12技术能力要求参赛选手应具备以下技术能力广东省职业技能鉴定.docx
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12技术能力要求参赛选手应具备以下技术能力广东省职业技能鉴定
2018年中国技能大赛——
第八届全国数控技能大赛广东选拔赛
计算机程序设计员（数字化设计与制造）项目技术文件
主办单位：
广东省人力资源和社会保障厅
承办单位：
广州市工贸技师学院
二〇一八年九月六日
2018年中国技能大赛—第八届全国数控技能大赛
广东选拔赛计算机程序设计员（数字化设计与制造）
项目技术文件
1.项目描述
1.1技术基本描述
制造企业新产品开发涉及的原型设计与制作为比赛任务载体，采用2名选手组成团队合作形式，综合应用CAD/CAM/CAE工业软件及三维扫描设备进行产品的正逆向数字化设计与仿真分析，再使用CNC多轴加工和3D打印设备进行零件的加工，并采用数字化测量和手工测量工具按统一标准进行加工质量检测，最后对产品进行手工修整，装配和表面涂装形成原型作品，并测试产品性能和功能。
1.2技术能力要求参赛选手应具备以下技术能力：
1.2.1CAD软件应用技能：
能独立使用三维CAD软件完成零件和装配体的三维建模，使用软件生成3D-2D关联的零件图、装配图（含BOM表）、爆炸图、渲染图、三维动画。
输出的工程图样要符合最新的GB或ISO标准；
1.2.2逆向工程技能：
能够独立使用三维扫描仪完成样品工件扫描数据采集，使用逆向CAD软件进行扫描数据的编辑和处理，实现正向逆向混合设计；
1.2.3设计模型的分析：
能够使用CAD/CAE软件的辅助分析功能完成产品数字模型的静态和动态力学分析，预测产品的使用性能。
1.2.4CAM编程技能：
能够使用CAM/CNC软件完成零件的加工编程和后置处理，并保证加工程序不会发生干涉和安全事故。
1.2.5切削工艺操作：
能够操作5轴数控机床及选择配套的刀具和夹具；能够为设计工件确定合理加工工艺，并根据工件的材料、几何特征、质量要求确定装夹方式、刀具、切削参数、加工工序和测量方法；
1.2.6增材工艺操作：
能够正确操作桌面型三维打印机和打印软件；并能根据产品使用性能和功能要求，确定三维打印件层厚、支撑方式、放置角度、填充形式和比例、后处理工艺等工艺参数;
1.2.7原型手工处理技能：
能够使用工具完成原型作品的的装配调试、表面涂装（贴图）等操作。
1.2.8检测技能：
能使用数字化测量仪器或手工量具检测产品的几何精度和工作性能；
1.2.9安全防护：
遵守相关安全防护条例和环境保护要求。
1.3基本知识要求
参赛选手应掌握以下基本知识：
1.3.1相关知识：
初中以上数学知识、CAD/CAM/CAE工作原理知识、机械设计基础知识、材料工艺和物理知识等。
1.3.2延伸知识：
数字工厂的理论与基础知识、产品结构工艺性、增材制造工艺知识、工业设计、产品质量控制知识等。
2.竞赛题目
2.1竞赛形式
计算机程序设计员（数字化设计与制造）项目由理论知识竞赛和实际操作竞赛两部分组成。
理论知识竞赛和实际操作竞赛总成绩100分，理论知识竞赛占总成绩的20%，实际操作竞赛占总成绩的80%。
理论知识竞赛的竞赛规程另行制订，本竞赛规程主要对实际操作竞赛做出技术工作规范。
2.2命题标准
计算机程序设计员（数字化设计与制造）项目实际操作竞赛是两名选手协同工作，应用CAD/CAM/CAE工业软件和三维扫描仪完成产品的数字化设计和分析，并操作5轴数控机床和三维打印机等加工设备在规定的时间内完成具有多个零件组成的有复杂气动外形的产品原型（模型）。
命题的评分标准参考了世界技能大赛《CAD机械设计》和《原型制作》项目的模块化评分方法。
2.3命题内容
计算机程序设计员（数字化设计与制造）项目实际操作竞赛要求选手在规定时间内完成下列工作任务：
（1）根据试题任务书要求，完成产品的三维建模并提交符合最新GB/ISO标准的工程图样（如零件图、装配图、渲染图、动画等）；
（2）提交产品数字模型的仿真分析报告，预测产品的工作性能；
（3）考核指定零件的切削加工和三维打印（增材加工）技能；
（4）考核产品的测量、装配及进行手工涂装和贴图技能。
2.3.1教师组的产品精度和加工工作量要求要高于学生组，其中零件的数控加工技能实操参照国家职业标准《加工中心操作工》中规定的国家职业资格三级（高级工）以上的要求实施，对最终产品的评价将参照世界技能大赛《原型制作》项目标准实施。
2.3.2实际操作竞赛材料比赛前组委会要公开试题涉及的全部标准件和指定毛坯材料，加工材料使用密度0.4～0.75克/cm3的模具专用代木、硬铝合金（选用）以及三维打印工艺FDM专用材料。
2.3.3实际操作竞赛内容
计算机程序设计员（数字化设计与制造）项目各组别竞赛内容与时长详见表-1。
表-1竞赛内容与时长
比赛内容
分值
时间
比赛安排
理论知识竞赛
20分
60分钟
分场进行
实际操作竞赛：
（1）完成产品三维建模并提交零件图与装配图；
（2）完成产品的静态或动态力学性能分析；
（3）完成指定零部件的数控切削加工和三维打印加工；
（4）完成产品测量、装配。
80分
300
分钟
按抽签场次参赛
2.3.4实际操作竞赛命题评分要素
计算机程序设计员（数字化设计与制造）项目实际操作竞赛命题评分要素详见表-2。
表-2竞赛命题评分要素
命题要素
内容
测试标准
图纸规范性
设计特征完整性、尺寸标注、国标符合性、图纸专业性
最新GB技术制图，CAD制图标准
设计表达与分析
渲染与设计文档，产品外观设计，CAE分析报告，设计创新性
试题技术要求
加工质量
代木材质
长度和直径尺寸
▪公差在±0.1mm内，扣除0%
▪公差大于±0.1mm内，扣除100%
角度尺寸
▪公差在±0.50°内，扣除0%
▪公差大于±1.00°内，扣除100%
圆角和半径尺寸
▪公差在±0.5mm内，扣除0%
▪公差大于±1.5mm内，扣除100%
金属材质
公差精度等级≥IT9
三维打印材料
长度和直径尺寸，公差控制在±0.5以内
表面粗糙度
介于Ra0.8～Ra3.2
平行度、垂直度
形位公差
根据具体情况确定
性能测试
产品竞速性能
专用计时设备测试获得
2.4实际操作竞赛样题
计算机程序设计员（数字化设计与制造）项目的实际操作竞赛样题于赛前另行公布。
2.5最终赛题产生的方式
实际操作赛题在公开样题的基础上变化而成，内容变化严格限定在30％范围内。
4．评判方法
4.1评判流程
所有零件和装配的检测均要求在比赛时间内完成，选手进行涂装和竞速比赛时间不计入比赛时间。
裁判员被分为现场裁判组和评分裁判组两组，分别负责比赛现场的监控和针对已提交文件和零部件（作品）进行评分。
4.2检测工具设备要求
检测设备和量具：
三坐标测量机（海克斯康GLOBALClassicSR7107）、表面粗糙度仪及粗糙度标准块规等辅助检测工具由承办学校提供。
4.3评判方法
4.3.1选手递交的设计图纸，模型需要有一定独创性，要和给定的样题模型具有一定的区别度，否则裁判组会根据评分标准对具有抄袭嫌疑作品扣减主观分；
4.3.2对选手递交的加工零部件，将根据评分标准要求结合选手提交图纸上技术标注，对关键尺寸和形位公差采用数控比对仪或手工量具相结合方式进行检测；
4.3.3原型作品的创新性和外观质量采用主观判断评分，产品的运动性能测试将采用专用计时系统；
4.4成绩复核
为保障成绩评判的准确性，监督组将对赛项总成绩排名前20%的所有参赛选手录入的成绩进行复核；对其余成绩进行抽检复核，抽检覆盖率不得低于15%。
复核错误率超过5%的，裁判组将对所有成绩进行复核。
4.5最终成绩
赛项最终得分按100分制计分。
最终成绩经复核无误，由裁判长、监督仲裁人员签字确认后公布。
实际操作竞赛结束后24小时内公布最终成绩。
4.6成绩排序和奖项设定
4.6.1名次排序根据选手竞赛总分评定结果从高到低依次排定；各组选手如果竞赛总分相同者，按实操得分高者优先；
4.6.2奖项设定按（粤人社函〔2018〕2740号）文相关规定。
5.大赛的基础设施
5.1CAD/CAM软件及检测设备
赛场计算机预装有相关软件。
选手报名时任选其一，作为比赛使用软件。
报名时请参赛队提交选用软件信息。
具体包括：
组别
软件
供应厂商
教师组
CAXA3D实体设计2018、CAXA制造工程师2016大赛专用版
北京数码大方科技有限公司
中望3D教育版V2018、
3DONEPlus
广州中望龙腾软件股份有限公司
hyperCAD-S/hyperMILL2018.2
奥奔麦贸易（上海）有限公司
VERICUT仿真8.2版
广东星振科技有限公司
学生组
AutodeskPowerMILL2019/
AutodeskPowerShape2019
欧特克软件（中国）有限公司
SolidEdgeST10，NX11
北京习和科技有限公司
VERICUT仿真8.2版
广东星振科技有限公司
注：
以上软件赛场统一提供，不允许选手自带其他正版软件。
选手报名时只能选择本组别提供的软件。
5.2加工设备
计算机程序员实际操作竞赛设备、数控系统配置及台数见表-3，竞赛设备主要技术参数见表-4、表-5、表-6。
表-3竞赛设备及数控系统配置表
设备名称
设备厂家
数控系统、硬件配置及台数
总台数
计划每场参赛队数
扫描仪
打印机
广数
GSK25i
海德汉530
扫描仪
3D打印机
先临三维科技股份有限公司
6
6
4
6
6
工业小五轴
4
4
DMU50五轴加工中心（备用）
5
5
表-4五轴加工中心主要技术参数
设备
参数
工业小五轴
DMU50（备用）
刀柄规格
ISO020
SK40
主机最高转速
（r/min）
40000
14000
定位精度（mm）
0.015
0.008
重复定位精度（mm）
0.008
0.005
行程（X、Y、Z）
490×280×220
500×450×400
最大进给速度（m/min）
10/10/8
30
工作台（mm）
φ125
φ500
摆动轴
B轴-50~+1100
B轴-50~+1100
旋转轴
C轴n×3600
C轴n×3600
表-5扫描仪主要技术参数
厂家
技术参数
先临三维科技股份有限公司
产品型号
EinscanProEP
扫描系统
EinscanPro数据采集系统
扫描模式
手持精细扫描，手持快速扫描，固定式全自动扫描，固定式自由扫描
单幅扫描范围mm
近场扫描范围：
208×136；远场扫描范围:
312×204
扫描距离mm
350～650
扫描点距mm
0.2～0.5
单幅扫描时间
＜0.5s
相机分辨率
130万像素
可变分辨率
≥0.2mm，扫描时分辨率可以通过系统软件在扫描后根据需要调整，无须通过更换硬件镜头来实现
扫描精度
0.02mm
球空间误差
/
球面度误差
/
平面度误差
/
扫描方式
非接触式（拍照式）
拼接方式
全自动拼接
定位回拼速度
回拼时间间隔＜3s
输出文件格式
STL，ASC，OBJ，PLY
外形尺寸mm
250×156×46
设备重量㎏
1.13
接口
USB
电源
AC220V,50HZ
表-6打印机主要技术参数
厂家
参数
先临三维科技股份有限公司
机器型号
shining3D-Neptune
机器尺寸mm
400×400×470
打印尺寸mm
200×200×200
技术原理
FDM（熔融沉积式）
机器结构
钣金加亚克力
机器净毛重
20KG
层厚度mm
0.1～0.3
打印精度mm
0.1～0.5
打印速度
20～250mm/s
工作台载重
4KG（8.8磅）
定位精度mm
XY轴0.01
软件分辩率
0.01毫米/步（0.000394寸/步）
机械分辩率
0.011毫米/步（0.000433寸/步）
喷头电机
步进电机10W
识别文件
STL，OBJ
喷头数量
1
喷头结构加热温度
180～250℃
喷嘴直径
0.4mm
打印平台
热床
显示界面
4.3寸彩色触摸屏，UI界面，数据显示清晰，操作方便，简单易学，中英文随意切换
打印方式
USB联机打印/支持SD脱机打印
兼容性
Windows、Linux
电源设置
24V内置电源
断电续打
支持
附加功能
LED灯光，4.3寸全彩触摸屏
打印耗材
PLA（环保型材料）、ABS、碳纤维、TPU等软性材料
料盘架
外置
输入电压
AC110～220V,50Hz
功率要求
AC100至240±10%,1.0A,50/60Hz（过电压类别II,IEC0664-1）
随机配备
材料1卷，料架1个，电源适配器1个，SD卡1个，铲刀1个，螺丝刀2把，操作说明书一份，质保卡一份，打印软件Cura
5.3工位配套器材
名称
厂商/规格
数量
计算机（承包校机房电脑）
处理器：
不低于i5或兼容处理器，主频3GHz以上；内存：
不低于16G；硬盘：
可用磁盘空间（用于安装）不低于200G；通讯接口：
局域网，100M网速;操作系统：
Windows10pro操作系统、安装有系统还原卡。
预装PDF阅读器，微软Office，解压缩软件。
每工位2台（选手），3台（裁判评分）
赛场按6个工位配备
工作配套软件
PDF阅读器，Office2013办公软件，先临三维公司提供的3D扫描/打印软件及逆向工程配套软件
按赛场使用电脑配备
A3图纸打印机/复印机
佳能C3020彩色复印/打印/扫描一体机
1台
F1耗材
220×60×50尺寸代木与水帘柜（广东创才提供）、8克CO2气罐、φ5羊眼圈（×2）、3×7×3微型轴承（×4）
按场次配备，+1套备用
5.4刀具、量具和工具
5.4.1切削刀具和工具
（1）刀具、刀柄、工具、量具、夹具及垫块选手自带，数量、材料、规格不限，但不允许带二类工具、量具。
（2）允许选手自带工具车或工具箱。
5.4.2量检具
（1）选手自带量检具：
选手可以根据公布的样题加工要素和精度要求自带所需全部量具。
种类、数量不限。
（2）裁判检测量检具：
裁判检测通用量具由承办校提供。
本次竞赛在检测中将使用三坐标测量机（海克斯康GLOBALClassicSR7107）、粗糙度检测仪进行检测。
6.大赛竞赛日程
6.1场次安排
根据参赛选手报名人数决定实际配置设备数量，实操竞赛场次。
6.2场次抽签
赛前由领队通过抽签决定竞赛场次。
6.3日程安排
计算机程序设计员（数字化设计与制造）竞赛日程安排参见表-7。
竞赛前将根据参赛人数、竞赛批次等做出详细日程表。
表-7数字化设计与制造竞赛日程安排表（以实际安排为准）
日期
时间
内容
备注
9月21日
8:
30～11:
30
裁判、参赛队报到
工作人员
13：
30～17：
30
选手分批次适应设备场地、交验工具
企业技术支持
工作人员
（1小时/队）
18:
00
领队、教练会
裁判长
19:
00～20:
00
理论竞赛
裁判长、裁判
21:
00～23:
00
实操赛题修订
专家组
9月22日
07:
10～07:
30
第一场检录、抽赛位号
裁判长、裁判
07:
30～08:
00
第一场操作竞赛赛前准备
08:
00～13:
00
第一场操作技能竞赛
13:
00～13:
10
第一场提交赛件、选手离场
13:
10～13:
20
第二场检录、抽赛位号
13:
20～13:
50
第二场操作竞赛赛前准备
13:
50～18:
50
第二场操作技能竞赛
18:
50～19:
00
第二场提交赛件、选手离场
9月23日
上午
赛项点评、公布成绩
裁判长
9月23日
下午
参赛队返程
撤场
7.裁判员条件和工作内容
7.1裁判长
赛场实行裁判长负责制，全面负责本赛项的竞赛执裁工作。
7.2裁判员的条件和组成
7.2.1选派裁判须具有相关职业国家职业技能竞赛裁判员资格。
一旦确认担任裁判员工作后，比赛中途不得更换人选。
若裁判员不能胜任裁判技术工作，由裁判长按照大赛组委会相关要求处理。
7.2.2裁判员应服从裁判长的管理，裁判员的工作由裁判长指派。
在工作时间内，裁判员不得徇私舞弊、无故迟到、早退、中途离开工作地或放弃工作，否则将视其影响程度进行相应处理，直至取消裁判员资格并记录在案。
7.2.3裁判员按工作需要，由裁判长将其分成现场裁判组、检测评分组两个小组开展工作。
7.3裁判员的工作内容
7.3.1现场执裁。
现场裁判负责引导选手在赛位或等候区域等待竞赛指令。
期间，现场裁判需向选手宣读竞赛须知。
提醒选手遵照安全规定和操作规范进行比赛。
现场裁判适时提醒选手比赛剩余时间，到竞赛结束时，选手仍未停止作业，现场裁判在确保安全前提下有权强制终止选手作业。
现场裁判负责检查选手携带的物品，违规物品一律清出赛场。
比赛结束后裁判员要命令选手停止加工，监督选手提交零件、图纸等比赛作品和文件。
比赛换场期间，现场裁判须做好选手的隔离工作和比赛设备的复位工作。
7.3.2检测评分。
检测组裁判将和第三方检测人员一起对选手的作品进行检测和打分，完成检测的选手作品经过涂装处理后集中进行跑道竞速测试。
7.3.3竞赛材料和作品管理。
由现场执裁裁判在规定时间发放试卷、毛坯等竞赛材料，于赛后回收、密封所有竞赛作品和资料并将其交予赛项承办单位就地保存，填写《竞赛作品回收表》。
7.3.4成绩复核及数据录入、统计。
如在成绩复核中发现错误，裁判长须会同相关评分裁判更正成绩并签字确认。
7.4裁判员在评判中的纪律和要求
7.4.1裁判员必须服从竞赛规则要求，认真履行相关工作职责和流程。
裁判员在工作期间不得使用手机或摄录设备对选手模型、图纸和工件进行拍照，也不能对检测数据和评分表进行拍照。
7.4.2检测裁判组和第三方检测人员共同工作，对于检测技术的质疑只能向裁判长提出，并由裁判长视相关问题做出解释和解决。
7.4.3每场比赛结束，现场裁判员需要负责收集每名选手提交的设计数据、打印图纸（文件）和加工工件。
7.4.4现场裁判不得接近正在比赛的选手，不得在比赛选手附近评论或讨论任何问题。
现场裁判须负责比赛过程的安全检查。
7.4.5裁判长有权对评判结果造成不良影响等情况的裁判人员做出终止其裁判工作的处理。
8.1选手的工作内容
8.1选手的条件和要求
技工院校及职业院校的在校教师和学生均可报名参加相应赛项和组别的竞赛。
同一学校参加同一赛项的同一组别限报一队参赛选手。
已获得“中华技能大奖”、“全国技术能手”、“全国五一劳动奖章”荣誉称号的教师不能报名参加大赛。
8.2选手的工作内容
8.2.1选手在赛前有权利熟悉竞赛设备。
（1）赛前安排各参赛队选手统一有序的熟悉操作竞赛场地和设备，试用计算机软件、3D打印机和数控机床，数控机床不允许切削。
（2）熟悉场地时听从裁判员的管理，不发表没有根据以及有损大赛形象的言论。
8.2.2到比赛结束时间，选手按照裁判员指令停止加工，并提交产品、图纸、电子数据等一切比赛文件。
8.3赛场纪律
8.3.1选手在比赛期间及工作期间不得使用手机、照相、录像等通信和数据存储设备，不得携带非大赛提供的U盘或数据存储器材。
8.3.2正式比赛期间，选手有问题应及时向裁判员反映；选手正常比赛时，裁判员不得主动接近或干涉选手；若选手需要技术支持，裁判员应及时通知相关人员前来解决；若需作出判决，则应报告裁判长，由裁判长决定。
8.3.3比赛结束铃声响起以后，选手应立即停止工作。
选手在3分钟之内必须把零件、图纸、U盘、草稿纸等一切加工文件提交给副裁判长，并签名确认。
副裁判长或比赛监督须做好加密、装箱和保存工作。
8.3.4比赛期间因软件或硬件故障导致选手延时的，比赛工位会有延时记录及两名裁判员的签字，选手可以适当延长比赛时间。
8.3.5参赛选手不得擅自修改数控系统内的参数。
8.3.6参赛选手如果违反前述相关规定和竞赛组委会有关规定的，视违规程度，受到“罚去10～20分、不得进入前10名、取消竞赛资格”等不同级别的处罚。
8.3.7选手文明参赛要求
（1）未经允许，选手不得自带任何纸质资料和存储工具，如出现较严重的违规、违纪、舞弊等现象，经裁判组裁定取消比赛成绩。
（2）参赛选手必须将全部数据文件存储至计算机指定盘符下，不按要求存储数据，导致数据丢失者，责任自负。
（3）参赛选手的竞赛场次和工位号采取抽签的方式确定，竞赛场次签在赛前领队会上抽取，工位签在赛前检录时抽取。
（4）实际操作竞赛，参赛选手在赛前60分钟，凭参赛证和身份证（证明必须齐全）进入赛场检录，经裁判抽取赛位号后，由裁判长进行安全教育，赛前30分钟统一进入赛场，确认现场条件，赛前5分钟在发卷区域统一领取赛题，裁判长宣布比赛开始后才可操作。
（5）比赛过程中，选手不得修改机床参数。
擅自修改机床参数者一经发现取消比赛成绩。
（6）比赛过程中，选手若需休息、饮水或去洗手间，一律计算在比赛时间内。
（7）比赛过程中，参赛选手须严格遵守相关安全操作规程，禁止不安全操作和野蛮操作,确保人身及设备安全，并接受裁判员的监督和警示，若因选手个人因素造成人身安全事故和设备故障，不予延时，情节特别严重者，由大赛裁判组视具体情况做出处理决定（最高至终止比赛），并由裁判长上报大赛监督仲裁组；若因非选手个人因素造成设备故障，由大赛裁判组视具体情况做出延时处理并由裁判长上报大赛监督仲裁组。
（8）如果选手提前完成任务，需原地等待，不得离开赛场，直至本场比赛结束。
（9）裁判长在比赛结束前15分钟对选手做出提示。
裁判长宣布比赛结束后，选手应完成作品与数据文件的提交并在登记簿上签字确认。
（10）选手离开现场前，应清理现场，包括机床和工作台及周边卫生并恢复计算机、3D打印机、数控机床处于原始状态。
经裁判员和现场工作人员确认后方可离开赛场。
清理现场工作将在选手职业素养环节中进行评判。
（11）选手离开比赛场地时，不得将草稿纸考试数据文件等与比赛相关的资料或物品带离比赛现场。
（12）除现场裁判员和参赛选手外，其他人员不得进入比赛区域。
赛场安全员、设备和软件技术支持人员、工作人员必须在指定区域等待，未经裁判长允许不得进入比赛区域，候场选手不得进入赛场。
9.竞赛场地要求
9.1场地面积要求
除设备占用面积以外，选手操作面积至少需要3平方米。
赛场要为选手留有集合准备的室内空间。
要为裁判员留有执裁空间。
赛场必须备有通风设备，保证赛场内空气流通和清洁。
9.2场地照明要求
竞赛场地照明应充足、柔和。
9.3场地消防和逃生要求
赛场必须留有安全通道。
竞赛前必须明确告诉选手和裁判员安全通道和安全门位置。
赛场必须配备灭火设备，并置于显著位置。
赛场组织人员要做好竞赛安全、健康和公共卫生及突发事件预防与应急处理等工作
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