2026年河北职业院校技能大赛智能制造虚拟调试与生产管控赛项 样题

2026年河北省职业院校技能大赛高职组“智能制造虚拟调试与生产管控”赛项电子标签区域2电子标签区域2定位槽打磨区域4区域4区域2视觉检测区域1打磨区域3电子标签区域1图2轮毂产品(1)整体结构竞赛平台集成智能仓储物流、工业机器人、数控加工、智能检测等模块，利用物联网、工业以太网实现信息互联，依托MES系统实现数据采集与可视化，接入云端借助数据服务实现一体化联控，满足轮毂的定制化生产制造，图3单元构成(2)执行单元执行单元是产品在各个单元间转换和定制加工的执行终端，由工作台、工业机器人、平移滑台、快换模块法兰端、远程IO模块等组件构成，如图4所示，有标尺侧为执行单元正面，有导线槽侧为执行单元背面。快换模块执行单元背面图4执行单元(3)工具单元工具单元用于存放不同功用的工具是执行单元的附属单元，由工作台、工具架、工具、示教器支架等组件构成，如图5所示。工业机器人可通过程序控制到指定位安装或释放工具；工具单元提供了7种不同类型的工具，各种工具功能如表1所示，每种工具均配置了快换模块工具端，可以与快示教器支工作台图5工具单元序号工具名称功能示意1轮辐夹爪2轮毂夹爪3轮辋内圈夹爪4吸盘工具15吸盘工具2序号工具名称功能示意6端面打磨工具7侧面打磨工具(4)仓储单元仓储单元用于临时存放零件，由工作台、立体仓库、远程IO模块等组件构成，如图6所示。立体仓库为双层六仓位结构，每个仓位可存放一个轮毂，每个轮毂有编号，即轮毂1#～6#,轮毂编号黏贴在轮辋外圈，如图7所示；仓位托板可推出，方便工业机器人以不用方式取放零件；每个仓位均设置有轮毂零件是否存放的传感器和指示灯，仓储单元所有气缸动作和传感器信号均由远程IO模块通过工业以太网传输到总控单元。车标库车标库环形光源RFID读写组件工业相机图10检测单元(8)分拣单元分拣单元可根据程序实现对不同零件的分拣动作，由工作台、传输带、分拣机构、分拣工位、远程IO模块等组件构成，如图11所示。传输带可将放置到起始位的零件传输到分拣机构前；分拣机构根据程序要求在不同位置拦截传输带上的零件，并将其推入指定的分拣工位；分拣工位可通过定位机构实现对滑入零件准确定位，并设置有传感器检测当前工位是否存有零件；分拣单元共有三个分拣工位，每个工位可存放一个零件；分拣单元所有气缸动作和传感器信号均由远程IO模块通过工业以太网传输到总控单元。图11分拣单元(9)总控单元总控单元由工作台、PLC控制模块、操作面板、电源模块、气源模块、显示终端、移动终端、工业网关等组件构成，如图12所示。总控单元是各单元程序执行和动作流程的总控制端，PLC控制模块由两个PLC和工业交换机构成，PLC通过工业以太网与各单元控制器和远程IO模块实现信息交互，用户可根据需求自行编制程序实现流程功能；操作面板提供了电源开关、急停开关和自定义按钮；竞赛平台其他单元的电、气均由总控单元提供，通过所提供的线缆实现快速连接，平台具有监控摄像头，监控界面可以接入工业网关PLC控制模块图12总控单元3.生产工艺标准流程要求(1)仓储取料工艺流程在仓储单元中按照图13所示的工艺流程，实现轮毂零件的取料动作，将轮毂零件由指定的仓位托盘上取出。执行单元平移滑执行单元平移滑台移动到工具单元操作位置，机器人拾取对应的快换工具平移滑台作位置仓储单元推出人恢复安人恢复安缩回(2)仓储放料工艺流程在仓储单元中按照图14所示的工艺流程，实现轮毂零件的放料动作，将轮毂零件放置到指定的仓位托盘上。工业机器工业机器人恢复安全姿态仓储单元仓位托盘工业机器人将轮毂放到仓位托盘上工业机器人恢复安全姿态仓储单元仓位托盘执行单元平移滑台移动到工具单元操作位置，机器人放回对应的快换工具图14仓储放料工艺流程(3)打磨工位上料工艺流程在打磨单元中按照图15所示的工艺流程，实现轮毂零件的上料动作，将轮毂零件放置到打磨工位上。图15打磨工位上料工艺流程(4)打磨工位下料工艺流程在打磨单元中按照图16所示的工艺流程，实现轮毂零件的下料动作，将轮毂零件由打磨工位取出。人由打磨出轮毂零件平移滑台作位置工业机器图16打磨工位下料工艺流程(5)旋转工位上料工艺流程在打磨单元中按照图17所示的工艺流程，实现轮毂零件的上料动作，将轮毂零件放置到旋转工位上。执行单元平移滑台移动到打磨单元操人恢复安旋转工位夹具夹紧图17旋转工位上料工艺流程(6)旋转工位下料工艺流程在打磨单元中按照图18所示的工艺流程，实现轮毂零件的下料动作，将轮毂零件由旋转工位取出。执行单元执行单元平移滑台移动到打磨单元操作位置工业机器人由旋转工位上取出轮毂零件工业机器人恢复安全姿态工业机器人恢复安全姿态旋转工位夹具松开图18旋转工位下料工艺流程(7)翻转工装翻转轮毂工艺流程在打磨单元中按照图19所示的工艺流程，实现轮毂零件的翻转动作，将轮毂零件通过翻转工装由打磨工位翻转到旋转工位。翻转工装升翻转工装升降气缸升翻转工装翻转气缸翻转翻转工装升降气缸下打磨工位夹翻转工装翻转气缸翻转翻转工装升降气缸升翻转工装夹具降气缸下翻转工装夹具气缸松开轮毂旋转工位夹翻转工装升降气缸下翻转工装翻转气缸翻转翻转工装升降气缸上升图19翻转工装工艺流程(1)在打磨单元中按照图20所示的工艺流程，实现轮毂零件的翻转动作，将轮毂零件通过翻转工装由旋转工位翻转到打磨工位。在加工单元中按照图22所示的工艺流程，实现轮毂零件的下料动作，将轮毂零件由数控机床正面从夹具上取出。(11)数控加工背面上料工艺流程在加工单元中按照图23所示的工艺流程，实现轮毂零件的上料动作，将轮毂零件由数控机床背面放置到夹具上。夹具移动到前门夹具移动到前门奖件夹具移动到后门位置工业机器人恢复加工单元安全门夹具移动到前门位置件加工单元安全门位到机床原点位到机床原点后门打开上夹具移动到后门(12)数控加工背面下料工艺流程在加工单元中按照图24所示的工艺流程，实现轮毂零件的下料动作，将轮毂零件由数控机床背面从夹具上取出。(13)分拣标准工艺流程在分拣单元中按照图25所示的工艺流程，实现轮毂零件的分拣动作，将轮毂零件分拣到指定的分拣道口。升起零件元传送带起始端图25分拣工艺流程综合任务职业素养与安全意识(5分)该任务贯穿赛程一、赛程二全过程。严格遵循相关职业素养要求及安全规范，安全文明参赛；操作规范；工具摆放整齐；着装规范；资料归档完整。严格防止设备安装过程中的零部件跌落、电路短路；运行过程中的设备干涉、生产失控并造成人身伤害。赛程一第6页品)送至铣床进行铣削加工，加工时长为45秒；加工完成后，轮毂工件变为绿色(成品),机器人将轮毂工件送回料架。在加工过程中模拟加工故障，铣床在加工第3个轮毂工件时故障，故障时长为15秒并且车床状态为故障，倒计时结束后，工件A变为红色(不合格),机器人将工件A送回料架。继续流程，直至所有工件A加工完成。成品(绿色)成品(绿色)不合格(红色)(15秒)料架轮毂工件图27轮毂初加工工艺流程图3.编辑碰撞探测器：编辑两个碰撞探测器，第一个碰撞探测器用来探测机器人与安全围栏，各个设备是否有干涉；第二个碰撞探测器用来探测手爪与料架，车床，铣床是否有干涉。在整个加工过程中，机器人在各工位之间进行取料和放料操作时，需保证动作流畅，避免出现关节限位、设备干涉或碰撞等问题。任务3:智能制造单元生产统计与可视化(10分)任务描述：参赛选手通过仿真系统实现对车床和铣床生产过程的实时监控与可视化展示，全面掌握设备状态、生产进度以及生产效率等关键信息，为生产管理提供直观、准确的数据支持。将本任务涉及项目文件保存到“D:\技能竞赛”文件夹中，文件名称为“场次+工位号-任务3-生产统计与可视化”赛程一第8页任务4:智能制造单元虚实联调设计虚拟仿真机器人编程(或PLC编程等)”,注意：虚拟仿真机器人编程、表2虚拟仿真过程轮毂初始状态方向区域1域1B2(加工时间3秒)(1)电子标签区域1是产品系列编码，贴有二维码标签，二维码内属于2系列),可通过检测单元的智能视觉对其扫描进行识别。(2)电子标签区域2是加工工序编码，贴有二维码标签，二维码内BZ,定制加工工序代码为一组2-3个单工序的组合，如B2C2C3,且工序真数控机床加工动作，以数控单元控制门关闭开始定时，定时时间到(即加工完毕),门打开即可。(3)视觉检测区域，通过贴有不同颜色(红/绿/黄)的贴纸或二维码代表产品的加工状态，可通过检测单元的智能视赛程一第10页(1)仓储单元各仓位实现手动操作与显示点击某仓位的“推出”按钮后，该仓位推出，点击“缩回”按钮后，该仓位缩回。推出到位和缩回到位后显示相应状态。参考画面如图29所示。缩回推出缩回推出缩回推出缩回推出缩回推出缩回推出(2)打磨单元各工位实现手动操作与显示点击某工位的对应按钮后，工位实现相应动作，动作到位后显示相应状态。参考画面如图30所示。松开夹紧夹紧夹紧旋转侧打磨侧点动吹气下降上升(3)分拣单元各道口实现手动操作与显示点击某道口的“推出”按钮后，有推出动作，点击“缩回”按钮后，有缩回动作，推出到位和缩回到位后显示相应状态。参考画面如图31所示。缩回推出缩回推出缩回推出缩回推出(4)加工单元实现手动操作与显示点击夹具气缸“松开”按钮后，夹具有松开动作，点击“夹紧”按钮后，有夹紧动作，松开到位和夹紧到位后显示相应状态。点击加工单元前、后门“推出”按钮后，门有打开动作，点击“缩回”按钮后，有关闭动作，门打开到位和门关闭到位后显示相应状态。参考画面如图32所示。加工单元夹具气缸加工单元夹具气缸松开夹紧加工单元前门缩回推出加工单元后门缩回推出(5)执行单元实现手动操作与显示点击“正转”或“反转”按钮后，执行单元第7轴沿正向或反向连续运行，点击“停止”按钮后，执行单元第7轴停止运行。执行单元当前位置和速度实时显示执行单元第7轴的位置和速度。参考画面如图33所示。赛程一第12页执行单元第7轴手动连续运行执行单元第7轴手动连续运行执行单元第7轴停止运行图33加工单元手动操作参考画面(三)部分单元虚实联调设计通过WinCC设计与编程，实现工业机器人对仓储单元进行取放轮毂的虚实联调设计，达到仿真软件模型动作与实际竞赛平台对应单元的动作同步的要求。任务准备：1.在仓储单元正面朝上按裁判指定放置1个轮毂，所有仓位托盘缩回；2.执行单元处于原点位置和安全姿态(工业机器人安全姿态各轴设定参数要求见表3所示),工业机器人无安装工具。轴1轴角度3.打磨单元的打磨工位和旋转工位夹具松开，翻转工装位于旋转工旋转工位旋转气缸处于原位。任务要求：点击“开始取料”后，工业机器人按照“仓储取料工艺流程”进行指定仓位轮毂的抓取，轮毂抓出托盘缩回到位后，该仓位红色指示灯1Hz闪烁，闪烁5S后熄灭；再将轮毂放到打磨单元按照“翻转工装翻转轮毂工艺流程”进行轮毂翻面，再将打磨单元翻面的轮毂取出放到由裁判指定放料仓位，点击“开始放料”后，工业机器人按照“仓储放料工艺流程”进行指定仓位轮毂的放回，托盘缩回到位后，该仓位绿色指示灯1Hz闪烁，闪烁5S后熄灭。参考画面如图34所示：12312456456图34仓储单元取放轮毂参考画面(四)智能制造单元生产的MES管控虚实联调设计通过MES下单实现智能制造单元虚实生产，根据轮毂零件定制化生产产品的生产工艺流程图35及轮毂特征及状态信息(如表4所示),在仿真软件中，对工业机器人运动轨迹编程和各单元动作信号设置，完成竞赛平台的1个轮毂零件的定制化生产流程，虚拟智能制造各单元部分位置应与实物状态对应同步。虚拟智能制造单元与实际竞赛平台准备：1.仓储单元：所有仓位托盘缩回，指示灯正常点亮(有轮毂绿灯亮，无轮毂红灯亮),在仓位3、5各放在一个轮毂，轮毂正反面信息见表4所方向区域1域23背面向下评分时裁判给定6背面向上赛程一第14页2.打磨单元：打磨工位和旋转工位夹具松开，翻转工装位于旋转工位，旋转工位旋转气缸处于原位。3.分拣单元：传送带停止，分拣机构所有气缸缩回。4.加工单元：主轴停转，主轴位于机床坐标系原点，数控机床安全门关闭，夹具位于前端并松开。5.执行单元：工业机器人处于安全姿态，无安装工具，平移滑台处于6.工具单元：快换工具按照需求摆放稳当。当竞赛平台及虚拟仿真产线按准备要求准备好后，将竞赛平台工业机器人切换到自动模式，进入数字孪生系统虚实联动生产流程。①总控平台三色灯仅黄色灯常亮，操作面板绿色自保持按钮(左侧第二个)的灯以1s为周期闪烁。②当按下绿色自保持按钮(左侧第二个)后，其灯常亮；操作面板绿色自复位按钮(左侧第一个)的灯以1s为周期闪烁。③当在MES菜单下单启动后，绿色自保持按钮(左侧第二个)灯、绿色自复位按钮(左侧第一个)灯均熄灭，三色灯仅绿色灯常亮，按定制化生产产品工艺流程(图26)完成第1个轮毂零件的生产。④轮毂零件完成生产后，操作面板绿色自复位按钮(左侧第一个)的灯以1s为周期闪烁，三色灯仅黄色灯常亮。⑤重复实现第③步和第④步实现第2个轮毂零件的生产。注意：评分时不允许流程中断(实际平台运行和虚拟工作站运行要同步，否则也视为中断),如中断则中断前流程有分，后续部分无分。赛程一第15页检测电子标奇数区域3检测视觉标准定制区域4180度检测视觉定制180度奇数奇数打皂加工检测视觉定制定制仿真25检测电子标签区域2区域2仿真5.5S区域2区域2区域2将工件放回原仓位图35定制化生产产品工艺流程图赛程一第16页任务5:展示讲解PPT制作选手根据任务书内容，完成展示讲解PPT制作，要求选手利用智能制造虚拟仿真软件，将赛程一智能制造单元的工作流程与可视化界面制做成动画。这个动画需要详细展示机器人在轮毂初加工的全过程，包括但不限于取放料、夹具工具的切换、运动轨迹等展示。同时，还需要展示机器人在料架和机床间取放料时的特写画面、跟随机器人移动的画面，让客户能够感受到机器人在制造过程中的灵活性和高效性。最后，为了确保动画能够在各种设备上顺利播放，要求视频分辨率为1080P,并且为MP4格式。为了更好的向客户展示智能制造虚拟调试与生产管控方案，参赛就赛队任务完成情况进行汇报，并根据可视化数据分析生产30个产品所需时间并提供图表佐证，根据统计数据分析3小时可生产产品数量。任务5与任务7总分为20分，展示讲解主要围绕总体思路；技能要点；主要成果及应用价值；项目创新与平台技改等内容进行。强调表达、沟通及团队协作能力。1.总体思路(2分):围绕竞赛任务目标要求，呈现整体设计思路。2.技能要点(4分):围绕解决竞赛目标任务的核心技能点进行汇报呈现，重点说明技能要点的实现方法。3.主要成果及应用价值(4分):对标任务内容指标，展示竞赛过程中所取得的成果，结合当前智能制造发展方向，展示应用价值。4.项目创新与平台技改(6分):围绕项目任务完成过程中所采用的创新性的手段、独特的创意思维等去展示创新要点；立足产业背景，对接行业与岗位标准，契合人才培养目标，基于本赛项的核心技能要点与竞赛平赛程一第17页台，进行平台技术改造，包括但不限于工艺创新、实用技术创新、数字化升级、智能化程度提升等，实现平台运行关键性指标的提质增效。5.表达、沟通及团队协作能力(2分)。要求每位选手都要展示，重点考核选手的语言表达能力、语言组织能力和展示过程中选手之间的沟通、协作、配合能力，展示团队合作精神。6.PPT制作能力(2分)。页面比例采用默认16:9比例，幻灯片方向为横向。综合运用图、文、音、视、动画等表现合理，演示材料涉及的文字、图片、视频清晰，界面友好，具有视觉美感。所用的媒体文件(视频、音频、动画等)请内嵌入演示文档中，设置自动播放，不能使用外带媒体文件。PPT中不能透露参赛选手的相关信息，如选手姓名、所在学校及指导老师等。若有违背，展示部分不得分。2026年河北省职业院校技能大赛高职组“智能制造虚拟调试与生产管控”赛项竞赛样题(赛程二)1.本任务书共2页，如出现任务书缺页、字迹不清等问题，请及时向裁判示意，并进行任务书的更换。2.赛程二竞赛时间为2.15小时，选手将各竞赛任务须在竞赛时间的前2小时内完成，最后0.15小时为展示讲解评分时间，竞赛时间结束后，不再进行