山東省“技能興魯”職業(yè)技能大賽

——第五屆全國智能制造應用技術技能大賽

山東省選拔賽

機修鉗工

（智能制造裝備技術方向）項目

技術工作文件

第五屆全國智能制造應用技術技能大賽

山東省選拔賽組委會辦公室

2023年10月

目錄

一、技術描述.............................................................................................1

（一）項目概要...................................................................................1

（二）能力要求...................................................................................1

（三）基本知識...................................................................................2

二、試題與評判標準................................................................................4

（一）試題...........................................................................................4

（二）比賽時間及試題具體內容......................................................4

（三）評判標準...................................................................................6

三、競賽細則.............................................................................................6

（一）競賽時間.................................................................................6

（二）裁判員的工作內容.................................................................7

（三）選手的條件和要求.................................................................8

（四）選手的工作內容.....................................................................8

四、競賽場地、設施設備等安排..........................................................10

（一）場地布局圖.............................................................................10

（二）基礎設施清單.........................................................................10

五、安全、健康要求..............................................................................12

（一）安全防護措施要求................................................................12

（二）有毒有害物品的管理和限制................................................12

（三）醫(yī)療設備和措施.....................................................................13

附件.....................................................................................................14

一、技術描述

（一）項目概要

本賽項聚焦智能制造單元技術應用實際，結合智能制造關鍵

技術裝備，運用智能制造基礎關鍵技術，以數字化設備、工業(yè)互

聯(lián)網系統(tǒng)和MES（制造執(zhí)行系統(tǒng)）管控軟件構建的“設備自動

化+生產精益化+管理信息化+人員高效化”智能制造單元為載體，

以展現智能制造自動化、數字化、網絡化、智能化的管理與控制

為主要內容，進行賽項設計，旨在促進智能制造領域高素質復合

型技能人才的技術提升和培養(yǎng)。

本賽項要求完成智能制造單元主要硬件設備和控制系統(tǒng)的

安裝與調試，并實現智能制造單元的安全高效運行。競賽內容主

要包含：智能制造設備的安裝與調試、在線檢測單元的安裝與調

試、工業(yè)機器人的安裝調試和編程、智能制造單元控制系統(tǒng)的安

裝與調試、智能制造單元的切削試運行、切削加工智能制造單元

虛擬仿真共6個主要競賽任務。

（二）能力要求

本賽項強調對智能制造單元的設備安裝、調試及集成應用能

力。

參賽選手應具備以下技術能力：

1.識圖技能；

2.工藝制定技能；

—1—

3.數字化設計技能；

4.數控加工中心操作技能；

5.數控車床操作技能；

6.在線檢測操作技能；

7.工業(yè)機器人編程能力；

8.工業(yè)互聯(lián)網技術應用技能；

9.PLC技術綜合應用技能；

10.工業(yè)軟件系統(tǒng)（含MES管控軟件、仿真軟件）使用技能；

11.RFID系統(tǒng)應用技能；

12.智能制造單元內設備的集成技能，包括數控機床、工業(yè)

機器人、立體倉庫、自動測量裝置、RFID裝置、主要機械部件、

電氣系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)及傳感器等的安裝、調試等。

13.安全防護能力。

（三）基本知識

本賽項旨在考核、培養(yǎng)多技能、多用途、多就業(yè)面的復合型

高層次技能人才，需要掌握以下相關知識：

1.數控機床裝調維修：機械加工基礎、數控機床及其工作

原理、數控機床的電氣控制、數控機床機械裝配與調試、數控機

床的性能與精度檢驗、數控機床的故障診斷與維修知識等知識。

2.數控機床操作：數控車床加工工藝、加工中心加工工藝、

數控編程技術、零件檢驗與質量控制、加工新技術等知識。

—2—

3.智能制造單元技術相關知識：

機械部分：利用機械設計軟件進行機械設計并轉化為數控加

工程序（CAD、CAM）、機械系統(tǒng)的設計及組裝，機械關鍵功能部

件的安裝與調試知識，包括氣動液壓系統(tǒng)知識、標準及機器人快

換夾具、機床夾具組裝及調試、零點夾具組裝及調試，利用在線

測量儀表、三坐標測量儀進行機械零部件的檢測等。

電路部分：了解及掌握工業(yè)系統(tǒng)中電路的設計及調試，包括

相關標準及規(guī)范、RFID系統(tǒng)基本原理以及使用、總線及工業(yè)網

絡相關知識，利用PLC進行電氣控制系統(tǒng)的設計及進行工業(yè)網路

的構架相關知識。

軟件編程：掌握應用軟件編寫程序，并通過軟件展現設備的

動作流程及運行狀態(tài)的知識。

工業(yè)機器人：了解及掌握工業(yè)機器人的發(fā)展概況、工業(yè)機器

人的結構、工業(yè)機器人的運動學及動力學、交流伺服電機驅動、

工業(yè)機器人的控制、工業(yè)機器人的操作與編程、機器人的視覺等

傳感系統(tǒng)等知識。

管理系統(tǒng)軟件應用與維護：MES軟件應用、功能和操作、數

據庫、系統(tǒng)架構，大數據相關軟件等知識。

工業(yè)工程技術：工業(yè)工程基本知識、人機工程學基本知識、

生產計劃與控制基本知識、物流工程基本知識、質量管理基本知

識等。

—3—

4.其他相關新技術、新工藝、新設備等內容。

5.數字化仿真等知識。

6.安全文明生產與環(huán)境保護知識、職業(yè)道德基本知識。

二、試題與評判標準

（一）試題

主要包括智能制造設備的安裝與調試、在線檢測單元的安裝

與調試、工業(yè)機器人的安裝調試和編程、智能制造單元控制系統(tǒng)

的安裝與調試、智能制造單元的切削試運行、切削加工智能制造

單元虛擬仿真以及職業(yè)素養(yǎng)與安全操作。

（二）比賽時間及試題具體內容

1.比賽時間安排：實際操作競賽連續(xù)進行，總長180分鐘

（含現場評分時間）。理論競賽，總長60分鐘。

2.試題：根據任務書給定的任務要求和現場提供的智能制

造單元部件，要求選手在規(guī)定時間內完成智能制造設備的安裝與

調試、在線檢測單元的安裝與調試、工業(yè)機器人的安裝調試和編

程、智能制造單元控制系統(tǒng)的安裝與調試、智能制造單元的切削

試運行、切削加工智能制造單元虛擬仿真以及職業(yè)素養(yǎng)與安全操

作等。

競賽任務設計見下表，競賽用半成品坯料以樣題為準。

—4—

競賽任務競賽內容分值備注

1.對數控車床與加工中心進行基礎精度檢

測

2.設定機床參數實現氣動門、零點和動力

夾具的自動控制

任務一3.完成數控系統(tǒng)、網絡攝像頭與外部系統(tǒng)

智能制造設備的互聯(lián)互通，實現攝像畫面顯示與自動化20

的安裝與調試防護清潔

4.刀具安裝及對刀調試

5.RFID硬件安裝與調試

6.機床功能故障診斷與排除

1.加工中心在線測頭的安裝和調試

任務二2.在線測量裝置（測頭）的標定

10

在線檢測單元3.工件在線測量

的安裝與調試4.MES測量界面顯示測量結果

1.工業(yè)機器人快換裝置及快換工作臺等安

裝與調試

任務三

2.機器人標定

工業(yè)機器人20

的安裝調試和編程3.通過機器人編程和HMI操作實現機器人

在立體倉庫、數控車床、加工中心之間的

取放料任務

1.編程和調試主控PLC與機器人、RFID系

統(tǒng)、數控機床、立體倉庫、MES管控軟件等

設備之間的連接和通信

2.聯(lián)合調試智能制造單元和MES管控軟件，

任務四20

實現設備層數據的正常采集和可視化

智能制造單元控制

系統(tǒng)的安裝與調試3.聯(lián)合調試智能制造單元和MES管控軟件，

實現MES管控軟件排產、下單、啟動智能

制造單元并完成自動加工

1.調試MES管控軟件與總控之間的連接和

數據通訊

—5—

2.聯(lián)合調試智能制造單元和MES管控軟件，

任務五實現設備層數據的正常采集和可視化15

智能制造單元3.聯(lián)合調試智能制造單元和MES管控軟件，

的切削試運行實現MES管控軟件排產、下單、啟動智能

制造單元并完成自動加工

任務六

在規(guī)定的仿真系統(tǒng)上進行智能制造系統(tǒng)的

切削加工智能制造10

虛擬仿真

單元虛擬仿真

職業(yè)素養(yǎng)職業(yè)素養(yǎng)與安全意識5

（三）評判標準

1.評判方法：實際操作競賽評分由過程結果評分、違規(guī)扣

分二部分組成。過程結果評分由2名現場評分裁判根據評分細則，

共同對選手的操作進行現場客觀評分，并記錄評分結果；若現場

評分裁判對選手的評分有分歧時，由現場裁判長裁決。

2.成績并列：名次的排序根據選手競賽總分評定結果從高

到低依次排定。競賽總分相同者，實際操作競賽用時少的優(yōu)先。

若實際操作競賽用時相同，“任務4：智能制造控制系統(tǒng)的安裝

與調試”得分高者優(yōu)先。若得分再相同，“任務5：智能制造單

元的切削試運行”得分高者優(yōu)先。

三、競賽細則

（一）競賽時間

競賽前將根據參賽人數、競賽批次等做出詳細日程表，日程

安排另行公布。

—6—

（二）裁判員的工作內容

1.裁判員應服從裁判長的管理，裁判員的工作由裁判長指

派決定。

2.裁判員在工作期間不得使用手機、照相機、錄像機等設

備。

3.現場執(zhí)裁的裁判員負責檢查選手攜帶的物品。違規(guī)物品

一律清出賽場。比賽結束后裁判員要命令選手停止操作。監(jiān)督選

手交回試題等其他需要上交的資料。

4.比賽期間，除裁判長外任何人員不得主動接近選手及其

工作區(qū)域，不許主動與選手接觸與交流，除非選手舉手示意裁判

長解決比賽中出現的問題。

5.檢查選手所帶工具：按照比賽攜帶工具要求嚴格執(zhí)行，

仔細檢查每一個參賽隊所帶工具是否符合要求。

6.記錄選手比賽時間：包括記錄選手比賽期間發(fā)生的事件，

如：元件損壞等。

7.現場成績評判,在評分工作期間，除當值裁判員和被測

選手在比賽工位內，隨隊教練應回避，其他選手和人員也不得圍

觀。

8.裁判應遵守競賽行為規(guī)范，公平公正，不徇私舞弊。

9.在比賽結束前15min，裁判長提示一次比賽剩余時間。

10.裁判如果違反約定將取消裁判資格（裁判長允許的除

—7—

外）。

（三）選手的條件和要求

1.參賽選手在競賽期間不得攜帶、使用手機、照相機、錄

像機等通信設備，不得攜帶非大賽提供的電子存儲設備、資料。

2.參賽選手不能攜帶自帶工具清單以外的任何工具。

3.比賽試題和現場使用的紙張均不能帶到賽場區(qū)域外。

4.選手自帶的物品及手機比賽前一律放到賽場為選手準

備的儲物箱內。

5.比賽期間因為斷電導致程序丟失，不會另外加時。

6.在競賽過程中如發(fā)現問題（設備故障等），選手應立即

向裁判反映。得到同意后，選手退出到工作區(qū)外等候，等待故障

處理完后方可繼續(xù)比賽。如屬于設備故障，補時時間為從選手示

意到故障處理結束這段時間。若不屬于設備問題，則不補時。

7.比賽結束是指當天比賽任務及評分完成，裁判長宣布選

手可以離開賽場。

8.選手如果違反有關約定，比賽成績將以零分計算（裁判

長允許的例外）。

（四）選手的工作內容

1.各參賽隊在競賽期間，應保證參賽選手的安全，防止交

通事故和其它意外事故的發(fā)生，必須為參賽選手購買人身意外保

險。

—8—

2.賽前安排各參賽隊選手統(tǒng)一有序的熟悉競賽場地和設

備，不允許拆裝設備、不允許修改軟件、設備參數等。

3.熟悉場地時，不得攜帶手機、相機等設備，不得對賽場

及賽場設備拍照。

4.熟悉場地時不發(fā)表沒有根據以及有損大賽整體形象的

言論。

5.熟悉場地時嚴格遵守大賽各種制度，嚴禁擁擠、喧嘩，

以免發(fā)生意外事故。

6.選手遵守競賽紀律，服從賽場規(guī)范，按照賽題要求完成

競賽。

7.選手按照裁判員要求停止操作，并提交電子存儲設備、

作品、賽題、圖紙、草稿紙等所有相關內容。

—9—

四、競賽場地、設施設備等安排

（一）場地布局圖

賽項平臺采用山東辰榜數控裝備有限公司智能制造切削單

元CB-JG650e，設備占地長7米、寬6米。主要設備技術標準見

附件。

（二）基礎設施清單

賽場提供設施清單表

序號名稱數量技術規(guī)格

1安全帽1個/選手

2衛(wèi)生工具1套/工位

3計時秒表1塊/工位

4毛坯若干

5常用急救藥盒1套

6抽號箱1個

7打印紙1箱

—10—

序號名稱數量技術規(guī)格

8訂書機及釘2套

9文件柜1套

10移動式多媒體1套

11音響及擴音器1套

12U盤1個/工位

建議選手自帶工具、材料清單表

序號名稱建議型號數量

1記號筆0.3mm-0.8mm1-2支

2百分表杠桿式1

3百分表表架磁性1

4內六角扳手7件套1套

5活動扳手6時1把

6十字螺絲刀3×751-2把

7十字螺絲刀5×1501-2把

8一字螺絲刀3×751-2把

9一字螺絲刀5×1501-2把

10游標卡尺0-150mm1把

110-25mm1把

外徑千分尺

1225-50mm1把

1310-25mm1把

內徑千分尺（兩爪）

1425-50mm1把

除上表中建議自帶工具外，選手自帶工量具清單可能根據樣題

需求增減。選手不允許攜帶自制工裝、芯軸、半成品、通訊存儲介

—11—

質以及危險物品。嚴禁選手自帶WD-40防銹清洗劑等易燃易爆化學

品。

五、安全、健康要求

根據國家相關法規(guī)要求，結合本項目實際，提出安全、健康要

求及職業(yè)操作規(guī)范要求，并明確違反后的處理規(guī)定。特別是根據本

項目具體情況的諸如人身防護，有毒、有害物品攜帶、存放，防火、

防爆等措施。

（一）安全防護措施要求

1.禁止使用刀具及剪刀以免受傷，禁止使用電動工具。

2.專家在審視、檢查或參與競賽時應有適當的個人安全防護

裝備。

3.裁判和參賽者入賽場必須穿防護(防砸、防扎、絕緣)鞋。

4.所有選手必須確保自己的操作不會影響到其他選手。

（二）有毒有害物品的管理和限制

禁止攜帶的有毒有害物品見下表所示：

有害物品圖示說明

防銹清洗劑禁止攜帶，賽場統(tǒng)一提供

嚴禁攜帶

酒精

—12—

嚴禁攜帶

汽油

嚴禁攜帶

有毒有害物

（三）醫(yī)療設備和措施

配備一名醫(yī)務人員隨時準備處理現場突發(fā)傷害事故。常規(guī)醫(yī)療

物品見表所示。

序號名稱規(guī)格數量備注

1酒精棉1盒

2紗布1卷

3創(chuàng)可貼1盒

4醫(yī)用剪刀1把

—13—

附件技術平臺主要設備技術參數

（一）數控車床及數控系統(tǒng)

1.數控車床技術參數

（1）最大回轉直徑：500mm；

（2）頂尖距：0-350mm；

（3）主軸轉速：3000-6000rpm；

（4）主軸頭型式：A2-4、A2-5、A2-6；

（5）液壓三爪卡盤：5吋、6吋、8吋，均配軟爪；

（6）主軸通孔直徑：Φ55-Φ63mm；

（7）交流伺服主電機：3.7-5.5kW；

（8）進給軸快移速度：12-24m/min；

（9）刀架：臥式，8-12工位，液壓或者電動；

（10）刀柄：方20-25mm，孔Φ25-Φ40mm；

（11）斜床身結構；

（12）正面氣動門；

（13）自動冷卻、集中潤滑、鏈板排屑（或者水箱式直排）；

（14）外形尺寸：長寬高≤4350mm（含排屑器）×2250mm

×2000mm。

（二）加工中心及數控系統(tǒng)

1.加工中心技術參數

（1）工作臺尺寸：長寬≥650×400mm；

（2）三軸行程：XYZ≥600×400×450mm；

（3）工作臺帶有多條連接T型槽；

—14—

（4）工作臺最大負載：≥350kg；

（5）主軸轉速：8000-10000rpm；

（6）刀柄型式：BT40；

（7）交流伺服主電機：額定功率5.5-7.5kW；

（8）進給軸快移速度：12-48m/min；

（9）刀庫：凸輪機械手（刀臂式），≥20工位；

（10）最大刀具重量：8kg；

（11）最大刀具尺寸：Φ80×250mm；

（12）氣源流量：280L/min；

（13）氣源壓力：0.5-0.7MPa；

（14）正面氣動門；

（15）留有安裝在線測頭的接口；

（16）留有氣動平口鉗和零點快換裝置的氣源和控制接口；

（17）自動冷卻、集中潤滑、螺桿（或鏈板）排屑；

（18）外形尺寸：長寬高（含排屑器）≤3300mm×3100mm

×2700mm。

（三）在線測量裝置

1.集成在加工中心上，然后直接通過以太網獲取檢測數據。

2.基本技術參數如下：

（1）測針（見圖2）觸發(fā)方向：±X,±Y,+Z；

—15—

圖2測針

（2）測針各向觸發(fā)保護行程：XY±15°,Z+5mm；

（3）測針各向觸發(fā)力（出廠設置）：XY=1.0N,Z=8.0N；

（4）測針任意單向觸發(fā)重復（2σ）精度：≤1μm；

（5）無線電信號傳輸范圍：≤10M；

（6）新電池(單班5%使用率)的工作天數：150天；

（7）防護等級：IP67。

（四）氣動精密平口鉗

1.規(guī)格：5吋或6吋。

2.工作原理：氣液增壓。

3.氣源壓力：0.7MPa。

4.最大夾緊力：5000kg（可調）。

5.兼容Φ35和Φ68兩款產品。

6.鉗口型式：圓型，夾持直徑范圍Φ20-Φ40mm、Φ60-Φ80mm

如圖3所示。

圖3氣動精密平口鉗

—16—

（五）工業(yè)機器人

1.機器人負載10-20kg以上、臂展1700mm左右。

2.機器人支持以太網接口。

3.機器人控制系統(tǒng)具有不小于16個I/O點。

（六）零點快換裝置

根據競賽加工產品要求，優(yōu)先選擇品牌、精度高、安全可靠

產品。

（七）工業(yè)機器人導軌

1.導軌總長度：≤5m。

2.最快行走速度：>1.5m/min。

3.機器人滑板承重：>500kg。

4.重復定位精度：優(yōu)于±0.2mm。

5.導軌有效行程：范圍覆蓋加工單元設備，約3800mm。

（八）工業(yè)機器人快換夾持系統(tǒng)

1.工業(yè)機器人快換夾持系統(tǒng)，由1套機器人側快換裝置如圖

4所示和3套工具側快換手爪組成，如圖5、6所示，實現三種

機器人手爪的快速更換。

圖4機器人快換手爪示意圖圖5機器人快換工具側手爪示意圖

—17—

圖6棒料機器人快換工具側手爪示意圖

2.機器人側快換裝置具備握緊、松開、有無料檢測功能，并

具備良好的氣密性。

3.每套工具側快換手爪配置有無料傳感器。

（九）機器人快換工作臺

機器人快換手爪放置臺置于機器人第七軸側面端，示意圖如

圖7所示。

圖7機器人快換夾具工作臺位置示意圖

1.快換夾具工作臺安裝靠近料倉側并與行走軸本體端固定。

2.快換夾具工作臺滿足3款手爪的放置功能，每個位置配置

—18—

手爪放置到位檢測傳感器。

圖8機器人快換夾具工作臺示意圖

（十）立體倉庫

1.立體倉庫工位設置30個，每層6個倉位，共5層，每個

倉位或標準托盤配置