广东省职业技能竞赛.docx
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广东省职业技能竞赛
2019年广东省职业技能竞赛
——广东省原型创新设计与制造职业技能
大赛技术文件
一、项目描述
（一）技术基本描述
本赛项竞赛内容围绕工业企业产品原型创新设计与制造，综合应用CAD/CAM/PDM等工业软件、手绘板、三维扫描设备、增材制造设备、数控加工设备、钳工设备等进行原型产品正向创新设计、逆向设计、加工制造，并结合PDM产品库所提供零件进行装调装饰与功能验证。
（二）技术能力要求参赛选手应具备以下技术能力
1．CAD/PDM软件应用技能：
能独立使用三维CAD软件，利用PDM系统中已有的产品库，完成产品零部件选配和BOM表设计，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；
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；
3．CAM编程技能：
能够使用CAM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。
4．切削工艺操作：
能够操作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；
5．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;
6．原型手工处理技能：
能够使用工具完成原型作品的的装配验证调试、表面涂装（贴图）等操作。
7.安全防护：
遵守相关安全防护条例和环境保护要求。
（三）基本知识要求
参赛选手应掌握以下基本知识：
1.相关知识：
CAD/CAM/PDM工作原理知识、机械设计/机械制造基础知识、材料加工工艺和物理属性知识、工具钳工知识等。
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。
二、竞赛题目
（一）竞赛形式
原型创新设计与制造全省决赛由两个环节组成：
第一环节包含理论、实操模块1和综合评审；第二环节为实操模块2。
第一环节竞赛成绩按理论20%、实操70%、综合评审10%之和计算；总成绩按照第一环节成绩55%、第二环节成绩45%之和计算。
（二）命题内容
原型创新设计与制造项目全省决赛两个环节工作内容如下：
第一环节（占总成绩55%）
1）理论考试（占第一环节成绩20%）
由判断题和单选题组成。
考试内容包括：
ISO/GB有关技术制图的标准；GB/T24734.1-2009数字化产品定义通则；CAD/CAM/PDM理论基础；与产品设计相关的工程材料选择、结构工艺性、强度和安全系数；机械设计基础，包括机械机构、机械传动、自动控制、动力分析等；金属切削原理；数控加工工艺；增材制造技术的理论、工艺和应用；安全文明生产与环境保护知识、职业道德基本知识。
2）实操模块1（占第一环节成绩70%）
任务1：
原型手绘创意设计
在PDM系统中接受工作任务，根据任务书要求进行原型手绘创意设计，应用手绘板完成产品创意设计的手绘表达。
本任务主要考核选手创意设计和手绘表达的能力。
任务2：
部件正向设计建模
在PDM系统中接受工作任务，根据任务书和任务1手绘完成的创意草图，运用三维软件进行部件创新设计建模，并对三维模型进行着色，要求轮廓形状、颜色和手绘完成的草图一致。
本任务主要考核选手的正向创新设计和三维建模能力。
任务3：
部件逆向设计建模
扫描指定产品零件，应用扫描的数据检测零件尺寸，生成零件尺寸检测报告；进行逆向设计，建立三维数字模型，并按任务书要求和任务1绘制完成的零件草图进行修改匹配，生成新的三维数字模型。
本任务主要考核选手利用三维扫描设备进行三维扫描、数据处理与逆向建模的能力。
任务4：
原型装配与输出
在PDM系统中利用已有的零件库，根据任务书要求完成产品零部件选配和BOM表输出；完成产品三维装配并提交符合GB/ISO标准的工程图样（如零件图、装配图、渲染图、动画等）。
本任务主要考核选手三维装配及图纸输出的能力。
3）综合评审（占第一环节成绩10%）
根据试题任务书要求编制产品设计说明书，详细说明产品的设计思路、功能规格，使用注意事项等。
本任务主要考核选手编制设计说明书的能力。
第二环节（占总成绩45%）
任务1：
原型部件加工制造
利用大赛提供的3D打印机，完成零件的3D打印、去除支撑和后处理。
在PDM系统中对第一环节比赛指定零件模型填写工艺过程卡片，进行数控编程，输出加工代码，利用大赛提供的数控加工设备完成数控加工；本任务主要考核选手增材和减材加工能力。
任务2：
原型装配装饰和验证
在PDM系统中接受装配任务书,根据任务书要求，选手先完善原型模型的表面，对模型表面进行修补、打磨等后处理，使用手喷漆罐对模型进行喷漆上色，并选用合适的贴纸来装饰原型模型，喷漆和装饰的色彩与三维模型的着色一致。
结合赛场提供的其他机械、电子零配件，完成原型作品的装配和验证，完成既定产品功能力。
（三）竞赛要求与规范
产品零件加工、装配与调试技能实操：
职工组参照国家职业标准《工具钳工》、《加工中心操作工》中规定的国家职业资格二级（技师）以上的要求实施，学生组参照国家职业标准《工具钳工》、《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。
对涉及产品原型创新设计与制造环节及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。
实际操作竞赛材料比赛前组委会将公开试题涉及的全部标准件和指定毛坯材料。
原型创新设计与制造项目竞赛内容与时长详见表1。
表1竞赛内容与时长
竞赛环节
竞赛模块
竞赛内容
时间
比赛安排
第一环节
理论知识竞赛
理论知识竞赛
60分钟
分场进行
实操模块1
综合评审
（1）完成产品手绘草图；
（2）完成部件正\逆向设计建模、原型装配与输出；
（3）完成产品设计说明书。
180分钟
按抽签场次参赛
第二环节
实操模块2
（1）完成指定零部件的数控加工和三维打印加工；
（2）完成原型装配装饰和验证。
180分钟
按抽签场次参赛
（四）竞赛理论赛题
赛前由专家组根据原型创新设计与制造赛项相关职业及工具钳工工种技师职业标准建立理论知识题库1000道，其中单选题600道，判断题400道。
赛前1月公布题库，决赛时从题库中随机抽取200道题（其中，120道单选题，80道判断题）组成理论试题。
（五）竞赛实操赛题
实操样题：
原型创新设计与制造项目的实际操作竞赛样题于赛前1个月另行公布。
最终赛题产生的方式：
竞赛实际操作最终赛题由专家组在公开样题基础上进行修改，修改内容限定在40％范围内，赛题赛前对外保密。
三、成绩评定
（一）评分标准制定原则
参照国家职业技能标准《装配钳工国家职业标准》、《工具钳工国家职业标准》、《计算机程序设计员国家职业标准》、《制图员国家职业标准》、《加工中心操作工国家职业标准》中规定的国家职业资格高级工、技师的技能操作要求，依据选手完成竞赛任务的情况，按照竞赛标准进行现场评分。
评价方式采用过程评价与结果评价相结合，工艺评价与功能评价相结合，能力评价与职业素养评价相结合，赛项总成绩满分为100分。
（二）评分项目及配分
表2项目考核要点及评判方式
考核环节
比赛内容
分值占比
第一环节
总成绩占比55%
理论考试
原型创新理论内容
11
实操模块1
原型手绘创意设计
3.5
部件正/逆向设计建模
30
原型装配与输出
5
综合评审
设计说明书
5.5
第二环节
总成绩占比45%
实操模块2
原型部件加工制造
35
原型装配装饰验证
10
总分
100
（三）评分方法
1.裁判组在坚持“公平、公正、公开、科学、规范”的原则下，按照制订的评分细则进行评分。
2.评判流程
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。
3.检测工具设备要求
检测设备和量具：
高度仪、三维扫描仪、三坐标测量机、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.违规扣分情况
选手有下列情形，需从参赛成绩中扣分：
（1）在完成竞赛任务的过程中，因操作不当导致事故，扣1～5分，情况严重者取消比赛资格。
（2）因违规操作损坏赛场提供的设备，污染赛场环境等不符合职业规范的行为，视情节扣1～3分。
（3）扰乱赛场秩序，干扰裁判员工作，视情节扣5～10分，情况严重者取消比赛资格。
四、建议使用的比赛器材、技术平台和场地要求
本赛项建议使用的比赛器材、技术平台选用清单：
（一）软件平台
序号
软件名称
用途
备注
1
Windows7以上
计算机操作系统
2
Office2010以上
文字、表格处等
3
SAI或photoshop
原型手绘
4
SolidWorks2018、
Creo3.0、
UGNX10
Inventor2018
Mastercam2020
CAD/CAM建模与加工软件
5
Cre-Scan555三维扫描系统
逆向工程和检测
6
中优智能产品数字化设计与制造管控软件v2.0
产品设计与制造管控（PDM）
注：
以上软件赛场统一提供，不允许选手自带其他正版软件。
（二）设备器材
序号
设备名称
1
光固化3D打印机
6
水帘喷漆柜
2
数控机床
7
钳工工作台
3
扫描仪
8
轻型沙盘机
4
手绘板
9
花岗岩平台及支架
5
电脑
10
装配用零部件及工具包
主要硬件设备的性能参数如下：
（1）光固化3D打印机
创想ZY-CRE888
序号
项目
参数
1
成型技术
LCD屏幕光固化成型
2
打印尺寸
190×120×230mm
3
机器尺寸
350×340×470mm
4
打印耗材
普通刚性光敏树脂
5
X、Y分辨率
75微米（2560*1600）
6
打印方式
联机/SD脱机/Wi-Fi
7
打印速度
6~18s/层
8
层厚
0.02mm-0.1mm
9
支持格式
STL
10
支撑类型
自动生成合理支撑，可以手动进行修改
11
电源要求
额定电压100-240V,输出24V
12
额定功率
140W
13
高清投影屏
8.9寸超高清LCD屏
14
远程控制
支持脱机WIFI打印，局域网联机控制，可在PC和手机上实时预览进度
15
创新光源设计
平⾏UV光源板，让光源均匀照射，提⾼打印成功率。
16
⾼速切⽚软件
⾃主研发切⽚软件，界⾯简洁易操作，切⽚速度是⼀般开源系统的⼗倍。
17
专利提拉设计
提拉缓冲装置，⼤⼤提⾼打印过程的稳定和可靠性。
18
⼀键清理功能（软件）
快速清洁料槽残渣，配合⽆损离型膜，轻松再利⽤剩余耗材。
19
⼈性化设计
简易触屏操作，平台侧挂装置，料槽细节，可拆卸液晶屏便捷设计。
20
微⽶级精度
精密传动系统，⾃主边缘抗锯齿算法，精度可达20微⽶，表⾯细节光滑。
（2）数控机床
加工中心VMC850FANUC0i-MD
1、工作台规格（长×宽）：
1000×500mm
2、工作台最大载重：
500kg
3、X/Y/Z坐标行程：
850/500/550mm
4、主轴中心线到立柱正面距离：
575mm
5、主轴端面至工作台上平面距离：
150～700mm
6、X、Y、Z切削速度：
0～10000mm/min
7、X、Y、Z快速进给速度：
20/20/20m/min
8、主轴转速范围：
60～8000r/min
9、主轴锥孔：
No.40（7:
24）
10、刀库容量/型式：
20把（斗笠式）
11、刀柄/拉钉型式：
BT40-45°
12、刀具最大重量：
8kg
13、刀具最大直径：
φ100/φ130mm（邻空）
13、刀具最大长度：
300mm
14、换刀时间（刀对刀）：
6S
15、工作台T型槽（槽数×槽宽×槽距）：
5×18mm×100mm
16定位精度mm（国标）X/Y/Z：
0.025/0.016/0.020
17、重复定位精度mm（国标）X/Y/Z：
0.010/0.006/0.008
18、气源压力MPa0.6～0.8
19、机床外形尺寸（L×W×H）：
2790×2460×2577mm
20、机床重量：
5500kg
21、数控系统FANUC0i-MD
22、主轴电机βiI8/12000（7.5/11kW）（35.8/70Nm）
23、X/Y/Z向驱动电机X/Y：
βiSc12/3000Z：
βiS22/3000B
（1.8/1.8/3kW）（11/11/20Nm）
（3）扫描仪
型号
Cre-Scan555
扫描模式
R标准扫描模式
B超精细扫描模式
尺寸
315*160*105（毫米）
重量
0.95千克
激光汇总形式
10束交叉红色激光线及1束可单独工作的红色激光线，共计11束红色激光线
5束平行蓝色激光线
激光类别
Ⅱ级（人眼安全）
扫描速率
350000次测量/秒
320000次测量/秒
最小分辨率
0.05毫米
0.02毫米
精度
最高可达0.03毫米
体积精度1
（单独使用扫描仪）
0.02毫米+0.08毫米/米
0.01毫米+0.08毫米/米
体积精度2
（配合全局摄影测量系统）
0.02毫米+0.025毫米/米
0.01毫米+0.025毫米/米
景深
250毫米
100毫米
基准距
300毫米
150毫米
扫描深孔及死角
支持
框选精扫
支持
小型件拼接
扫描小型薄壁件时可以通过在三侧分别独立贴一个点，实现不在一起的三个标记点拼接
有效工作范围
200mm~450mm
100mm~200mm
输出格式
.ply、.xyz、.dae、.fbx、.ma、.obj、.asc、.stl等，可定制
工作温度
-10~40℃
接口方式
千兆网
系统配置
1.三维扫描仪手持端1个
2.
3.配套快速标定板1个
4.
5.配套组合电缆1条
6.
7.配套电源适配器1个
8.
9.6mm反光标记点4000个
10.
11.3mm反光标记点1000个
12.
13.防水箱1个
14.
15.包装箱：
专用防震抗压仪器箱1个
16.
17.三维扫描软件（含检测比对模块）1套
主要软件的性能参数如下：
（1）中优智能产品数字化设计与制造管控软件v2.0
功能模块
性能参数
基本性能
C/S和B/S混合架构，支持分布式电子仓，实现异地电子仓数据同步；多语言、多时区、多区域，多数据库运用；基于大型数据库，支持海量用户和存储（并发数>2000、数据量>500TB）；可以客户化定制，完全自定义数据模型、流程模型、组织模型及资源模型
文档管理
1.图文档管理。
软件采用电子仓库的方式，对所有的图纸、OFFICE文件、图片等电子文档进行集中管理。
2.图文档浏览。
软件支持对二维CAD文件、三维CAD文件、图片、Office文档等多种电子文件在线浏览。
3.数据检索。
可以根据各种模糊组合条件快速查询产品、零件、图纸、文档等各种资源，查找到资源后直接定位，可以对数据重用。
4.打印管理。
图纸发布时可选择转成PDF格式文件进行发放，同时支持导出时设置带水印导出；打印时，自动添加如公司名称、文档状态、版本信息、打印日期等水印信息。
数据集成
可以实现对二维CAD、三维CAD、EXCEL的集成。
自动提取明细表信息生成产品结构树；零件出库启动对应软件，入库更新文件；实现二维、三维文件的在线浏览。
产品管理
1.产品结构管理。
以结构树的方式显示产品的装配组成关系，以结构树为中心管理产品、零部件、图纸等。
2.产品库管理。
在产品结构树的基础上，建立同类产品的系列产品库，以实现产品借用、改型设计等。
3.BOM表管理。
可以实现BOM表设计、BOM借用与配置、零部件变化引起BOM版本的自动更新等；可以输出产品结构对应的各种BOM表，如零部件汇总表、自制件表等。
4.改型设计。
在产品结构树的基础上，可以进一步实现产品的改型设计：
可拷贝原产品结构树，采用复制或者借用的方式，生成可更改的新零件或者直接借用的零件。
流程管理
1.流程定义。
具有流程图形化定义工具，可根据实际需求定义各种流程模板，定义的模板保存下来可在启动流程时选用。
2.流程监控。
可以监控流程的状态、进程、负责人、完成时间等。
3.流程统计。
可以统计不同人员完成流程工作的相关数据。
4.任务提醒。
任务到达后可以自动提醒相关人员完成工作。
智能工作台
1.工作提醒。
工作邮件、业务流程、工作计划、未完成的图文档、新闻公告首页集中提醒。
2.邮件系统。
集成式邮件系统，可作为内部工作邮件系统，也可集成外部邮件系统；实现内部传输文件。
3.收发管理。
发布、回收图纸实现系统管理，实现文控管理。
4.移动办公。
具有移动办公APP，支持移动端、PC端，支持Android、ios系统，包括即时消息、通讯录、邮件、公告、审批、收发管理、移动考勤、报告、任务管理、文档管理、工作圈。
5.打印管理。
实现图纸文档并发打印和批量打印，在打印过程中快速搜索、收集需打印图文档，详细记录打印信息，并且提供各种统计报表和日志。
（三）选手自备的量具清单
选手按下表列出的量具清单携带和使用，不允许携带各种规格千分尺，不得携带特殊量具。
序号
设备名称
型号
单位
1
数显卡尺
0-150mm、0-300mm
套
2
数显深度尺
0-150mm
把
3
钢尺
150mm
个
4
数显或通用量角器
0-360°
把
5
半径规
R0.4~25mm,R25~50mm,R52~100mm
套
6
刀口尺
125mm
个
7
高度尺
0-300mm
个
8
百分表和磁力座
0-10mm
套
（四）选手自备的手工工具清单
选拔赛不列出手工工具清单。
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手工工具，但要求非自动化且不能带有数据记忆功能的手工工具，不允许带自制的模板工具。
推荐携带和使用如下表所示工具。
序号
手工工具名称
型号
1
手电钻
配钻头：
Φ1~Φ10
2
电热吹风机
1个
3
其它手工工具
若干
（五）赛场设备提供的夹、刀、工具
选拔赛设备（3D打印机、加工中心）所用夹具、工具、刀具均由赛场提供，选手不得自带任何夹具、工具、刀具进行入赛场。
五、大赛竞赛日程
（一）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。
（二）场次抽签
赛前由领队通过抽签决定竞赛场次。
（三）日程安排
原型创新设计与制造竞赛日程安排参见下表。
竞赛前将根据参赛人数、竞赛批次等做出详细日程表。
原型创新设计与制造竞赛日程安排表（以实际安排为准）
竞赛日程
时间
内容
备注
第1天
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
第2天
07:
10～07:
30
实操模块1第一场检录、抽赛位号
裁判长、裁判
07:
30～08:
00
实操模块1第一场操作竞赛赛前准备
08:
00～11:
00
实操模块1第一场操作技能竞赛
11:
00～11:
10
实操模块1第一场提交赛件、选手离场
11:
10～11:
30
实操模块1第二场检录、抽赛位号
11:
30～12:
00
实操模块1第二场操作竞赛赛前准备
12:
00～15:
00
实操模块1第二场操作技能竞赛
15:
00～15:
10
实操模块1第二场提交赛件、选手离场
15:
10～15:
30
实操模块1第三场检录、抽赛位号
15:
30～16:
00
实操模块1第三场操作竞赛赛前准备
16:
00～19:
00
实操模块1第三场操作技能竞赛
19:
00～19:
10
实操模块1第三场提交赛件、选手离场
第3天
07:
10～07:
30
实操模块2第一场检录、抽赛位号
裁判长、裁判
07:
30～08:
00
实操模块2第一场操作竞赛赛前准备
08:
00～11:
00
实操模块2第一场操作技能竞赛
11:
00～11:
10
实操模块2第一场提交赛件、选手离场
11:
10～11:
30
实操模块2第二场检录、抽赛位号
11:
30～12:
00
实操模块2第二场操作竞赛赛前准备
12:
00～15:
00
实操模块2第二场操作技能竞赛
15:
00～15:
10
实操模块2第二场提交赛件、选手离场
15:
10～15:
30
实操模块2第三场检录、抽赛位号
15:
30～16:
00
实操模块2第三场操作竞赛赛前准备
16:
00～19:
00
实操模块2第三场操作技能竞赛
19:
00～19:
10
实操模块2第三场提交赛件、选手离场
第4天
上午
赛项点评、公布成绩
裁判长
六、裁判员条件和工作内容
（一）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。
（二）裁判员的条件和组成
1.选派裁判须具有相关职业省级以上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。
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。
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。
（三）裁判员的工作内容
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。
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。
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》。
（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
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