全国数控技能大赛-数控机床装调维修工职工组、教师组实操样题

2020年中国技能大赛

一第十届全国数控技能大赛决赛

数控机床装调维修工

（数控机床智能化升级改造）

（职工组/教师组）

赛题

（样题）

场次：________

上位号：________

2020年9月

2020年第十届全国数控技能大赛一一数控机床装调维修工项目赛题（职工教师组样题）

一.赛卷说明

本赛卷由赛题和赛题记录表两个部分组成。

（一）选手须知

请各位选手赛前务必仔细研读

1）本任务书总分为100分，每参赛队由两人组成，比赛时间为5小

时（300分钟）。

2）选手在实操过程中应该遵守竞赛规则和安全守则，确保人身和设

备安全。如有违反，则按照相关规定在比赛的总成绩中扣除相应

分值。

3）比赛过程中考生不得使用自带U盘及其它移动设备拷贝相关文

件。

4）参赛队信息，按照赛前抽到的场次和工位号填入封面的指定位

置，不允许透露选手个人身份信息和单位信息。

5）任务二：“系统故障排查及系统参数调整、优化”比赛开始60分

钟后方可申请技术支持，选手放弃后未查出的故障不给分（并每

一个故障倒扣2分）。

6）参赛队在比赛过程中遇到部分内容不能通过自行判断完成，导致

比赛无法进行，60分钟后可以向裁判员申请求助本参赛队指导教

师指导1次，经裁判长批准后，参赛队在赛场指定地点接受1位

指导教师指导，指导时间不超过5分钟，求助指导所花费的时间

计入比赛总时间之内

7）赛题共计士页，附件1赛题记录表共计芯页，附件2〜附件6

各工页，如有缺页，请立即与裁判联系。

（-）实操比赛部分特别说明

D在实操比赛过程中需按照任务书的要求完成，总成绩由现场过程

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得分与操作结果作业得分两部分组成。

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1一一高速在线测头安装与调试”、以及任务七、“工件在线检测”

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环节中，由于检测仪器贵重，在启动机床运行前，须经过检测仪

器厂商技术支持工程师确认，方可启动机床运行采集数据。

7）选手在进行任务六“试切件的编程与加工”环节时，工件和刀具

装夹后、加工前应向裁判示意，确认安全（装夹安全、操作者工

作服安全、安全眼镜佩戴安全），并经现场裁判员同意后，方可进

行，加工后样件须经过现场裁判员的确认登记。

3任务七“职业素养与安全操作”，包括：遵守赛场纪律，爱护赛场

设备；团队合作，工位环境整洁，工具摆放整齐；符合安全操作

规程等。

（三）赛题说明

1）选手答题请在《赛题记录表》指定位置填写所要求的答题内容，

同时赛场提供空白A4草稿纸两张，草稿纸内容不作为评分内容。

2）本任务书1至5前五个技术任务仅是工作任务分类，不代表完成

任务的顺序。完成任务过程有交叉现象，即：在任务一“数控立

式加工中心机械部件装配”的最后一项（震动测试），必须在完成

任务五5-2”变频器连接及主轴动态测试”后才能将机械主轴装配

的最终成绩填入附表1中，请选手根据系统和机床运行情况，自

行合理安排实施任务项的顺序。

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二、实操工作任务

任务一：数控立式加工中心机械部件装配（15分）

主轴的装配、检测与调整（主轴装配图参见附件3）

（1）项目一、工件准备与清洁（1分）

将零件摆放区的主轴零部件进行清点、核对，并按照正确的工艺

步骤清洁，并按照安装工艺步骤将零部件码放到装配区，如发现零部

件上有毛刺，按照正确的工艺方法去除毛刺。

⑵项目二、主轴轴承安装（2分）

根据主轴安装工艺要求安装主轴轴承，正确选择轴承安装方向，

轴承组对形式正确。

⑶项目三、主轴轴承回转精度调整（2分）

调整前轴承外环与主轴后轴承轴径接触圆之间回转，确认安装完

成后，请裁判确认回转精度，①前轴承外环与主轴后轴承轴径接触圆

之间回转跳动△「②前轴承外环端面跳动并将实测值填入表1中。

⑷项目四、前轴承锁紧螺母锁紧（2分）

当确认轴承系轴向预紧完成，请在记录表1上写出：①前轴承预

紧力（Nm）,②后轴承预紧力（Nm）。

⑸项目五、实测主轴套筒端面到主轴前轴承外环的深度

（3分）实测主轴套筒端面到主轴前轴承外环的深度，并将

（1）用深度卡尺测量主轴套筒端面到主轴前轴承外环的长度K

值

（2）测量法兰（图纸零件号710）凸台高度K1=；

（3）按照工艺要求计算K1=K+:

（4）检验单锥孔跳动As。

（5）将上述实测值填入表1中。

（6）项目六、机械主轴与主轴测试台对接安装（5分）

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⑴安装主轴传动芯棒，保证芯棒轴中心线与主轴中心线同轴。

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⑵将主轴安装在赛场提供的主轴测试台上（参见下图）

（3）安装交流异步电动机于电机座上

（4）通过弹性联轴节将电机轴-

要求：

(1)机械主轴安装在测试台,体应符合大连机床厂主

轴安装工艺要电:轴在软I试台上应调整至主轴中心线

与电机轴中心Z肥，安装规范。

调整电机肥御I同轴。（同轴度仪检测）

(3)异步曲机安装时提供‘0.02mm铜皮做调整垫。

(4)述每方丁步均应协助裁判员检测、确认，并将结果填写

《赛题记录表》附表1“主轴机械装调记录表”中。

：后续任务五使用此测试台进行电气扩展任务，选手

配判进行主轴动态震动测试，实测分贝值填入表1中。

任务二：系统故障排查及系统参数调整、优化（15分）

1.故障排查

2）故障排查涉及系统参数、伺服参数及PMC程序，最终以解除报警、

准确实现功能动作为完成任务。

3）赛场提供的技术资料存在赛场电脑指定文件夹下。

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4)根据下表第三列“技术指标检验标准”,排除故障现象，并将故障现

象、故障原因及修正参数写入到《赛题记录表》附表2“数控系统故

障排查表”中。

序检杳事项技术指标检验标准配

□

分

1紧急停止不能解除紧急停止报警解除

伺服驱动或主轴驱主轴及伺服驱动使能OK,各轴可以移动、项

2

动以/

不能够准备旋转

3进给伺服移动无报在JOG、MDk自动方式下，各轴移Z1

警

伺服移动方向或方进给轴在JOG方式下+/-移M

41

向机

正确床坐标指定方向一致。

5进给轴软/硬限位检查进给轴的行程在a了程学1

系统在MDI或B动卷1坐标显示

6坐标轴移动准确1

移

动量与实际

在MDI方式蜿艘与指令速度一致,

7进给轴速度正确G01

00mm”iin,手动快速速度在100%

in

8手轮方式及倍率,x10,x100倍率正确1

正确无报警，主轴在100%的速度

主轴旋转方向不

9m指3速度一致。在MDI输入1

度正确无报警

/M04/M05有

,S0,S500,S1000度准确。

在MDI方式下执行M19指令，主轴可以实现准

10主轴定间点确2

停

功能，无报警，且准停位置正确。

任务1任加工中心精度1獭由毗眦佃两0确/伺服无震荡

11动平稳2

无高频噪音，在任务五《球杆仪》检测运动圆轨

疝箱我肺母胞’

122

验鬻(2)中的部分》、量具、检具，按P

下表K3I检测加工中心的几何精度，将检测的数据填入《赛题记录揄P

表3"几何精度检查表”中，配分参见赛题记录表3。

•工具、量具、检具选用合理，使用方法正确。

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■每一项数据检测完成后，参赛选手应举手示意，经现场裁判确

认后将检测结果填入“附表3数控机床几何精度测量记录表”中。

表3

序检验检验

简检测要求

号项I

目图具

作

工

台

的

面

平

度

面

GW

T

1840

0.10

2-15

2G0

项

的

点用最小二乘

法计算的平面

埋

石

方检测方法参照

磁

尺

、*

力GB.^TI7421.1-

座

表

、1998的相关

指

示条文和备

器注：

I百

分

或

表

千

表

，

分

127力

主轴

轴

和

线

Z检验棒检测方法参照

线

海磁力

ll/14

2020年第十届全国数控技能大赛一一数控机床装调维修工项目赛题（I浜工教师组样先鲂

表GB/T17421.1-

动间座、指1998的相关

示条文和备

3平行器（百注：

分

.1

a）在平行于Y釉线的b）在平行于X轴线表或

GB/和

YZ垂直平面内的千.3

ZX垂直平面内

1840分表）

0.（1分

2-）

2010

G12

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主轴理石

轴平尺、

线和检验棒

X/Y、等高检测方法参照

运垫块（

动间2个）GBTI7421.1-

的

、磁力

垂直1998的相关

表座、

4度条

示文和备注：

GB/b）主轴轴线和Y运动间的垂5.51,2.1

T直度间的垂直度5.5,

18405.51,2.4.2

0.

2-

2010

）

G13/

G14（2分

项）

工作

面和n

检测方法参照

丫轴理石

17421.1-

咨动。相关

四平

5

a）工作台面和X地b）工作三面和Y

线运力间的三行

线运动间的平

GB/行度

T

1840

0.

2-分

2010

G16/

G17

项

任务四：加工中心精度检测球杆仪检测圆轨迹运动精度（5分）

少口女小：

0上第三列“要求”，使用球杆仪对机器某

按照下表中第

乎110SO23O-4标准要求测量XY平面圆度（假定

指定位置按G

机器温度数11.7）。

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并根据《赛题记录表》“附表4运动精度检测记录表”要求填写和保存

数据。

序

检测项要

号

目求

编制X-Y平面测试程序（可以借

1鉴仪器帮助手册中的已有程序）半径:100mm,进给速度1000mm/min

M入数控系统

2设定球杆仪测试中心在机床上建立测试程序的坐标系原点

3测试程序调试空运行测试程序

蓝牙连接调试使用外置USB蓝牙模块将球杆仪与电脑连

4

接

起来

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5配置校准规配置校准规100mm

安装球杆仪并测试测量后存储测试报告到选手文件夹（文件名

0

JYB-4）

7按GB17421-4分析圆度误差

任务五：加工中心智能化升级改造（30分）

5-1.高速在线测头安装与调试：（5分）

项目要求：

根据赛场所提供的的雷尼绍测头，按照下表5-1第弓各项

任务，并将数据填入《赛题记录表》附表5-1中。<

序项要

弓

目求

1放置测头接收器将测头接收器固定于电玉”租◎厝.\

（1）连接测头接收器电3&黑线:0DV）。

⑵连接“工件鹫产”（点源：0DV）信号线

PMCqQ⑥4,脚：PM》中编辑相应M代码开

2测头电气连接

/关闭测X瞬。

舞火测头摩7港测量输入点/青黑线：24DV）

7Kt专数控第则量输入点X5

、心公卒翼测头,输入测量信号测试指令：

<M8G31

/|P6P<X5OLOF1OO,用手触碰测头测针，检查机床是否

_Q飞用而千分表调整测球圆跳动，使之不超0.03mm。

3测针对

4在工作台上合适位置固定自备环规，保持上表面平行

I:彳乍j^j

2将测头装至机床主轴，并手动定位至环规大约中心

位置，测球低于环规上表面。

23编写并执行测头标定宏程序：

（测头开启代码）

G65P9901M102.Dd;（d为环规直径）

（测头关闭代码）

1）同上1、2步骤。

2）编写并执行直径测量宏程序：

5环规直径测量（测头开启代码）

G65P9901M2.Dd;（d为环规直径）

（测头关闭代码）

5-2.变频器连接及主轴动态测试（12分）

项目要求:

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根据任务一的机械主轴测试台的装配，连接变频器，并通过机床副操

作盘控制主轴分别旋转200rpm,800rpm,1500rpm进行测试。

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具体任务:

连接赛场提供的变频调速器，根据赛场提供的变频器技术资料最终

实现：①正确的动力电源接入，②与数控系统模拟指令电压的正确

接入，③副操作盘控制按钮（主轴启/停，主轴增速/减速按钮等信

号）输入输出与数控系统I/O点的对接。

2关闭FANUC串行主轴，激活FANUC模拟主轴接口。

$编辑PMC程序，能够通过MDI键盘通过输入S在

轴正/反转，通过副操作盘启/停按钮控制主停以a逖曲r作盘

增速/减速按钮调节主轴转速。

模拟主轴指令推荐如下:

分类正传/反转/主轴备注

停

主轴指令M33/M34/M3三须通过M代码译码编

辑

主轴速度指S5Q£)P2i系统已设置好参数

令

5主轴控制使用下罟"接线规范，符合低压配电接线规

则。

7

分类备用地飞bb3b2b1b0

址人/4

主轴主轴

输入X2OA主轴主轴

减增

停启

rx_速速

主轴主轴主轴主轴

裁判对主轴震动（db债）进行检测，检测结*填加《赛

卜学表》附表1中，同时分数遭曲•表塞伊。LEDLED

7项目（1）〜（3）的检测结果填入《赛题记录表》附表5-2中。

5-3.数控系统与服务器互联互通（3分）

项目要求:

根据现场提供设备接口和以太网线，实现PC机与CNC（数控系统）的

连接，联通后应向裁判示意确认IP地址设置情况和联通情况。

序检直事项技术指标及检验标准

a

文件传输1）电脑侧正确完成网络设置及IP地址设置，NC

13分

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（1）能够进行联通测试一一PING测试

（2）能够使用FTP软件进行联通操作并实现

共享盘连接

（3；成功从PC侧推送程序至NC侧成功

5-4.通过PMC实现一个辅助装置自动化连贯动作（10分）

（1）按照最终试卷要求，完成机器人上下料循环仿真动作，参考流程:

通过M代码，指定M代码两位数，推荐M50之后的代码作为：①M51

机床门开、②M52机床门关、③M53气动卡盘松开、动卡盘

夹紧、M50上下料循环起动指令，要求上述能够夕

起动上下料Mxx代码后，应能完成——机床亚柯第N真实

动作）f机床门打开（PMC编程延时末副牌作盘上指

定LED闪烁表明机床门已松开到位）乎kN公开（PMC编程

延时10秒钟，在机床副操作方I辱券表明卡钳已松开到

位）一机械手上下料（电气撞带上料完成（PC机输出信

号至CNC）一工件夹专ED模拟）+机床门关闭（到

位信号LED模拟

(4)机床及系统开

分类备用地b4b3b2b1b0

址

报报模拟

V.••・•・・・

输入警警

彳

环启

c\y21

^22)

机床

Y21

输出门

开

\Y22

终量题不限于上述功能和动作。

（6）止把务完成情况填入《赛题记录表》附表5-4（1）中

（7）编辑的梯形图填入附表5-4（2）中，并注明自定义地址、延时器、

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以及其它功能块地址。

任务六：试切件编程与加工（10分）

项目要求：

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工件尺寸要求参见附件2“加工试件图”。

（1）请根据现场提供的图纸，用G代码编程，完成下述指定轮廓的加工。

①160mmX160mm方

②①108mm圆

③15°斜方（108mmX108mm）

④两个3°斜边的加工程序

（2）毛坯要求：参见附件2■加工件毛坯尺寸图。

⑶工件毛坯由赛场提供。-

（4）加工后的试件经赛场最终测量，结果由裁等浮记录

表》“附表6.试切件的编程与加工记聂乙

任务七：工件在线检测（5分）

项目要求：

更换任务5-1中的殁粼物动检测程序，用三点检测，

测加工后的①108mm威/超之

检测结果通过迎锂0中

任务八：职业养养与安全意识（10分）

考核鸿葭、

1,/出分、理，不互协调性好，工作效率高，书写规范，尊重裁判。

作规范，工、量具摆放合理，没有违反安全操作规程现

象K持工位清洁卫生。

3.裁判组根据选手表现，将评价结果填入《赛题记录表》附表8中。

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2020年第十届全国数控技能大赛一一数控机床装调维修工项目（职工教师组赛题记录表）

附件1：赛题记录表

2020全国技能大赛

一第十届全国数控技能大赛决

数控机床装调维修

（数控机床智能化升Z

（职工组/

（样题用）

场次：________

工位号：________

2020年9月

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2020年第十届全国数控技能大赛一一数控机床装调维修工项目（职工教师组赛题记录表）

任务一、数控机床机械部件装配与调试（15分）

附表1:主轴机械装调记录表

序号项目内容配得分签字

分

项目工件准备与清洁1

项目前后轴承组装配方向2

调整前轴承外环与

主轴后轴承轴径接

触外圆之间回转跳

呼动：

△r=mm,

前轴承外环端面跳动

△a=mm

前后轴承锁紧螺母

锁紧力，

项目

前轴承=N

四

后轴承=

实测主轴套4a端面

到主轴前

的深度

项目

m

五%.

Kn=mm

凸台高度计算公式

0：K1=正确写出公

式K1=

主轴单锥孔跳动

△smm

电机轴轴

机械芯与电机

主轴轴同轴度

与主（同轴

项目七

度仪检测）

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年第十届全国数控技能大赛一一数控机床装调维修工项目（职工教师组赛题记录表）

轴测机械主轴

试台整体装配

3

对接检测

（震动仪

装5db

值）

合计15

任务二、数控机床故障诊断与维修（15分）

3/15

2020年第十届全国数控技能大赛一一数控机床装调维修工项目(职工教师组赛题记录表)

附表2:数控系统故障排查表

签

序

故隙现象处理方配

分

字

号

案

原

1因1

解决方法

己却E除O未排除O申请排除()

原

因

2

解决方法

已抖•滁()未排除()申请排除()

原Z

因为

3岑

解决方法

已招卜:除()未排除()申请排除〉<

原

因7

4

解决方法

己却F除()未排除(勿申漕做

原

因

51

方法力

己排除(、加除G)W请排除()

61

晞*未排除()申请排除()

原

因

71

;解决方法

、、“已排除()未排除()申请排除()

原

E因

1

Y解决方法

原

因

91

解决方法

已排除()未排除()申请排除()

原

因

102

解决方法

4/15

2020年第十届全国数控技能大赛一一数控机床装调维修工项目(职工教师组赛题记录表)

已排除()未排除()申请排除()

原

因

12

1解决方法

已排除O未排除O申请排除O

原

因

122

解决方法

已排除()未排除()申请排除()

小15

计

5/15

2020年第十届全国数控技能大群一一散控机床装调维修工项目（耿工教师组赛题记录表）

任务三、加工中心精度检测一一几何精度检测（10分）L几何精度检查表

序检验项目简得分

号图

工作台面的35

平面度1分

GB/T参照GB/T

18400.17421.1-

2-1998的相关条纹

20105323测量采用“精

G15项密水平仪测量平面度

”法

采用网格法和对角线法均*，

1平面度计算:

计算：2分

4/15

2020年第十届全国数控技能大群一一散控机床装调维修工项目（耿工教师组赛题记录表）

参照5.3.2.4计算采

用“最小