五届全国智能制造应用技术技能大赛机修钳工（智能制造装备技术方向）赛项（职工组/学生组）实操题 （样题）重要说明1.比赛时间 240 分钟。90 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 5 个任务，总分 100 分，配分见表 1。表 1：任务配分表序号名称配分说明1任务 1：数控机床智能部件装调202任务 2：工业机器人与数控机床联调153任务 3: 智能制造单元控制系统装调304任务 4：智能加工工艺仿真设计与测试105任务 5: 智能制造切削加工试运行与可视化206职业素养与安全意识5合计1003.除表中有说明外，限制各任务评判顺序、不限制任务中各项的先 后顺序，选手在实际比赛过程中要根据赛题情况进行操作。4.请务必阅读各任务的重要提示。5.比赛过程中，选手若有不当或违规操作危及设备及人身安全事故， 裁判应立即暂停其比赛，经裁判长确定同意后可停止其比赛甚至取消参 赛资格。6.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里 指定位置 E:ZL。7.竞赛平台系统中主要模块的 IP 地址分配如下表 2 所示。表 2：IP 地址分配表序号名称IP 地址分配和预设备注1主控系统 PLC192.168.8.102主控 HMI触摸屏192.168.8.113RFID 模块192.168.8.124工业机器人192.168.8.10325MES 部署计算机192.168.8.996数控车床192.168.8.157数控加工中心192.168.8.168边缘控制器192.168.8.179立体仓库LED 模块192.168.8.2010编程计算机 1192.168.8.9711编程计算机 2192.168.8.988.竞赛平台系统中立体仓库行列定义如下图 1 所示。图 1 立体仓库行列定义9.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。10.参赛选手在竞赛过程中，不得使用 U 盘，否则按作弊处理。11.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。12.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。32023 年全国行业职业技能竞赛第五届全国智能制造应用技术技能大赛样题13.赛题中要求的备份和保存在电脑中的文件，需选手在计算机指定 文件夹 E:2023QZ1中命名对应文件夹（赛位号+NC，赛位号+PLC，赛位 号+HMI），赛位号为 1 个数字+2 个字母+2 个数字，如 1DS01（第 1 场大 赛 01 号位）。赛题中所要求备份的文件请备份到对应到文件夹下，即使 选手没有任何备份文件也要求建立文件夹。14.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。15.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，将取消其参赛资格。16.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。17.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。18.赛场提供的任何物品，不得带离赛场。19.选手提交任务并运行流程应符合相关安全规范，具有必要的安全联锁功能。4一 、竞赛项目任务书智能制造装备技术实操安全注意事项：（ 1）只有在数控车床的防护门打开到位、主轴停止、液压卡盘在机 器人放料时松开到位（在取料时为闭合），机床准备就绪（无急停、无 报警）的情况下方可允许机器人进入，完成工件的取放。（ 2）只有在数控加工中心的防护门打开到位、主轴停止、各轴在安 全位置、机床准备就绪（无急停、无报警）的情况下方可允许机器人进 入，完成工件的取放。（ 3）机器人也必须在完成上下料，回到安全位置后，机床才能关闭 防护门并开始加工。任务 1：数控机床智能部件装调任务描述：根据任务书要求，完成数控车床和加工中心动力夹具的 安装与调试；完成加工中心在线测量系统（测头）的安装与调试，对测 头进行标定，实现智能制造的在线检测；完成边缘控制器与数控系统的 连接、通信和调试，实现数控加工过程关键数据的采集、分析、优化， 对加工过程进行自适应控制和刀具监控。（ 一）气动门、动力夹具编程控制1.完成数控车床气动门、液压三爪卡盘自动控制相关的硬件连接与 调试，能够实现开关气动门、三爪卡盘正确可靠夹紧工件；2.完成加工中心气动门、气动虎钳以及零点夹具自动控制相关的硬5件连接与调试，能够实现开关气动门、气动虎钳和零点夹具正确可靠夹 紧工件。（ 二）在线测量系统（测头）的安装与调试1.在线测量装置（测头）的安装与连接（ 1）完成在线测量装置（测头）的安装，正确将测头装夹到刀柄上, 正确安装测头到机床主轴上；（ 2）完成与数控系统的连接，将无线接收器安装在正确位置并连接 到数控系统，能够在机床面板显示在线测量数据；（ 3）正确放置标定量规到机床夹具上，并进行找正。2.在线测量装置（测头）的标定完成在线测量装置（测头）的长度、半径、偏心的标定，能够在机 床面板显示正确标定测量数据。3.工件在线测量用试切的工件，测试工件的尺寸，试切的工件为加工图纸 10-12-1-1 上盖，工件形状、尺寸要素完整，完成对测试工件的尺寸在线检测，在 MES 系统中实时正确显示工件测量数据。（ 三）边缘服务器连接与数据采集应用1.边缘控制器连接与通讯完成边缘服务器与数控加工中心、工业机器人等智能装备的连接与 通讯，能够实时显示与各装备的连接状态、数据监控。2.加工数据采集通过边缘服务器，采集试切零件的加工数据，并进行数据分析。3.刀具管理6完成边缘服务器端加工刀具信息的创建与刀具参数的设置，并能够 实现刀具寿命的管理与预警。完成任务1中（一）-（三）后，举手示意裁判进行评判！任务 2：工业机器人与数控机床联调任务描述：根据任务书要求和现场提供的部件，完成工业机器人快 换夹具、气动部件等外部设备的安装与调试。通过机器人编程与机器人 标定测试，完成工业机器人（含第七轴）在数控车床、加工中心、立体 仓库之间上下料的编程和调试。（ 一）完成工业机器人快换装置及快换工作台等的安装与调试1.完成工业机器人快换装置的安装与调试,包括机器人侧快换装置、 工具侧快换手爪、气路和光电开关等安装与调试，并能够通过 PLC 的 HMI 端实现 3 个工具侧快换手爪的张开和关闭控制以及手爪上有无料的检测 功能。2.完成智能制造单元互连互通构架中机器人网络硬件连接，并在MES 软件系统设置模块中验证。（ 二）机器人示教编程及调试编写工业机器人示教程序、PLC 程序及 HMI 界面，完成：1.机器人在立体仓库与数控车床之间上下料的示教编程与调试； 2.机器人在立体仓库与加工中心之间上下料的示教编程与调试； 机器人示教编程及调试触摸屏界面参考示例如下图 2、图 3 所示。72023 年全国行业职业技能竞赛第五届全国智能制造应用技术技能大赛样题图 2 机器人调试界面参考示例图 3 机器人调试立体仓库仓位选择界面参考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 3 所示。表 3 机器人示教编程及调试具体要求表序号具体要求1正确实现立体仓库与数控车床之间上下料：（ 1）示教编程工业机器人与立体仓库和数控车床的取放程序；（ 2）在 PLC 端 HMI 上选取立体仓库中（ 1,3）仓位的毛坯，通过仓库取料按钮 和数控车床放料按钮，机器人能够从立体仓库正确取出工件，放置到数控车床8卡盘位置,并能夹紧；（ 3）通过在PLC 端 HMI 上数控车床取料和立体仓库放料按钮，机器人能够正 确从数控车床取出工件，放回到立体仓库中原位置。2正确实现立体仓库与加工中心之间上下料：（ 1）示教编程工业机器人与立体仓库和数控车床的取放程序；（ 2）在 PLC 端 HMI 上选取立体仓库中（ 3,2）仓位的毛坯，通过仓库取料按钮 和加工中心放料按钮，机器人能够正确从立体仓库取出工件，放置到数控加工 中心对应的夹具位置，并能夹紧；（ 3）通过在PLC 端 HMI 上加工中心取料按钮和立体仓库放料按钮，机器人能 够正确从加工中心取出工件，放回到立体仓库中原位置。完成任务2中（一）-（二）后，举手示意裁判进行评判！任务 3：智能制造单元控制系统装调任务描述：根据任务书要求，编程实现 PLC 与工业机器人、数控车 床、加工中心、立体仓库、在线测量装置等智能制造装备及 RFID、MES 系统之间的连接和通信，实现对智能制造装备、RFID 进行数据采集，并 根据要求上传到 MES 系统，对设备状态数据可视化显示；编写主控 PLC 程序和 HMI 测试界面，实现智能制造系统完成如下加工流程：通过 MES 管控软件手动排程和自动排程，实现工业机器人从立体仓库取出待加工 毛坯，在数控机床上加工，在线测量合格后，由机器人送回立体仓库中； 在自动加工过程中，通过人机交互实现多种零件的混流加工。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，为加工图纸零件图号的最后两92023 年全国行业职业技能竞赛第五届全国智能制造应用技术技能大赛样题位:03,04,05,06；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：车床加工完成（ 中间状态），04：加工中心加工完成（ 中间状态）， 10：不合格品，11：合格品。本场次按照B 场次命名。（ 一）主控 PLC 与智能制造单元主要设备之间的互联编写工业机器人示教程序、PLC 及 HMI 测试界面，实现主控 PLC、机 器人、数控车床、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。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 4 所示。表 4 主控 PLC 与智能制造单元主要设备之间的互联具体要求表序号具体要求1智能制造单元网络构架互连的安装：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，并通过 MES 的系统设置模块进行验证。2调试主控 PLC、编写 HMI 测试画面，实现与机器人之间的连接（HMI 参考如图2 所示