福建省职业院校技能大赛高职组数控机床装调与技术改造赛项规程.docx
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福建省职业院校技能大赛高职组数控机床装调与技术改造赛项规程
2021年福建省职业院校技能大赛
“数控机床装调与技术改造”赛项规程
一、赛项名称
赛项编号：
G-54
赛项名称：
数控机床装调与技术改造
赛项组别：
高职组
竞赛形式：
团体赛
赛项专业大类：
整备制造大类
二、竞赛目的
通过比赛，检验参赛选手的团队协作能力、计划组织能力和数控机床机械装调、电气装调、精度检验、故障诊断和排除、工件试加工等技能。
本赛项设置将国家职业标准和企业要求与职业院校人才培养对接，探索人才培养评价标准；坚持比赛与教学资源建设相结合原则，引领职业院校专业建设与课程改革，特别是推动高职院校“数控装备应用与维护”专业的教育教学课程改革；促进产教融合、校企合作；加快工学结合人才培养模式改革与创新的步伐，促进高职院校适应当前制造业转型升级的迫切要求、适应智能制造的发展，为我们高职院校培养“数控装备应用与维护”专业的高素质技能型人才、培养具有“匠人精神”的机电一体化复合型人才，展示职教改革成果及师生良好精神面貌。
三、竞赛内容
（一）基本描述
“数控机床装调与技术改造”项目比赛采取团队比赛的形式进行。
比赛使用立式数控铣床及独立的机械模块和配电柜，进行电气控制系统设计与线路连接或排除故障、机械部件装调、系统参数设置及系统调试、系统及PLC报警故障排查、机床精度检测、技术改造指定功能开发与连通调试的综合技能竞赛。
参赛选手根据赛项任务书的要求，借助赛场提供的设备、量具检具、仪器、工具、技术资料和计算机等，完成数控机床的电气控制系统设置与调试、机械部件的装配、故障诊断与排除、机床精度检测与分析、指定功能的开发与调试、零件试切加工等工作。
内容包括数控机床电气设计与安装、数控机床机械部件装配与调试、数控机床故障诊断与维修、数控系统指定功能调试（加装在线智能测量装置、开通模拟主轴功能及测试、数控系统与计算机互联互通、PLC程序开发等）、数控机床精度检测、试切件的编程与加工及工件自动测量、职业素养与安全意识等七个任务。
（二）命题标准
“数控机床装调与技术改造”赛项为实操竞赛，是利用赛场配备的数控设备、机械功能部件、检测仪器、计算机等，根据赛题的要求、在规定的时间内，实际操作完成参数设置、PLC编程、功能调试、精度检测、机械装调、编程加工等竞赛任务。
（三）命题内容
“数控机床装调与技术改造”项目比赛采取团队比赛的形式进行，每组三位选手，本赛项竞赛内容设为7个任务环节,在规定时间内连续进行，比赛时间共计300分钟。
分数分配见表3-1。
表3-1竞赛任务环节与分数分配表
序号
评分项目
分值
1
数控机床电气设计与安装
10分
2
数控机床机械部件装配与调试
10分
3
数控机床故障诊断与维修
15分
4
数控机床技术改造与功能开发
30分
5
数控机床精度检测
10分
6
试切件的编程与加工、加工件在线测量
15分
7
职业素养与安全意识
10分
总分
分
由于是三人组团参赛，时间分配有交叉，大致情况如下表3-2所示：
表3-2竞赛任务环节时间分配表
序号
任务\时间
60
90
120
150
180
210
240
300
1
数控机床电气设计与安装
2
数控机床机械部件装配与调试
3
数控机床故障诊断与维修
4
数控机床技术改造与功能开发
5
数控机床精度检测
6
试切件编程与加工、工件在线测量
任务一：
数控机床电气设计与安装（10分）
1.选手根据赛项任务书题目要求，针对外围辅助设备或检测设备，设计相应的控制电路。
2.选择适宜的器件、正确连接线路，并调试验证。
3.要求：
正确绘制电路图，符合工艺要求的连接，并完成赛项任务书中要求的验证测试。
任务二：
数控机床机械部件装配与调试（10分）
1.选手根据赛场提供的机械主轴单元，按照赛项任务书题目要求，进行主轴轴承的装配与调整，安装工艺应符合大连机床厂工艺标准。
2.安装精度和检测项应符合赛题要求。
3.将机械主轴、联轴节、异步电机安装到基座上，并应保证同轴度符合赛题中指标要求。
4.赛场提供量具检具，选手应正确使用量具检具。
5.写出主轴安装过程、安装工艺、所使用量具、检具、工具等。
任务三：
数控机床故障诊断与维修（15分）
1.在机床不通电情况下检查机床电气系统，排除目测隐患。
2.机床通电后选手根据屏幕显示的报警信息，逐一解除系统及PLC报警。
3.按照赛项任务书机床功能检查表要求，按顺序进行机床功能检查，排除数控系统、伺服驱动、机械等软硬件故障。
4.系统及伺服参数应调整至最佳状态。
5.根据机床存在的故障，将故障现象、故障点、排除故障过程、调整过程填入指定表格中。
任务四：
数控机床技术改造与功能开发（30分）
此任务分为四个子任务：
1.加装智能制造工件测头、环规校准（8分）
（1）选手根据指定测头技术要求，连接测头接收器（硬件连接）。
（2）能够正确安装和调整测头。
（3）能够正确调用测量程序进行环规校准。
2.开通主轴模拟接口（第二主轴）功能、主轴单元通电空载测试（13分）
（1）硬件连接：
数控系统模拟接口→变频器→三相异步电机的连接。
（2）数控系统模拟接口功能开通——数控系统侧参数设置、PLC编辑。
（3）变频器参数设置。
（4）主轴旋转时测试机械主轴震动，考察主轴机械部分安装精度。
（5）绘制硬件连接图，写出功能实现步骤——开通第二主轴之参数，以及绘制开通第二主轴需要修改的PLC程序。
3.数控系统与服务器互联互通（4分）
（1）互联互通：
选手根据赛项任务书要求，通过系统厂商配置的软件实现数控系统与PC的数据传送。
（2）通过传送任务五之5-2中球杆仪程序验证。
4.指定PLC功能的开发（5分）
（1）按照题目要求，编制PLC程序，实现主轴正/反/停，以及增减速功能。
（2）在MDI方式下，通过主轴指令控制模拟主轴分别在低速、中速、高速空载测试（具体速度参见赛题要求）。
（3）根据赛卷要求完成其他指定功能开发，技术手段不限于PLC、宏程序等。
任务五：
数控机床精度检测（10分）
本任务分为两个子任务：
1.几何精度检测（5分）
几何精度检测：
选手根据题目要求，按照GB/T-20957.2-2007《精密加工中心检验条件》第2部分的相关标准，并按照赛项任务书中指定的项目进行。
2.运动精度检测（5分）
选手根据题目要求，按照GB/T-17421.4-2003《数控机床圆检验》的相关标准，并按照赛项任务书中指定的项目进行。
要求：
（1）选手根据赛场提供的仪器（球杆仪），正确使用量仪和相对应的软件
（2）检测结果保留，并存入选手文件夹
（3）根据测试结果，写出分析报告
（4）选手需自备φ12刀具夹套及直径φ30-φ100规格中任意一款环规，自备百分表或千分表及表座。
任务六：
试切件的编程与加工、加工件在线测量（15分）
1.选手依据GB/T-20957.7-2007《精密加工试件》标准，按照赛项任务书的图纸要求，和加工任务要求加工：
（1）本环节不提供CAD/CAM软件，要求计算机侧G代码编程，FTP传送至CNC。
请根据现场提供的图纸，用G代码编程，完成指定轮廓的加工。
（2）选手根据图纸要求，自行设计试件切削试验工艺，完成试件切削试验的程序编制和加工。
（3）选手自备刀具、刀柄和量具，合理安装、调整刀具，配合其它工、量具使用，完成试件切削试验操作。
（4）试切件毛坯要求：
毛坯尺寸及技术要求参见样题，毛坯由承办校准备，每个参赛队提供一件毛坯。
2.加工完成后，选手清理工作台，安装任务四之4-1中完成的测头，调用圆测量程序，测量加工圆直径。
3.加工后的试件经赛场最终测量，结果由裁判将结果填入《赛卷记录表》试切加工主要考核经过伺服调整后的机床精度为目的，兼顾考核数控装调人员的基本操作技能。
任务七职业素养与安全意识（10分）
1.团队分工合理，相互协调性好，工作效率高，书写规范，尊重裁判。
2.着装合格，操作规范，工、量具摆放合理，没有违反安全操作规程现象，保持工位清洁卫生。
四、竞赛方式
1.竞赛以团体赛方式进行。
2.竞赛队伍组成：
每个代表队限报3名参赛选手，3名选手须为同校在籍学生，（以报名文件各代表队的名额分配情况为准），每队最多配2名指导教师，不得跨校组队。
五、竞赛流程
表5-1竞赛日程表
日期
时间
内容
第一天
08:
00～12:
00
裁判报到、各参赛队报到
14:
30～15:
00
领队会议、赛前说明与答疑
15:
00～15:
30
领队抽取比赛场次
15:
30～16:
00
选手熟悉赛场
第二天
07:
30～07:
50
按抽签顺序号抽工位号、检验选手有关证件、进入工位
08:
00～13:
00
实际操作比赛第一场
13:
00～14:
00
设备恢复
13:
30～13:
50
按抽签顺序号抽工位号、检验选手有关证件、进入工位
14:
00～19:
00
实际操作比赛第二场
19:
00～20:
00
设备恢复
第三天
07:
30～07:
50
按抽签顺序号抽工位号、检验选手有关证件、进入工位
08:
00～13:
00
实际操作比赛第三场
13:
00～14:
00
设备恢复
14:
00～18:
00
工件检测、裁判评分
*最终时间安排以承办校赛事指南为准。
六、竞赛试题
本赛项采取公开样题方式，与公布的样题与实际赛题考核的知识点、技能点、答题形式完全相同。
七、竞赛规则
1.赛前准备
（1）本次竞赛领队会议结束后各参赛队熟悉场地，选手和指导教师可进入工位体验（但不能开动机床）。
（2）场次抽签方案由裁判长拟定、抽签过程须由监督员全程监督完成，抽签过程须有录像存档。
（3）参赛队熟悉场地后，认为所提供的设备、工具等不符合比赛规定或有异议时，必须在2小时内由领队提出书面报告送交仲裁工作组提请赛项组委会安排整改，超过时效将不予受理。
（4）除赛项规定的量具、刀具或赛项指定的物品外，参赛选手不允许携带任何通讯及存储设备、纸质材料等物品进入赛场，赛场内提供比赛必备用品，赛场不提供网络环境。
2.正式比赛
（1）比赛入场
各参赛队按照本队抽签场次比赛时段，在正式比赛时间前30分钟准时到达赛场集合地点，凭参赛证、身份证经检录后进入比赛现场。
正式比赛前15分钟参赛队长抽取工位号，选手按工位号进入工位进行侯赛，现场裁判员将对各参赛选手的身份进行核对。
正式比赛开始15分钟后迟到选手不得入场。
参赛选手凭赛位号进入赛场，不得携带其它显示个人身份信息和违规的物品，现场裁判负责引导参赛队至赛位前等待竞赛指令。
比赛开始前，在没有裁判允许的情况下严禁随意触碰竞赛设施和赛题内容。
比赛中途不得离开赛场。
（2）比赛过程
选手进入赛场工位后，应听从现场裁判员的统一布置和指挥，对比赛设备、选配部件、工量具等物品要进行细则检查和测试，如有问题及时向裁判员报告。
选手进入赛场所携带的证件和其他物品，现场裁判员有权进行检验和核准。
在选手候赛时间内裁判长将赛项任务书及赛卷记录表下发到参赛队，参赛队长根据赛项任务书自行安排选手分工、工作流程和时间安排。
各参赛队统一听从裁判长发布“比赛开始”指令后正式比赛操作，合理利用现场提供的所有条件，按照正确的操作步骤，高效、优质地完成比赛任务。
比赛时间以现场各工位能观看到的时钟为准。
在5小时连续比赛时间内，饮水和小食品由赛场统一提供，选手休息、饮食等时间都算在比赛时间内。
比赛过程中，选手须严格遵守安全操作规程，并接受裁判员的监督和警示，以确保参赛人身及设备安全。
选手因个人误操作造成人身安全事故和设备故障时，裁判长有权中止该队比赛；如非选手个人因素出现设备故障而无法比赛，由裁判长视具体情况做出裁决（调换到备份工位或调整至最后一场次参加比赛）；如裁判长确定设备故障可由技术支持人员排除故障后继续比赛，对于超过15分钟的将由工位裁判或裁判长根据实际情况酌情给参赛队延时（因3人多任务赛，设备局部点故障不一定影响所有操作时间）。
参赛队在比赛过程中遇到排除故障部分的内容不能自行完成，可以在比赛开始60分钟后选择放弃，放弃后由裁判通知工作人员进行故障排除，本环节选手已经查出故障的按规定给分，选手放弃后未查出的故障不给分（并每一个故障倒扣2分）。
如果工作人员排除故障的时间超过15分钟，由裁判记录时间并酌情加时，每场次赛项放弃项最多不超过三次。
比赛过程中选手不得随意离开工位，不得与其他队选手交流或擅自离开场地，如遇问题时须举手向裁判员示意询问后处理，否则按作弊行为处理。
在比赛过程中除参赛选手之外，只允许裁判员、工作人员进入场地，其余人员（包括领队、指导教师和其他参赛选手）未经组委会同意不得进入场地。
（3）选手比赛自备物品
刀具类：
根据任务六的图纸要求，选择适宜的刀具、刀柄。
量具类：
根据任务六的图纸要求，选择选手适用的量具、检具、寻边器等。
根据任务四“数控机床技术改造与功能开发”之4-1项加装智能制造测头，以及任务五“数控机床精度测量”之5-2运动精度检测，选手应自备
直径30～100mm尺寸范围内任意一款环规，
φ12刀具夹套，
千分表（0.002mm）及适配的表座，
固定环规用的磁铁或橡皮泥。
选手可自带常用电工工具和钳工工具，并经裁判组检查、允许，可带入赛场。
3.比赛结束
（1）裁判长在比赛结束前15分钟提醒选手，裁判长发布“比赛结束”指令后所有未完成任务参赛队立即停止操作，比赛正式结束，参赛队按要求清理工位。
（2）参赛队比赛结束时需按照比赛要求立即提交比赛结果（赛卷记录表），裁判员与参赛队员要在相应签字处签字确认。
赛卷留在工位上，不得带出场。
（3）比赛结束后，做好比赛设备的整理工作，包括设备移动部位的复位，整理工具及个人物品。
经工作人员现场清点检查数控机床和工、量具后，参赛队方可离开工位，配合工件加密裁判将试件送到测量区，并按要求在试件上作标记，提请测量员进行试件的测量。
（4）比赛结束前60分钟允许参赛队放弃比赛或提前离场，离场前参赛队按要求清理工位。
参赛队若提前结束比赛，应由选手向裁判员举手示意，竞赛终止时间由裁判员记录。
根据“5.成绩管理之（4）成绩评定
”—在最终两队（或多队）分数相同时，以先完成比赛为优先排序。
所以裁判应公正准确记录各参赛队比赛时间，比赛时间以场为单位，不计各任务单元时间。
参赛队结束比赛后不得再进行任何操作。
（5）参赛选手不得将赛项任务书、图纸、草稿纸和赛场工具等与比赛有关的物品带离赛场，选手必须经现场裁判员检查许可后方能离开赛场。
4.成绩管理
为贯彻福建省职业院校技能大赛公开、公平、公正的原则，促进成绩管理的规范化和科学化，特制定此成绩管理办法。
（1）组织分工：
参与赛项成绩管理的组织机构包括检录组、裁判组、监督组和仲裁组等。
检录组负责对参赛队伍（选手）进行点名登记、身份核对等工作。
检录工作由赛项承办院校工作人员承担。
裁判组实行“裁判长负责制”，设裁判长1名，全面负责赛项的裁判与管理工作。
裁判员根据比赛工作需要分为加密裁判、现场裁判和评分裁判。
监督组负责对裁判组的工作进行全程监督，并对竞赛成绩抽检复核。
仲裁组负责接受由参赛队领队提出的对裁判结果的书面申诉，组织复议并及时反馈复议结果。
（2）成绩管理基本流程：
严禁参赛选手、赛项裁判、工作人员私自携带通讯、摄录设备进入比赛场地。
如有需要，由赛场统一配置、统一管理。
赛场据需要配置安检设备，对进入赛场重要部位的人员进行安检，赛场相关区域安置无线信息屏蔽设备。
评分裁判应在检录前与参赛选手隔离。
成绩管理基本流程见图7-1。
图7-1成绩管理基本流程见
（3）检录加密
检录：
由检录工作人员依照检录表进行点名核对，并检查确定无误后向裁判长递交检录单。
加密：
所有比赛项目在比赛的当天进行两次加密，加密后参赛选手中途不得擅自离开赛场。
分别由两组加密裁判组织实施加密工作，管理加密结果。
监督员全程监督加密过程。
第一组加密裁判，组织参赛选手进行第一次抽签，产生参赛编号，替换选手参赛证等个人身份信息，填写一次加密记录表后，连同选手参赛证等个人身份信息证件，当即装入一次加密结果密封袋中单独保管。
第二组加密裁判，组织参赛选手进行第二次抽签，确定赛位号，替换选手参赛编号，填写二次加密记录表后，连同选手参赛编号，当即装入二次加密结果密封袋中单独保管。
比赛过程中若有竞赛作品提交，须由第三组加密裁判对竞赛作品进行加密，加密方式可以用二维码加密。
如使用人工加密，方式同上，并当即将三次加密记录表装入三次加密结果密封袋中。
所有加密结果密封袋的封条均需相应的加密裁判和监督人员签字。
密封袋在监督人员监督下由加密裁判放置于保密室的保险柜中保存。
引导：
参赛选手凭赛位号进入赛场，不得携带其他显示个人身份信息和违规的物品。
现场裁判负责引导参赛队伍（选手）至赛位前等待竞赛指令。
比赛开始前，在没有裁判允许的情况下，严禁随意触碰竞赛设施和阅读试题内容。
比赛中途不得离开赛场。
（4）成绩评定
成绩评定是指根据竞赛考核目标、内容和要求对参赛队伍（选手）的竞赛表现和最终作品作出评价。
本赛项评分方法为现场评分，成绩评定过程中的所有评分材料须由相应评分裁判签字确认，更正成绩需经裁判本人、裁判长及监督组长在更正处签字。
参赛队按赛项任务书要求进行操作，评分裁判对照评分表即时判分，评分裁判不少于2人。
对于有主观项的过程评分，由两名记分员对参赛队的评分结果进行分步汇总并计算平均分，所有步骤成绩的加权汇总值作为该参赛队的最后得分。
裁判长当天提交赛位号评分结果，经复核无误，由裁判长、监督人员和仲裁人员签字确认。
最终成绩出现两队（或多队）分数相同的情况，则以竞赛时间短为优先排序；如分数和比赛时间均相同情况下，以任务六“工件坐标系在线测量设定、试切件编程与加工”中加工件的工件质量分数为优先排序。
如果成绩仍然相同则再依据任务二“数控机床机械部件装配与调试”的得分数排序。
（5）抽检复核：
为保障成绩评判的准确性，监督组对赛项总成绩排名前30%的所有参赛队伍（选手）的成绩进行复核；对其余成绩进行抽检复核，抽检覆盖率不得低于15%。
监督组需将复检中发现的错误以书面方式及时告知裁判长，由裁判长更正成绩并签字确认。
复核、抽检错误率超过5%的，则认定为非小概率事件，裁判组需对所有成绩进行复核。
（6）解密：
裁判长正式提交赛位（竞赛作品）评分结果并复核无误后，加密裁判在监督人员监督下对加密结果进行逐层解密。
各赛项可根据需要采取正向解密或逆向解密。
以逆向解密为例：
无竞赛作品的，先根据二次加密记录表，以赛位号从小到大为序，确定其对应的参赛编号，再根据一次加密记录表，确定对应的参赛队伍（选手）；
赛位号
参赛编号
参赛队伍（选手）
1
2
3
4
5
有竞赛作品的，先根据三次加密记录表，以竞赛作品号从小到大为序，确定其对应的赛位号，再根据二次加密记录表，确定对应的参赛编号，最后根据一次加密记录表，确定对应的参赛队伍（选手）。
竞赛作品号
赛位号
参赛编号
参赛队伍（选手）
1
2
3
4
5
解密结束，经与参赛选手的身份信息核对无误后，由第一名加密裁判将选手参赛证等个人身份信息证件归还给参赛选手。
（7）成绩公布
记分员将解密后的各参赛队伍（选手）成绩汇总成最终成绩单，经裁判长、监督组签字后公布比赛结果。
公布2小时无异议后，确定赛项总成绩的最终结果。
八、竞赛环境
（一）赛场设在规范的车间内，赛场符合防火安全规定，防火疏散标识清晰、齐全，疏散通道畅通；赛场采光、照明和通风良好，提供稳定的水、电、气源，并配有供电应急设备等。
（二）竞赛场地划分为检录区、加工区、收件区、检测区，现场服务与技术支持区、休息区、医疗区、观摩通道。
（三）竞赛场地的基本要求
1.每个工作组使用场地为3米×5米（约15平方米）,工作场地及安全（参观）通道、裁判工作场地等则需要800-1000平方米。
2.场地地面平整，能防风遮雨，地面与顶棚净高不少于3.2米。
3.由于有机械部件装调和机床机械几何精度检测，场地地基必须牢固稳定（地基应为混凝土结构，厚度大于300mm）。
（四）赛场提供立式数控铣床本体、电气柜、机械装调区、电脑操作台等组成的比赛工位，标明编号；每个比赛工位有保持相对独立的隔离护栏，确保选手比赛不受外界影响。
（五）每个比赛工位配有工作台，供选手书写，摆放工、量、刀具。
（六）每个比赛工位配有电脑，预装FANUC数控相关的调试软件（PLC软件）以及FTP软件，现场配备以太网线，但选手需根据赛项任务书要求完成互联互通。
（七）每个比赛工位提供电子版数控机床使用说明书、电气原理图、数控系统连接说明书、参数手册、数控系统编程操作说明书、交流伺服驱动器使用说明书、深圳台达变频调速器说明书等（存放在比赛工位配备的电脑中）。
（八）赛场设有保安、公安、消防、设备维修和电力抢险人员待命，以防突发事件。
（九）赛场配备维修服务、医疗、生活补给站等公共服务设施，为选手和赛场人员提供服务。
（十）赛项组委会安排交通车接送各代表队从驻地至赛场往返参赛和参加会议等活动。
九、技术规范
（一）职业道德
1.敬业爱岗，忠于职守，严于律已，刻苦钻研；
2.勤于学习，善于思考，勇于探索，敏于创新；
3.认真负责，吃苦耐劳，团结协作，精益求精；
4.遵守操作规程，安全、文明生产；
5.着装规范整洁，爱护设备，保持工作环境清洁有序。
（二）相关知识与技能
1.数控机床电气原理；
2.数控机床机械结构，安装，检测，调试；
3.数控装置原理、结构，交流伺服驱动系统原理和结构；
4.数控加工编程技术，数控加工工艺方法；
5.数控机床故障诊断和排除；
6.数控系统与服务器互联互通，FTP协议推送程序；
7.数控机床精度检验；
8.球杆仪检测标准与仪器使用方法；
9.数控机床PLC的修改调试。
（三）参考相关标准
1.GB/T26220-2010工业自动化系统集成机床数值控制数控系统通用技术条件
2.JB/T8801-1998《加工中心技术条件》
3.GB/T3168数字控制机床操作指示形象化符号
4.GB/T4728（所有部分）电气简图用图形符号
5.JB/T2740工业机械电气设备电气图、图解和表的绘制
6.低压配电设计规范GB50054-95
7.JB/T10273数控机床交流主轴电动机通用技术条件
8.JB/T10274数控机床交流伺服电动机通用技术条件
9.GB-T20957[2].1-2007《精密加工中心检验条件-立式或带垂直主回转轴万能主轴头机床几何精度检验（垂直Z轴）》
10.GB/T18400.2-2010（ISO10791-2:
2001）精密加工中心检验条件
11.GB-T20957[4].1-2007《精密加工中心检验条件-线性和回转轴线的定位精度和重复定位精度检验》
12.GBT17421.4-2003机床检验通则第4部分数控机床的圆检验（并符合ISO230
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