2019年中國技能大賽——全國智能制造應(yīng)用技術(shù)技能大賽河南省選拔賽

2019年中國技能大賽

——全國智能制造應(yīng)用技術(shù)技能大賽

河南省選拔賽

精密模具智能制造單元綜合應(yīng)用賽項(xiàng)

（教工組/學(xué)生組）

實(shí)操題

（樣題）

河南省選拔賽組委會(huì)

2019年8月

2019年中國技能大賽——全國智能制造應(yīng)用技術(shù)技能大賽河南省選拔賽

重要說明

1.比賽時(shí)間300分鐘。180分鐘后，選手可以棄賽，但不可提前離開

賽位場(chǎng)地，需要在賽位指定位置，與比賽設(shè)備隔離。

2.比賽共包括6個(gè)任務(wù)，總分100分，見表1。

表1：任務(wù)配分表

序號(hào)名稱配分說明

1任務(wù)1：智能制造系統(tǒng)測(cè)試10

2任務(wù)2：智能制造單元智能成形虛擬仿真5

3任務(wù)3：模具數(shù)字化設(shè)計(jì)與編程25

4任務(wù)4：機(jī)器人（含第七軸）編程20

5任務(wù)5：模具智能加工10

6任務(wù)6：模具裝配與產(chǎn)品成形30

合計(jì)100

3.除表中有說明外，不限制各任務(wù)及任務(wù)中各項(xiàng)的先后順序。

4.請(qǐng)務(wù)必閱讀各任務(wù)的重要提示。

5.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，

取消比賽計(jì)零分。

6.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(jì)算機(jī)里

指定位置，E：/2019MJ，明細(xì)如下表2。

表2：資料明細(xì)表

序號(hào)電子資料名稱

1加工設(shè)備M代碼\參數(shù)設(shè)置數(shù)值表

2MES與PLC變量配置表

3MES變量表

4沖壓制件、沖裁模、彎曲模的3D數(shù)字模型

7.PLC與MES通訊模塊、PLC與RFID芯片通訊模塊已封裝，選手可直接

程序調(diào)用。

8.競(jìng)賽平臺(tái)系統(tǒng)中主要模塊的IP地址分配如下表3所示。

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表3：IP地址分配表

序號(hào)名稱IP地址分配備注

1主控系統(tǒng)PLC192.168.8.10

如果HMI不采用以太網(wǎng)，

2主控HMI觸摸屏192.168.8.11

則保留該IP地址

如果RFID模塊不采用以太

3RFID模塊192.1688.12

網(wǎng)，則保留該IP地址

4工業(yè)機(jī)器人192.168.8.103

5MES部署計(jì)算機(jī)192.168.8.99

6數(shù)控液壓沖床192.168.8.15

7數(shù)控加工中心192.168.8.16

8三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)192.168.8.17

9立體倉庫LED模塊192.168.8.20

10設(shè)計(jì)編程計(jì)算機(jī)1192.168.8.97

11設(shè)計(jì)編程計(jì)算機(jī)2192.168.8.98

9.競(jìng)賽平臺(tái)系統(tǒng)中立體倉庫行列定義如下圖1所示。

圖1立體倉庫行列定義

10.競(jìng)賽平臺(tái)系統(tǒng)中RFID和RFID讀寫頭照片參考如下圖2所示。

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圖2RFID和RFID讀寫頭照片

注：選型平臺(tái)不同，RFID的形狀及讀寫頭的形狀不完全一致。

競(jìng)賽平臺(tái)系統(tǒng)提供PLC四個(gè)函數(shù)庫，分別為主控PLC與MES系統(tǒng)進(jìn)

行數(shù)據(jù)交換的3個(gè)函數(shù)庫（PLC->MES、MES->PLC、變量調(diào)用）和控制RFID

讀寫的1個(gè)函數(shù)庫，競(jìng)賽選手可以在編寫主控PLC時(shí)調(diào)用。

11.選手對(duì)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。

12.選手在競(jìng)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(jìng)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(duì)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(chǎng)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，需選手按照命名要求

保存在計(jì)算機(jī)指定文件夾E:\2019MJ\中。

15.需要裁判驗(yàn)收的各項(xiàng)任務(wù)，任務(wù)完成后裁判只驗(yàn)收1次，請(qǐng)根據(jù)

賽題說明，確認(rèn)完成后再提請(qǐng)裁判驗(yàn)收。

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

消其競(jìng)賽資格。選手擅自離開本參賽隊(duì)賽位或者與其他賽位的選手交流

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或者在賽場(chǎng)大聲喧嘩，嚴(yán)重影響賽場(chǎng)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(jìng)賽完成后所有文檔按頁碼順序一

并上交。

18.選手必須及時(shí)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。如遇斷電等突發(fā)情況，賽場(chǎng)最多補(bǔ)時(shí)15

分鐘。

19.賽場(chǎng)提供的任何物品，不得帶離賽場(chǎng)。

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一、競(jìng)賽項(xiàng)目任務(wù)書

某公司接到客戶沖壓制件（3D見附錄一圖3,數(shù)據(jù)模型CPYT.x_t,）

訂單。制件材料為08AL鋼，料厚1.0mm,需要大批量生產(chǎn)；經(jīng)過工藝、

質(zhì)量與成本綜合分析，確定用拉深、沖裁、彎曲三道工序完成沖壓制件

加工，其中，現(xiàn)場(chǎng)提供成品的拉深模（2D圖見附圖）。

現(xiàn)需要參賽選手在提供的沖裁、彎曲半成品模具（3D見數(shù)據(jù)模型

CCMBCP.x_t、WQMBCP.x_t）基礎(chǔ)上，參考沖裁、彎曲成品模具2D裝配圖

（2D圖見附圖）并根據(jù)賽題要求，按賽場(chǎng)提供半成品模具零件、待加工

零件毛坯（2D圖見附圖，坯料尺寸見表4）及其它緊固、定位零件、彈

性元件，在智能制造平臺(tái)上，通過完成6項(xiàng)任務(wù)，合理設(shè)計(jì)拉深模具結(jié)

構(gòu)，并運(yùn)用現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備加工沖孔凸模固定板、沖孔凹模、彎曲凸模、彎曲

凹模等4個(gè)模具零件，完成模具裝配調(diào)試，并操作數(shù)控液壓沖床完成3

個(gè)工序成形沖壓件。

表4：現(xiàn)場(chǎng)提供的半成品坯料

名稱數(shù)量尺寸（mm）材料硬度備注

沖孔凸模固定

176×60×20Q235150-200HB半精加工

板

沖孔凹模半成

141.2×36.5×26T10A59-61HRC半精加工

品

彎曲凸模170×36×3445鋼150-200HB精料

彎曲凹模170×52×3445鋼150-200HB精料

電極毛坯1φ20×150紫銅-毛坯

料帶1051×35×108AL-毛坯

任務(wù)1：智能制造系統(tǒng)測(cè)試

任務(wù)描述：選手對(duì)模具智能制造系統(tǒng)各基本單元進(jìn)行功能測(cè)試，設(shè)

計(jì)模具智能制造控制系統(tǒng)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)拓?fù)鋱D，以給定的S7-1200型PLC

的IP地址為基礎(chǔ),定義其他相關(guān)設(shè)備的合理IP地址并進(jìn)行設(shè)置，完成

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模具智能制造系統(tǒng)各智能設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)通訊連接，運(yùn)行已安裝在平臺(tái)電腦

中的大賽相關(guān)工業(yè)軟件。

（一）智能制造系統(tǒng)基本單元檢測(cè)

任務(wù)描述：（1）完成加工中心氣動(dòng)門、氣動(dòng)虎鉗自動(dòng)控制相關(guān)的硬

件連接與調(diào)試。（2）完成數(shù)控電火花機(jī)床氣動(dòng)門、標(biāo)準(zhǔn)夾具自動(dòng)控制相

關(guān)的硬件連接與調(diào)試。（3）完成數(shù)控液壓沖床自動(dòng)控制相關(guān)的硬件連接

與調(diào)試。（4）完成三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)自動(dòng)控制相關(guān)的硬件連接與調(diào)試。（5）

機(jī)器人單元是否能夠正常運(yùn)行。包括機(jī)器人手動(dòng)運(yùn)行、機(jī)器人夾具以及

傳感檢測(cè)等。（6）對(duì)立體倉庫庫位的RFID進(jìn)行測(cè)試，檢查是否能夠正

常運(yùn)行。

（二）進(jìn)行智能制造控制系統(tǒng)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)架構(gòu)并進(jìn)行在線測(cè)

試

任務(wù)描述：選手根據(jù)比賽現(xiàn)場(chǎng)硬件單元系統(tǒng)配置，設(shè)計(jì)智能制造控

制系統(tǒng)架構(gòu)拓?fù)鋱D。

（1）在控制軟件上布置硬件單元模塊簡圖。

（2）畫出智能制造控制系統(tǒng)架構(gòu)拓?fù)鋱D。

（三）操作測(cè)試MES管控軟件

任務(wù)描述：將零件加工所需要的刀具安裝到加工中心刀庫，完成對(duì)

刀過程及相應(yīng)的數(shù)據(jù)設(shè)置，進(jìn)行刀具與刀號(hào)對(duì)應(yīng)的確認(rèn)，刀長的測(cè)量。

將電極安裝到電火花機(jī)床的主軸上，完成對(duì)刀及數(shù)據(jù)設(shè)置。

（四）操作測(cè)試CAD/CAM/檢測(cè)工業(yè)軟件

任務(wù)描述：完成數(shù)控加工中心、數(shù)控電火花機(jī)床、數(shù)控液壓沖床和

三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)與MES系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)硬件連接。

完成任務(wù)1中（一）-（四）后，舉手示意裁判進(jìn)行評(píng)判！

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任務(wù)2：智能制造單元智能成形虛擬仿真

任務(wù)描述：在仿真系統(tǒng)上進(jìn)行精密模具智能成形虛擬仿真。

完成任務(wù)2后，舉手示意裁判進(jìn)行評(píng)判！

任務(wù)3：模具數(shù)字化設(shè)計(jì)與編程

任務(wù)描述：選手根據(jù)給定的沖壓制件數(shù)字模型、半成品模具圖紙、

半成品模具及零部件，應(yīng)用CAD/CAM/CAPP軟件，進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)二維、三

維零部件圖、裝配圖設(shè)計(jì)、產(chǎn)品加工工藝設(shè)計(jì)、BOM構(gòu)建、零件生產(chǎn)過

程質(zhì)量控制、零件加工工藝設(shè)計(jì)、零件加工程序編制，并將相應(yīng)的文件

保存到MES管控軟件要求的指定文件夾或路徑中。

（一）模具數(shù)字化設(shè)計(jì)

任務(wù)描述：根據(jù)任務(wù)書給定沖壓制件、2D模具半成品裝配圖，進(jìn)行

零部件、2D、3D裝配圖設(shè)計(jì)。（1）完成沖孔凸模固定板、沖孔凹模、

彎曲凸模、彎曲凹模等4個(gè)模具零件3D設(shè)計(jì)。（2）完成電極零件的3D

設(shè)計(jì)。（3）完成沖裁、彎曲模具裝配3D設(shè)計(jì)。（4）繪制沖裁、彎曲模

具裝配2D圖，2D圖導(dǎo)出為DWG格式。

（二）調(diào)取數(shù)控加工工藝表

任務(wù)描述：操作大賽管控軟件生成EBOM/PBOM，調(diào)出數(shù)控加工工藝

表。

（三）編制模具及電極零件的數(shù)控加工工藝

任務(wù)描述：根據(jù)所設(shè)計(jì)的模具零件和電極、編制任務(wù)書要求加工的

模具零件數(shù)控加工工藝表。

（四）編制模具及電極零件的數(shù)控加工程序

任務(wù)描述：根據(jù)所提供的CAD/CAM軟件，編制需要加工零件的數(shù)控

程序。

完成任務(wù)3中（一）-（四）后，將結(jié)果文件存放在指定文件夾！

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任務(wù)4：機(jī)器人（含第七軸）編程

通過示教器完成工業(yè)機(jī)器人示教編程。實(shí)現(xiàn)機(jī)器人自動(dòng)到指定的倉

位抓取工件（含不同加工工件快換夾具的更換），并放置到數(shù)控電火花、

加工中心、三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的卡盤上及取回放回倉位，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人自動(dòng)到

倉位抓取成形板料，并放置安裝在數(shù)控成形壓力機(jī)上的模具工位上及取

回放回倉位。

（一）快換手爪示教編程與自動(dòng)調(diào)試

任務(wù)描述：編寫工業(yè)機(jī)器人示教程序、PLC及HMI界面程序，完成

工業(yè)機(jī)器人工具坐標(biāo)系設(shè)定。

（二）數(shù)控電火花與立體倉庫之間上下料示教編程與自動(dòng)調(diào)試

任務(wù)描述：實(shí)現(xiàn)數(shù)控電火花機(jī)床與立體倉庫之間上下料示教編程與

自動(dòng)調(diào)試，包括零件的上下料、電極的上下料以及夾緊和松開。

（三）加工中心與立體倉庫之間上下料示教編程與自動(dòng)調(diào)試

任務(wù)描述：完成所有需要在加工中心上待加工的零件在加工中心與

立體倉庫之間上下料示教編程與自動(dòng)調(diào)試。

（四）三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)與立體倉庫之間上下料示教編程與自動(dòng)調(diào)試

任務(wù)描述：三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)與立體倉庫之間上下料示教編程與自動(dòng)調(diào)

試，包括沖壓制件的抓取、放置和取出。

（五）數(shù)控成形機(jī)與立體倉庫之間上下料示教編程與自動(dòng)調(diào)試

任務(wù)描述：數(shù)控成形機(jī)與立體倉庫之間上下料示教編程與自動(dòng)調(diào)試，

包括沖壓制件的抓取、放置和取出。

完成任務(wù)4中（一）-（五）后，舉手示意裁判進(jìn)行評(píng)判！

任務(wù)5：模具智能加工

依據(jù)BOM中的數(shù)據(jù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)模具加工任務(wù)進(jìn)行手動(dòng)排產(chǎn)和工單下達(dá)，

完成規(guī)定零部件的加工與生產(chǎn)、質(zhì)量檢測(cè)、刀具補(bǔ)償?shù)裙δ?。能夠?qū)?shù)

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控機(jī)床、電火花、工業(yè)機(jī)器人、檢測(cè)裝置、RFID系統(tǒng)、立體倉庫、可視

化系統(tǒng)等進(jìn)行數(shù)據(jù)查驗(yàn)；能夠完整自動(dòng)地通過機(jī)器人取放料、數(shù)控設(shè)備

自動(dòng)加工、RFID自動(dòng)讀寫等流程和控制要求，完成多個(gè)不同模具零件自

動(dòng)加工和測(cè)量。

（一）手動(dòng)排產(chǎn)、工單下發(fā)、程序傳輸

任務(wù)描述：手工排產(chǎn)、工單下發(fā)、程序傳輸

（二）加工成形零件并在線檢測(cè)、進(jìn)行刀具補(bǔ)償

任務(wù)描述：通過觸摸屏操作機(jī)器手完成由料庫到機(jī)床的上下料、人

工值守加工成形零件并在線檢測(cè)、進(jìn)行刀具補(bǔ)償。

完成任務(wù)5中（一）-（二）后，舉手示意裁判進(jìn)行評(píng)判！

任務(wù)6：模具裝配與產(chǎn)品成形

根據(jù)任務(wù)書給定的任務(wù)要求，組裝模具，合模測(cè)試；將模具安裝在

壓床上，合模試壓；人工操作將板料送入模具，壓床成型，分模；選手

檢測(cè)制件質(zhì)量，寫出質(zhì)量報(bào)告。

（一）模具零件的檢測(cè)

任務(wù)描述：模具零件的檢測(cè)。裁判對(duì)4個(gè)加工完成的模具零件進(jìn)行

加工的完整性、尺寸公差進(jìn)行評(píng)判。

（二）模具裝配，調(diào)模

任務(wù)描述：利用鉗工工作臺(tái)和工具包，完成沖裁、彎曲模具的裝配；

利用數(shù)控液壓沖床，完成沖裁、彎曲模具的調(diào)試。要求如下：

（1）拉深、沖裁、彎曲工序均采用人工試模，每工序最多試制10

次，選取10個(gè)沖壓件半成品調(diào)試彎曲模具。（2）選取其中1個(gè)沖壓件

進(jìn)行檢測(cè)。

（三）沖壓件檢測(cè)

任務(wù)描述：手工將最終成形的沖壓件放置到三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)上進(jìn)行檢

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測(cè)，依據(jù)產(chǎn)品數(shù)模，至少檢測(cè)5個(gè)尺寸，公差按照GB/T13914-2002標(biāo)準(zhǔn)

執(zhí)行，沖裁、成形部分分別按ST5、FT5級(jí)檢測(cè)，并提交檢測(cè)報(bào)告。

完成任務(wù)6中（一）、（二）后，舉手示意裁判進(jìn)行評(píng)判！

完成任務(wù)6中（三）后，提交檢測(cè)報(bào)告！

任務(wù)7：職業(yè)素養(yǎng)與安全操作

任務(wù)描述：在整個(gè)比賽期間，選手應(yīng)嚴(yán)格防止機(jī)器人運(yùn)動(dòng)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。

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二、本項(xiàng)目提供的文檔和資料

（一）原始數(shù)據(jù)：

提供沖壓制件、沖裁、彎曲模具半成品3D數(shù)模，拉深、沖裁、彎曲

模具裝配2D圖（參考），模具零件半成品2D圖。

（二）文件目錄：

競(jìng)賽過程和結(jié)束后選手將結(jié)果文件保存在相應(yīng)的文件夾內(nèi)。路徑如下：

E:\2019MJ\比賽結(jié)束保存全部比賽結(jié)果文件；

E:\2019MJ\MO\模擬仿真結(jié)果，文件名為：MONI；

E:\2019MJ\CAD\模具設(shè)計(jì)結(jié)果,3D文件保留默認(rèn)格式和X_T格式各

一份