2022年江西省職業(yè)院校技能大賽數(shù)（高職組）控機床裝調與技術改造賽項樣題

一、選手須知

請各位選手賽前務必仔細研讀

1.本任務書總分為100分，考試時間為7小時。

2.選手在實操過程中應該遵守競賽規(guī)則和安全守則，確保人身和設備安全。

如有違反，則按照相關規(guī)定在考試的總成績中扣除相應分值。

3.記錄表中數(shù)據(jù)用黑色水筆填寫，表中數(shù)據(jù)文字涂改后無效。

4.考試過程中考生不得使用自帶U盤及其它移動設備拷貝相關文件。

5.禁止使用相機及手機對試題進行拍照，否則取消考試資格。

6.選手簽字一律按照第二次抽簽拿到的號碼簽字，不得實名簽字。

7.僅對任務三“數(shù)控機床維修”，參賽隊在比賽過程中遇到排除故障部分的

內容不能自行完成，可以選擇放棄，放棄后由裁判通知工作人員進行故障排除，

本環(huán)節(jié)選手已經(jīng)查出故障的按規(guī)定給分，選手放棄后未查出的故障不給分，且

每一個由工作人員排除的故障倒扣2分。

8.本任務書頁，賽卷記錄表頁，附件頁，共計頁。如有缺頁，

請立即與裁判聯(lián)系。

二、賽卷說明

1.在比賽過程中需按照任務書的要求完成，需要填寫的測量數(shù)據(jù)、參數(shù)修

改位和修改值、繪制的圖等，應按照任務書要求填入相應的表格中。任務書由

八個任務組成，分別是：任務一：數(shù)控機床電氣裝調；任務二：加工中心主軸

加裝改造（以下簡稱“主軸加裝改造”）；任務三：數(shù)控機床故障診斷和排除（以

下簡稱“數(shù)控機床維修”）；任務四：工業(yè)機器人夾具安裝與信號連接（以下簡

稱“手夾和夾具安裝與調試”）；任務五：加工中心主軸的功能開發(fā)（以下簡稱

“主軸功能開發(fā)”）；任務六：工業(yè)機器人上下料功能開發(fā)（以下簡稱“機器人

上下料功能開發(fā)”）；任務七：數(shù)控機床精度檢驗（以下簡稱“機床精度檢驗”）；

任務八：零件智能加工驗證。在任務過程中實施職業(yè)素養(yǎng)和安全意識評價。

2.每一項任務完成后，均需請裁判及時驗收任務完成成果。

3.選手在任務一：數(shù)控機床電氣裝調中，設備上電前必須認真檢查電源。

選手自檢完成后，須舉手請求裁判和現(xiàn)場技術人員檢查（請求檢查有且僅有一

次機會），檢查中發(fā)現(xiàn)安全隱患，中止選手繼續(xù)實施任務一，并扣除接線部分和

功能實現(xiàn)分。檢查后無安全隱患，則可上電，繼續(xù)調試。同意上電后的調試中

又出現(xiàn)短路等安全事故，中止繼續(xù)實施任務一。

4.選手在任務二：主軸加裝改造的精度檢測環(huán)節(jié)中，在記錄檢測數(shù)據(jù)時，

應向裁判示意，并經(jīng)裁判確認方為有效。

5.選手在任務三：數(shù)控機床維修環(huán)節(jié)中，完成自己所能排除的機床故障后，

在賽卷記錄表指定空格處填寫“故障現(xiàn)象（報警號等）”“故障原因””“排除

方法”，并僅有一次機會請求向裁判員驗證，在裁判員的監(jiān)督下，驗證所完成的

故障排除情況。選手可提出放棄故障，并請裁判和技術支持人員清除所有故障

恢復機床正常，此時只能一次性地清除所有非排除的故障，每一個由裁判和技

術支持人員清除的故障倒扣2分。

6.選手在任務五：主軸功能開發(fā)任務完成后，向裁判示意功能驗證，可以

幾個塊的功能一起驗證，也可每完成一個功能塊申請一次驗證，驗證后由裁判

確認完成有效。任務五項目按步驟評分，選手如果僅完成部分內容，應向裁判

申請步驟驗證，并按照評分標準給予完成部分的分值。

7.選手在進行任務五之5-1加裝智能制造工件測頭、任務六之6－4零件試

加工及加工程序優(yōu)化、任務七機床精度檢測之7-2運動精度檢測中，由于檢測

儀器貴重，在起動機床運行前，須經(jīng)過檢測儀器廠商技術支持工程師確認，方

可起動機床運行采集數(shù)據(jù)。

8.選手在進行任務六之零件試加工及加工程序優(yōu)化項目中，工件和刀具裝

夾后、加工前應向裁判示意，確認安全（裝夾安全、操作者工服安全、安全眼

鏡佩戴安全），并經(jīng)現(xiàn)場裁判員同意后，方可進行。任務六之6-4零件試加工及

加工程序優(yōu)化、任務八之8-2自動模式下驗證智能加工流程，加工后樣件須經(jīng)

過現(xiàn)場裁判員的確認登記和標注工件的加工模式，選手從任務八之8-2自動模

式下驗證智能加工流程中加工的2件零件中選擇1件，由裁判封存送檢。

9.本任務書包括八項技術內容，配分如下：

任務一：數(shù)控機床電氣裝調（10分）。

任務二：主軸加裝改造（10分）。

任務三：數(shù)控機床維修（15分）。

任務四：手夾和夾具安裝與調試（10分）。

任務五：主軸功能開發(fā)（10分）

任務六：機器人上下料功能開發(fā)（10分）

任務七：機床精度檢驗（10分）。

任務八：零件智能加工驗證（15分）。

九：職業(yè)素養(yǎng)和安全意識（10分）。

三、實操工作任務

任務一：數(shù)控機床電氣裝調（10分）

題目：立式加工中心排屑機構正轉功能的設計、接線及調試。（不接排屑器）

根據(jù)現(xiàn)場提供的器件、工具等，完成：①在表1-1中繪制綠燈顯示功能電氣

原理圖；②按繪制的電氣原理圖，完成接線；③驗證排屑機構正轉功能。任務

過程中的相關結果記入表1-1，本項任務完成后，按表1-1中的項目內容，請裁

判驗收任務成果。

表1-1：數(shù)控機床電氣裝調記錄表

序號項目項目內容

器件選擇數(shù)量正確合理

原理圖繪制正確，科學合理，符合要求/

電氣原理

1圖形符號規(guī)范，標注齊全

圖繪制

保護環(huán)節(jié)設計得當

字跡清楚、整潔、美觀

線路連接元件安裝位置合理，緊固不松動，工具使用合理

2

正確線上號碼管安裝規(guī)范，與電氣原理圖相符

序號項目項目內容

接至板外的導線經(jīng)端子排轉接，端子排上一個接點接一根線，且端子與

端子之間留有空端子

所有導線進走線槽，或進行了捆束

（學生填寫，裁判簽字確認）

3功能實現(xiàn)功能實現(xiàn)驗證結果

選手繪制的電氣原理圖（空白不夠時可以畫背面）：

注意：選手在設備上電前需自行檢查所連接線路的正確性，并經(jīng)裁判和現(xiàn)

場技術人員檢查無誤后方可通電運行。當技術人員或裁判發(fā)現(xiàn)錯誤連接導致電

源或負載短路、以及導致設備損壞或人員安全問題時，中止選手繼續(xù)實施本任

務。技術人員確認可以上電后，將指出若干條已接線正確的接線，在后續(xù)的通

電調試過程中，選手不可改接已確認正確的接線。技術人員確認正確的接線的

連接牢靠性和接線規(guī)范性由選手自行負責。參賽隊有且僅有一次，請裁判和現(xiàn)

場技術人員檢查是否可以上電的機會，經(jīng)檢查確認后，后續(xù)的斷電和通電調試

不再請現(xiàn)場裁判和現(xiàn)場技術人員檢查確認是否可以上電。

任務二：主軸加裝改造（10分）

題目：主軸的裝配、檢測與調整。

本任務共分六個項目。①工件準備與清潔；②主軸軸承安裝；③主軸軸承

回轉精度調整；④前后軸承鎖緊螺母鎖緊；⑤實測主軸套筒端面到主軸套隔臺

的長度K1值，實測疊加放置高度K2值，實測主軸前端蓋凹臺深度數(shù)值H，計算

主軸前端蓋壓緊量A，以及檢測主軸錐孔跳動值△s；⑥機械主軸與主軸測試臺

對接安裝（參見下圖，正式賽卷中按實際給出正式圖）。

完成過程中的相關數(shù)據(jù)記入表2-1中，請裁判驗收各個項目任務的完成成

果。所涉主軸總裝圖及其主軸零件明細表由賽場提供。

表2-1:主軸加裝記錄表

序號項目內容

工件準備與清潔。在零件擺放區(qū)的主軸零部件進行清點、核對，并按照正確的

項目一工藝步驟清潔，按照安裝工藝步驟將零部件整齊碼放到裝配區(qū)，如發(fā)現(xiàn)零部件

上有毛刺，按照正確的工藝方法去除毛刺。

前主軸軸承安裝：根據(jù)主軸安裝工藝要求安裝主軸軸承，正確選擇軸承安裝方

項目二

向，軸承組對形式正確。測量并調整外圓與主軸同心。

主軸軸承回轉精度調整：測量和調整前軸承外環(huán)與主軸后軸承軸徑接觸外圓之

間回轉跳動，選手將測量結果填入下式（請裁判簽字確認）：

項目三△r=mm,

檢驗前軸承外環(huán)端面跳動

△a=mm

前后軸承鎖緊螺母鎖緊。選手確認軸承系軸向預緊完成后，請?zhí)顚懭缦聰?shù)據(jù)，

在力矩扳手調至前軸承預緊力矩值時，請裁判簽字確認（僅驗證選手掌握力矩

項目四扳手的調整和使用）：

前軸承=Nm

后軸承=Nm

用深度尺實測主軸套筒端面到主軸套隔臺的長度K1值，選手記錄以下數(shù)據(jù)，請

裁判簽字確認：

K1=mm

K11=mm

K12=mm

K13=mm

………

K1n=mm

實測疊加放置高度K2值，選手記錄以下數(shù)據(jù)，請裁判簽字確認：

K2=mm

K21=mm

K2=mm

項目五2

K23=mm

………

K2n=mm

實測主軸前端蓋凹臺深度數(shù)值H，選手記錄以下數(shù)據(jù)，請裁判簽字確認：

H=mm

H1=mm

H2=mm

H3=mm

………

Hn=mm

按照工藝要求計算主軸前端蓋壓緊量A=K2-K1-H：

A=mm

檢測主軸單錐孔跳動△s，選手記錄以下數(shù)據(jù)，請裁判簽字確認：

△s=mm

安裝流程：S1-將主軸安裝在賽場提供的主軸測試架上（參

見圖2-2）；

S2-安裝交流異步電動機于電機座上；

S3-預裝彈性聯(lián)軸節(jié)（對接兩軸）；

S4-調整交流異步電機軸與主軸傳動芯軸的同軸度；

S5-鎖緊聯(lián)軸節(jié)；

S6-安裝安全防護罩。

機械主軸與

安裝完成后的效果參見圖2-3。要求：

項目六主軸測試臺

1）機械主軸在測試臺上應調整至主軸中心線與電機軸中心

對接安裝

線同軸，聯(lián)軸節(jié)安裝規(guī)范。

2）調整電機軸與主軸傳動芯軸同軸，選手采用百分表或千

分表檢測。記錄實測數(shù)據(jù)，請裁判確認：

3）異步電機安裝時提供0.02mm和0.04mm銅皮做調整墊。

4）上述每完成一步均應協(xié)助裁判員檢測、確認。

5）電機軸與主軸軸芯同軸度>0.3mm時，不允許帶電旋轉。

6）安全防護罩安裝合格后，方可通電檢查。

任務三：數(shù)控機床維修（15分）

故障排查涉及立式加工中心技術指標（將在正式賽題中給出）、系統(tǒng)參數(shù)、

伺服參數(shù)及PLC程序，最終以解除報警、準確實現(xiàn)功能動作為完成任務。比賽

開始前，本賽位上應張貼有技術平臺在賽前完成的《故障清除確認表》《故障

設置完成簽字表》及機床準備封條。選手確認齊全后，揭封，并在封條上簽字

確認。

要求：

1.根據(jù)表3-1第三列“技術指標檢驗標準”，排除故障現(xiàn)象。

2.將每一個已排除故障的現(xiàn)象、故障原因及修正參數(shù)寫入表3-2：數(shù)控機床

維修記錄表中，并向裁判報告，請求裁判簽字確認故障排除的工作成果。當申

請裁判和技術人員恢復機床時，每一個未排除的故障倒扣2分。

3.選手不得全部清除數(shù)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)和梯形圖。一經(jīng)發(fā)現(xiàn)，按要求排除全部

故障的情形計分。

表3-1故障檢查事項表

序號檢查事項技術指標檢驗標準

1急停檢查急停按鈕起作用

2伺服驅動檢查解除伺服報警

進給伺服移動無報X/Y/Z軸顯示正常，在JOG方式和錄入方式下，倍率100%

3

警移動各軸，能正常移動無報警

X/Y/Z軸在JOG方式下+/-移動確認軸運動方向符合立式數(shù)控

4伺服移動方向正確

銑床相關坐標定義標準。

5進給軸軟/硬限位檢測各軸運行范圍符合該機床行程規(guī)格且限位有效

檢測手輪或方式下進給軸移動的實際距離與顯示數(shù)值

6坐標軸移動準確MDI

相等

進給軸倍率修調正在JOG（手動）和MDI方式下移動進給軸，調整倍率開關，

7

確軸按照指定倍率移動

手輪方式下軸選正在手輪方式下，切換手輪軸選開關信號，能夠正確選擇相應

8

確的坐標軸，實現(xiàn)X/Y/Z軸移動。

手輪方式下倍率正在手輪方式下，切換手輪倍率信號，移動X/Y/Z軸，能夠正

9

確確實現(xiàn)相應的倍率。

進給軸伺服驅動性

10通過伺服優(yōu)化，觀察圓圖形誤差有明顯改善

能匹配

主軸的啟動和停止

11在JOG（手動）和MDI方式下，能夠啟動和停止主軸。

正常

12主軸定向準確MDI方式下，執(zhí)行M19，主軸準停準確。

13主軸旋轉方向正確在MDI方式下，執(zhí)行M03S500檢查主軸的旋轉方向正確

主軸速度和倍率正在方式下，執(zhí)行檢查主軸的旋轉速度和各檔

14MDIM03S500

確倍率正確

機床操作面板功能

15檢查機床操作面板各按鍵、旋鈕、指示燈功能正常

正常

表3-2數(shù)控機床維修記錄表

學生裁判

序號故障現(xiàn)象處理方案

簽字簽字

原因

1解決方法

已排除（）未排除（）申請排除（）

原因

2解決方法

已排除（）未排除（）申請排除（）

原因

3解決方法

已排除（）未排除（）申請排除（）

原因

4

解決方法

已排除（）未排除（）申請排除（）

原因

5解決方法

已排除（）未排除（）申請排除（）

原因

6解決方法

已排除（）未排除（）申請排除（）

原因

7解決方法

已排除（）未排除（）申請排除（）

原因

8解決方法

已排除（）未排除（）申請排除（）

原因

9解決方法

已排除（）未排除（）申請排除（）

原因

10解決方法

已排除（）未排除（）申請排除（）

原因

11解決方法

已排除（）未排除（）申請排除（）

原因

12解決方法

已排除（）未排除（）申請排除（）

原因

13解決方法

已排除（）未排除（）申請排除（）

原因

14解決方法

已排除（）未排除（）申請排除（）

原因

15解決方法

已排除（）未排除（）申請排除（）

小計15分

任務四：手夾和夾具安裝與調試（10分）

根據(jù)賽場提供的機床氣路圖以及傳感器，設計夾具氣路圖和傳感器連接圖，

完成表4-1中，①手夾和夾具安裝與調試；②機器人氣夾功能驗證。

附表4-1夾具和工業(yè)機器人氣爪功能開發(fā)驗證

序號項目項目內容

1在加工中心上安裝夾具，調整氣壓。

2設計夾具氣路，按設計氣路圖，完成夾具的氣路連接

設計夾具傳感器控制回路，按設計的回路，完成夾具的傳感器控制

3手夾和夾具

安裝與調試回路的連接。

4MDI狀態(tài)下，夾具夾緊、松開

5MDI狀態(tài)下，夾具夾緊到位驗證、夾具松開到位驗證

6MDI狀態(tài)下，夾具上零件有無信號驗證

7機器人氣爪松開功能及控制信號驗證

8機器人氣爪機器人氣爪夾緊功能及控制信號驗證

9功能驗證手爪松開到位控制功能及控制信號驗證

10手爪夾緊到位控制功能及控制信號驗證

任務五：主軸功能開發(fā)（10分）

根據(jù)賽項提供的測頭、主軸部件。利用機床數(shù)控系統(tǒng)，完成：①智能制造

工件測頭；②開通模擬主軸功能、主軸單元通電空載測試；③PC機與CNC互聯(lián)

互通；④完成指定功能的開發(fā)。

5-1.加裝智能制造工件測頭

根據(jù)所提供的測頭，按照表5-1工件測頭加裝項目表中第三列要求，完成

各項任務。每一個項目任務完成后均需請裁判驗收任務完成成果。

表5-1加裝智能制造工件測頭項目

序號項目要求

放置測頭將測頭接收器固定于電氣柜頂部合適位置

1

接收器

1）連接測頭接收器電源線。

2）連接“工件測頭開啟”信號線至PLC輸出點Y10.7，并在PLC中編

輯M88開啟測頭/M89關閉測頭的梯形圖。

測頭電氣

2連接“測頭狀態(tài)”信號線至數(shù)控系統(tǒng)測量輸入點X11.7

連接

4）在MDI下開啟測頭，輸入測量信號測試指令“G91G31X50F50”，待

機床運動后,用手觸碰測頭測針,以模仿機床碰到了測針,觀察機床能

否正確地停止。

測針對中利用百分表或千分表調整測針圓跳動，使之不超0.03mm。

3

調整記錄測量值（請裁判當場確認）。

序號項目要求

1）用磁鐵固定或利用工作臺上的臺鉗輕夾自備環(huán)規(guī)，保持上表面平

行工作臺面。

2）將測頭裝至機床主軸，并手動定位至環(huán)規(guī)大約中心位置，測球低

于環(huán)規(guī)上表面。

測頭徑向

43）M88;（測頭開啟代碼）

標定

4）MDI編寫并執(zhí)行測頭標定宏程序：

G65P9901M102.D;

D:環(huán)規(guī)準確直徑；標定結果位于：#500，#501，#502，#503。

5）M89;（測頭關閉代碼）

同上1、2步驟。

3）M88;（測頭開啟代碼）

4）MDI下執(zhí)行G65P9901M2.D_S。

環(huán)規(guī)直徑

5D:環(huán)規(guī)準確直徑；S:更新的工件坐標系編號。

測量

注：#100存儲環(huán)規(guī)直徑測量值。

并將環(huán)規(guī)直徑值存儲到#610，編寫#610=#100并執(zhí)行。

5）M89;（測頭關閉代碼）

5-2開通模擬主軸功能、主軸單元通電空載測試

根據(jù)任務二裝配好的機械主軸和異步電機，在本節(jié)中根據(jù)賽場提供的變頻器

技術資料連接變頻器，并通過機床MDI或操作面板備用鍵控制主軸分別旋轉200

rpm,500rpm,800rpm進行測試。具體要求：①完成數(shù)控系統(tǒng)模擬接口→變頻器→

三相異步電機的硬件連接；②完成數(shù)控系統(tǒng)模擬接口功能開通（數(shù)控系統(tǒng)側參

數(shù)設置、PLC編輯）；③變頻器參數(shù)設置；④主軸旋轉時測試機械主軸震動。選

手依據(jù)表5-2，在任務完成過程中或任務完成后，請裁判驗收任務成果。

表5-2：開通模擬主軸功能、主軸單元通電空載測試記錄表

序號項目項目內容

1異步電機連接正確

2變頻器連系統(tǒng)模擬電壓及信號線連接正確

3接與調試模擬主軸參數(shù)設置正確，模擬主軸被激活

4變頻器通電及參數(shù)設置正確

聯(lián)動后振紀錄振動分貝值（請裁判簽字確認）。注：主軸芯軸

5

動測試和電機軸同軸度大于0.3mm時不能進行此測試。

選手壓接端子、標注線號（現(xiàn)場提供線號管）、接線參見正式賽卷提供的端

子圖。

5-3．PC機與NC互聯(lián)互通

根據(jù)現(xiàn)場提供設備接口和以太網(wǎng)線，實現(xiàn)PC機與CNC（數(shù)控系統(tǒng)）的連接。

系統(tǒng)與PC機聯(lián)通中，要求檢查在數(shù)控系統(tǒng)端操作，可將PC上的程序文件復制

到數(shù)控系統(tǒng)。選手在任務完成后，根據(jù)表5-3，請裁判驗收任務完成成果。

表5-3：PC與NC互聯(lián)互通

項目內容調整結果項目內容

PC側IP地址設置正確

PC與NC互NC側IP地址設定正確

參數(shù)調整

聯(lián)互通數(shù)據(jù)線連接成功

NC側調用程序成功

5-4.完成指定功能開發(fā)（6分）

利用富余的M指令，開發(fā)PLC程序，以及參數(shù)設置，實現(xiàn)：

（1）通過MDI鍵盤輸入S指令、M指令控制主軸正/反轉。

（2）通過機床操作面板備用鍵（參照表5-4）作為“主軸正轉”、“主軸反

轉”、“增速按鈕”、“減速按鈕”、“主軸停止”，按下哪個鍵后，其對應的按鈕LED

點亮，通過增速/減速按鈕每按一次增/減速10%。

（3）模擬主軸指令推薦見表5-5。

（4）選手根據(jù)表5-6：完成指定功能開發(fā)（實現(xiàn)模擬主軸調速控制功能）

后，請裁判驗收任務完成成果。

表5-4備用鍵對應的輸入和輸出地址

新定義內容在操作面板上定義輸入地址輸出地址

主軸正轉FxX.XX.X

主軸反轉FxX.XX.X

增速按鈕FxX.XX.X

減速按鈕FxX.XX.X

主軸停止FxX.XX.X

表5-5模擬主軸指令推薦

分類正轉/反轉/主軸停備注

主軸指令MXX/MXX/MXX也可自行定義未用M代碼

主軸速度指令SXX

表5-6完成指定功能開發(fā)（實現(xiàn)模擬主軸調速控制功能）

序號項目項目內容

1MDI方式下執(zhí)行主軸控制M/S代碼，主軸旋轉

2主軸正轉按鈕/主軸反轉按鈕/LED有效

PLC編程

3增速按鈕/減速按鈕/LED有效

4主軸停止按鈕/LED有效

任務六：機器人上下料功能開發(fā)（10分）

根據(jù)賽項提供的智能加工仿真軟件、機器人及控制系統(tǒng)、數(shù)控機床及其富

余的M指令等，開發(fā)PLC程序。完成：①機器人應用功能仿真；②機器人應用

功能開發(fā)；③機器人上料編程；④零件試加工及加工程序優(yōu)化；⑤機器人上料

編程。

6-1機器人應用功能仿真。選手使用賽場提供的仿真軟件，根據(jù)虛擬制造

仿真流程圖（圖6-1。正式流程圖待虛擬制造仿真軟件確定后給出）。完成上料

動作PLC的編寫。

圖6-1虛擬制造仿真流程圖

根據(jù)表6-1，指定2項功能進行虛擬仿真驗證。

表6-1：虛擬制造仿真記錄表

序號項目項目內容

1互聯(lián)互通數(shù)控機床與虛擬制造仿真軟件間的互聯(lián)互通信號連接。

2PLC程序開發(fā)編寫虛擬機器人實現(xiàn)對加工中心上下料流程的PLC程序開發(fā)。

3機床執(zhí)行M**指令，可以運行無報警

4機床可以回到指定的第二參考點

5機器人可以在傳送帶上抓取毛坯

6功能驗證（3~10機床門可以自動打開

項中指定2項進

7行驗證）機床平口鉗可以自動松開

8平口鉗夾緊，機器人可以完成機床上料

9機床門可以自動關閉

10虛擬制造仿真流程與給定的流程圖符合

6-2機器人應用功能開發(fā)。開發(fā)PLC程序，實現(xiàn)在MDI和單步方式下，使

用機器人信號輸出實現(xiàn)自動門開關，以及自動門開關的安全聯(lián)鎖，智能加工區(qū)

安全圍欄上安全門的安全聯(lián)鎖功能。

附表6-2：機器人應用功能仿真記錄表（2分）

序號項目項目內容

1MDI和單步方式下，自動門開、自動門開到位。

開發(fā)PLC程序

2MDI和單步方式下，自動門關、自動門關到位。

自動門關閉時，機器人無法進入數(shù)控機床，自動門開啟時，機器人進入數(shù)

3自動門安全聯(lián)鎖

控機床運行解鎖

智能加工區(qū)域安全安全圍欄門開啟時，機器人停止運行，安全圍欄門關閉時時，機器人停

4

圍欄止運行解鎖。

6-3機器人上下料編程。示教編程實現(xiàn)上料時機器人對第1件毛坯抓取，

并放置到加工中心夾具中，實現(xiàn)夾緊，以及機器人退出加工位置。示教編程實

現(xiàn)下料時機器人對夾具上的工件的抓取，配合夾具的松開，機器人將工件施加

到毛坯庫1位置。表6-3功能全部實現(xiàn)后，請裁判驗證任務完成成果（有，且

僅有一次驗證機會）。

附表6-3：機器人示教編程記錄表（2分）

序號項目項目內容

機器人上料示示教編程實現(xiàn)上料時機器人對第1件毛坯抓取，并放置到加工中心

1

教編程夾具中，實現(xiàn)夾緊，以及機器人退出加工位置

機器人下料示示教編程實現(xiàn)下料時機器人對夾具上的工件的抓取，配合夾具的松

2

教編程開，機器人將工件施加到毛坯1位置，移動到毛坯2位置上方。

6-4零件試加工及加工程序優(yōu)化。在機器人退出加工位置后，選手依據(jù)

GB/T-20957.7-2007《精密加工試件》標準，按照賽項任務書的圖紙要求（圖6-1，

該件毛坯為一塊方料，其中707020段為夾具夾持部位，事先已加工成形），

對機械人上料的1件毛坯進行試切件加工及進行在線測量，毛坯安裝在夾具上

必須由機器人完成，零件真實加工過程可由人工干預。加工過程中按表6-4進

行工件在線測量,測量過程及結果請裁判驗收。根據(jù)測量結果，通過刀補對加工

程序進行優(yōu)化，為零件的智能加工作準備。

附表6-4：工件在線測量參考評分標準（2分）

序號評分內容評分細節(jié)（每行扣完為止）

臺面清掃

1測量準備裝夾測頭前執(zhí)行MXX定向指令，之后進行測頭裝夾。

在MDI下開啟測頭，輸入測量信號測試指令用手觸碰測頭測針，檢查

機床是否停止運動。

編程正確

三點或四點測量

2編程測量

圓直徑

結果輸出至宏變量

本項目注意事項：

（1）安裝在線測頭，啟動檢測程序，調用圓檢測宏指令，檢測加工后的圓

直徑。檢測結果通過程序賦值到宏變量#XXX中。

（2）本環(huán)節(jié)不提供CAD/CAM軟件，要求計算機G代碼編程，通過數(shù)控機床

企業(yè)提供的程序將加工程序傳送至CNC。請根據(jù)現(xiàn)場提供的圖紙，用G代碼編程，

完成試切件輪廓的加工。

圖6-1試切件圖

（3）選手根據(jù)圖紙要求和賽場提供的毛坯，自行設計試件切削試驗工藝，

完成試件切削試驗的程序編制和加工。

（4）選手自備刀具、刀柄和量具，合理安裝、調整刀具，配合其它工、量

具使用，完成試件切削試驗操作。

（5）試切件毛坯要求：毛坯形狀、尺寸及其技術要求參見樣題，毛坯由承

辦校準備，為每個參賽隊共提供三件毛坯，本環(huán)節(jié)使用其中的一件毛坯，此件

不得作為零件加工質量的檢測件。賽場另準備若干備用件，當僅當提供給參賽

隊的毛坯出現(xiàn)“硬點”等質量問題時，參賽隊可以提出更換毛坯。當參賽選手

因自身原因損壞毛坯時，不予更換毛坯。

任務七：機床精度檢驗（10分）

本任務基于：標準GB17421-1/2/4和GB-T20957[1].2-2007精密加工中心

檢驗條件（2）標準檢測方法和評價標準，包括圓度誤差檢測。

7-1.數(shù)控機床幾何精度測量

1.依據(jù)GB/T18400.2-2010(ISO10791-2:2001)精密加工中心檢驗條件（2）

中的部分測量標準以及GB/T17421.1-1998通用標準，選擇5項檢驗項目，利

用所提供的工具、量具、檢具，進行數(shù)控機床幾何精度測量。

2.工具、量具、檢具選用合理，使用方法正確，每一項數(shù)據(jù)檢測完成后，

選手應舉手示意，經(jīng)現(xiàn)場裁判確認后將檢測結果填入表7-1幾何精度檢測表中。

表7-1：數(shù)控機床幾何精度測量評分記錄表

序號檢驗項目簡圖

線性運動直a）在ZX垂直平面內b）在XY水平面內

檢驗項目一簡圖X軸線運動的直線度

線度-X軸線

1運動的直線根據(jù)GB/T18400.2-2010，局部公差：在任意300測量長度上，公

度（具體按

差0.007；X500，公差0.010；500X800，公差0.015；800X1250，

賽卷）

公差0.020；1250X2000，公差0.025。

檢驗工具：a）平尺指示器或光學方法；b）平尺指示器或鋼絲

和顯微鏡或光學方法

檢驗方法：對所有結構型式的機床，平尺或鋼絲或直線度反射器都

應置于工作臺上，如主軸能鎖緊，則指示器或顯微鏡或干涉儀可裝

在主軸上，否則檢驗工具應裝在機床的主軸箱上。測量線應盡可能

靠近工作臺的中央。

在ZX垂直平面內的直線度：（裁判簽字確認）

在XY水平面內的直線度：（裁判簽字確認）

選自GB/T18400.2-2010(ISO10791-2:2001)精密加工中心檢驗條

2選擇項目2

件（2）中的部分測量標準以及GB/T17421.1-1998通用標準

3選擇項目3同上

4選擇項目4同上

5選擇項目5同上

7-2.運動精度檢測——球桿儀檢測圓軌跡運動精度

按照表7-2中第二列“檢測項目”和第三列“要求”，使用球桿儀對機床某

指定位置按GB17421.4或ISO230-4標準要求測量XY平面圓度（假定機床溫度

20℃，膨脹系數(shù)11.7）。并填寫和保存數(shù)據(jù)。

表7-2：運動精度檢測參考評分標準

設定數(shù)據(jù)（選手填裁判

序號檢測項目檢測內容

寫）簽字

編制X-Y平面測

試程序（可以借鑒半徑：100mm，

1儀器幫助手冊中進給速度

的已有程序），并1000mm/min

輸入數(shù)控系統(tǒng)

記錄所設定坐標

系原點：

設定球桿儀測試在機床上建立測試程序的

2X:

中心坐標系原點

Y:

Z:

3測試程序調試空運行測試程序

4藍牙連接調試將球桿儀與電腦連接起來

配置校準規(guī)30mm~100mm校準規(guī)校準后球

5配置校準規(guī)

中任意一種桿儀實際長度：

安裝球桿儀并測測量后存儲測試報告到選

6

試手文件夾

記錄圓度誤差值：

G（CW）順時針圓

按GB17421-4分

7度

析圓度誤差

G（CCW）逆時針圓

度

給出該處X-Y平

8記錄垂直度：

面垂直度誤差

任務八：零件智能加工驗證（15分）

8-1單步模式下和自動模式下分別驗證智能加工流程。根據(jù)8-1給出的參

考智能加工流程和環(huán)節(jié)，或選手自行設計智能加工流程和環(huán)節(jié)，利用給定的一

組M指令，進行PLC編程。完成：①單步模式下，用30秒延時替代零件真實加

工，完成智能制造，驗證智能加工流程。②自動模式下，按單步模式下相同的

智能加工流程，真實加工2件毛坯和得到2件零件（選手不得人工干預智能加

工過程）。兩種模式下的驗證請裁判確認。

表8-1：智能加工驗證

序號項目項目內容

1自動門開、夾具松開（2個環(huán)節(jié)）

2機器人抓取第1件毛坯、上料至機床（2個環(huán)節(jié)）

3機器人放置毛坯、夾具夾緊（2個環(huán)節(jié)）

4機器人回退到位（1個環(huán)節(jié)）

自動門關、機床暫不進行真實加工，用延時30秒鐘替代（2個

5單步模式下驗證智

環(huán)節(jié)）

能加工流程（6分）

6延時到，機床門開、夾具松開（2個環(huán)節(jié)）

7機器人下料運動至機床（1個環(huán)節(jié)）

8機器人抓取零件（1個環(huán)節(jié)）

9機械人回退到位，放置零件（2個環(huán)節(jié)）

10機器人移動，抓取第2件毛坯，進入下一個循環(huán)（2個環(huán)節(jié)）

11自動模式下驗證智自動模式下，第1件零件完成加工。

12能加工流程自動模式下，第2件零件完成加工。

8-2加工完成后，選手清理工作臺，選手選擇1件智能加工完成的零件，

由裁判封存送檢。選手請參考表8-2，確保零件加工質量

表8-2：零件加工質量參考

序號項目評分細則（每行扣完為止）

1形狀檢查工件形狀與圖紙符合。

160mmx160mm圖示形位公差直線度≤0.02mm（三處）

質量檢查160mmx160mm圖示形位公差垂直度和平行度≤0.02mm

（二處）

若形狀檢查不符合

108mmx108mm四邊直線度和傾斜度≤0.02mm（四處）

2圖紙，本項得分0

分。圖示形位公差3°斜邊直線度和傾斜度≤0.02mm（二處）

若符合，進一步計

Φ圓度≤

加工質量108mm0.015mm

加工表面粗糙度

九：職業(yè)素養(yǎng)和安全意識（10分）

本賽項專設職業(yè)素養(yǎng)和安全意識評價環(huán)節(jié)，用于評價選手在競賽全程的職

業(yè)素養(yǎng)水平和安全意識。選手參照表8-1中的要求執(zhí)行。

表9-1：職業(yè)素養(yǎng)與安全意識評分記錄表

序號項目要求

1安全意識著裝、電工鞋及其他勞動防護得當、具有良好的安全意識及行為。

2遵守規(guī)范操作過程中遵守標準和規(guī)范。

3踐行5S工、量具碼放整齊，保持工位清潔衛(wèi)生，踐行現(xiàn)場5S管理規(guī)范。

4和諧友善參賽選手間和諧團結，善意對待其他選手。

在提出補時申請時，以及賽后向指導教師描述申訴事實時，不夸大不扭

5誠信文明

曲事實。尊重裁判及其他賽場工作人員，言行舉止文明。

樣題1

2022年江西省職業(yè)院校技能大賽高職組

“數(shù)控機床裝調與技術改造”實操比賽

【公開題】

（總時間：7小時）

任

務

書

場次：

工位號：

一、選手須知

請各位選手賽前務必仔細研讀

1.本任務書總分為100分，考試時間為7小時。

2.選手在實操過程中應該遵守競賽規(guī)則和安全守則，確保人身和設備安全。

如有違反，則按照相關規(guī)定在考試的總成績中扣除相應分值。

3.記錄表中數(shù)據(jù)用黑色水筆填寫，表中數(shù)據(jù)文字涂改后無效。

4.考試過程中考生不得使用自帶U盤及其它移動設備拷貝相關文件。

5.禁止使用相機及手機對試題進行拍照，否則取消考試資格。

6.選手簽字一律按照第二次抽簽拿到的號碼簽字，不得實名簽字。

7.僅對任務三“數(shù)控機床維修”，參賽隊在比賽過程中遇到排除故障部分的

內容不能自行完成，可以選擇放棄，放棄后由裁判通知工作人員進行故障排除，

本環(huán)節(jié)選手已經(jīng)查出故障的按規(guī)定給分，選手放棄后未查出的故障不給分，且

每一個由工作人員排除的故障倒扣2分。

8.本任務書頁，賽卷記錄表頁，附件頁，共計頁。如有缺頁，

請立即與裁判聯(lián)系。

二、賽卷說明

1.在比賽過程中需按照任務書的要求完成，需要填寫的測量數(shù)據(jù)、參數(shù)修

改位和修改值、繪制的圖等，應按照任務書要求填入相應的表格中。任務書由

八個任務組成，分別是：任務一：數(shù)控機床電氣裝調；任務二：加工中心主軸

加裝改造（以下簡稱“主軸加裝改造”）；任務三：數(shù)控機床故障診斷和排除（以

下簡稱“數(shù)控機床維修”）；任務四：工業(yè)機器人夾具安裝與信號連接（以下簡

稱“手夾和夾具安裝與調試”）；任務五：加工中心主軸的功能開發(fā)（以下簡稱

“主軸功能開發(fā)”）；任務六：工業(yè)機器人上下料功能開發(fā)（以下簡稱“機器人

上下料功能開發(fā)”）；任務七：數(shù)控機床精度檢驗（以下簡稱“機床精度檢驗”）；

任務八：零件智能加工驗證。在任務過程中實施職業(yè)素養(yǎng)和安全意識評價。

2.每一項任務完成后，均需請裁判及時驗收任務完成成果。

3.選手在任務一：數(shù)控機床電氣裝調中，設備上電前必須認真檢查電源。

選手自檢完成后，須舉手請求裁判和現(xiàn)場技術人員檢查（請求檢查有且僅有一

次機會），檢查中發(fā)現(xiàn)安全隱患，中止選手繼續(xù)實施任務一，并扣除接線部分和

功能實現(xiàn)分。檢查后無安全隱患，則可上電，繼續(xù)調試。同意上電后的調試中

又出現(xiàn)短路等安全事故，中止繼續(xù)實施任務一。

4.選手在任務二：主軸加裝改造的精度檢測環(huán)節(jié)中，在記錄檢測數(shù)據(jù)時，

應向裁判示意，并經(jīng)裁判確認方為有效。

5.選手在任務三：數(shù)控機床維修環(huán)節(jié)中，完成自己所能排除的機床故障后，

在賽卷記錄表指定空格處填寫“故障現(xiàn)象（報警號等）”“故障原因””“排除

方法”，并僅有一次機會請求向裁判員驗證，在裁判員的監(jiān)督下，驗證所完成的

故障排除情況。選手可提出放棄故障，并請裁判和技術支持人員清除所有故障

恢復機床正常，此時只能一次性地清除所有非排除的故障，每一個由裁判和技

術支持人員清除的故障倒扣2分。

6.選手在任務五：主軸功能開發(fā)任務完成后，向裁判示意功能驗證，可以

幾個塊的功能一起驗證，也可每完成一個功能塊申請一次驗證，驗證后由裁判

確認完成有效。任務五項目按步驟評分，選手如果僅完成部分內容，應向裁判

申請步驟驗證，并按照評分標準給予完成部分的分值。

7.選手在進行任務五之5-1加裝智能制造工件測頭、任務六之6－4零件試

加工及加工程序優(yōu)化、任務七機床精度檢測之7-2運動精度檢測中，由于檢測

儀器貴重，在起動機床運行前，須經(jīng)過檢測儀器廠商技術支持工程師確認，方

可起動機床運行采集數(shù)據(jù)。

8.選手在進行任務六之零件試加工及加工程序優(yōu)化項目中，工件和刀具裝

夾后、加工前應向裁判示意，確認安全（裝夾安全、操作者工服安全、安全眼

鏡佩戴安全），并經(jīng)現(xiàn)場裁判員同意后，方可進行。任務六之6-4零件試加工及

加工程序優(yōu)化、任務八之8-2自動模式下驗證智能加工流程，加工后樣件須經(jīng)

過現(xiàn)場裁判員的確認登記和標注工件的加工模式，選手從任務八之8-2自動模

式下驗證智能加工流程中加工的2件零件中選擇1件，由裁判封存送檢。

9.本任務書包括八項技術內容，配分如下：

任務一：數(shù)控機床電氣裝調（10分）。

任務二：主軸加裝改造（10分）。

任務三：數(shù)控機床維修（15分）。

任務四：手夾和夾具安裝與調試（10分）。

任務五：主軸功能開發(fā)（10分）

任務六：機器人上下料功能開發(fā)（10分）

任務七：機床精度檢驗（10分）。

任務八：零件智能加工驗證（15分）。

九：職業(yè)素養(yǎng)和安全意識（10分