第四屆全國智能制造應(yīng)用技術(shù)技能大賽河南省選拔賽樣題-裝配鉗工

2021年全國行業(yè)職業(yè)技能競賽

—第四屆全國智能制造應(yīng)用技術(shù)技能大賽

河南省選拔賽競賽規(guī)程

裝配鉗工

（智能制造單元安裝與調(diào)試）

職工組/學(xué)生組

實操題

（樣題）

河南省組委會技術(shù)組

2021年9月

重要說明

1.如出現(xiàn)任務(wù)書缺頁、字跡不清等問題，請及時向裁判申請

更換任務(wù)書。

2.參賽團(tuán)隊?wèi)?yīng)在180分鐘內(nèi)完成任務(wù)書規(guī)定內(nèi)容。

3.比賽共包括6個任務(wù)，總分100分，見表1。

表1：任務(wù)配分表

序號名稱配分說明

1任務(wù)1：智能制造設(shè)備的安裝與調(diào)試20

2任務(wù)2：在線檢測單元的安裝與調(diào)試10

3任務(wù)3：工業(yè)機(jī)器人的安裝調(diào)試和編程20

4任務(wù)4：智能制造控制系統(tǒng)的安裝與調(diào)試20

5任務(wù)5：智能制造單元的切削試運(yùn)行25

6任務(wù)6：職業(yè)素養(yǎng)與安全操作5

合計100

4.除表中有說明限制各任務(wù)評判順序的，其它不限制任務(wù)中

各項的先后順序，選手在實際比賽過程中要根據(jù)賽題情況進(jìn)行操

作。

5.請務(wù)必閱讀各任務(wù)的重要提示。

6.比賽過程中，若發(fā)生危及設(shè)備或人身安全事故，立即停止

比賽，將取消其參賽資格。

7.比賽所需要的資料及軟件都以電子版的形式保存在工位計

算機(jī)里指定位置E:\ZL\。

8.競賽平臺系統(tǒng)中主要模塊的IP地址分配見表2。

表2：IP地址分配表

序號名稱IP地址分配備注

1主控系統(tǒng)PLC192.168.8.10

2主控HMI觸摸屏192.168.8.11

3工業(yè)機(jī)器人192.168.8.103

4MES部署計算機(jī)192.168.8.99

5數(shù)控車床192.168.8.15

6數(shù)控加工中心192.168.8.16

7編程計算機(jī)1192.168.8.97

8編程計算機(jī)2192.168.8.98

9.競賽平臺系統(tǒng)中立體倉庫行列定義如下圖1所示。

倉位（1,1）倉位（1,6）

倉位（2,1）倉位（2,6）

倉位（3,1）倉位（3,6）

倉位（4,1）倉位（4,6）

倉位（5,1）倉位（5,6）

圖1立體倉庫行列定義

10.選手對比賽過程中需裁判確認(rèn)部分，應(yīng)當(dāng)先舉手示意，等

待裁判人員前來處理。

11.參賽選手在競賽過程中，不得使用U盤。

12.選手在競賽過程中應(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)定在競賽的總成績中扣除相應(yīng)分值。

13.選手在比賽開始前，認(rèn)真對照工具清單檢查工位設(shè)備，并

確認(rèn)后開始比賽；選手完成任務(wù)后的檢具、儀表和部件，現(xiàn)場需

統(tǒng)一收回再提供給其他選手使用。

14.賽題中要求的備份和保存在電腦中的文件，需選手在計算

機(jī)指定文件夾E:\競賽文件夾\命名對應(yīng)文件夾（賽位號+NC，賽位

號+PLC，賽位號+HMI）。賽題中所要求備份的文件請備份到對應(yīng)

到文件夾下。

15.需要裁判驗收的各項任務(wù)，任務(wù)完成后裁判只驗收1次，

請根據(jù)賽題說明，確認(rèn)完成后再提請裁判驗收。

16.選手嚴(yán)禁攜帶任何通訊、存儲設(shè)備及技術(shù)資料，如有發(fā)現(xiàn)

將取消其競賽資格。選手擅自離開本參賽隊賽位或者與其他賽位

的選手交流或者在賽場大聲喧嘩，嚴(yán)重影響賽場秩序，如有發(fā)生，

將取消其參賽資格。

17.選手必須認(rèn)真填寫各類文檔，競賽完成后所有文檔按頁碼

順序一并上交。

18.選手必須及時保存自己編寫的程序及材料，防止意外斷電

及其它情況造成程序或資料的丟失。

19.賽場提供的任何物品，不得帶離賽場。

競賽平臺系統(tǒng)提供部分PLC參考程序，競賽選手可以在編寫

PLC程序時調(diào)用。

一、競賽項目任務(wù)書

任務(wù)1：智能制造設(shè)備的安裝與調(diào)試：對數(shù)控車床、加工中心

進(jìn)行參數(shù)設(shè)置、功能調(diào)試及優(yōu)化，對其氣動門、動力夾具進(jìn)行控制，

實現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)與外部系統(tǒng)的互聯(lián)互通，做好刀具安裝及對刀等加工

前的準(zhǔn)備工作。

（一）氣動門、動力夾具硬件連接控制

（1）完成加工中心氣動虎鉗以及零點夾具自動控制相關(guān)的硬件

連接與調(diào)試，能夠?qū)崿F(xiàn)氣動虎鉗和零點夾具正確可靠夾緊工件。

（二）機(jī)內(nèi)攝像頭的調(diào)試完成數(shù)控車床和加工中心機(jī)內(nèi)的吹

氣功能與攝像頭的連接調(diào)試。具體要求：

（1）通過編寫PLC程序?qū)崿F(xiàn)定時吹氣、隨時手動吹氣；

（2）通過調(diào)整機(jī)床內(nèi)攝像頭的位置，能夠清晰顯示工作臺圖像；

（三）數(shù)控機(jī)床主要參數(shù)設(shè)置與功能調(diào)試任務(wù)描述：根據(jù)設(shè)備

配置情況，完成數(shù)控車床和加工中心的主要參數(shù)的檢查和設(shè)置。

（1）數(shù)控車床和加工中心的部分主要功能調(diào)試。

根據(jù)提供的數(shù)控車床技術(shù)參數(shù)，通過機(jī)床操作和參數(shù)設(shè)置，完

成回零功能操作。

（2）加工中心參數(shù)設(shè)置及主要功能調(diào)試

根據(jù)提供的加工中心技術(shù)參數(shù)，通過機(jī)床操作和參數(shù)設(shè)置，完

成回零、主軸定向功能等操作。

（四）刀具安裝及對刀調(diào)試

（1）將零件加工所需要的刀具安裝到數(shù)控車床刀架和加工中心

刀庫。

（2）完成數(shù)控車床和加工中心的對刀及相應(yīng)的數(shù)據(jù)設(shè)置，進(jìn)行

刀具與刀號對應(yīng)的確認(rèn)，刀長的測量。

（五）數(shù)控車床和數(shù)控加工中心的網(wǎng)絡(luò)連接：完成智能制造單

元互連互通構(gòu)架中數(shù)控車床和數(shù)控加工中心網(wǎng)絡(luò)硬件連接。

完成任務(wù)1中（一）-（五）后，舉手示意裁判進(jìn)行評判！

任務(wù)2：在線檢測單元的安裝與調(diào)試任務(wù)描述：進(jìn)行加工中心

在線測量裝置（測頭）的安裝與調(diào)試，對測頭進(jìn)行標(biāo)定，對加工的

零件進(jìn)行在線測量，測量數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)上傳。根據(jù)檢測數(shù)據(jù)，判

斷零件是否合格，并作出相應(yīng)處理。

（一）加工中心在線測頭的安裝和調(diào)試

（1）完成在線測量裝置（測頭）的安裝，正確將測頭裝夾在到

刀柄上、正確安裝測頭到機(jī)床主軸上；

（2）正確放置標(biāo)定量規(guī)到機(jī)床夾具上，并進(jìn)行找正。

（二）在線測量裝置（測頭）的標(biāo)定：完成在線測量裝置（測

頭）的標(biāo)定，能夠在機(jī)床面板顯示正確標(biāo)定測量數(shù)據(jù)。

（三）工件在線測量：用試切的工件，測試工件的尺寸，試切

的工件為附件加工圖紙中的工件軸，在線檢測尺寸為端面外圓直徑

（50-0.05）。完成對測試工件的尺寸在線檢測，在MES系統(tǒng)中實時

正確顯示工件測量數(shù)據(jù)。

完成任務(wù)2中（一）-（三）后，舉手示意裁判進(jìn)行評判！

任務(wù)3：工業(yè)機(jī)器人的安裝與調(diào)試任務(wù)描述：根據(jù)現(xiàn)場提供的

部件，進(jìn)行工業(yè)機(jī)器人快換裝置、氣動部件等外部設(shè)備的安裝與調(diào)

試，進(jìn)行工業(yè)機(jī)器人（含第七軸）與數(shù)控機(jī)床、立體倉庫等設(shè)備之

間動作的編程和調(diào)試。

（一）工業(yè)機(jī)器人快換裝置及快換工作臺的安裝與調(diào)試

（1）完成工業(yè)機(jī)器人快換裝置的安裝與調(diào)試,包括工具側(cè)快換

手爪、氣路和光電開關(guān)等安裝與調(diào)試。

（2）實現(xiàn)3個工具側(cè)快換手爪的控制以及手爪上有無料的檢測

功能。

（二）機(jī)器人示教編程及調(diào)試編寫工業(yè)機(jī)器人示教程序、

PLC及HMI界面程序的完成：

（1）工業(yè)機(jī)器人在數(shù)控車床與立體倉庫之間上下料的示教編程

與調(diào)試；

（2）工業(yè)機(jī)器人在加工中心與立體倉庫之間上下料的示教編程

與調(diào)試；測試工件擺放于立體倉庫（3,2）倉位，機(jī)器人工具側(cè)快換

手爪放置于快換工作臺上。機(jī)器人示教編程及調(diào)試具體要求見表3-1。

表3-1機(jī)器人示教編程及調(diào)試具體要求表

序號具體要求

1正確實現(xiàn)數(shù)控車床與立體倉庫之間上下料：

（1）示教編程工業(yè)機(jī)器人與數(shù)控車床和立體倉庫的取放程序；

（2）通過在PLC端HMI上選取立體倉庫中（3,2）倉位的毛坯和數(shù)控車床上

料按鈕，機(jī)器人能夠從立體倉庫正確取出工件，放置到數(shù)控車床卡盤位置,并

能夾緊；

（3）通過在PLC端HMI上數(shù)控車床取料按鈕，機(jī)器人能夠正確從數(shù)控車床取

出工件，放回到立體倉庫中原位置。

2正確實現(xiàn)加工中心與立體倉庫之間上下料：

（1）示教編程工業(yè)機(jī)器人與數(shù)控車床和立體倉庫的取放程序；

（2）通過在PLC端HMI上選取立體倉庫中（3,2）倉位的毛坯和加工中心上

料按鈕，機(jī)器人能夠正確從立體倉庫取出工件，放置到數(shù)控加工中心對應(yīng)的夾

具位置，并能夾緊；

（3）通過在PLC端HMI上加工中心取料按鈕，機(jī)器人能夠正確從加工中心取

出工件，放回到立體倉庫中原位置。

完成任務(wù)3中（一）-（二）后，舉手示意裁判進(jìn)行評判！

任務(wù)4：智能制造控制系統(tǒng)單元的安裝與調(diào)試

任務(wù)描述：基于PLC控制系統(tǒng)完成智能制造單元主要設(shè)備間的

互聯(lián)互通、編程和調(diào)試，并編寫與MES系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口，實現(xiàn)智能

制造系統(tǒng)控制流程，完成對工件的加工：根據(jù)加工要求，工業(yè)機(jī)器

人從立體倉庫取料，取出待加工毛坯（要求先讀取倉位RFID標(biāo)簽信

息，然后再取工件），送至數(shù)控機(jī)床上料，加工、在線測量后，機(jī)

器人從數(shù)控機(jī)床上取料并送回立體倉庫規(guī)定的倉位中，并更新倉位

RFID標(biāo)簽信息。實現(xiàn)智能制造單元中各設(shè)備的安全、協(xié)調(diào)運(yùn)行。

料庫RFID標(biāo)簽信息編碼規(guī)則如下：

A.場次定義：A、B、C、D、E；

B.零件種類指選手需要加工的零件種類；

C.零件材料定義：0:鋁材，1:45鋼；

D.最后兩位零件狀態(tài)定義如下：00：空，01：毛坯，02：正在

加工，03：合格品，04：不合格品,05：車床加工完成（中間狀態(tài)），

06：加工中心加工完成（中間狀態(tài)）。

（一）主控PLC與智能制造單元主要設(shè)備之間的互聯(lián)編寫工

業(yè)機(jī)器人示教程序、PLC及HMI測試界面程序，實現(xiàn)主控PLC、機(jī)器

人、數(shù)控車床、加工中心、立體倉庫、在線測量裝置、MES系統(tǒng)之間

的連接和通信調(diào)試。主控PLC與智能制造單元主要設(shè)備之間的互聯(lián)

具體要求見表4-1。

表4-1主控PLC與智能制造單元主要設(shè)備之間的互聯(lián)具體要求表

序號具體要求

智能制造單元網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架互連的安裝：

對智能制造系統(tǒng)各單元網(wǎng)絡(luò)互連進(jìn)行安裝和檢查，使數(shù)控車床、數(shù)控加工中

1

心、機(jī)器人、主控系統(tǒng)、編程計算機(jī)1、編程計算機(jī)2和MES部署計算機(jī)在一

個網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架中互連。

調(diào)試主控PLC、編寫HMI測試畫面，實現(xiàn)與機(jī)器人之間的連接：

（1）編寫主控PLC與機(jī)器人通信測試程序，能夠?qū)崿F(xiàn)與機(jī)器人之間的數(shù)據(jù)通

2

信；

（2）在機(jī)器人端改變關(guān)節(jié)數(shù)據(jù)，能夠在PLC端的HMI上同步顯示各關(guān)節(jié)數(shù)據(jù)。

調(diào)試主控PLC與數(shù)控車床之間的連接：

（1）編寫主控PLC與數(shù)控車床之間的通信測試程序，能夠?qū)崿F(xiàn)與數(shù)控車床的

3

數(shù)據(jù)通信；

（2）在PLC端HMI上能夠正確顯示機(jī)床門開關(guān)狀態(tài)和卡盤狀態(tài)。

調(diào)試調(diào)試主控PLC與數(shù)控加工中心之間的連接：

（1）編寫主控PLC與數(shù)控加工中心之間的通信測試程序，能夠?qū)崿F(xiàn)與數(shù)控加

4

工中心的數(shù)據(jù)通信；

（2）在PLC端HMI上能夠正確顯示機(jī)床門開關(guān)狀態(tài)和夾具狀態(tài)。

調(diào)試主控PLC與立體倉庫之間的連接：

5編寫立體倉庫有無料狀態(tài)檢測的主控PLC測試程序，實現(xiàn)立體倉庫（4,2）的

有無料狀態(tài)讀取，狀態(tài)信息顯示到HMI上。

調(diào)試主控PLC與RFID系統(tǒng)之間的連接和通訊：

（1）通過PLC編程，根據(jù)RFID按照規(guī)定的編碼規(guī)則，對每一個倉位的RFID

6標(biāo)簽按照倉庫狀態(tài)進(jìn)行初始化；

（2）編寫HMI測試界面，正確顯示立體庫倉位（4,2）、（2，2）的RFID狀

態(tài)信息。

（二）主控PLC的編程與調(diào)試任務(wù)描述：根據(jù)智能制造單元控

制要求，通過編寫主控PLC程序和HMI測試界面，完成智能制造的

編程與調(diào)試，實現(xiàn)智能制造單元中各設(shè)備的安全、互鎖和協(xié)調(diào)運(yùn)行。

特別需要滿足如下條件：

（1）只有在數(shù)控車床的防護(hù)門打開到位、主軸停止、液壓卡盤

在機(jī)器人放料時松開到位（在取料時為閉合），機(jī)床準(zhǔn)備就緒（無

急停、無報警）的情況下方可允許機(jī)器人進(jìn)入，完成工件的取放。

（2）只有在數(shù)控加工中心的防護(hù)門打開到位、主軸停止、各軸

在安全位置、機(jī)床準(zhǔn)備就緒（無急停、無報警）的情況下方可允許

機(jī)器人進(jìn)入，完成工件的取放。

（3）機(jī)器人也必須在完成上下料，回到安全位置后，機(jī)床才能

關(guān)閉防護(hù)門并開始加工。

主控PLC的編程與調(diào)試具體要求見表4-2。

表4-2主控PLC的編程與調(diào)試具體要求表

具體要求

通過智能制造系統(tǒng)編程和調(diào)試實現(xiàn)如下加工流程：讀加工測試工件的RFID標(biāo)簽信

息->從立體倉庫指定位置取測試工件->至數(shù)控車床上料->數(shù)控車床取料->至加工中心

上料->加工中心取料->至立體倉庫指定位置->寫RFID數(shù)據(jù)（合格品），測試工件位置

放置于立體倉庫倉位（4,2）中，機(jī)器人工具側(cè)快換手爪放置于快換工作臺上，具體要

求如下：

（1）通過HMI啟動模擬加工流程;

（2）機(jī)器人在規(guī)定倉位取待工件，在取料前先讀取倉位RFID信息，然后取料，再

對RFID寫入測試工件狀態(tài)；

（3）工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動到數(shù)控機(jī)床進(jìn)行上料；

（4）數(shù)控車床模擬加工完成后，工業(yè)機(jī)器人將測試工件運(yùn)送到數(shù)控加工中心進(jìn)行上

料；

（5）數(shù)控加工中心模擬加工完成后，工業(yè)機(jī)器人取料，并輸送到立體倉庫指定倉

位，并更新倉位的RFID的工件狀態(tài)信息；

（6）數(shù)控機(jī)床與機(jī)器人之間各動作之間必須安全互鎖和協(xié)調(diào)，并實現(xiàn)自動開關(guān)門、夾

盤自動裝夾。

完成任務(wù)4中（一）-（二）后，舉手示意裁判進(jìn)行評判！

任務(wù)5：智能制造單元的切削試運(yùn)行任務(wù)描述：根據(jù)任務(wù)書給

定的任務(wù)要求，選手完成手工編程或者通過CAM編制簡單零件加工

程序，并上傳至MES系統(tǒng)。通過調(diào)試，實現(xiàn)MES系統(tǒng)下發(fā)生產(chǎn)任務(wù)

單，自動完成智能制造單元零件加工、自動在線測量，能夠加工運(yùn)

行情況和加工質(zhì)量進(jìn)行調(diào)整，實現(xiàn)規(guī)定零件的試產(chǎn)。最終能夠?qū)崿F(xiàn)

兩種以上零件混流、穩(wěn)定、小批量加工，并符合圖紙質(zhì)量要求。

毛坯被放置于立體庫指定的1套個庫位中，加工工件一上板毛

坯放置倉位為（5,3），加工工件二下板毛坯放置倉位為（5,5），

加工工件三連接軸毛坯放置倉位為（2,4）；加工工件四中間軸毛坯

放置倉位為（4,1）；

（一）手工（或CAM）編制規(guī)定零件加工程序

根據(jù)給定工件零件圖上板、下板、中間軸及連接軸，編寫數(shù)控

車、數(shù)控銑程序，并保存在指定E盤中新建命名文件夾中。根據(jù)MES

操作流程，程序上傳到MES系統(tǒng)并進(jìn)行相應(yīng)的操作。

（二）應(yīng)用MES進(jìn)行加工任務(wù)的試產(chǎn)

（1）調(diào)試和使用MES軟件，通過手動排產(chǎn)，工單下發(fā)，MES啟

動加工，完成附圖下板和中間軸2個零件的加工，并對指定尺寸進(jìn)

行在線檢測，在加工過程中能夠通過看板監(jiān)控機(jī)床數(shù)據(jù)、料倉狀態(tài)、

以及生產(chǎn)統(tǒng)計狀態(tài)。

（2）調(diào)試和使用MES軟件，通過自動排產(chǎn)，工單下發(fā)，MES啟

動加工，完成附圖中的板件、軸2個零件的加工，并對指定尺寸進(jìn)

行在線檢測，在加工過程中能夠通過看板監(jiān)控機(jī)床數(shù)據(jù)、料倉狀態(tài)、

以及生產(chǎn)統(tǒng)計狀態(tài)。

滿足上述條件后，選手可請求裁判開始進(jìn)行評判，除了手工訂

單任務(wù)下達(dá)以外，在評判過程中選手不允許進(jìn)行其他人工干預(yù)。

完成任務(wù)5后，舉手示意裁判進(jìn)行評判！

任務(wù)6：職業(yè)素養(yǎng)與安全操作

任務(wù)描述：在整個比賽期間，選手應(yīng)嚴(yán)格防止機(jī)器人運(yùn)動造成

人身傷害，嚴(yán)格遵循相關(guān)職業(yè)素養(yǎng)要求及安全規(guī)范，包括安全文明

參賽，著裝、操作規(guī)范，工具擺放整齊，資料歸檔完整等。

完成任務(wù)6后，舉手示意裁判進(jìn)行評判！

附件1：

附件二

2021年中國技能大賽--第四屆智能制造應(yīng)用技術(shù)技能大賽

河南省選拔賽選手自帶物品清單

一、選手自帶的儀器和工具

選手自帶的儀器、工具等物品，清單如下表所示。

序號名稱建議型號數(shù)量

1萬用表VC890D1-2個

2試電筆氖管式1支

3記號筆3mm-0.8mm1-2支

4百分表杠桿式1

5百分表表架磁性1

6內(nèi)六角扳手7件套1套

7活動扳手61把

8十字螺絲刀3×751-2把

9十字螺絲刀5×1501-2把

10一字螺絲刀3×751-2把

11一字螺絲刀5×1501-2把

12量具根據(jù)各賽項樣題自行準(zhǔn)備量具

根據(jù)各賽項設(shè)備及樣題自行準(zhǔn)備刀具（數(shù)控機(jī)

13刀具