第九届数控大赛江苏选拔赛数控程序员 技术文件.docx
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第九届数控大赛江苏选拔赛数控程序员技术文件
第九届全国数控技能大赛
江苏选拔赛
数控程序员（数字化设计与制造）赛项
技术文件
2020年12月
1.项目简介
本项目技术说明是对本竞赛项目内容的框架性描述，比赛内容及要求以正式赛题为准。
1.1项目描述
本项目围绕工业企业产品设计与制造的数字化技术应用开设，依据产品设计与制造管理流程，通过产品数字化设计和数字化制造实现，反映企业最新的数字化设计与制造管理技术。
数控程序员（数字化设计与制造）赛项竞赛内容贴合工业企业的真实产品数字化设计与制造管理流程，包括从产品项目立项启动、创新创意设计、工艺编制、加工制造到装配验证整个过程。
选手应用应用三维CAD软件进行产品创新设计与图纸输出，应用数控加工设备、3D打印设备进行数字化加工制造，最后进行装配形成最终工业产品，并验证产品的性能和功能。
1.2竞赛目的
数控程序员（数字化设计与制造）赛项将全面地展现选手专业知识、岗位技能、职业素养和精神风貌，促进数子化设计与制造水平的提升，引领行业的发展，进一步弘扬职业精神，助力江苏经济发展。
2.选手应具备的能力
2.1熟练掌握一种主流CAD软件，具备根据项目要求制定设计方案，编写设计说明书，进行产品三维模型设计，生成产品图纸，并进行产品渲染、爆炸、动画制作的能力。
2.2熟练掌握一种主流CAM软件，具备根据图纸和数模进行铣、镗、钻、铰、螺纹等编程加工，以及叶轮、涡轮等复杂曲面进行四轴联动编程加工的能力。
2.3具备正确装夹调校工件，合理选择刀具和切削用量，以及精准测量的能力。
2.4掌握3D打印的常用技术，根据产品要求进行3D打印的前处理，生成打印程序，进行打印，并进行后处理，得到最终零件。
2.5产品安装调试能力：
根据产品要求，进行装配调试。
2.6具有安全、规范、文明生产的职业素养。
3.裁判和选手
3.1裁判长
裁判长和副裁判长由江苏省人力资源和社会保障厅确定。
裁判长和副裁判长工作要求：
（1）做好与赛区的沟通协调，落实比赛各项技术工作；
（2）按时、认真完成本项目技术文件的编制工作，并组织完成比赛命题与评分工作；
（3）带头坚持并维护公平公正原则，遵守保密纪律。
（4）根据大赛组委会的要求，做好裁判的赛前培训。
（5）采取回避、交叉等多种措施保证比赛公平、公正，组织做好执裁工作。
（6）根据组委会安排，对本项目进行技术点评。
3.2裁判
3.2.1裁判的条件和组成
（1）热爱祖国、遵纪守法、诚实守信，具有良好的职业道德，身体健康，具有团队合作、秉公执裁等基本素养。
（2）裁判人员由各参赛代表队推荐，通过考核后方可上岗执裁，要求满足以下条件之一：
①参加过省级数字化设计或制造类赛项并获奖；
②在市级以上数字化设计或制造类大赛中担任过裁判长（包括现场裁判长、检测裁判长）；
③在市级以上数字化设计或制造类大赛中担任过技术专家。
（3）由大赛技术组和专家组再推荐10名左右裁判候选人。
（4）候选人经过培训考核后择优录用成为正式裁判。
（5）加密裁判由大赛技术工作组确定。
（6）有参赛选手的单位不得推荐裁判。
3.2.2裁判工作要求：
（1）严格执裁，不徇私舞弊。
（2）参加赛前培训和论坛，了解掌握比赛各项技术规则、要求。
（3）服从裁判长的工作安排，认真做好本职工作。
（4）认真参与各项技术工作，对有争议的问题，应提出客观、公正、合理的意见建议。
（5）坚守岗位，不迟到、早退，严格遵守执裁时间安排。
（6）遵守相关保密规定和纪律要求。
3.3选手的条件和要求
赛项分职工组、教师组和学生组，每组2人，双人赛项。
每个市每个组别1对选手。
选手经各市选拔组队报名参加，选手思想品德优秀、身心健康，具备相应职业（专业）扎实的基本功和技能水平，且有较强学习领悟能力、良好的身体素质、心理素质及应变能力的人员。
各代表队组织选手报名时需确保选手信息真实，职工组报名选手需提供所在企业缴纳的最近3个月有效社保明细，教师组报名选手需提供所在院校缴纳的最近3个月有效社保明细，社保缴纳单位名称应与报名单位一致；学生组报名选手需提供学生证及学生在校学籍证明。
以上证明材料由各级人社部门及机械行业严格审核并存档备查。
4.竞赛内容
项目竞赛内容按照第九届数控技能大赛《数控程序员（数字化设计与制造）》赛项要点，结合企业生产实际情况及现场设备条件制订。
4.1竞赛任务
根据赛项任务书要求，结合提供的零部件库进行产品创新设计，利用数控机床及3D打印机进行零件制造，最后进行产品的装配验证。
4.1.1试题范围
任务1：
产品数字化设计
根据任务书要求，结合提供的零部件库以及工业设计、机械制造等知识，对给定的零件外观和结构进行创新设计，并完成产品数字化装配，提交三维装配模型、零件工程图、零件渲染图、产品装配图、爆炸图、动画和设计说明书等。
任务2：
产品数字化制造
（1）数控编程与加工。
根据线上任务产品创新设计模块建立的三维数字模型和赛场所提供的机床类型、毛坯规格，结合任务书要求，进行编辑，完成工艺设计，并选择合适的软件对产品进行数控编程，生成加工程序，操作数控机床完成零件加工，并编制加工工艺卡。
（2）零件增材制造。
根据线上任务产品创新设计模块建立的三维数字模型，根据产品使用性能和功能要求，结合任务书要求，进行编辑，选择合适的三维打印件层厚、支撑方式等完成零件的3D打印、去除支撑和后处理。
任务3：
产品装配验证
将加工的零件结合赛场提供的其他机械、电子零配件，完成产品的装配与验证。
4.1.2竞赛时间及方式
竞赛时间为300分钟，比赛分为两个阶段。
第一阶段：
产品数字化设计
选手根据任务书，利用提供数据、设备完成产品数字化设计内容，竞赛时长90分钟。
第二阶段：
产品数字化制造
选手使用赛场提供的相关设备平台，完成第一阶段设计产品的数字化制造及产品装配验证工作，竞赛时长210分钟。
4.1.3命题方式
提前公布套样题，正式比赛前由大赛技术工作组聘请专家，根据样题的任务书、毛坯、加工要素、精度、加工量及评分标准封闭进行赛题修改，修改量在30%左右之间，修改后的赛题赛前不再公布。
4.1.4加密方式
本次竞赛采用两次加密，即选手身份加密和加工工件加密。
选手身份加密：
在检录后抽取赛位号，将参赛证更换为赛位号证。
加工工件加密：
由加密裁判在公证员监督下对工件进行加密，采用暗码加密方法，成绩出来后在公证员监督下进行解码。
4.1.5计分方法
竞赛阶段
竞赛内容
竞赛时长
分值
评分方法
第一阶段
任务1：
数字化设计
90
40
结果评分
第二阶段
任务2：
数字化加工制造
210分钟
45
结果评分
任务3：
产品装配验证
10
结果评分
职业素养与安全意识
全过程
5
过程评分
总计
100分
4.2比赛场次安排
比赛场次根据报名情况进行安排。
选手出场次序由赛前抽签确定，东道主安排在第一场。
5.竞赛设施设备
5.1竞赛设备规格型号
5.1.1立式加工中心（四轴）
共有8台立式加工中心（四轴），其中数控系统发那科0iMD和西门子828D各4台。
主要参数如下：
·工作台：
≥900x500
·三轴行程：
X≥800；Y≥500；Y≥500
·主轴转速：
≥6000rpm
·主电机额定功率/最大功率：
7.5/11Kw
·主轴锥度：
BT40
·快速进给速度：
三轴均为48m/min
·工进速度：
三轴均为10m/min，第四轴44.4rpm
·定位精度：
直线轴均为±0.003/300mm
第四轴：
20sec
·重复定位精度：
直线轴均为±0.002mm，第四轴：
6sec
·刀库：
24工位，机械手圆盘式
·最大刀具直径\长度\重量：
φ80/300mm/8Kg
·四轴数控转台所配卡盘：
200mm手动自定心三爪卡盘
·四轴负载：
容许切削扭矩18kgfm，容许工件荷重75kg
锁紧扭矩31kgfm
5.1.23D打印机
·打印机匹配SHINING3D切片软件：
支持15种语言包含中文和英文操作，支持.stl,obj,3mf,bmp,x3d,jpg,png等文件输入，支持在Windows7及以上,Mac10.11系统以上平稳运行。
·打印机采用FDM快速成型技术；单喷头，喷嘴直径0.4mm,材料直径为1.75mm.；打印尺寸300*250*300mm*，打印层厚0.05mm-0.4mm*；打印机X、Y向定位精度0.0125mm；Z向定位精度0.00125mm以上；打印速度需可在30~150mm/s区间内简便设置。
·打印机可以使用PLA、ABS、PC、FLEX、Wood-filled、Bronze-filled、TPU（95A+）、TPE等主流材料。
·打印机具有双放料结构，外部一个，内部一个。
平台双Z轴上下结构，使得打印大尺寸更加稳固；打印机具有加热底板，磁吸式可移动反复折弯PC板及密封结构，内置空气循环过滤风扇。
·打印机支持5英寸的显示屏触摸操作，打印机随机配送了16G的U盘，打印机具备断电续打功能和WIFI连接发送模型并打印；支持标准gcode文件打印；支持打印完成自动关机。
5.1.3赛位配置用品
第一阶段：
图形工作站2台/赛位
第二阶段：
立式加工中心（四轴）1台/赛位、装刀座1个/4赛位，工作台1张/赛位，电脑及电脑桌1组/赛位；3D打印机1台/赛位。
5.1.4夹具
平口钳，钳口宽度220mm、钳口高度63mm，允许选手自带平口钳，但找正与安装平口钳时间包括在加工时间段内。
5.2计算机及软件
每个赛位提供个人计算机2台，并由大赛组委会技术部组织统一安装以下软件：
Win10、Mastercam2020、SolidEdge2020、中望3D2019教育版、SHINING3D，由参赛选手自行选择。
赛场提供对应软件后处理文件和通讯功能，并在赛前进行试切验证。
选手可以自带其他正版软件，报名时必须提交申请，比赛前在裁判监督下自行安装在备用电脑内并封存（除软件外，不得装入其他任何信息和资料，否则取消比赛资格），比赛过程中不提供技术支持。
5.3检测设备及要求
统一采用三坐标测量机2-3台，蓝光扫描仪2台，高度测量仪2-3台，粗糙度仪2-3台等，重要尺寸和形位公差全部由三坐标检测，次要尺寸尽量用三坐标检测，如果时间来不及可改为人工检测，人工检测必须分两组独立检测，两组检测结果一致为有效，否则重新检测。
三坐标检测数据及扫描仪数据必须由电脑直接导出，不得人为改动。
6.选手自备物品
竞赛使用的刀柄、刀具、量具以及工具全部由选手自带，平口钳赛场提供也允许自带。
本技术文件中提供刀具、量具、工具推荐清单，选手实际携带的工、量、刀具的类型、规格及数量不予限制；但二类工装、角度虎钳、毛坯、非法量具、含存储介质的电子设备及危险物品等不得携带。
本项目推荐自带刀具、工具清单见附件1，推荐自带量具清单见附件2。
量具须经过国家三级及以上计量机构计量检定并在检定有效期内。
根据命题情况，如刀具、工具、量具、附件等的品种和数量需要变更，由大赛组委会技术部及时发出通告。
附件1推荐刀具、工具清单
序号
名称
型号/规格
精度
数量
备注
1
面铣刀
Φ50
自定
2
直柄铣刀刀柄
自定
3
锥柄钻头刀柄
自定
4
钻夹头刀柄
自定
配钻夹头
5
弹簧夹头刀柄
Φ6～Φ20
自定
6
微调精镗刀柄
自定
7
强力刀柄
自定
8
攻牙刀柄
自定
9
钻头刀柄
自定
10
弹簧卡簧
Φ6～Φ20
自定
11
机用丝锥
M6、M10
6H
自定
12
麻花钻
Φ4.2、5、7.8、8.5、9.8、10、12
自定
13
端铣刀（粗加工）
Φ6、8、10、12
自定
14
端铣刀（精加工）
Φ6、8、10、12
自定
15
机用铰刀
Φ6、8
H7
自定
16
NC中心钻
Φ10×90°
自定
17
倒角铣刀
Φ10×90°
自定
18
铣刀杆
Φ16/Φ20
自定
19
等高垫铁
自定
20
铜棒
自定
21
活络板手
12寸
自定
22
起子
一字、十字
若干
23
内六角
6、8、10、12
自定
附件2推荐量具清单：
序号
名称
型号/规格
精度
数量
备注
1
游标卡尺
0～150或0～200
0.02
自定
2
深度游标卡尺
0～150
0.02
自定
3
外径千分尺
0～25
0.01
自定
25～50
0.01
自定
50～75
0.01
自定
75～100
0.01
自定
4
公法线千分尺
25～50
0.01
自定
50～75
0.01
自定
75～100
0.01
自定
5
内测千分尺
5～30
0.01
自定
25～50
0.01
自定
50～75
0.01
自定
75～100
0.01
自定
6
深度千分尺
0～100
0.01
自定
7
内径百分表
10～18
0.01
自定
18～35
0.01
自定
8
万能量角器
0～320°
2′
自定
9
角尺
1
自定
10
内径三爪千分尺
8～50
0.01
自定
11
螺纹塞规
M6
6H
自定
M10
6H
自定
13
螺纹千分尺
25～50
1
自定
14
R规
R1～R6.5
1
自定
R7～R14.5
1
自定
R15～R25
1
自定
15
光滑塞规
Φ6、8
H7
自定
16
量规
1～100
自定
17
塞尺
0.02～1
自定
18
直尺
150
自定
19
磁力表座
1
自定
20
百分表
钟式/杠杆
0.01
自定
21
寻边器
1
自定
22
Z轴设定仪
1
自定
7.成绩评定
7.1操作技能成绩评定
三坐标测量机实际测量尺寸允许误差±0.003mm。
客观尺寸由测量机、扫描仪、粗糙度仪、高度测量仪等测量设备检测。
检测员负责检测设备操作，裁判员（三名及以上）负责检测过程监督、检测报告的提取及相应检测结果的记录。
长度尺寸及形位尺寸均由三坐标测量机使用同一程序检测，所有赛件检测必须在裁判员的监督下进行，每检测完一个赛件须即时打印检测结果，检测结果只打印实测值，未加工部位用“—”表示，检测报告由检测员和裁判员双方签字。
检测报告不得对合格与否进行判断，不得出现手写检测数据。
用于评分的检测数据必须由三坐标测量机直接导出，不得人工干预。
表面粗糙度由粗糙度仪检测，选择评价表面时仅检测标注位置处最不理想部位。
裁判员记录检测结果实际值，未加工部位用“—”表示。
记录单由检测员和裁判双方签字。
复检必须征得裁判长的同意方可进行，复检结果必须由检测裁判、裁判长的签字。
螺纹及螺纹长度属客观尺寸测量范畴，由3名裁判人员负责使用螺纹环规、螺纹塞规检测中径、数显卡尺加通规检测螺纹有效长度。
评判标准：
使用赛场统一提供的螺纹环规或螺纹塞规；检测评判时，任一螺纹出现未加工、通规不过、止规不止、有效长度超差、丝锥折断等情形之一即视为该螺纹不合格。
结果记录：
在评分表中填写“OK”表示“合格”、“NO”表示“不合格”、“—”表示“未加工”，3名裁判人员共同签字并对检测结果负责。
主观评判：
每一评价要素由5人组成的裁判组打分（从1-10），去除最高最低分取平均分。
检测结果完成后：
由检测监督裁判填写评分表；评分表仅填写实测数值，未加工尺寸填写“—”，螺纹检测必须中径及长度均合格填写“OK”,否则填写“NO”；
7.2违规扣分说明
违规事项不配分但有下列情形者将予以扣分：
（1）在完成工作任务的过程中，因操作不当导致事故，扣总分10～15%，情况严重者取消竞赛资格。
（2）因违规操作损坏赛场提供的设备，污染赛场环境等严重不符合职业规范的行为，视情节扣总分5～10%。
（3）扰乱赛场秩序，干扰裁判员工作，视情节扣总分5～10%，情况严重者取消竞赛资格。
8.赛场布局要求
场地布置、安全等方面完全达到竞赛相关要求，每赛场场地总面积约为1200平方米，主要包含了竞赛工位、专家休息室、选手休息室、教练休息室等区域，工位配备有比赛所需的设施设备。
9.项目特别规定
赛务人员必须统一佩戴由大赛组委会发放的胸卡，着装整齐。
赛场设有监督员、安全巡视和赛场配备的工作人员。
竞赛规则如下：
•选手通过抽签决定比赛赛位；
•选手按照技术文件和赛题要求在规定的时间内独立完成比赛；
•选手在熟悉场地和比赛期间不得使用手机、照相机、录像机等设备；不得携带和使用自带的任何存储设备；
•所有选手及赛场统一封闭，竞赛现场不安排观摩，不服从赛场安排的将取消参赛资格；
•正式比赛期间，裁判发现选手有不安全的操作应及时制止；此外不得主动与选手交流，对选手反映的问题及时处理，判断不准应及时向现场裁判长或裁判长汇报；
•比赛过程中，裁判之间不得进行交流；
•比赛结束铃声响起以后，选手应立即停止工作，并及时上交赛件离开赛场；
•确因设备、电脑、软件等原因造成比赛中断，裁判应及时如实记录，经裁判长同意，可以补时，但补时不得超过中断的实际时间；如经检查后确系选手自身操作失误造成的比赛中断，原则上不予补时。
•选手对现场裁判判罚有异议时，可向裁判长提起申诉，由裁判长负责仲裁；裁判长无法处理时，须报请大赛仲裁委员会裁决。
•如发现现场裁判恶意扣分或干扰选手、言语误导等情况，一经查实立刻取消裁判员资格。
•比赛结束后，选手应及时按照要求上交竞赛作品，并与收件裁判共同清点确认。
10.健康和安全
10.1选手防护装备
参赛选手在进行数控加工时必须按照规定穿戴防护装备
防护项目
图示（供参考）
说明
眼睛的防护
1.防溅入
2.带近视镜也必须佩戴
3.赛场有提供，也可自带
足部的防护
防滑、防砸、防穿刺
工作服
1、必须是长裤
2、防护服必须紧身不松垮，达到三紧要求
3、女生必须带工作帽、长发不得外露
4、赛场统一提供
手套
根据操作项目视情选择并佩戴，赛场有提供，也可自带
10.2选手禁止携带物品
•任何储存液体、气体的压力容器；
•任何有腐蚀性、放射性的化学物品；
•任何可燃、可爆物品；
•任何有毒、有害物品；
•任何没有生产厂商或达不到国家安全标准的工具及设备；
•任何可能危及安全问题的物品；
•任何影响竞赛公平性的物品。
10.3场地安全
•赛场需留有安全通道。
•必须配备灭火设备。
赛场应具备良好的通风、照明和操作空间的条件。
•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。
•赛场需配备医护人员和必须的药品。
11.其它
本技术文件的最终解释权归大赛组委会
升级会员 