华中数控杯-维修电工技术文件

2021“湖北工匠杯”技能大赛第五届

智能制造应用技术职业技能大赛

维修电工（切削加工智能制造单元生产与管控）赛项

技

术

文

件

湖北省技能大赛组委会技术工作组

2021年9月

1

目录

一、技术描述........................................................................................4

（一）项目概要............................................................................4

（二）基本知识与能力要求........................................................6

二、试题与评判标准............................................................................8

（一）试题（样题）....................................................................8

（二）比赛时间及试题具体内容................................................8

（三）评判标准............................................................................8

三、竞赛细则......................................................................................10

（一）竞赛时间安排..................................................................10

（二）竞赛队伍组成..................................................................11

（三）选手要求..........................................................................11

（四）裁判员要求......................................................................13

（五）大赛监督..........................................................................14

（六）申诉与仲裁......................................................................15

（七）违规处理规定..................................................................16

（八）保密工作..........................................................................18

四、竞赛场地、设施设备等安排......................................................18

（一）赛场规格要求..................................................................18

（二）基础设施清单..................................................................18

五、安全、健康要求..........................................................................22

（一）选手安全防护措施要求..................................................22

2

（二）设备安全防护措施要求..................................................23

（三）场地整洁保持要求（有毒有害物品的管理和限制）.23

（四）医疗设备和措施............................................................24

（五）绿色环保..........................................................................24

附件一：竞赛实操样题......................................................................25

一、竞赛项目任务书..........................................................................29

任务一零件数字化设计与加工测量.......................................29

任务二工业机器人的示教与编程...........................................30

任务三智能制造控制系统的安装与调试...............................33

任务四智能制造单元与MES系统的联合调试.....................35

任务五零件智能加工与生产管控...........................................36

任务六：职业素养与安全操作..................................................38

二、违规扣分表(整个竞赛过程中)..................................................39

3

一、技术描述

（一）项目概要

本赛项聚焦切削加工领域智能制造单元技术应用实际，结合

智能制造关键技术装备，运用智能制造基础关键技术，以数字化

设备、工业互联网系统和MES系统构建的“生产精益化+设备自

动化+管理信息化+人员高效化”切削加工智能制造单元为载体，

以展现切削加工智能制造自动化、数字化、网络化、智能化的管

理与控制为主要内容，进行赛项设计，旨在促进智能制造领域高

素质复合型技能人才的技术提升和培养。

本赛项要求完成切削加工智能制造单元主要硬件设备和控制

系统的安装与调试，并实现智能制造单元的安全高效运行。竞赛

内容主要包含：完成零件数字化设计与加工测量、工业机器人示

教与编程、智能制造控制系统的安装与调试、智能制造单元与MES

系统的联合调试、零件智能加工与生产管控、职业素养与安全操

作等六个工作任务。

任务1：零件数字化设计与加工测量

根据任务书要求，选手根据给定的图纸，应用CAD/CAM软件，

进行零部件三维建模与装配体构建、产品加工工艺设计、零件生

产过程质量控制、零件加工工艺、零件加工程序编制，并将相应

的文件保存在放入MES要求指定文件夹或路径中。

任务2：工业机器人示教与编程

根据任务书要求，通过示教器完成工业机器人示教编程。实

4

现机器人自动到指定的仓位抓取工件（含不同加工工件快换夹具

的更换），并放置到数控车床和加工中心的卡盘上。进行工业机

器人和PLC控制系统的编程调试。

任务3：智能制造控制系统的安装与调试

根据任务书给定的任务要求，编写工业机器人示教程序、PLC及

HMI测试界面程序，实现主控PLC、机器人、加工中心、立体仓库、在

线测量装置、MES系统之间的连接和通信调试。

任务4：智能制造单元与MES系统的联合调试

根据任务书给定的任务要求，对智能制造单元和MES系统进

行联合调试，完善并调试主控PLC程序、机器人程序以及数控机

床程序等，调试MES系统与总控、机床以及立体仓库等设备之间

的连接和数据通讯，实现通过MES手工排程，下发任务工单，启

动智能制造单元自动加工流程，完成多种零件的批量混流加工，

并对整个加工过程进行设备数据采集和设备管理。

任务5：零件智能加工与生产管控

根据任务书给定的要求，完成规定零部件的加工与生产、质

量检测、刀具补偿。能够通过MES系统实现生产数据管理、报表

管理、智能看板管理等任务。根据任务书给定的要求，对加工零

件指定的尺寸进行在线检测，实现生产过程质量追溯，能够结合

MES系统进行数据采集并实现零件工艺优化与实施及质量改进。

任务6：职业素养与安全操作

严格遵循相关职业素养要求及安全规范，安全文明参赛；操

5

作规范；工具摆放整齐；着装规范；资料归档完整等。

（二）基本知识与能力要求

1.技术能力

（1）能完成制造单元设备的安装调试，维护保养数控机床、

工业机器人等关键设备的机械部件、电气系统、PLC控制系统及传

感器等。

（2）能操作应用智能制造单元，进行产品数字化设计、机器

人编程与操作、数控机床编程与工艺优化、零件加工与在线检测

以及产品质量控制等。

（3）能对智能制造单元进行生产信息化管理，熟练使用智能

产线总控系统进行订单排产、工艺优化、生产任务调度，产品加

工和设备工作状态等任务实时监控、利用智能制造生产线总控系

统进行综合处理等。

2.理论知识要求

（1）机械部分

了解机械系统的结构和特点；掌握CAD/CAM、机械关键功能部

件的安装与调试、气动液压系统原理和调试，切削加工工艺、机

器人夹持等技术，并具有在线测量等的应用知识。

（2）电路部分

了解及掌握工业系统中电路的设计及连接，包括相关标准及

规范，利用PLC的进行电气控制系统的设计及进行工业网路的构

架。

6

（3）软件编程

掌握应用软件编写程序，能编写基于PLC的控制软件、会利用

相关软件进行数控系统编程。

（4）数控编程

掌握相应工种国家职业标准的理论知识与相关知识。

（5）工业机器人

了解工业机器人的发展概况、工业机器人的结构、交流伺服

电机驱动、工业机器人的控制、工业机器人的编程等。

（6）管理系统软件应用与维护

竞赛平台相关知识、数据库相关知识、系统架构相关知识、

RFID系统基本原理知识、通讯工作原理知识、大数据相关软件知

识等。

3.实操技能要求

（1）工业机器人安装调试与编程；

（2）数控机床编程（手工编程或CAM自动编程）、操作加工；

（3）数控系统及伺服的应用；

（4）总线通信技术、工业网路的应用；

（5）PLC技术的应用；

（6）在线测量技术的应用；

（7）智能产线总控系统的应用；

（8）仪器仪表使用；

（9）安全文明生产等。

7

二、试题与评判标准

（一）试题（样题）

本赛项实操样题见附件一

（二）比赛时间及试题具体内容

1.比赛时间

本次大赛仅设实际技能操作竞赛，参赛队根据给定竞赛任务

书、现场提供的竞赛平台在持续不断的240分钟内完成零件数字化

设计与加工测量、工业机器人示教与编程、智能制造控制系统的

安装与调试、智能制造单元与MES系统的联合调试、零件智能加工

与生产管控、职业素养与安全操作等六个工作任务。

2.试题

以正式比赛试题为准。

（三）评判标准

1.各任务的配分比例

各任务的配分权重

竞赛任务竞赛内容权重备注

根据任务书给定2D图进行3D图设计

任务一（包括装配图、零件图）

零件数字化设计零件加工程序编制与上传至MES20%

与加工测量2个零件的手动试切与加工

零件尺寸的检测

任务二通过机器人编程和HMI操作实现工业20%

8

工业机器人示教机器人在数控车床与立体仓库之间上下

与编程料的示教编程与调试

通过机器人编程和HMI操作实现工业

机器人在加工中心与立体仓库之间上下

料的示教编程与调试

任务三编程和调试智能制造主控PLC与机器

智能制造控制系人、RFID系统、数控机床、立体仓库等15%

统的安装与调试设备之间的连接和通信

调试MES系统与总控之间的连接和数

据通讯

任务四

联合调试智能制造单元和MES系统，实

智能制造单元与

现设备层数据的正常采集和可视化20%

MES系统的联合

联合调试智能制造单元和MES系统，实

调试

现MES排产、下单、启动智能制造单元

并完成自动加工

使用MES系统完成规定零件手动排产

任务五

加工零件的在线检测与返修

零件智能加工与20%

操作管控软件实现设备管理

生产管控

操作管控软件实现生产统计

任务六严格遵循相关职业素养要求及安全规

职业素养与安全范，安全文明参赛；操作规范；工具摆5%

操作放整齐；着装规范；资料归档完整等。

9

合计100

2.评判方法

（1）评判流程

现场结果评分

（2）评判的方法

1）基本评定方法

裁判组在坚持“公平、公正、公开、科学、规范”的原则下，

各司其责，按照制订的评分细则进行评分。

2）相同竞赛成绩处理

竞赛成绩相同时，取实操完成时间较短者。

3）现场结果评分

现场裁判依据现场打分表，对参赛队的操作规范、现场表现

等进行评分。评分结果由参赛选手、裁判员、裁判长签字确认。

参赛选手、裁判员对评分产生异议，以裁判长为准。

4）抽检复核

为保障成绩统计的准确性，执委会对赛项总成绩进行抽检复

核；错误率超过5%的，则认定为非小概率事件，裁判组需对所有

成绩进行复核。

三、竞赛细则

（一）竞赛时间安排

以竞赛通知为准。

10

（二）竞赛队伍组成

每支参赛队由2名比赛选手组成，凡从事相关专业或职业的企

业职工、院校教师、职业院校（含技工院校）在籍学生均可报名

参加本次比赛。具体报名通知另行发布。

（三）选手要求

1.参赛选手在比赛开始前30分钟前到达指定地点检录，接受

工作人员对选手身份、资格和有关证件的检查，竞赛开始，选手

迟到15分钟不得参加比赛；

2.比赛用仪器设备、赛位由抽签确定，不得擅自变更、调整；

3.选手在竞赛过程中不得擅自离开赛场，如有特殊情况，须

经裁判人员同意。选手休息、饮水、上洗手间等，不安排专门用

时，统一计在竞赛时间内，竞赛计时工具，以赛场设置的时钟为

准；

4.竞赛期间，选手不得将手机、U盘等电子设备工具以及各种

纸质资料、文件等带入赛场，非同组选手之间不得以任何方式传

递信息，如传递纸条，用手势表达信息，用暗语交换信息等；

5.所有人员在赛场内不得喧哗，不得有影响其他选手完成工

作任务的行为；

6.爱护赛场提供的器材，不得移动赛场内台桌、设备和其它

物品的定置，不得故意损坏设备和仪器；比赛过程中，参赛选手

须严格遵守相关操作规程，确保设备及人身安全，并接受裁判员

的监督和警示；

11

7.完成竞赛任务期间，不得与其他参赛队选手讨论，不得旁

窥其他参赛队选手的操作；

8.遇事应先举手示意，并与裁判人员协商，按裁判人员的意

见处理；

9.比赛过程中，选手须严格遵守安全操作规程，并接受裁判

员的监督和警示，以确保人身及设备安全。选手因个人误操作造

成人身安全事故和设备故障时，裁判长有权中止该队比赛；如非

选手个人原因出现设备故障而无法比赛，由裁判长视具体情况做

出裁决(调换到备用赛位或调整至最后一场次参加比赛)；如裁判

长确定设备故障可由技术支持人员排除故障后继续比赛，将根据

现场实际情况适当补时；

10.参赛队若要提前结束竞赛，应举手向裁判员示意，比赛结

束时间由裁判员记录，参赛队结束比赛后不得再进行任何操作；

11.选手须按照程序提交比赛结果，配合裁判做好赛场情况记

录，与裁判一起签字确认，裁判要求签名时不得拒绝；

12.完成赛项任务及交接事宜或竞赛时间结束，应到指定地

点，待工作人员宣布竞赛结束，方可离开；

13.选手在比赛过程中遇到不能自行完成部分（根据任务书要

求），可以提出弃权，由技术保障人员帮助完成，参赛队弃权部

分不得分；

14.不乱摆放工具，不乱丢杂物，完成工作任务后清洁赛位，

清点工具，线头、废弃物品及工具，不得遗留在赛位上；

12

15.使用文明用语，尊重裁判和其他选手，不得辱骂裁判和赛

场工作人员，不得打架斗殴；

16.任何人不得以任何方式暗示、指导、帮助参赛选手，对造

成后果的，视情节轻重酌情扣除参赛选手成绩；

17.比赛过程中，除参加当场次比赛的选手、执行裁判员、现

场工作人员和经批准的人员外，其他人员一律不得进入比赛现场；

比赛结束后，参赛人员应根据指令及时退出比赛现场；对不听劝

阻、无理取闹者追究责任，并通报批评；

18.裁判长在比赛结束前15分钟提醒选手，裁判长发布比赛结

束指令后所有参赛队立即停止操作，按要求清理赛位，不得以任

何理由拖延竞赛时间；

19.参赛选手不得将竞赛任务书、图纸、说明书、技术文件、

草稿纸和工具等与比赛有关的物品带离赛场，选手必须经现场裁

判员检查许可后方能离开赛场；

20.参赛队需按照竞赛要求提交竞赛结果，裁判员与参赛选手

一起签字确认。

（四）裁判员要求

1.裁判员必须服从裁判长的领导，在裁判长领导下，依据评

分标准和评分细则，公平、公正、真实、准确地完成竞赛评分工

作。

2.开赛前查验参赛选手身份证和参赛证是否与应考人相符，

并向选手宣布考场规则和考场纪律。

13

3.裁判员必须佩带裁判员胸牌，仪表整洁，举止文明、礼貌，

接受参赛人员的监督。

4.遵守职业道德，文明裁判。保守大赛试题秘密，严肃赛场

纪律。

5.严格遵守大赛时间规定，不得擅自提前或延长选手比赛时

间。

6.严格执行大赛规则，除应向参赛选手宣读竞赛须知外，不

得向参赛选手暗示或解答与竞赛有关的内容。

7.竞赛过程中如出现问题或异议，服从裁判长的裁决，避免

与参赛选手发生争执。

8.大赛组委会正式公布成绩和名次前，裁判员不得私自与参

赛选手或代表队联系，不得透露有关情况。

9.坚守岗位，不迟到、早退，无特殊情况不得在竞赛期间请

假。

10.裁判员穿戴比赛现场相应的安全劳保用品。

11.裁判员要提醒选手注意操作安全，对选手的违规操作或可

能引发人身伤害、设备损坏等事故的操作应立即制止并向现场负

责人报告。

（五）大赛监督

1.监督组在大赛办公室领导下，负责对大赛筹备与组织工作

实施全程现场监督。

2.监督组的监督内容包括大赛场地和设施的部署、选手抽签、

14

裁判培训、大赛组织、成绩评判及汇总、成绩发布、申诉仲裁、

成绩复核等。

3.监督组对比赛过程中明显违规现象，应及时向大赛办公室

提出改正建议，同时采取必要技术手段，留取监督的过程资料。

比赛结束后，向大赛组委会提报监督工作报告。

4.监督组不参与具体的赛事组织活动。

（六）申诉与仲裁

1.参赛队对不符合比赛规定的设备、工具、软件，有失公正

的评判、奖励，以及对工作人员的违规行为等均可提出申诉。

2.申诉应在比赛结束后2小时内提出，超过时效将不予受理。

申诉时，应按照规定的程序由参赛队向相应赛项仲裁工作组递交

书面申诉报告。报告应对申诉事件的现象、发生的时间、涉及到

的人员、申诉依据与理由等进行充分、实事求是的叙述。事实依

据不充分、仅凭主观臆断的申诉不予受理。申诉报告须有申诉的

参赛选手。

3.赛项仲裁工作组收到申诉报告后，应根据申诉事由进行审

查，6小时内书面通知申诉方，告知申诉处理结果。如受理申诉，

要通知申诉方举办听证会的时间和地点；如不受理申诉，要说明

理由。

4.申诉人不得无故拒不接受处理结果，不允许采取过激行为

刁难、攻击工作人员，否则视为放弃申诉。申诉人不满意赛项仲

裁工作组处理结果的，可向比赛执委会仲裁委员会提出复议申请。

15

5.赛项设仲裁工作组和仲裁委员会。赛项仲裁工作组接受由

代表队提出的对裁判结果的申诉。赛项仲裁工作组在接到申诉后

的2小时内组织复议，并及时反馈复议结果。仲裁委员会裁定为最

终裁。

6.申诉方不得以任何理由拒绝接收仲裁结果；不得以任何理

由采取过激行为扰乱赛场秩序；仲裁结果由申诉人签收，不能代

收；如在约定时间和地点申诉人离开，视为自行放弃申诉。

7.申诉方可随时提出放弃申诉。

（七）违规处理规定

1.发现参赛选手不符合报名规定条件的、冒名顶替或弄虚作

假的，报经大赛组委会核实批准后，一律取消该选手参赛资格，

追究有关领导责任并通报批评。

2.参赛选手有下列情节之一的，其相应项成绩计为零分：

（1）比赛期间违规透漏选手或其单位任何信息者；

（2）在比赛现场内与他人（队）交头接耳，或有偷看、暗示

等作弊行为者；

（3）比赛期间使用通讯工具与他人联系者；

（4）裁判根据大赛要求宣布比赛结束后，仍强行作答或操作

者；

（5）不服从裁判员的裁决，扰乱竞赛秩序，影响比赛进程，

情节恶劣者；

（6）其他违反大赛规则不听劝告者。

16

3.参赛选手如造成竞赛使用仪器设备损坏，视情节由当事人

单位承担赔偿责任；参赛选手不得触动非竞赛用仪器设备，如造

成仪器设备损坏，由当事人单位承担赔偿责任并通报批评；对恶

意破坏仪器设备等情节严重者，送交司法机关处理。

4.各代表队非参赛人员若违反大赛纪律，将视情节轻重给予

警告或通报批评。

5.对违反大赛纪律的裁判员、工作人员，由各项目裁判长报

经组委会核实批准后，视情节轻重给予警告或取消其裁判资格并

通报所在单位。

6.非大赛工作人员和参赛选手一律不得超越赛场指定的安全

范围，不听劝阻造成后果者，追求其责任，并对其所在单位进行

通报批评。

7.各参赛队（选手）须按照大赛规定和赛题要求递交竞赛成

果，禁止在竞赛成果上做任何与竞赛无关的标记；除大赛规定选

手填写的信息外，不能出现透露选手身份的任何信息，否则视为

作弊，相应赛项的成绩为零。

8.参赛队（选手）参加实践操作比赛前，应穿戴好防护用品

并进行安全检查，如发现问题应及时解决，无法解决的问题应及

时向裁判员报告；裁判员视情况予以判定，并协调处理。未执行

有关安全规程而造成不良后果，由责任方承担相应责任；对选手

未发现的安全隐患或违章操作行为，裁判员应及时指出并予以纠

正，酌情扣除选手实践操作成绩并记录。

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（八）保密工作

1.试件封箱、重新编号由裁判组指定专人负责。

2.技能评分表在评分负责人的主持下当场启封。

3.参赛选手的比赛成绩由大赛组委会审定后，统一公布。

四、竞赛场地、设施设备等安排

（一）赛场规格要求

1.设施要求

（1）比赛场地配有标准的作业车间、华数智能制造单元平台

工位、技术人员休息室、裁判工作室、男、女厕所等。并有醒目

的工位标识，指示牌等。

（2）比赛场地安装高压气泵、电力供电系统。

（3）裁判工作室配备电脑、投影仪、打印机、文件柜等办公

设备。

（二）基础设施清单

1.竞赛设备及平台型号及说明

以智能制造技术推广应用实际与发展需求为设计依据，按照

“设备自动化+生产精益化+管理信息化+人工高效化”的构建理

念，将数控加工设备、工业机器人、检测设备、数据信息采集管

控设备等典型加工制造设备，集成为智能制造单元“硬件”系统，

结合数字化设计技术、智能化控制技术、高效加工技术、工业物

联网技术、RFID数字信息技术等“软件”的综合运用，构成大赛

技术平台。实现零件数字化设计和工艺规划、加工过程实时制造

18

数据采集、加工过程自动化、基于RFID加工状态可追溯以及加工

柔性化等功能。

本赛项使用的智能制造单元如图4-2、4-3所示，包含数控加

工、数控车床、在线检测单元、六轴多关节式机器人、立体库、

中央控制系统、MES系统管理软件和大屏幕看板等。

图4-2切削加工智能制造单元技术平台主视图

图4-3切削加工智能制造单元技术平台俯视图

2.竞赛设备及平台的功能要求

序号设备名称数量单位备注

19

1数控车床1台具体参考技术参数

2加工中心（三轴）1台具体参考技术参数

3在线测量装置1套具体参考技术参数

4气动精密平口钳1个具体参考技术参数

5零点夹具1套具体参考技术参数

6工业机器人1台具体参考技术参数

7工业机器人机器人快换1套具体参考技术参数

8工业机器人导轨1套具体参考技术参数

9立体仓库1套具体参考技术参数

10可视化系统及显示终端3台具体参考技术参数

11中央电气控制系统1套具体参考技术参数

12MES系统（包含部署计算机）1套具体参考技术参数

13安全防护系统1套具体参考技术参数

14RFID读写器及RFID芯片1套具体参考技术参数

15CAD/CAM软件1套具体参考技术参数

16编程和设计工位计算机2台具体参考技术参数

3.仪器设备、工具、量具

选手必须严格按照维修手册的要求，选择适合的仪器、设备、

工具、量具。并能安全、规范、熟练地操作。

选手自带的仪器、工具等清单详见下表。

选手自带仪器工具清单

序号名称规格

20

1千分表及表座

2内六角扳手7件套

3活动扳手6吋

4一字螺丝刀2mm

5游标卡尺0-150mm

60-25mm

外径千分尺

725-50mm

8内径千分尺（两爪）10-25mm

4.刀具自带清单

序号设备名称/图号型号规格（建议）数量

180度外圆车刀杆MCLNR2020K121把

280度外圆车刀片CNMG120408-EM_EC2115若干

335度外圆车刀杆SVJCR2020K161把

435度外圆精车刀片VCMT160404-EF1_EC2115若干

5D16内圆车刀杆A16R-SCLCR091把

6D16内圆精车刀片CCMT09T304-EF1_EC2115若干

7D16内圆螺纹车刀杆SNR0016M161把

8D16内圆螺纹车刀片16NR_A60_EP1425若干

9外圆螺纹车刀杆SER2020K16T1把

10外圆螺纹车刀片16ER_A60_EP1425若干

11D8立铣刀ES4300-8若干

21

12加工中心刀柄BT40-ER251个

13外圆槽刀杆MGEHR2020-31把

143mm宽切槽刀片MGMN300-M若干

辅助工具各选手可根据需要自主携带。

选手不允许携带存储介质、自制工装、毛坯等。

另外，赛场配发的各类工具、材料，选手一律不得带出赛场。

（三）竞赛用CAD/CAM软件

赛场软件由大赛统一提供，赛场预装有CAXACAM制造工程师

软件V2020、中望机械CAD教育版2021、Mastercam2020中文教育版

软件。选手不允许自带软件。

五、安全、健康要求

（一）选手安全防护措施要求

1.参赛选手必须按照规定穿戴防护装备，见如下表：

防护项目图示说明

眼睛的防护戴近视眼镜也必须戴防护镜

足部的防护防滑、防砸、防穿刺

1.必须是长裤

2.防护服必须紧身不松垮，达

工作服

到三紧要求

3.女生必须带工作帽、长发不

22

得外露

4.操作机床时不允许戴手套

2.选手操作过程中必须佩戴安全帽。安全帽由赛场提供。

3.选手在有粉尘、有害液体和气雾的场所，或操作过程中有

可能造成眼睛伤害时应佩戴防护眼镜。

4.选手在操作过程中有可能造成手部伤害时应佩戴布手套

或线手套，当手接触油污或有害液体时佩戴胶手套。

5.有毒有害物品的管理和限制，选手禁止携带易燃易爆物

品，如下表所示：

选手禁带的物品

有害物品图示说明

防锈清洗剂禁止携带

酒精、汽油严禁携带

有毒有害物严禁携带

（二）设备安全防护措施要求

比赛场地内必须配备安全防护围栏。

（三）场地整洁保持要求（有毒有害物品的管理和限制）

1.比赛场地内必须配备垃圾分类回收箱，保证及时处理垃圾。

2.比赛场地内必须配备扫帚、拖把、纸巾等，保证及时清除

23

油污和垃圾。

3.比赛场地应根据需要配备高压气源和吹尘枪。

（四）医疗设备和措施

1.比赛场地内必须设立医疗救助点，至少配1名医生，准备必

要的医疗器械。

2.准备常用的治疗感冒、发烧等疾病的药品。

3.特别应准备好治疗因机械外伤的止血帖、酒精等。

（五）绿色环保

1.保持现场地面清洁。

2.防止粉尘污染。

3.防止噪声污染。

4.节约使用水、电、气。

5.废旧物料分类放置。

6.使用节能设备和电子产品。

7.垃圾分类放置。

24

附件一：竞赛实操样题

2021“湖北工匠杯”技能大赛第五届

智能制造应用技术职业技能大赛

维修电工（切削加工智能制造单元生产与管控）赛项

竞

赛

样

题

25

选手须知

1.比赛时间240分钟，120分钟后，选手可以弃赛，但不可提前离

开赛位场地，需要在赛位指定位置，与比赛设备隔离。

2.比赛共包括6个任务，总分100分，见表1。

表1比赛任务及配分

序号名称配分说明

1任务一零件数字化设计与加工测量20不限制评判顺序

2任务二工业机器人示教与编程20不限制评判顺序

3任务三智能制造控制系统的安装与调试15不限制评判顺序

任务一二三完成

4任务四智能制造单元与MES系统的联合调试20

后评判

任务一二三四完

5任务五零件智能加工与生产管控20

成后评判

6任务六职业素养与安全操作5不限制评判顺序

7合计100

3.除有说明外，限制各任务评判顺序，但不限制任务中各项的先

后顺序，比赛过程中，若发生危及设备或人身安全事故，立即停止比

赛，将取消其参赛资格。

4.比赛所需要的资料及软件都以电子版的形式保存在工位计算

机桌面。

5.选手对比赛过程中需裁判确认部分，应当先举手示意，等待裁

判人员前来处理。

6.请务必阅读各任务的重要提示。

7.参赛选手在竞赛过程中，不得使用U盘。

26

8.选手在竞赛过程中应该遵守相关的规章制度和安全守则，如有

违反，则按照相关规定在竞赛的总成绩中扣除相应分值。

9.选手在比赛开始前，认真对照工具清单检查工位设备，并确认

后开始比赛；选手完成任务后的检具、仪表和部件，现场需统一收回

再提供给其他选手使用。

10.选手比赛过程中使用电脑生成的文件及时备份至E:\大赛文

件夹中，文件夹按照场次+工位号的名称命名，例如：第一场次01工

位

11.需要裁判验收的各项任务，任务完成后裁判只验收1次，请根

据赛题说明，确认完成后再提请裁判验收。

12.选手严禁携带任何通讯、存储设备及技术资料，如有发现将

取消其竞赛资格。选手擅自离开本参赛队赛位或者与其他赛位的选手

交流或者在赛场大声喧哗，严重影响赛场秩序，如有发生，将取消其

竞赛资格。

13.选手必须认真填写各类文档，竞赛完成后所有文档按页码顺

序一并上交。

14.选手必须及时保存自己编写的程序及材料，防止意外断电及

其它情况造成程序或资料的丢失。

15.赛场提供的任何物品，不得带离赛场。

16.竞赛平台主要模块IP地址分配如下表所示:

序号名称IP地址分配

1主控系统PLC192.168.8.10

2主控HMI触摸屏192.168.8.11

27

3工业机器人192.168.8.103

4MES部署计算机192.168.8.99

5数控车床192.168.8.15

6数控加工中心192.168.8.16

7编程计算机1192.168.8.97

8编程计算机2192.168.8.98

9刻录机192.168.8.30

17.竞赛平台系统中立体仓库行列定义如下图所示：

28

一、竞赛项目任务书

任务一零件数字化设计与加工测量

根据任务书要求，选手根据给定的图纸，应用CAD/CAM软件，

进行零部件三维建模与装配体构建、产品加工工艺设计、零件加

工工艺、零件加工程序编制，并将相应的文件保存在MES系统要

求指定文件夹中。

1.零件数字化设计

任务描述：选手根据给定的图纸，应用CAD/CAM软件，进行

零部件三维建模与装配体构建、产品加工工艺设计、零件加工工

艺。

根据任务和加工图纸（加工零件图纸见附件）的要求，具体

任务如下：

根据附件加工工件图纸，对图纸HBZZ-02、HBZZ-03中零件

进行三维建模并建三维装配体；

完成任务一中“1”后，举手示意裁判进行评判！

2.CAM编程与NC代码上传

任务描述：根据加工工艺，要求对工件HBZZ-02、HBZZ-03进

行CAM编程，并使用CAM软件对加工程序进行仿真验证；生成对应

数控车床和加工中心的NC加工程序，根据MES操作流程，程

序上传到MES系统并进行相应的操作。

（1）对工件HBZZ-02、HBZZ-03进行CAM编程，并对加工程

序进行仿真验证；

29

（2）生成对应数控车床和加工中心的NC加工程序，按标准

命名规范进行命名，并放入MES要求指定文件夹，进行刀具与刀

号对应关系的确认。

完成任务二中“2”后，举手示意裁判进行评判！

3.零件试切与加工

任务描述：根据CAD/CAM软件进行零件建模与生成的G代码程

序，通过MES软件，将程序下发至对应的数控机床，完成数控机床

的对刀与零件全部要素的试切。具体任务如下：

（1）将工件HBZZ-02的车工序G代码程序下发至数控车床，完

成数控车床的对刀与车加工。

（2）将工件HBZZ-02的铣工序G代码程序下发至加工中心，完

成加工中心的对刀与铣加工。

（3）将工件HBZZ-03的G代码程序下发至数控车床，完成数控

车床的对刀与车加工。

4.零件在线测量

根据试切工件，要求加工要素完整，加工工件为附件加工图纸

HBZZ-02中的工件，在线检测尺寸为0.04。完成对测试工件的尺寸在线

40

检测，在MES系统#50040变量中实时正确显示工件测量数据。试切工

件加工完成后提交当值裁判。

完成任务一中“3-4”后，举手示意裁判进行评

判！

任务二工业机器人的示教与编程

任务描述：根据任务书要求，完成工业机器人（含第七轴）

30

与数控机床、立体仓库等设备之间动作的编程和调试。

机器人示教编程及调试

编写工业机器人示教程序、PLC及HMI界面程序，如下图2-1

所示为参考界面，要求完成：

（1）工业机器人在数控车床与立体仓库之间上下料的示教编

程与调试；

（2）工业机器人在加工中心与立体仓库之间上下料的示教编

程与调试；

测试工件摆放于立体仓库仓位，机器人工具侧快换手爪放置

于快换工作台上。机器人示教编程及调试具体要求如表2-1所

示。

表2-1：

序号具体要求

正确实现数控车床与立体仓库之间上下料：

（1）示教编程工业机器人与数控车床和立体仓库的取放程

序；

（2）通过在PLC端HMI上选取立体仓库中（1,4）仓位的

1毛坯，通过仓库取料按钮机器人能够从立体仓库正确取出工

件，通过数控车床放料按钮，机器人能够将工件正确放置到

数控车床卡盘位置,并能夹紧；

（3）通过在PLC端HMI上数控车床取料机器人能够从数控

车床正确取出工件，通过立体仓库放料按钮，机器人能够将

31

放回到立体仓库中原位置。

正确实现加工中心与立体仓库之间上下料：

（1）示教编程工业机器人与加工中心和立体仓库的取放程

序；

（2）通过在PLC端HMI上选取立体仓库中（3,3）仓位的

毛坯，通过仓库取料按钮机器人能够从立体仓库正确取出工

2

件，通过加工中心放料按钮，机器人能够将工件正确放置到

加工中心卡盘位置,并能夹紧；

（3）通过在PLC端HMI上加工中心取料机器人能够从加工

中心正确取出工件，通过立体仓库放料按钮，机器人能够将

放回到立体仓库中原位置。

图2-1HMI参考界面

完成任务二后，举手示意裁判进行评判！

32

任务三智能制造控制系统的安装与调试

任务描述：编写工业机器人示教程序、PLC及HMI测试界面程序，

实现主控PLC、机器人、加工中心、立体仓库、在线测量装置、MES系

统之间的连接和通信调试。

料库RFID标签信息编码规则如下：

A:场次定义：A、B、C、D、E；

B:零件种类指选手需要加工的零件种类；

C:零件材料定义：0:铝材，1:45钢；

D:最后两位零件状态定义如下：00：空，01：毛坯，02：正在加

工，03：合格品，04：不合格品,05：车床加工完成（中间状态），

06：加工中心加工完成（中间状态）。

本场次按照A场次命名。

主控PLC与智能制造单元主要设备之间的互联

主控PLC与智能制造单元主要设备之间的互联具体要求如表

3-1所示。

表3-1：

序号具体要求

1智能制造单元网络构架互连的安装：

33

对智能制造系统各单元网络互连进行安装和检查，使数控

车床、数控加工中心、机器人、主控系统、编程计算机1、

编程计算机2和MES部署计算机在一个网络构架中互

连。

调试主控PLC、编写HMI测试画面，实现与机器人之间的

连接：

（1）编写主控PLC与机器人通信测试程序，能够实现与

2

机器人之间的数据通信；

（2）在机器人端改变关节数据，能够在PLC端的HMI上

同步显示机器人七个轴的数据显示。

调试主控PLC与数控车床之间的连接：

（1）编写主控PLC与数控车床之间的通信测试程序，能

3够实现与数控车床的数据通信；

（2）在PLC端HMI上能够正确控制并显示机床门开关状

态和卡盘状态。

调试调试主控PLC与数控加工中心之间的连接：

编写主控PLC与数控加工中心之间的通信测试程序，能够

4实现与数控加工中心的数据通信；

在PLC端HMI上能够正确控制并显示机床门开关状态和

夹具1、2状态。

调试主控PLC与立体仓库之间的连接

5

编写立体仓库有无料状态检测的主控PLC测试程序，实现

34

立体仓库的有无料状态读取，状态信息显示到HMI上，仓

位有现场裁判指定。

调试主控PLC与RFID系统之间的连接和通讯

（1）通过PLC编程，根据RFID按照规定的编码规则，

编写HMI测试界面，手动操作机器人至（4,1）仓位，先

写后读立体库仓位（4,1）的RFID状态信息。参考界面如

下图所示：

6

完成任务三后，举手示意裁判进行评判！

任务四智能制造单元与MES系统的联合调试

任务描述：根据任务书给定的任务要求，对智能制造单元和MES

系统进行联合调试，完善并调试主控PLC程序、机器人程序以及数控

机床程序等，调试MES系统与总控、机床以及立体仓库等设备之间的

连接和数据通讯，实现通过MES手工排程和自动排程，下发任务工单，

启动自动加工任务，完成多种零件的批量混流加工，并对整个加工过

程进行设备数据采集和设备管理。

智能制造单元与MES系统联合调试具体要求如表4-1所示。

表4-1：

35

序号具体要求

1根据MES变量表，正确配置参数，编程主控PLC；

2在MES系统中下发工单，在主控PLC能够接收，并显示到HMI上；

在MES系统中下发工单、启动，实现智能制造单元对料仓（3，2）

3的工件完整要素的自动加工，此过程无需进行在线测量，将加工的

工件提交当值裁判。

4正确在看板上显示生产数据统计状态；

5正确在看板上显示数控车床和加工中心的卡盘位置的实时视频；

6正确在看板上显示立体仓库库位的状态信息；

7正确在看板上显示机床监视的状态信息；

8操作MES系统实现仓位（2,3）指示灯正确显示加工中匹配的颜色。

完成任务四后，举手示意裁判进行评判！

任务五零件智能加工与生产管控

任务描述：根据任务书给定的任务要求，选手完成手工编程或者

通过CAM编制零件加工程序，并上传至MES系统。通过调试，实现

MES系统下发生产任务单，自动完成智能制造单元零件加工、返修、

自动在线测量，能够加工运行情况和加工质量进行调整，实现零件的

试产。最终能够实现两种以上零件混流、稳定、小批量加工，并符合

图纸质量要求。

毛坯被放置于立体库指定的库位中，完成2套零件的智能生产。

1.手动排产生产及在线检测与返修

任务描