第五屆全國智能制造應(yīng)用技術(shù)技能大賽安徽省選拔賽：機(jī)電設(shè)備維修工樣題合并

附件11

2023年全國行業(yè)職業(yè)技能競賽——

第五屆全國智能制造應(yīng)用技術(shù)技能大賽

安徽省選拔賽

機(jī)電設(shè)備維修工

（智能制造生產(chǎn)運維方向）

樣題

職工組/學(xué)生組

全國智能制造應(yīng)用技術(shù)技能大賽

安徽省選拔賽組委會

二零二三年十月

2023年全國行業(yè)職業(yè)技能競賽——全國智能制造應(yīng)用技術(shù)技能大賽安徽省選拔賽

重要說明

1.比賽時間150分鐘。60分鐘后，選手可以棄賽，但不可提前離開

賽位場地，需要在賽位指定位置，與比賽設(shè)備隔離。

2.比賽共包括4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

此任務(wù)必須在裁判監(jiān)督下完

1任務(wù)1：智能制造系統(tǒng)聯(lián)調(diào)30

成后方可進(jìn)行后續(xù)任務(wù)

2任務(wù)2：工藝設(shè)計與數(shù)控編程15

3任務(wù)3：機(jī)器人編程與調(diào)試20

4任務(wù)4：智能加工與生產(chǎn)管控35

6合計100

3.除有說明外，限制各任務(wù)評判順序，但不限制任務(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。

4.請務(wù)必閱讀各任務(wù)的重要提示。

5.比賽過程中，選手一定要嚴(yán)格遵守安全操作規(guī)范，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。

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算機(jī)里

指定位置D:\ZL\。

7.競賽平臺系統(tǒng)中主要模塊的IP地址分配如下表2所示。

表2：IP地址分配表

序號名稱IP地址分配和預(yù)設(shè)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192.168.8.12

網(wǎng)，則保留該IP地址

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4工業(yè)機(jī)器人192.168.8.103

5MES部署計算機(jī)192.168.8.99

6數(shù)控車床192.168.8.15

7數(shù)控加工中心192.168.8.16

8立體倉庫LED模塊192.168.8.20

9編程計算機(jī)1192.168.8.97

10編程計算機(jī)2192.168.8.98

8.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。

9.參賽選手在競賽過程中，除統(tǒng)一要求使用U盤外，其他過程選手

不得自行使用U盤。

10.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。

11.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。

12.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:\2023QZ1\中命名對應(yīng)文件夾（賽位號+CAM，賽位號+CAD，

賽位號+PLC，賽位號+HMI，賽位號+SIM，賽位號+NC），賽位號為1位數(shù)

字+2個字母+2位數(shù)字，如1DS01。賽題中所要求備份的文件請備份到對

應(yīng)到文件夾下，即使選手沒有任何備份文件也要求建立文件夾，比賽結(jié)

束后，在裁判監(jiān)督下，選手需將文件通過MES上傳指定目錄下。

13.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。

14.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

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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，將取消其競賽資

格。

15.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。

16.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。

17.賽場提供的任何物品，不得帶離賽場。

18.競賽平臺系統(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

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一、競賽項目任務(wù)書

智能制造單元生產(chǎn)與管控賽項安全注意事項：

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。

任務(wù)一：智能制造系統(tǒng)聯(lián)調(diào)

任務(wù)描述：對智能制造單元系統(tǒng)各設(shè)備進(jìn)行功能測試，完成智能制

造系統(tǒng)各功能設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)通信連接，完成智能制造控制系統(tǒng)的聯(lián)調(diào)。

1.智能制造系統(tǒng)架構(gòu)

任務(wù)描述：選手對智能制造系統(tǒng)各基本單元進(jìn)行功能檢測，確認(rèn)設(shè)

備是否能夠正常運行，并進(jìn)行故障排除。功能檢測包括：

（1）操作數(shù)控系統(tǒng)檢查數(shù)控車床和加工中心是否能夠正常運行，

包括主軸、運動軸、氣動門、氣動夾具以及零點定位夾具等。

（2）檢測攝像頭的安裝與電氣連接正確，MES系統(tǒng)界面上顯示車

床卡盤、加工中心夾盤圖像。

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（3）檢查機(jī)器人單元是否能夠正常運行，包括示教機(jī)器人換手爪，

并在示教器上顯示有無夾料狀態(tài)，機(jī)器人快換夾具工作臺有無手爪到位

檢測傳感器開關(guān)正常。

（4）對智能制造系統(tǒng)各單元網(wǎng)絡(luò)通訊進(jìn)行檢查，是否正常連接，

包括數(shù)控車床、數(shù)控加工中心、機(jī)器人、主控系統(tǒng)、編程計算機(jī)和MES

部署計算機(jī)。

完成任務(wù)1中“1”后，舉手示意裁判進(jìn)行評判！

2.運行檢查或安裝操作測試大賽管控軟件

任務(wù)描述：選手根據(jù)競賽需要，檢查、安裝大賽指定管控軟件，

并操作、測試，確認(rèn)正常。

（1）檢查大賽指定管控軟件；

（2）操作、測試，確認(rèn)正常。

完成任務(wù)1中“2”后，舉手示意裁判進(jìn)行評判！

3.智能制造系統(tǒng)通訊測試

任務(wù)描述：根據(jù)任務(wù)書給定的要求，編寫PLC程序，實現(xiàn)PLC、

機(jī)器人、數(shù)控車床、加工中心之間的連接和通信；編寫PLC與MES、

RFID系統(tǒng)、立體倉庫等系統(tǒng)之間的連接和通信程序。對數(shù)控機(jī)床、機(jī)

器人、RFID系統(tǒng)、立體倉庫、視頻監(jiān)控系統(tǒng)等進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。

RFID標(biāo)簽信息編碼規(guī)則如下：

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圖2RFID標(biāo)簽信息編碼規(guī)則

（1）場次定義：A、B、C、D、E；

（2）零件種類：選手需加工的零件；零件圖號尾號01、02、03、

04；

（3）零件材料定義：0:鋁材，1:45鋼；

（4）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)）,對立體倉庫規(guī)定倉位的RFID按

照規(guī)定的編碼規(guī)則進(jìn)行讀寫操作。

（1）調(diào)試圖3所示的數(shù)控車床調(diào)試觸摸屏界面、圖4所示的加工

中心調(diào)試觸摸屏界面、主控程序與數(shù)控車床和加工中心之間的通信連接

程序。

1)在圖3所示的PLC端HMI上能夠控制數(shù)控車床機(jī)床門的開關(guān)，

能夠顯示機(jī)床門開關(guān)狀態(tài)和卡盤狀態(tài)。

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圖3數(shù)控車床調(diào)試界面

2)在圖4所示的PLC端HMI上能夠控制加工中心機(jī)床門的開關(guān)，

能夠顯示機(jī)床門開關(guān)狀態(tài)和夾具狀態(tài)；能夠HMI實現(xiàn)吹氣保持時間2

秒和吹氣間隔時間5秒，實現(xiàn)機(jī)床攝像頭的手動和自動清理。

圖4加工中心調(diào)試界

（2）調(diào)試HMI測試界面、主控PLC程序與RFID、立體倉庫之間

的通信連接程序。

任務(wù)描述：調(diào)試圖5所示的RFID測試調(diào)試界面、主控PLC與

RFID系統(tǒng)的連接和通信程序。

對立體倉庫規(guī)定倉位的RFID按照規(guī)定的編碼規(guī)則進(jìn)行讀寫操作。

按照本場次A場次，鋼件，零件種類為01、02、03、04，通過啟

動HMI，對倉位1（1,2）、倉位2（2,3）和倉位3（3,4）分別對應(yīng)

空、毛坯和正在加工進(jìn)行寫入，并按照倉位2（2,3）、倉位3(3,4)和

倉位1（1,2）的倉位順序依次讀取該倉位RFID標(biāo)簽信息，并顯示在

圖5所示的HMI上。

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圖5RFID測試調(diào)試界面

（3）編寫PLC與MES連接和通信程序

任務(wù)描述：編寫主控PLC與MES系統(tǒng)之間的通信連接、調(diào)試圖7所

示的立體倉庫料倉訂單信息的觸摸屏界面。

1）基于MES系統(tǒng)和PLC的通訊的協(xié)議和變量地址，編寫主控

PLC的MSE通信測試程序，能夠?qū)崿F(xiàn)主控PLC與MES之間的數(shù)據(jù)交互；

完成任務(wù)1中“3”后，舉手示意裁判進(jìn)行評判！

4.設(shè)備層數(shù)據(jù)的采集和可視化

任務(wù)描述：根據(jù)任務(wù)書要求，對數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、RFID系統(tǒng)、

立體倉庫等進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并根據(jù)要求上傳到MES系統(tǒng)中，能夠在

MES系統(tǒng)中實現(xiàn)數(shù)控機(jī)床等設(shè)備狀態(tài)信息的可視化顯示。

（1）實現(xiàn)三個顯示終端智能看板的顯示，三個智能看板分別顯示

立體倉庫狀態(tài)、加工過程狀態(tài)。

（2）選手手動操作機(jī)器人，在MES設(shè)備測試界面中能夠顯示機(jī)器

人運動狀態(tài)、第六、七兩軸的坐標(biāo)信息。

（3）在規(guī)定的立體倉庫倉位（3,4）中拿掉毛坯，在倉庫測試界面

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中實時正確顯示有無料狀態(tài)。

（4）選手手動操作機(jī)床設(shè)備，在MES測試界面中分別進(jìn)行機(jī)床開

關(guān)門、卡盤狀態(tài)、主軸速度狀態(tài)信息的實時顯示。

完成任務(wù)1中“4”后，舉手示意裁判進(jìn)行評判！

任務(wù)二：工藝設(shè)計與數(shù)控編程

根據(jù)任務(wù)書要求，選手根據(jù)給定的圖紙，應(yīng)用CAD/CAM/CAPP軟

件，進(jìn)行零部件3D設(shè)計和裝配體構(gòu)建、產(chǎn)品加工工藝設(shè)計、BOM構(gòu)建、

零件生產(chǎn)過程質(zhì)量控制、零件加工工藝、零件加工程序編制，并將相應(yīng)

的文件保存在MES系統(tǒng)要求指定文件夾中。

1.零件數(shù)字化設(shè)計

任務(wù)描述：選手根據(jù)給定的2套圖紙，應(yīng)用CAD/CAM/CAPP軟件，

進(jìn)行零部件3D設(shè)計和裝配體構(gòu)建、產(chǎn)品加工工藝設(shè)計、BOM構(gòu)建、零

件生產(chǎn)過程質(zhì)量控制、編制零件加工工藝。

根據(jù)任務(wù)和加工圖紙（圖紙見附件）要求，具體任務(wù)如下：

（1）根據(jù)附件加工工件圖紙，對工件05-01、05-02組件中零件

3D設(shè)計和裝配設(shè)計。

（2）根據(jù)已設(shè)計3D裝配圖，正確生成的EBOM，根據(jù)已生成

EBOM，操作MES軟件在PBOM中正確設(shè)置工序、工時。

完成任務(wù)2中“1”后，舉手示意裁判進(jìn)行評判！

2.CAM編程與NC代碼上傳

任務(wù)描述：根據(jù)加工工藝，要求對工件05-03、05-04、05-05、

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05-06進(jìn)行CAM編程，生成對應(yīng)數(shù)控車床和加工中心的NC加工程序，

并對加工程序進(jìn)行模擬仿真，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。

（1）對05-03、05-04、05-05、05-06零件進(jìn)行CAM編程，并對

加工程序進(jìn)行仿真驗證，編制數(shù)控加工工藝卡。

表3：數(shù)控加工工藝卡

（2）生成對應(yīng)數(shù)控車床和加工中心的NC加工程序，按標(biāo)準(zhǔn)命名

規(guī)范進(jìn)行命名，并上傳MES系統(tǒng)，進(jìn)行刀具與刀號對應(yīng)關(guān)系的確認(rèn)。

完成任務(wù)2中“2”后，舉手示意裁判進(jìn)行評判！

任務(wù)三：機(jī)器人編程與調(diào)試

根據(jù)任務(wù)書給定的任務(wù)要求，通過示教器完成機(jī)器人示教編程，實

現(xiàn)機(jī)器人自動到立體倉庫抓取工件（含不同加工工件快換夾具的更換），

并放置到數(shù)控車床和加工中心的卡盤上。進(jìn)行機(jī)器人和PLC控制系統(tǒng)的

編程調(diào)試。

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1.配置HMI界面與PLC通訊I/0

編寫PLC與機(jī)器人通信測試程序，調(diào)試圖7所示的機(jī)器人調(diào)試

HMI界面，實現(xiàn)與機(jī)器人之間的數(shù)據(jù)通信，在機(jī)器人端改變關(guān)節(jié)軸和行

走軸數(shù)據(jù)，能夠在圖7所示的PLC端的HMI上同步顯示。

圖7機(jī)器人調(diào)試界面

完成任務(wù)4中“1”后，舉手示意裁判進(jìn)行評判！

2.機(jī)器人示教編程

任務(wù)描述：編寫機(jī)器人示教程序，完成機(jī)器人工具坐標(biāo)系設(shè)定，數(shù)

控車床與立體倉庫之間上下料示教編程與自動調(diào)試，加工中心與立體倉

庫之間上下料示教編程與自動調(diào)試，數(shù)控車床與加工中心之間上下料示

教編程與自動調(diào)試。

（1）數(shù)控車床與立體倉庫之間上下料示教編程與自動調(diào)試

1）示教編程機(jī)器人與數(shù)控車床和立體倉庫的取放程序。

2）在圖7的PLC端HMI上選取立體倉庫中（2,3）倉位的毛坯，

通過倉庫取料按鈕和數(shù)控車床放料按鈕，機(jī)器人能夠從立體倉庫正確

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取出工件，放置到數(shù)控車床卡盤位置,并能夾緊。

3）通過在圖7的PLC端HMI上數(shù)控車床取料和立體倉庫放料按

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）加工中心與立體倉庫之間上下料示教編程與自動調(diào)試

1）示教編程機(jī)器人與數(shù)控車床和立體倉庫的取放程序。

2）在圖7的PLC端HMI上選取立體倉庫中（4,3）倉位的毛坯，

通過倉庫取料按鈕和加工中心放料按鈕，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）通過在圖7的PLC端HMI上加工中心取料和立體倉庫放料按鈕，

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)三中“2”后，舉手示意裁判進(jìn)行評判！

任務(wù)四：智能加工與生產(chǎn)管控

根據(jù)任務(wù)書給定的任務(wù)要求，在MES管控軟件中對加工零件任務(wù)進(jìn)

行排產(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、刀具補(bǔ)

償。通過MES管控軟件實現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)管理、報表管理、智能看板等任務(wù)。

實現(xiàn)多品種零件柔性加工。

1.操作管控軟件自動排產(chǎn)、工單下發(fā)、自動連續(xù)加工多組零件進(jìn)行

刀具補(bǔ)償

任務(wù)描述：根據(jù)任務(wù)書要求，完成附圖05-01、05-02兩套組件的

零件自動排產(chǎn)，工單下發(fā)，MES啟動加工，精加工留余量不小于0.1mm。

加工工件要求見附件圖紙，選手通過MES系統(tǒng)對除試切件之外的零

件進(jìn)行自動排產(chǎn)與加工。

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自動排產(chǎn)工單只允許下達(dá)一次，不允許追加工單!

05-01（1套坯料）、05-02（1套坯料）兩套組件。

（1）自動排產(chǎn)

（2）工單下發(fā)

（3）MES啟動，完成料倉所有坯料加工。

（4）完成套件的組裝

完成任務(wù)4中“1”后，舉手示意裁判進(jìn)行評判！

2.操作管控軟件實現(xiàn)設(shè)備管理

任務(wù)描述：在任務(wù)4實現(xiàn)自動排產(chǎn)后，開始自動加工后，通過

MES看板實現(xiàn)加工過程的機(jī)床數(shù)據(jù)采集、機(jī)器人數(shù)據(jù)采集、料倉管理、

生產(chǎn)狀態(tài)統(tǒng)計等。

（1）看板顯示機(jī)床數(shù)據(jù)

1）看板顯示離線、在線、加工、空閑、報警等；

2）看板顯示工作模式、進(jìn)給倍率、軸位置、主軸速度等；

3）看板顯示機(jī)床正在執(zhí)行的加工程序名稱；

4）看板顯示機(jī)床的刀具、刀補(bǔ)信息。

（2）看板顯示機(jī)器人數(shù)據(jù)

1）看板顯示機(jī)器人軸位置信息，包括關(guān)節(jié)1、關(guān)節(jié)2、關(guān)節(jié)3、

關(guān)節(jié)