2021年河北省職業(yè)院校（高職）工業(yè)設(shè)計技術(shù)技能大賽樣題第一階段

注意事項

1.參賽選手在比賽過程中應(yīng)該遵守相關(guān)的規(guī)章制度和安全守則，如有

違反，則按照相關(guān)規(guī)定在考試的總成績中扣除相應(yīng)分值。

2.參賽選手的比賽任務(wù)書用參賽證號、組別、場次、工位號標(biāo)識，不

得寫有姓名或與身份有關(guān)的信息，否則視為作弊，成績無效。

3.比賽任務(wù)書當(dāng)場啟封、當(dāng)場有效。比賽任務(wù)書按一隊一份分發(fā)，競

賽結(jié)束后當(dāng)場收回，不允許參賽選手帶離賽場，也不允許參賽選手摘錄有

關(guān)內(nèi)容，否則按違紀(jì)處理。

4.各參賽隊注意合理分工，選手應(yīng)相互配合，在規(guī)定的比賽時間內(nèi)完

成全部任務(wù)，比賽結(jié)束時，各選手必須停止操作計算機。

5.請在比賽過程中注意實時保存文件，由于參賽選手操作不當(dāng)而造成

計算機“死機”、“重新啟動”、“關(guān)閉”等一切問題，責(zé)任自負(fù)。

6.在提交的電子文檔上不得出現(xiàn)與選手有關(guān)的任何信息或特別記號，

否則將視為作弊。

7.若出現(xiàn)惡意破壞賽場比賽用具或影響他人比賽的情況，取消全隊競

賽資格。

8.請參賽選手仔細(xì)閱讀任務(wù)書內(nèi)容和要求，競賽過程中如有異議，可

向現(xiàn)場裁判人員反映，不得擾亂賽場秩序。

9.遵守賽場紀(jì)律，尊重考評人員，服從安排。

10.賽場發(fā)放兩個U盤。所有比賽文件保存兩個U盤的根目錄中一份，

計算機D盤根目錄中一份，第一階段比賽完畢提交一個U盤，裝入信封

封好，選手和裁判共同簽字確認(rèn)。另一個U盤放在工具箱中，選手在第二

階段時使用其中的加工程序進行加工及裝配驗證。

11.加工后的零件按照要求裝配后裝入工具箱封好，選手和裁判共同簽

字確認(rèn)。

3

一、任務(wù)名稱與時間

1.任務(wù)名稱：某型電動雕刻筆創(chuàng)新設(shè)計與制造。

2.競賽時間：4.5小時。

二、已知條件

電動雕刻筆利用交流電頻率周期特性，產(chǎn)生受迫振動，使打印針高頻

震動，從而在工件上刻劃出一定深度的標(biāo)記，廣泛適用于金屬、玉器、玻

璃、塑料、大理石、瓷器等材料表面上進行雕刻、打標(biāo)或簽名。

某型電動雕刻筆如圖1所示，自投放市場以來，根據(jù)客戶要求電動雕

刻筆調(diào)速鈕與開關(guān)一體化設(shè)計和增加殼體強度，擬對電動雕刻筆進行再設(shè)

計。

1-殼體（正面）2-殼體（反面）

圖1電動雕刻筆示意圖

電動雕刻筆基本情況：

電動雕刻筆主要由殼體、振動源和打印針等組件構(gòu)成。外形尺寸長度

約250mm，外形為多個規(guī)則和不規(guī)則平面或曲面構(gòu)成，重量約0.50kg。

三、數(shù)字化設(shè)計階段任務(wù)、要求、評分要點和提交成果

任務(wù)1實物三維數(shù)據(jù)采集（20分）

參賽選手對賽場提供的三維掃描裝置進行標(biāo)定。

4

利用標(biāo)定成功的掃描儀和附件對任務(wù)書指定的實物進行掃描，獲取點

云數(shù)據(jù)，并對獲得的點云進行相應(yīng)取舍，剔除噪點和冗余點后保存點云文

件?？己诉x手復(fù)雜表面點云準(zhǔn)確獲取能力。

（1）標(biāo)定

參賽選手利用賽場提供的三維掃描裝置和標(biāo)定板，根據(jù)三維掃描儀使

用要求，進行三維掃描儀標(biāo)定。要求自行認(rèn)定至三維掃描儀“標(biāo)定成功”

狀態(tài)。并將該狀態(tài)截屏保存，格式采用圖片jpg或bmp文件。

注意：文件名不得出現(xiàn)工位號。

提交：標(biāo)定成功截圖，格式為jpg或bmp文件，文件名為“11bd”。

提交位置：現(xiàn)場給定2個U盤，將“11bd”保存在U盤中根目錄中一份，

電腦D盤根目下備份一份，其它地方不準(zhǔn)存放。

（2）數(shù)據(jù)采集

參賽選手使用自行認(rèn)定“標(biāo)定成功”的三維掃描儀和附件，完成給定的

電動雕刻筆殼體外表面掃描，并對獲得的點云進行取舍，剔除噪點和冗余

點。

注意：不得拆卸封裝好的殼體，封裝螺釘已加封石蠟，若發(fā)現(xiàn)石蠟被

破壞競賽成績記零分。

提交：經(jīng)過去舍后點云電子文檔，格式為asc文件，文件名命名為

“12dy”，及封裝后的電子文檔stl文件，文件命名為“13sm”。提交位置：

U盤根目錄一份，電腦D盤根目錄下備份一份，其它地方不準(zhǔn)存放。

分值指標(biāo)分配如下：

掃描儀采集系統(tǒng)主體完整性、局部特征完整性、細(xì)節(jié)特征完整性、

指標(biāo)

調(diào)整處理效果處理效果處理效果

分值3653

評分標(biāo)準(zhǔn)：將選手提交的掃描數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字模型進行比對，組成面

的點基本齊全（以點足以建立曲面為標(biāo)準(zhǔn)），并且平均誤差小于0.06為得

分。平均誤差大于0.10為不得分，中間狀態(tài)酌情給分。

5

注意：（1）標(biāo)志點處不作評分，未掃描到的位置不可以進行補缺。

（2）利用逆向模型反推的點云數(shù)據(jù)不給分。

任務(wù)2逆向建模（25分）

利用任務(wù)1采集的點云數(shù)據(jù)，使用逆向建模軟件，對電動雕刻筆殼體

外表面進行三維數(shù)字化建模。對逆向建模的模型進行數(shù)字模型精度對比

（3D比較、2D比較、創(chuàng)建2D尺寸），形成分析報告。考核選手?jǐn)?shù)模合

理還原能力。

注意：

（1）合理還原產(chǎn)品數(shù)字模型，要求特征拆分合理，轉(zhuǎn)角銜接圓潤。優(yōu)

先完成主要特征，在完成主要特征的基礎(chǔ)上再完成細(xì)節(jié)特征。整體擬合不

得分。

（2）實物的表面特征不得改變，數(shù)字模型比例(1:1)不得改變。

（3）實物的孔表面可做光滑處理。

提交：

（1）對齊坐標(biāo)后用于建模的“stl”文件，命名為“21jm”。

（2）電動雕刻筆殼體數(shù)字模型的建模源文件和“stp”文件，命名為

“21jm”。

提交位置：保存在U盤根目錄一份，電腦D盤根目錄下備份一份，其

它地方不準(zhǔn)存放。

數(shù)字模型精度對比：利用GeomagicControl軟件功能，做出數(shù)字模型

精度對比報告（GeomagicControl報告）。選手逆向建模完成后，使用

“GeomagicControl”軟件分別進行模型的3D比較（建模STL與逆向結(jié)

果）、2D比較（指定位置）及創(chuàng)建2D尺寸（指定位置并標(biāo)注主要尺寸），

創(chuàng)建“pdf”格式分析報告。

注意：僅對比外表面，對比報告配分將與創(chuàng)新設(shè)計說明結(jié)合給出。詳

見任務(wù)三分值指標(biāo)分配。

提交：對比文件采用“pdf”格式文件，文件命名為“23db”。提交位

6

置：保存在U盤根目錄中一份，電腦D盤根目錄下備份一份，其它地方不

準(zhǔn)存放。

分值指標(biāo)分配如下：

數(shù)據(jù)定位合模型特征的特征拆分特征完成關(guān)鍵特數(shù)字模型對

指標(biāo)

理性完成度合理性精確度征精度比（報告）

分值355543

評分標(biāo)準(zhǔn)：將選手創(chuàng)建的模型與掃描數(shù)據(jù)進行比對，平均誤差小于

0.08。面建模質(zhì)量好、合理拆分特征、擬合度高的得分。平均誤差大于0.20

不得分，中間狀態(tài)酌情給分。

任務(wù)3創(chuàng)新設(shè)計（25分）

利用給定實物和任務(wù)2所建數(shù)字化模型，結(jié)合相關(guān)知識，按任務(wù)書要

求進行結(jié)構(gòu)和功能創(chuàng)新設(shè)計，生成裝配圖及零件圖。選手結(jié)合設(shè)計任務(wù)要

求編寫設(shè)計方案說明書，采用文字結(jié)合圖片的方式從設(shè)計方案的人性化、

美觀性、合理性、可行性、工藝性、經(jīng)濟性等方面描述創(chuàng)新設(shè)計的思路及

設(shè)計結(jié)果?？己诉x手外觀美化、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、功能創(chuàng)新的設(shè)計能力。

（1）電動雕刻筆殼體設(shè)計

選手利用預(yù)裝好的建模軟件，根據(jù)“任務(wù)2”完成的數(shù)字模型和給定

的電動雕刻筆功能部件，結(jié)合產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、機械制圖、數(shù)控加工等專業(yè)知識，

按數(shù)控加工工藝、強度、裝配等技術(shù)要求，進行電動雕刻筆殼體設(shè)計，輸

出裝配工程圖和零件工程圖。

（2）調(diào)速鈕開關(guān)一體化電動雕刻筆設(shè)計

電動雕刻筆組件如圖2所示。

1-打印頭2-連接桿3-振動源4-調(diào)速鈕開關(guān)

圖2電動雕刻筆組件示意圖

7

選手利用預(yù)裝好的建模軟件，根據(jù)給定的電動雕刻筆功能部件尺寸，

結(jié)合產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、人體工程學(xué)、3D打印等專業(yè)知識，按照3D打印工藝、強

度、裝配等技術(shù)要求，進行調(diào)速鈕開關(guān)一體化電動雕刻筆設(shè)計。

注意：

（1）選手提交調(diào)速鈕開關(guān)一體化電動雕刻筆創(chuàng)新設(shè)計報告書，采用

文字和圖片結(jié)合形式，描述創(chuàng)新設(shè)計思路；要求邏輯性強，排版整齊美觀。

（2）調(diào)速鈕開關(guān)一體化電動雕刻筆創(chuàng)新設(shè)計報告書，應(yīng)采用規(guī)范技

術(shù)術(shù)語，言簡意賅。符合創(chuàng)新設(shè)計說明（附件1）要求。

（3）創(chuàng)新設(shè)計要充分利用競賽賽場給定的條件和工具。

提交：

（1）調(diào)速鈕開關(guān)一體化電動雕刻筆虛擬裝配源文件和“stp”格式文

件，文件命名為“31zp”。

（2）調(diào)速鈕開關(guān)一體化電動雕刻筆裝配工程圖源文件和“dwg”格式

文件，文件命名為“32zp。

（3）調(diào)速鈕開關(guān)一體化電動雕刻筆（正面）零件工程圖源文件和“dwg”

格式文件，文件命名為“33lj”。

（4）創(chuàng)新設(shè)計報告書文件為“doc”格式文件,命名為“34cx”,文件不

準(zhǔn)做任何文字、記號、圖案特殊標(biāo)記，否則按違規(guī)處理。

提交位置：保存在U盤根目錄一份，電腦D盤根目錄下備份一份，其

它地方不準(zhǔn)存放。

分值指標(biāo)分配如下：

指標(biāo)外觀設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計功能設(shè)計圖紙表達創(chuàng)新說明

分值45565

評分標(biāo)準(zhǔn)：達到期待的優(yōu)秀水平得滿分；達到標(biāo)準(zhǔn)，且某些方面超過

標(biāo)準(zhǔn)得2/3分；達到標(biāo)準(zhǔn)得1/3分；各方面均低于標(biāo)準(zhǔn)，包括“未做嘗試”

得0分。

8

任務(wù)4CNC編程

選手根據(jù)賽場指定的機床、刀具、毛坯等加工條件，分析“任務(wù)3”

設(shè)計的電動雕刻筆殼體的工藝，制定加工工藝過程，編制加工工序卡；利

用自動編程軟件，根據(jù)制定的工藝編制數(shù)控加工程序.

（1）制定加工工藝

選手利用預(yù)裝好的編程軟件，根據(jù)“任務(wù)3”設(shè)計的電動雕刻筆殼體

及賽場提供的機床、刀具清單、毛坯，結(jié)合數(shù)控編程、金屬切削、機械加

工工藝等專業(yè)知識，按“任務(wù)3”輸出的工程圖紙要求進行電動雕刻筆殼

體數(shù)控加工工藝制定、數(shù)控加工程序編制。毛坯尺寸、加工刀具清單、工

具清單，見附件2。

制定加工工藝，填寫完成附件3加工工藝卡（電子檔）和附件4加工

工藝說明（電子檔）。

注意：請從經(jīng)濟性、規(guī)范性、安全性和環(huán)保等方面闡述加工工藝制定

思路。

提交：

（1）附件3加工工藝卡，文件命名為“41gyk”。

（2）附件4加工工藝說明，文件命名為“42gysm”。

提交位置：U盤根目錄一份，電腦D盤根目錄下備份一份，其它地方

不準(zhǔn)存放。

選擇合適的軟件對產(chǎn)品進行數(shù)控編程，生成加工程序。

提交:

（1）電動雕刻筆加工工件的數(shù)控程序，殼體（正面）加工程序全部存

放在名為“42bc－zm”的文件夾中。

（2）電動雕刻筆加工工件的數(shù)控程序，殼體（反面）加工程序全部存

放在名為“42bc－fm”文件夾中。

提交位置：U盤根目錄一份，電腦D盤根目錄下備份一份，其它地方

不準(zhǔn)存放。

9

分值指標(biāo)分配說明：任務(wù)4提交的數(shù)控程序，不做為評分依據(jù)。

任務(wù)53D打印程序設(shè)置

根據(jù)“任務(wù)3”調(diào)速鈕開關(guān)一體化電動雕刻筆設(shè)計文件進行封裝和打

印參數(shù)設(shè)置。

提交：

（1）提交設(shè)置好的切片程序，程序命名為“51-dy”。

提交位置：U盤根目錄一份，電腦D盤根目錄下備份一份，其它地方

不準(zhǔn)存放。

分值指標(biāo)分配說明：任務(wù)5提交的切片程序，不做為評分依據(jù)。

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全國職業(yè)院校技能大賽河北省選拔賽

工業(yè)設(shè)計技術(shù)賽項樣題

第一階段

（總時間：4.5小時）

任

務(wù)

書

二〇二一年四月

1

注意事項

1.參賽選手在比賽過程中應(yīng)該遵守相關(guān)的規(guī)章制度和安全守則，如有

違反，則按照相關(guān)規(guī)定在考試的總成績中扣除相應(yīng)分值。

2.參賽選手的比賽任務(wù)書用參賽證號、組別、場次、工位號標(biāo)識，不

得寫有姓名或與身份有關(guān)的信息，否則視為作弊，成績無效。

3.比賽任務(wù)書當(dāng)場啟封、當(dāng)場有效。比賽任務(wù)書按一隊一份分發(fā)，競

賽結(jié)束后當(dāng)場收回，不允許參賽選手帶離賽場，也不允許參賽選手摘錄有

關(guān)內(nèi)容，否則按違紀(jì)處理。

4.各參賽隊注意合理分工，選手應(yīng)相互配合，在規(guī)定的比賽時間內(nèi)完

成全部任務(wù)，比賽結(jié)束時，各選手必須停止操作計算機。

5.請在比賽過程中注意實時保存文件，由于參賽選手操作不當(dāng)而造成

計算機“死機”、“重新啟動”、“關(guān)閉”等一切問題，責(zé)任自負(fù)。

6.在提交的電子文檔上不得出現(xiàn)與選手有關(guān)的任何信息或特別記號，

否則將視為作弊。

7.若出現(xiàn)惡意破壞賽場比賽用具或影響他人比賽的情況，取消全隊競

賽資格。

8.請參賽選手仔細(xì)閱讀任務(wù)書內(nèi)容和要求，競賽過程中如有異議，可

向現(xiàn)場裁判人員反映，不得擾亂賽場秩序。

9.遵守賽場紀(jì)律，尊重考評人員，服從安排。

10.賽場發(fā)放兩個U盤。所有比賽文件保存兩個U盤的根目錄中一份，

計算機D盤根目錄中一份，第一階段比賽完畢提交一個U盤，裝入信封

封好，選手和裁判共同簽字確認(rèn)。另一個U盤放在工具箱中，選手在第二

階段時使用其中的加工程序進行加工及裝配驗證。

11.加工后的零件按照要求裝配后裝入工具箱封好，選手和裁判共同簽

字確認(rèn)。

3

一、任務(wù)名稱與時間

1.任務(wù)名稱：某型電動雕刻筆創(chuàng)新設(shè)計與制造。

2.競賽時間：4.5小時。

二、已知條件

電動雕刻筆利用交流電頻率周期特性，產(chǎn)生受迫振動，使打印針高頻

震動，從而在工件上刻劃出一定深度的標(biāo)記，廣泛適用于金屬、玉器、玻

璃、塑料、大理石、瓷器等材料表面上進行雕刻、打標(biāo)或簽名。

某型電動雕刻筆如圖1所示，自投放市場以來，根據(jù)客戶要求電動雕

刻筆調(diào)速鈕與開關(guān)一體化設(shè)計和增加殼體強度，擬對電動雕刻筆進行再設(shè)

計。

1-殼體（正面）2-殼體（反面）

圖1電動雕刻筆示意圖

電動雕刻筆基本情況：

電動雕刻筆主要由殼體、振動源和打印針等組件構(gòu)成。外形尺寸長度

約250mm，外形為多個規(guī)則和不規(guī)則平面或曲面構(gòu)成，重量約0.50kg。

三、數(shù)字化設(shè)計階段任務(wù)、要求、評分要點和提交成果

任務(wù)1實物三維數(shù)據(jù)采集（20分）

參賽選手對賽場提供的三維掃描裝置進行標(biāo)定。

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利用標(biāo)定成功的掃描儀和附件對任務(wù)書指定的實物進行掃描，獲取點

云數(shù)據(jù)，并對獲得的點云進行相應(yīng)取舍，剔除噪點和冗余點后保存點云文

件?？己诉x手復(fù)雜表面點云準(zhǔn)確獲取能力。

（1）標(biāo)定

參賽選手利用賽場提供的三維掃描