第五屆全國(guó)智能制造應(yīng)用技術(shù)技能大賽決賽-機(jī)修鉗工（智能制造裝備技術(shù)方向）賽項(xiàng)實(shí)操樣題

2023年全國(guó)行業(yè)職業(yè)技能競(jìng)賽

——第五屆全國(guó)智能制造應(yīng)用技術(shù)技能大賽

機(jī)修鉗工（智能制造裝備技術(shù)方向）賽項(xiàng)

（職工組/學(xué)生組）

實(shí)操題

（樣題）

大賽組委會(huì)技術(shù)工作委員會(huì)

二〇二三年十月

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重要說(shuō)明

1.比賽時(shí)間240分鐘。90分鐘后，選手可以棄賽，但不可提前離開(kāi)

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5個(gè)任務(wù)，總分100分，配分見(jiàn)表1。

表1：任務(wù)配分表

序號(hào)名稱配分說(shuō)明

1任務(wù)1：數(shù)控機(jī)床智能部件裝調(diào)20

2任務(wù)2：工業(yè)機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床聯(lián)調(diào)15

3任務(wù)3:智能制造單元控制系統(tǒng)裝調(diào)30

4任務(wù)4：智能加工工藝仿真設(shè)計(jì)與測(cè)試10

5任務(wù)5:智能制造切削加工試運(yùn)行與可視化20

6職業(yè)素養(yǎng)與安全意識(shí)5

合計(jì)100

3.除表中有說(shuō)明外，限制各任務(wù)評(píng)判順序、不限制任務(wù)中各項(xiàng)的先

后順序，選手在實(shí)際比賽過(guò)程中要根據(jù)賽題情況進(jìn)行操作。

4.請(qǐng)務(wù)必閱讀各任務(wù)的重要提示。

5.比賽過(guò)程中，選手若有不當(dāng)或違規(guī)操作危及設(shè)備及人身安全事故，

裁判應(yīng)立即暫停其比賽，經(jīng)裁判長(zhǎng)確定同意后可停止其比賽甚至取消參

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(jì)算機(jī)里

指定位置E:\ZL\。

7.競(jìng)賽平臺(tái)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(hào)名稱IP地址分配和預(yù)設(shè)備注

1主控系統(tǒng)PLC192.168.8.10

2主控HMI觸摸屏192.168.8.11

3RFID模塊192.168.8.12

4工業(yè)機(jī)器人192.168.8.103

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5MES部署計(jì)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邊緣控制器192.168.8.17

9立體倉(cāng)庫(kù)LED模塊192.168.8.20

10編程計(jì)算機(jī)1192.168.8.97

11編程計(jì)算機(jī)2192.168.8.98

8.競(jìng)賽平臺(tái)系統(tǒng)中立體倉(cāng)庫(kù)行列定義如下圖1所示。

圖1立體倉(cāng)庫(kù)行列定義

9.選手對(duì)比賽過(guò)程中需裁判確認(rèn)部分，應(yīng)當(dāng)先舉手示意，等

圖1立體倉(cāng)庫(kù)行列定義

9.選手對(duì)比賽過(guò)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(lái)處理。

10.參賽選手在競(jìng)賽過(guò)程中，不得使用U盤(pán)，否則按作弊處理。

11.選手在競(jìng)賽過(guò)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(jī)中扣除相應(yīng)分值。

12.選手在比賽開(kāi)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(kāi)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。

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13.賽題中要求的備份和保存在電腦中的文件，需選手在計(jì)算機(jī)指定

文件夾E:\2023QZ1\中命名對(duì)應(yīng)文件夾（賽位號(hào)+NC，賽位號(hào)+PLC，賽位

號(hào)+HMI），賽位號(hào)為1個(gè)數(shù)字+2個(gè)字母+2個(gè)數(shù)字，如1DS01（第1場(chǎng)大

賽01號(hào)位）。賽題中所要求備份的文件請(qǐng)備份到對(duì)應(yīng)到文件夾下，即使

選手沒(méi)有任何備份文件也要求建立文件夾。

14.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(shuō)明，確認(rèn)完成后再提請(qǐng)裁判驗(yàn)收。

15.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(kāi)本參賽隊(duì)賽位或者與其他賽位的選手交流或

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。

16.選手必須認(rèn)真填寫(xiě)各類文檔，競(jìng)賽完成后所有文檔按頁(yè)碼順序一

并上交。

17.選手必須及時(shí)保存自己編寫(xiě)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。

18.賽場(chǎng)提供的任何物品，不得帶離賽場(chǎng)。

19.選手提交任務(wù)并運(yùn)行流程應(yīng)符合相關(guān)安全規(guī)范，具有必要的安全

聯(lián)鎖功能。

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一、競(jìng)賽項(xiàng)目任務(wù)書(shū)

智能制造裝備技術(shù)實(shí)操安全注意事項(xiàng)：

（1）只有在數(shù)控車床的防護(hù)門打開(kāi)到位、主軸停止、液壓卡盤(pán)在機(jī)

器人放料時(shí)松開(kāi)到位（在取料時(shí)為閉合），機(jī)床準(zhǔn)備就緒（無(wú)急停、無(wú)

報(bào)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(kāi)到位、主軸停止、各軸在安

全位置、機(jī)床準(zhǔn)備就緒（無(wú)急停、無(wú)報(bào)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)器人也必須在完成上下料，回到安全位置后，機(jī)床才能關(guān)閉

防護(hù)門并開(kāi)始加工。

任務(wù)1：數(shù)控機(jī)床智能部件裝調(diào)

任務(wù)描述：根據(jù)任務(wù)書(shū)要求，完成數(shù)控車床和加工中心動(dòng)力夾具的

安裝與調(diào)試；完成加工中心在線測(cè)量系統(tǒng)（測(cè)頭）的安裝與調(diào)試，對(duì)測(cè)

頭進(jìn)行標(biāo)定，實(shí)現(xiàn)智能制造的在線檢測(cè)；完成邊緣控制器與數(shù)控系統(tǒng)的

連接、通信和調(diào)試，實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工過(guò)程關(guān)鍵數(shù)據(jù)的采集、分析、優(yōu)化，

對(duì)加工過(guò)程進(jìn)行自適應(yīng)控制和刀具監(jiān)控。

（一）氣動(dòng)門、動(dòng)力夾具編程控制

1.完成數(shù)控車床氣動(dòng)門、液壓三爪卡盤(pán)自動(dòng)控制相關(guān)的硬件連接與

調(diào)試，能夠?qū)崿F(xiàn)開(kāi)關(guān)氣動(dòng)門、三爪卡盤(pán)正確可靠夾緊工件；

2.完成加工中心氣動(dòng)門、氣動(dòng)虎鉗以及零點(diǎn)夾具自動(dòng)控制相關(guān)的硬

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件連接與調(diào)試，能夠?qū)崿F(xiàn)開(kāi)關(guān)氣動(dòng)門、氣動(dòng)虎鉗和零點(diǎn)夾具正確可靠夾

緊工件。

（二）在線測(cè)量系統(tǒng)（測(cè)頭）的安裝與調(diào)試

1.在線測(cè)量裝置（測(cè)頭）的安裝與連接

（1）完成在線測(cè)量裝置（測(cè)頭）的安裝，正確將測(cè)頭裝夾到刀柄上,

正確安裝測(cè)頭到機(jī)床主軸上；

（2）完成與數(shù)控系統(tǒng)的連接，將無(wú)線接收器安裝在正確位置并連接

到數(shù)控系統(tǒng)，能夠在機(jī)床面板顯示在線測(cè)量數(shù)據(jù)；

（3）正確放置標(biāo)定量規(guī)到機(jī)床夾具上，并進(jìn)行找正。

2.在線測(cè)量裝置（測(cè)頭）的標(biāo)定

完成在線測(cè)量裝置（測(cè)頭）的長(zhǎng)度、半徑、偏心的標(biāo)定，能夠在機(jī)

床面板顯示正確標(biāo)定測(cè)量數(shù)據(jù)。

3.工件在線測(cè)量

用試切的工件，測(cè)試工件的尺寸，試切的工件為加工圖紙10-12-1-1

上蓋，工件形狀、尺寸要素完整，完成對(duì)測(cè)試工件的尺寸在線檢測(cè)，在

MES系統(tǒng)中實(shí)時(shí)正確顯示工件測(cè)量數(shù)據(jù)。

（三）邊緣服務(wù)器連接與數(shù)據(jù)采集應(yīng)用

1.邊緣控制器連接與通訊

完成邊緣服務(wù)器與數(shù)控加工中心、工業(yè)機(jī)器人等智能裝備的連接與

通訊，能夠?qū)崟r(shí)顯示與各裝備的連接狀態(tài)、數(shù)據(jù)監(jiān)控。

2.加工數(shù)據(jù)采集

通過(guò)邊緣服務(wù)器，采集試切零件的加工數(shù)據(jù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

3.刀具管理

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完成邊緣服務(wù)器端加工刀具信息的創(chuàng)建與刀具參數(shù)的設(shè)置，并能夠

實(shí)現(xiàn)刀具壽命的管理與預(yù)警。

完成任務(wù)1中（一）-（三）后，舉手示意裁判進(jìn)行評(píng)判！

任務(wù)2：工業(yè)機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床聯(lián)調(diào)

任務(wù)描述：根據(jù)任務(wù)書(shū)要求和現(xiàn)場(chǎng)提供的部件，完成工業(yè)機(jī)器人快

換夾具、氣動(dòng)部件等外部設(shè)備的安裝與調(diào)試。通過(guò)機(jī)器人編程與機(jī)器人

標(biāo)定測(cè)試，完成工業(yè)機(jī)器人（含第七軸）在數(shù)控車床、加工中心、立體

倉(cāng)庫(kù)之間上下料的編程和調(diào)試。

（一）完成工業(yè)機(jī)器人快換裝置及快換工作臺(tái)等的安裝與調(diào)試

1.完成工業(yè)機(jī)器人快換裝置的安裝與調(diào)試,包括機(jī)器人側(cè)快換裝置、

工具側(cè)快換手爪、氣路和光電開(kāi)關(guān)等安裝與調(diào)試，并能夠通過(guò)PLC的HMI

端實(shí)現(xiàn)3個(gè)工具側(cè)快換手爪的張開(kāi)和關(guān)閉控制以及手爪上有無(wú)料的檢測(cè)

功能。

2.完成智能制造單元互連互通構(gòu)架中機(jī)器人網(wǎng)絡(luò)硬件連接，并在MES

軟件系統(tǒng)設(shè)置模塊中驗(yàn)證。

（二）機(jī)器人示教編程及調(diào)試

編寫(xiě)工業(yè)機(jī)器人示教程序、PLC程序及HMI界面，完成：

1.機(jī)器人在立體倉(cāng)庫(kù)與數(shù)控車床之間上下料的示教編程與調(diào)試；

2.機(jī)器人在立體倉(cāng)庫(kù)與加工中心之間上下料的示教編程與調(diào)試；

機(jī)器人示教編程及調(diào)試觸摸屏界面參考示例如下圖2、圖3所示。

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圖2機(jī)器人調(diào)試界面參考示例

圖3機(jī)器人調(diào)試立體倉(cāng)庫(kù)倉(cāng)位選擇界面參考

機(jī)器人工具側(cè)快換手爪放置于快換工作臺(tái)上。機(jī)器人示教編程及調(diào)

試具體要求如表3所示。

表3機(jī)器人示教編程及調(diào)試具體要求表

序號(hào)具體要求

正確實(shí)現(xiàn)立體倉(cāng)庫(kù)與數(shù)控車床之間上下料：

（1）示教編程工業(yè)機(jī)器人與立體倉(cāng)庫(kù)和數(shù)控車床的取放程序；

1

（2）在PLC端HMI上選取立體倉(cāng)庫(kù)中（1,3）倉(cāng)位的毛坯，通過(guò)倉(cāng)庫(kù)取料按鈕

和數(shù)控車床放料按鈕，機(jī)器人能夠從立體倉(cāng)庫(kù)正確取出工件，放置到數(shù)控車床

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卡盤(pán)位置,并能夾緊；

（3）通過(guò)在PLC端HMI上數(shù)控車床取料和立體倉(cāng)庫(kù)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(cāng)庫(kù)中原位置。

正確實(shí)現(xiàn)立體倉(cāng)庫(kù)與加工中心之間上下料：

（1）示教編程工業(yè)機(jī)器人與立體倉(cāng)庫(kù)和數(shù)控車床的取放程序；

（2）在PLC端HMI上選取立體倉(cāng)庫(kù)中（3,2）倉(cāng)位的毛坯，通過(guò)倉(cāng)庫(kù)取料按鈕

2和加工中心放料按鈕，機(jī)器人能夠正確從立體倉(cāng)庫(kù)取出工件，放置到數(shù)控加工

中心對(duì)應(yīng)的夾具位置，并能夾緊；

（3）通過(guò)在PLC端HMI上加工中心取料按鈕和立體倉(cāng)庫(kù)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(cāng)庫(kù)中原位置。

完成任務(wù)2中（一）-（二）后，舉手示意裁判進(jìn)行評(píng)判！

任務(wù)3：智能制造單元控制系統(tǒng)裝調(diào)

任務(wù)描述：根據(jù)任務(wù)書(shū)要求，編程實(shí)現(xiàn)PLC與工業(yè)機(jī)器人、數(shù)控車

床、加工中心、立體倉(cāng)庫(kù)、在線測(cè)量裝置等智能制造裝備及RFID、MES

系統(tǒng)之間的連接和通信，實(shí)現(xiàn)對(duì)智能制造裝備、RFID進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并

根據(jù)要求上傳到MES系統(tǒng)，對(duì)設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)可視化顯示；編寫(xiě)主控PLC

程序和HMI測(cè)試界面，實(shí)現(xiàn)智能制造系統(tǒng)完成如下加工流程：通過(guò)MES

管控軟件手動(dòng)排程和自動(dòng)排程，實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人從立體倉(cāng)庫(kù)取出待加工

毛坯，在數(shù)控機(jī)床上加工，在線測(cè)量合格后，由機(jī)器人送回立體倉(cāng)庫(kù)中；

在自動(dòng)加工過(guò)程中，通過(guò)人機(jī)交互實(shí)現(xiàn)多種零件的混流加工。

料庫(kù)RFID標(biāo)簽信息編碼規(guī)則如下：

A.場(chǎng)次定義：A、B、C、D、E；

B.零件種類指選手需要加工的零件，為加工圖紙零件圖號(hào)的最后兩

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位:03,04,05,06；

C.零件材料定義：0:鋁材，1:45鋼；

D.最后兩位零件狀態(tài)定義如下：00：空，01：毛坯，02：正在加工，

03：車床加工完成（中間狀態(tài)），04：加工中心加工完成（中間狀態(tài)），

10：不合格品，11：合格品。

本場(chǎng)次按照B場(chǎng)次命名。

（一）主控PLC與智能制造單元主要設(shè)備之間的互聯(lián)

編寫(xiě)工業(yè)機(jī)器人示教程序、PLC及HMI測(cè)試界面，實(shí)現(xiàn)主控PLC、機(jī)

器人、數(shù)控車床、加工中心、立體倉(cāng)庫(kù)、在線測(cè)量裝置、MES系統(tǒng)之間

的連接和通信調(diào)試。主控PLC與智能制造單元主要設(shè)備之間的互聯(lián)具體

要求如表4所示。

表4主控PLC與智能制造單元主要設(shè)備之間的互聯(lián)具體要求表

序號(hào)具體要求

智能制造單元網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架互連的安裝：

對(duì)智能制造系統(tǒng)各單元網(wǎng)絡(luò)互連進(jìn)行安裝和檢查，使數(shù)控車床、數(shù)控加工中

1

心、機(jī)器人、主控系統(tǒng)、編程計(jì)算機(jī)1、編程計(jì)算機(jī)2和MES部署計(jì)算機(jī)在一

個(gè)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架中互連，并通過(guò)MES的系統(tǒng)設(shè)置模塊進(jìn)行驗(yàn)證。

調(diào)試主控PLC、編寫(xiě)HMI測(cè)試畫(huà)面，實(shí)現(xiàn)與機(jī)器人之間的連接（HMI參考如圖

2所示）：

2（1）編寫(xiě)主控PLC與機(jī)器人通信測(cè)試程序，能夠?qū)崿F(xiàn)與機(jī)器人之間的數(shù)據(jù)通

信；

（2）在機(jī)器人端改變關(guān)節(jié)數(shù)據(jù)，能夠在PLC端的HMI上同步顯示。

調(diào)試主控PLC與數(shù)控車床之間的連接（HMI參考如下圖4所示）：

（1）編寫(xiě)主控PLC與數(shù)控車床之間的通信測(cè)試程序，能夠?qū)崿F(xiàn)與數(shù)控車床的

3數(shù)據(jù)通信；

（2）在PLC端HMI上能夠正確控制數(shù)控車床氣動(dòng)門的開(kāi)、關(guān)；

（3）在PLC端HMI上能夠正確顯示機(jī)床門開(kāi)關(guān)狀態(tài)和卡盤(pán)狀態(tài)。

4調(diào)試主控PLC與加工中心之間的連接（HMI參考如下圖5所示）：

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（1）編寫(xiě)主控PLC與加工中心之間的通信測(cè)試程序，能夠?qū)崿F(xiàn)與加工中心的

數(shù)據(jù)通信；

（2）在PLC端HMI上能夠正確控制加工中心氣動(dòng)門的開(kāi)關(guān)；

（3）在PLC端HMI上能夠正確顯示加工中心氣動(dòng)門開(kāi)關(guān)狀態(tài)、氣動(dòng)虎鉗和夾

具狀態(tài)。

調(diào)試主控PLC與立體倉(cāng)庫(kù)之間的連接

5編寫(xiě)立體倉(cāng)庫(kù)有無(wú)料狀態(tài)檢測(cè)的主控PLC測(cè)試程序，實(shí)現(xiàn)立體倉(cāng)庫(kù)的有無(wú)料

狀態(tài)讀取，狀態(tài)信息顯示到HMI上。

調(diào)試主控PLC與RFID系統(tǒng)之間的連接和通訊（HMI參考如下圖6所示）

編寫(xiě)HMI測(cè)試界面，按照RFID標(biāo)簽定義，設(shè)定第2行倉(cāng)位（2，1）、（2,3）

6

為加工中狀態(tài)，寫(xiě)入倉(cāng)位的RFID狀態(tài)信息，并讀取倉(cāng)位的RFID狀態(tài)信息顯

示于HMI上。

調(diào)試主控PLC與MES，在MES系統(tǒng)中下發(fā)工單，在主控PLC能夠接收，并顯示

7

到HMI上。

數(shù)控車床調(diào)試觸摸屏界面參考示例如下圖4所示。

圖4數(shù)控車床調(diào)試界面參考示例

加工中心調(diào)試觸摸屏界面參考示例如下圖5所示。

圖5加工中心調(diào)試界面參考示例

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2023年全國(guó)行業(yè)職業(yè)技能競(jìng)賽——第五屆全國(guó)智能制造應(yīng)用技術(shù)技能大賽樣題

RFID測(cè)試調(diào)試界面參考示例如下圖6所示。

圖6RFID測(cè)試調(diào)試界面參考示例

（二）主控PLC的編程與調(diào)試

根據(jù)智能制造單元控制要求，編寫(xiě)主控PLC程序和HMI測(cè)試界面，

完成智能制造的編程與調(diào)試，實(shí)現(xiàn)智能制造單元中各設(shè)備的安全、互鎖

和協(xié)調(diào)運(yùn)行。

主控PLC的編程與調(diào)試具體要求如表5所示。

表5主控PLC的編程與調(diào)試具體要求表

序號(hào)具體要求

通過(guò)智能制造系統(tǒng)編程和調(diào)試實(shí)現(xiàn)如下加工流程：立體倉(cāng)庫(kù)指定倉(cāng)位->讀加

工測(cè)試工件的RFID標(biāo)簽信息->機(jī)器人抓取測(cè)試工件->至數(shù)控車床上料->數(shù)控

車床取料->至加工中心上料->加工中心取料->至立體倉(cāng)庫(kù)指定倉(cāng)位->工件入

庫(kù)->更新RFID數(shù)據(jù)（合格品）->機(jī)器人工具側(cè)快換手爪放置于快換工作臺(tái)上。

具體要求如下：

（1）通過(guò)HMI啟動(dòng)模擬加工流程；

（2）機(jī)器人在指定倉(cāng)位抓取毛坯，在取料前先讀取倉(cāng)位RFID信息顯示在HMI

1界面上，然后取料，對(duì)RFID寫(xiě)入測(cè)試工件狀態(tài)，再讀出該倉(cāng)位RFID信息，

更新在HMI界面上；

（3）工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)到數(shù)控車床進(jìn)行上料；

（4）數(shù)控車床模擬加工（主軸轉(zhuǎn)5秒后停止）完成后，工業(yè)機(jī)器人將測(cè)試工

件放回到立體倉(cāng)庫(kù)原位置，更新RFID的工件狀態(tài)，并顯示在HMI界面上；

（5）機(jī)器人重新取出數(shù)控車床剛加工完成的測(cè)試工件，在取料前先讀取倉(cāng)位

RFID信息，然后取料，再對(duì)RFID寫(xiě)入測(cè)試工件狀態(tài)，實(shí)時(shí)顯示在HMI界面上；

（6）工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)到加工中心進(jìn)行上料；

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（7）加工中心模擬加工（主軸轉(zhuǎn)10秒后停止）完成后，在線測(cè)量工件，確

定為合格品，工業(yè)機(jī)器人取料，輸送到立體倉(cāng)庫(kù)原來(lái)倉(cāng)位，并更新倉(cāng)位的RFID

的工件狀態(tài)信息，顯示在HMI界面上。

（8）HMI上需要及時(shí)顯示RFID更新的工件狀態(tài)，數(shù)控機(jī)床與機(jī)器人之間各動(dòng)

作之間必須安全互鎖和協(xié)調(diào)，并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開(kāi)關(guān)門、夾盤(pán)自動(dòng)裝夾等動(dòng)作。

完成任務(wù)3中（一）-（二）后，舉手示意裁判進(jìn)行評(píng)判！

任務(wù)4：智能加工工藝仿真設(shè)計(jì)與測(cè)試

根據(jù)任務(wù)書(shū)要求，利用仿真軟件對(duì)智能制造系統(tǒng)組件數(shù)控車床、加

工中心、工業(yè)機(jī)器人、立體倉(cāng)庫(kù)等進(jìn)行設(shè)計(jì)規(guī)劃和布局調(diào)整，進(jìn)行加工

流程參數(shù)設(shè)置和編程，實(shí)現(xiàn)PLC程序功能和設(shè)計(jì)功能的仿真驗(yàn)證，完成

智能切削加工的工藝流程仿真測(cè)試。通過(guò)PLC采集物理環(huán)境中各設(shè)備的

動(dòng)作、狀態(tài)以及信息數(shù)據(jù)，將采集到的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)映射到虛擬環(huán)境中的孿

生體，實(shí)現(xiàn)機(jī)床自動(dòng)門、機(jī)器人各關(guān)節(jié)（含第七軸）以及手爪的動(dòng)作同

步，實(shí)現(xiàn)機(jī)床、手爪臺(tái)以及智能制造單元的狀態(tài)（運(yùn)行、停止、故障）

同步，實(shí)現(xiàn)機(jī)床運(yùn)行狀態(tài)的信息同步。

（一）切削加工智能制造單元設(shè)計(jì)規(guī)劃與布局

根據(jù)給定的布局圖在虛擬仿真軟件中完成設(shè)備的布局設(shè)計(jì)與調(diào)整。

（二）運(yùn)行流程的仿真設(shè)計(jì)與運(yùn)行

在虛擬仿真軟件中，進(jìn)行工業(yè)機(jī)器人軌跡規(guī)劃、運(yùn)動(dòng)部件動(dòng)作設(shè)置

與信號(hào)關(guān)聯(lián)等，完成（2,5）倉(cāng)位零件的加工流程的運(yùn)行流程仿真與運(yùn)行，

并啟動(dòng)數(shù)控機(jī)床的模擬加工，加工時(shí)間設(shè)置為5秒。

（三）虛實(shí)同步與運(yùn)行

通過(guò)PLC采集物理設(shè)備的動(dòng)作和狀態(tài)數(shù)據(jù)，并建立仿真軟件與PLC

的通訊連接，將采集到的物理空間數(shù)據(jù)精確、實(shí)時(shí)地映射到數(shù)字空間中，

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實(shí)現(xiàn)機(jī)器人動(dòng)作姿態(tài)實(shí)時(shí)同步展示、機(jī)床自動(dòng)門打開(kāi)關(guān)門及機(jī)床運(yùn)行狀

態(tài)的實(shí)時(shí)同步展示。

完成任務(wù)4中（一）-（三）后，舉手示意裁判進(jìn)行評(píng)判！

任務(wù)5：智能制造切削加工試運(yùn)行與可視化

任務(wù)描述：根據(jù)任務(wù)書(shū)給定的任務(wù)要求，對(duì)智能制造單元和MES系

統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試，完善并調(diào)試主控PLC程序、機(jī)器人程序以及數(shù)控機(jī)床

程序等，調(diào)試MES系統(tǒng)與總控、機(jī)床以及立體倉(cāng)庫(kù)等設(shè)備之間的連接和

數(shù)據(jù)通訊，實(shí)現(xiàn)通過(guò)MES手工排程和自動(dòng)排程，下發(fā)任務(wù)工單，啟動(dòng)系

統(tǒng)自動(dòng)加工任務(wù)，并驗(yàn)證加工過(guò)程中的人機(jī)交互，最終完成多種零件的

批量混流加工，加工產(chǎn)品符合圖紙質(zhì)量要求，要求對(duì)整個(gè)加工過(guò)程進(jìn)行

設(shè)備數(shù)據(jù)采集和設(shè)備管理。（只有該任務(wù)加工的零件提交檢測(cè)）

（一）手工（或CAM）編制規(guī)定零件加工程序

根據(jù)給定工件零件圖10-12-1-1、10-12-1-2、10-12-1-3，編寫(xiě)數(shù)

控車、加工中心程序，并保存在指定E盤(pán)中新建命名文件夾中。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。

（二）智能制造單元MES系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試

具體要求如表6所示。

表6聯(lián)合調(diào)試具體要求表

序號(hào)具體要求

1調(diào)試主控PLC與MES聯(lián)調(diào)運(yùn)行；

在MES系統(tǒng)中下發(fā)工單、啟動(dòng)，實(shí)現(xiàn)智能制造單元對(duì)倉(cāng)位（4,1）毛坯按照

2圖紙ZH-01-04-05的自動(dòng)加工，并且對(duì)該工件銑工序進(jìn)行返修加工流程操

作。（該任務(wù)加工工件不能提交檢測(cè)，驗(yàn)收完該任務(wù)后，該工件上交裁判）

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3正確在看板上顯示生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)狀態(tài)；

啟用邊緣控制器對(duì)數(shù)控加工過(guò)程關(guān)鍵數(shù)據(jù)的采集、分析、優(yōu)化，并對(duì)加工過(guò)

4

程進(jìn)行自適應(yīng)控制和刀具監(jiān)控；對(duì)比前后加工，確定加工優(yōu)化時(shí)間；

5正確在看板上顯示立體倉(cāng)庫(kù)庫(kù)位的狀態(tài)信息；

6正確在看板上顯示機(jī)床監(jiān)視的狀態(tài)信息；

7操作MES系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)倉(cāng)位（2,3）指示燈正確顯示加工中匹配的顏色。

完成聯(lián)合調(diào)試后，舉手示意裁判進(jìn)行評(píng)判！

（三）智能制造單元零件切削加工試運(yùn)行

毛坯被放置于立體庫(kù)庫(kù)位中，零件切削試運(yùn)行工件倉(cāng)位要求如下：

加工工件下板毛坯倉(cāng)位為（5,1）、（5,2）、（5,3），加工中間軸毛坯

倉(cāng)位為（2,1）、（2,2）、（2,3）；加工工件上蓋毛坯倉(cāng)位為（3,1）、

（3,3）、（3,6）。

（1）調(diào)試和使用MES軟件，通過(guò)手動(dòng)排產(chǎn)，工單下發(fā)，MES啟動(dòng)加

工，在第1個(gè)工件生產(chǎn)過(guò)程中，將第3個(gè)工件置頂優(yōu)先加工，最終完成

附圖10-12-1-4中1組3個(gè)零件，并對(duì)指定尺寸進(jìn)行在線檢測(cè)，在加工

過(guò)程中能夠通過(guò)看板監(jiān)控機(jī)床數(shù)據(jù)、料倉(cāng)狀態(tài)以及生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)狀態(tài)。

（2）調(diào)試和使用MES軟件，通過(guò)自動(dòng)排產(chǎn)，工單下發(fā)，MES啟動(dòng)加

工，完成附圖10-12-1-4中1組3個(gè)零件，并對(duì)指定尺寸進(jìn)行在線檢測(cè)，

在加工過(guò)程中能夠通過(guò)看板監(jiān)控機(jī)床數(shù)據(jù)、料倉(cāng)狀態(tài)、以及生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)狀

態(tài)。

滿足上述條件后，選手可請(qǐng)求裁判開(kāi)始進(jìn)行評(píng)判，除了手工訂單任

務(wù)下達(dá)以外，在評(píng)判過(guò)程中選手不允許進(jìn)行其他人工干預(yù)，否則扣除相

應(yīng)分?jǐn)?shù)。

完成加工試運(yùn)行后，舉手示意裁判進(jìn)行評(píng)判！

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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2D零件圖見(jiàn)表7。

表7：附圖明細(xì)表

序號(hào)圖紙名稱圖號(hào)

1上蓋10-12-01-01

2下板10-12-01-02

3中間軸10-12-01-03

4裝配圖10-12-01-04

（二）MES系統(tǒng)變量表、MES與PLC變量表、加工設(shè)備M代碼\參數(shù)

設(shè)置數(shù)值表：

MES系統(tǒng)變量表和MES與PLC變量表在E:\ZL\目錄下。

（三）文件目錄：

競(jìng)賽過(guò)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:\2023QZ1\比賽結(jié)束保存全部比賽結(jié)果文件，包括加工工件3維圖、

CAM原始文件、加工工藝和NC代碼、PLC程序和觸摸屏程序（界面）、

模擬仿真結(jié)果。

三、競(jìng)賽結(jié)束時(shí)當(dāng)場(chǎng)提交的成果與資料

按照2023年智能制造裝備技術(shù)項(xiàng)目競(jìng)賽規(guī)程的規(guī)定，競(jìng)賽結(jié)束時(shí)，

參賽隊(duì)須當(dāng)場(chǎng)提交成果：

將任務(wù)5加工好的零件裝到加密箱中，然后上交測(cè)量。

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附件1：

機(jī)修鉗工（智能制造裝備技術(shù)方向）賽項(xiàng)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

機(jī)修鉗工（智能制造裝備技術(shù)方向）賽項(xiàng)競(jìng)賽項(xiàng)目滿分為100分。其中

數(shù)控機(jī)床智能部件裝調(diào)20分、工業(yè)機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床聯(lián)調(diào)15分、智能制造

單元控制系統(tǒng)裝調(diào)30分、智能加工工藝仿真設(shè)計(jì)與測(cè)試10分、智能制造切

削加工試運(yùn)行與可視化20分、職業(yè)素養(yǎng)與安全意識(shí)5分。具體評(píng)分細(xì)則如表

1、表2所示。安全與職業(yè)素養(yǎng)采用扣分，扣分表如表3。

表1評(píng)分細(xì)則

比賽內(nèi)容分值評(píng)分方法審核方法公布方法

參賽選手、現(xiàn)大賽技術(shù)工

數(shù)控機(jī)床智能部

20現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)評(píng)分表評(píng)分場(chǎng)評(píng)分裁判、作委員會(huì)公

件裝調(diào)

監(jiān)督簽字布

參賽選手、現(xiàn)大賽技術(shù)工

工業(yè)機(jī)器人與數(shù)

15現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)評(píng)分表評(píng)分場(chǎng)評(píng)分裁判、作委員會(huì)公

控機(jī)床聯(lián)調(diào)

監(jiān)督簽字布

參賽選手、現(xiàn)大賽技術(shù)工

智能制造單元控

30現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)評(píng)分表評(píng)分場(chǎng)評(píng)分裁判、作委員會(huì)公

制系統(tǒng)裝調(diào)

監(jiān)督簽字布

參賽選手、現(xiàn)大賽技術(shù)工

智能加工工藝仿

10現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)評(píng)分表評(píng)分場(chǎng)評(píng)分裁判、作委員會(huì)公

真設(shè)計(jì)與測(cè)試

監(jiān)督簽字布

智能制造切削加參賽選手、現(xiàn)大賽技術(shù)工

工試運(yùn)行與可視20現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)評(píng)分表評(píng)分場(chǎng)評(píng)分裁判、作委員會(huì)公

化監(jiān)督簽字布

參賽選手、現(xiàn)大賽技術(shù)工

職業(yè)素養(yǎng)與安全

5現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)評(píng)分表評(píng)分場(chǎng)評(píng)分裁判、作委員會(huì)公

意識(shí)

監(jiān)督簽字布

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表2評(píng)分細(xì)則

具體評(píng)分項(xiàng)

竟賽內(nèi)容評(píng)分要求

評(píng)分內(nèi)容配分

1.設(shè)備檢查氣動(dòng)門、夾具編程控制31.正確實(shí)現(xiàn)氣動(dòng)門、零點(diǎn)和

動(dòng)力夾具的自動(dòng)控制。

2.在線測(cè)量裝置的安裝與連接2

2.在線測(cè)量裝置安裝正確；

任務(wù)一

3.在線測(cè)量裝置（測(cè)頭）的標(biāo)定33.線測(cè)量裝置的標(biāo)定正確，

數(shù)控機(jī)床

并測(cè)量數(shù)據(jù)顯示正確；

智能部件4.工件在線測(cè)量3

4.對(duì)指定工件進(jìn)行在線測(cè)

裝調(diào)5.邊緣控制器連接與通訊2

量，測(cè)量結(jié)果正確。。

（20分）6.零件加工數(shù)據(jù)采集3

5.正確完成基于邊緣計(jì)算的

7.刀具的安裝及對(duì)刀調(diào)試2

數(shù)控機(jī)床智能監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)

8.刀具監(jiān)控與管理2據(jù)采集應(yīng)用。

1.工業(yè)機(jī)器人快換裝置和工

1.工業(yè)機(jī)器人快換裝置及快換工作

3作臺(tái)進(jìn)行安裝正確；

臺(tái)等的安裝與調(diào)試2.對(duì)工業(yè)機(jī)器人快換手爪，

按照要求使用正確；

任務(wù)二3.能根據(jù)任務(wù)書(shū)要求，HMI

工業(yè)機(jī)器2.工業(yè)機(jī)器人快換手爪的使用2操作實(shí)現(xiàn)機(jī)器人在立體倉(cāng)

人與數(shù)控庫(kù)、數(shù)控車床、加工中心之

機(jī)床聯(lián)調(diào)間的取放料任務(wù)正確；

（15分）4.工業(yè)機(jī)器人的程序均通過(guò)

3.通過(guò)機(jī)器人編程和HMI操作實(shí)現(xiàn)示教器進(jìn)行編程，程序由基

機(jī)器人在立體倉(cāng)庫(kù)、數(shù)控車床、加10本功能指令完成相關(guān)任務(wù)，

工中心之間的取放料任務(wù)不允許調(diào)用預(yù)制功能模塊或

預(yù)制子程序完成。

1.編程和調(diào)試主控PLC與數(shù)控機(jī)床1.主控PLC與機(jī)器人通信正

4

連接與通訊確；

2.主控PLC與立體倉(cāng)庫(kù)通信

2.編程和調(diào)試主控PLC與RFID設(shè)備

2正確；

的連接與調(diào)試

3.主控PLC獲取數(shù)控機(jī)床狀

3.編程和調(diào)試主控PLC與機(jī)器人的

2態(tài)正確；

任務(wù)三連接與通訊4.主控PLC與RFID系統(tǒng)通信

智能制造4.編程和調(diào)試主控PLC與立體倉(cāng)庫(kù)

2正確；

單元控制的連接與通訊

5.編程和調(diào)試主控PLC與MES的連5.主控PLC與MES系統(tǒng)通信

系統(tǒng)裝調(diào)2

（30分）接與通訊正確；

6.編程和調(diào)試智能制造主控PLC，機(jī)6.根據(jù)任務(wù)書(shū)要求，智能制

器人示教編程，實(shí)現(xiàn)數(shù)控車床模擬7造單元加工流程運(yùn)行正確；

加工7.工業(yè)機(jī)器人的程序均通過(guò)

7.編程和調(diào)試智能制造主控PLC，機(jī)示教器進(jìn)行編程，程序由基

器人示教編程，實(shí)現(xiàn)加工中心模擬7本功能指令完成相關(guān)任務(wù)，

加工不允許調(diào)用預(yù)制功能模塊或

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8.編程和調(diào)試智能制造主控PLC，機(jī)預(yù)制子程序完成。

器人示教編程，實(shí)現(xiàn)RFID信息實(shí)時(shí)4

更新

1.智能制造系統(tǒng)組件仿真布

1.切削加工智能制造單元設(shè)計(jì)規(guī)劃

2局；

與布局

2.智能制造系統(tǒng)設(shè)備信號(hào)設(shè)

任務(wù)四

置及配對(duì)；

智能加工

3.完成PLC邏輯程序編寫(xiě)，

工藝仿真2.調(diào)試虛擬仿真軟件，實(shí)現(xiàn)車銑工

2實(shí)現(xiàn)加工件先車后銑的工藝

設(shè)計(jì)與測(cè)藝流程的虛擬仿真運(yùn)行

流程；

試

4.并能夠?qū)C(jī)器人動(dòng)作姿

（10分）

3.機(jī)器人動(dòng)作姿態(tài)實(shí)時(shí)同步展示、態(tài)、機(jī)床門、機(jī)床運(yùn)行狀態(tài)

機(jī)床自動(dòng)門打開(kāi)關(guān)門及機(jī)床運(yùn)行狀6映射到虛擬仿真環(huán)境進(jìn)行數(shù)

態(tài)的實(shí)時(shí)同步展示。字孿生應(yīng)用驗(yàn)證。

1.手工編制或者通過(guò)CAM編制簡(jiǎn)單1.對(duì)設(shè)備數(shù)據(jù)的采集正常；

2

零件加工程序，并上傳MES2.根據(jù)任務(wù)書(shū)要求，實(shí)現(xiàn)MES

2.聯(lián)合調(diào)試智能制造單元和MES系排產(chǎn)、下單，啟動(dòng)智能制造

單元完成自動(dòng)加工功能正

任務(wù)五統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)MES排產(chǎn)、下單、啟動(dòng)智4

常；

智能制造能制造單元并完成自動(dòng)加工與返修

3.系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)加工過(guò)程中

切削加工3.聯(lián)合調(diào)試智能制造單元和MES系

追加新任務(wù)，并將任務(wù)置頂

試運(yùn)行與統(tǒng)，啟用邊緣控制器進(jìn)行自適應(yīng)加

4優(yōu)先加工；

可視化工和刀具監(jiān)控學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備層數(shù)

4.編制零件加工程序正確；

（20分）據(jù)的正常采集和可視化

4.完成緊急插單任務(wù)與生產(chǎn)25.使用MES系統(tǒng)完成規(guī)定零

5.使用MES系統(tǒng)完成規(guī)定零件的試件試產(chǎn)功能正常；

6

產(chǎn)6.加工出零件質(zhì)量檢測(cè)合

6.加工出零件的質(zhì)量檢測(cè)2格。

1.服從賽場(chǎng)安排，文明溝通