출력유닛 : 32점이상 (TR 타입 ) 단자대커넥터 세트 1 ᄋ프로그램메모리 : 4K 워드이상 ᄋPLC 통신모듈 (PLC 1과통신용 ) 3 터치패널 화면크기 : 8 inch 이상, 컬러액정 개 1 4 실습보드 1000 800mm 이상, 플러그인방식이나프로파일보드중경기에편리한것 세트 1 5 압축공기조정유닛 1/4", 0~10 kgf/ cm2지시용압력계부착 세트 1 6 공압분배기 4구이상분배용, 차단밸브장착형 세트 1 7 마운트 비스고정형, 전선및호스고정용 개 50 8 매니폴드블록 10구, 밸브장착용 개 4 9 편측전자밸브 3포트 2위치, DC24V, 매니폴드타입, 4 호스용 개 12 10 양측전자밸브 5포트 2위치, DC24V, 매니폴드타입, 4 호스용 개 5 11 양측전자밸브 5포트 2위치, DC24V, 매니폴드타입, 4 호스용 개 1 12 공압공급밸브 3/2way( 수동슬라이드밸브 ) 개 2 13 압력조절밸브 조절압력 : 0~10kgf/ cm2 1/8" 4~6 호스용, 압력계부착형 개 1 14 일방향유량제어밸브제어유량 : 0~200l/min 사용압력 0~10kgf/ cm2, 체크밸브내장형 개 28 15 진공발생기 0~20 l/min 개 4 16 압력게이지 0~10 kgf/ cm2압력지시용 1/8 4 호스용 개 1 17 압력스위치 0~10 kgf/ cm2압력지시용, 1a1b 개 1 18 누름버튼스위치 16 이상, 1a1b접점형, 수동조작자동복귀형 개 3 19 EMO 스위치 1c 접점형, 락타입 개 1 20 타워램프 DC24V, 적, 노, 초등 3 색타입, 부저포함개 1 PLC 터미널 단자대포함 모든공압배관은 외경 4 호스를 연결할수있는 구조로한다. 모든공압기기는 1 개씩독립적으로 장착할수있는 구조로한다. 모든전기제어용 기기는 4 바나나잭또는 I 형펜홀단자로 결선할수있는 구조로한다. 모든전기제어용 기기의배선은 독립적으로할수 있는구조로한다. - 7 -
순번 공구명 규격 단위 수량 비고 Ω Ω - 8 -
순번 공구명 규격 단위 수량 비고 지참목록외시스템구성모듈및공구는필요에따라추가가능함. - 9 -
6 ᄎ 경기진행절차 q 경기전 m 공정한심사를위해복수의심사위원이 1 조가되어심사를실시한다. 이때, 매과제마다심사는심사위원전원의합의에의하여점수를준다. m 경기시작전지참된경기장비및공구의규격및작동상태를확인한다. m 시운전시압축공기의공급상태나전원의이상유무를확인한다. m 시운전시지참된컴퓨터의작동상태도확인한다. 이때컴퓨터내에는 운영체제, PLC 프로그래밍용프로그램, 터치스크린작화용프로그램을 제외한모든프로그램은삭제되어야한다. m 확인된컴퓨터의저장매체드라이브는봉인한다. m 정상작동이확인된장비는심사위원의입회하에모든부품을분해하여 작업테이블에정돈한다. m 심사위원은경기진행및심사에필요한공구의이상유무를확인한다. m 경기참가팀의비번과경기위치를배정한다. m 경기자에대하여는안전사고와관련한안전교육을필히실시하도록한다. q 경기중 m 심사위원은과제에대해서구체적인설명을할필요는없으나불명확한 과제내용에대해서는심사위원모두의합의에의해서의견을만든후 설명을하되모든경기자들이모인자리에서설명을해야한다. m 모든경기자들이자신의작업위치에서작업준비가완료되었을때작업 시작을지시한다. 작업시작과동시에스톱워치를작동시킨다. m 작업중에는경기장에심사장, 심사위원, 시설관리위원이외에는출입을 통제한다. m 선수의작업종료선언이있으면즉시해당선수의스톱워치를정지시킨다. m 과제가종료되면채점방법에의거하여팀별로채점을하되심사위원 2 인이 한조가되어채점을한다. m 채점에필요한시운전조작은경기자가직접조작한다. 그러나채점을할때 필요할경우에는심사위원이시운전조작을하면서채점을할수도있다. - 10 -
m 각과제별과제완성시간배점을포함한세부항목의채점이있다. 각과제 별로채점방법및기준의세부항목을참고하여채점한다. m 경기가진행중일때에는선수와지도교사가서로접촉하지않도록선수를 별도로마련된장소에있도록한다. m 매과제별로정해진시간과날짜를준수한다. 특정과제의작업이빨리 끝났더라도규정된경기시간과날짜가경과한후에문제를개봉한다. m 경기가길어질경우라도날짜별로정해진과제를완료한다음에그날의 경기를종료해야한다. m 식사시간과휴식시간그리고다음날로작업이연속되는경우에는경기장의 출입을완전히차단할수있도록보안장치를설치하고출입문을봉인한다. m 각과제의종료후에는경기장비를잘정돈해야한다. m 경기를포기하거나실격한경기자가대회가종료되기이전에경기장비를 철수할경우에는사유서를서면으로제출해야한다. 이때, 경기장비의 철수는매일마지막과제가끝난후에심사장의감독하에철수해야한다. m 특별한지시가없는한선수 2 명이공동으로작업한다. m 작업종료가선언되고심사결과요구사항을만족하지못했거나, 동작이원활 하지못한경우재작업을할수없다. q 경기후 m 매과제의채점표를계산하여순위를결정한다. m 경기장의장비를정리정돈한다. m 전원과압축공기를차단한다. 7 ᄎ 채점에관한사항 q 채점방법 m 모든채점진행상의문제점은전 ( 全 ) 심사위원의합의에따른다. m 채점에필요한시운전조작은경기자가직접조작한다. ( 단, 채점을하면서필요할경우에는심사위원이시운전조작을하면서 채점을할수도있다.) - 11 -
m 채점을하는도중에시스템구성이나프로그램을수정할수없도록한다. m 요구사항에맞는동작이이루어지는지를확인한다. m 채점표에명시된감점요소가있는지를확인한다. m 기계장치조립완성도평가시선수지참공구중의제작품은고려하지 않는다. m 채점에필요한모든조작은경기자에게직접조작토록하며, 동작의확인은 가능한 2 회에걸쳐확인한후채점한다. q 주요채점항목별배점기준 순번 1 2 3 채점방법주요항목주관객관 배점 감점 비고 작업완성 ( 작업완성배점 ) 상 Ÿ 과제별배점의합은총100점으로한다. 채점기준에의한세부항목감점 - 중 Ÿ 과제별감점의합은최대 50점이내로한다. 작업시간하 Ÿ 각항목에대한배점 작업완성 ( 작업완성배점 ) 상 및작업시간에대한점수는작업의난이 채점기준에의한세부항목감점 - 중 도에따라배점기준범위에서해당점수 작업시간 하 를정한다. Ÿ 배점및감점기준 작업완성 ( 작업완성배점 ) 하상 : 15~25점중 : 8~15점채점기준에의한세부항목감점 하하 : 0~7점 Ÿ 시스템유지보수에해 작업시간 하 당하는과제에대해작업시간의배점은슬라 이딩타임을적용한다. 계 100 45 세부채점항목은출제위원의채점기준과과제에제시된요구조건및치수, 오차등을 감안하여심사위원회에서결정하여적용한다. 8 ᄎ 안전및기타 m 작업중안전을위하여보안경과긴소매, 긴바지의복장을착용하며, 안전화를신어야한다. m 필요한경우모자를착용할수있다. m 모든안전복장및공구취급과기계작업의안전은일반적인산업안전규정에따른다. - 12 -
9 ᄎ 공통사항 m 직종설명서의내용은과제출제및경기진행, 심사채점과정등에서 사전예고없이변경될수있다. m 직종설명서의내용보다경기과제, 채점기준표, 심사위원합의사항, 시행 자료 ( 시행시유의사항, 경기장시설목록, 선수지참재료목록, 선수지참 공구목록등 ) 등을우선한다 10 ᄎ 적용시기 m 적용시기 : 2018 년전국기능경기대회부터적용 m 주요개정사항 현행개정 ( 안 ) 개정사유 베이스합판알루미늄판채택조립기술적용 솔레노이드밸브개별배관매니폴드배관채택조립외관정리 에어호스배관 6 파이에어호스배관 4 파이공기소모량 참가선수 1,2 합동작업참가선수 1,2 개별제작채택선수기량향상 - 13 -