機械行業(yè)職業(yè)教育技能大賽：學生組（沖壓模具智能制造綜合應用技術技能大賽賽項）樣題

1密封線………密2019年機械行業(yè)職業(yè)教育技能大賽模具智能制造綜合應用技術賽項樣題沖壓模具智能制造技術綜合應用技能賽項執(zhí)委會二○一九年九月21.本屆模具智能制造技術綜合應用比賽，參賽選手除了需數(shù)控銑削、工業(yè)機器人、三坐標測量機、鉗工加工操作外，還需要模具CAD、模具CAM編程、模具裝調(diào)與成形、制件檢測與質(zhì)量分析、MES信息化管理平臺應用。競賽時間為連續(xù)360分鐘(6小時),選手必需分配好各自承擔的任務，協(xié)同完成整個項目。2.參賽選手應在規(guī)定時間內(nèi)完成。比賽時間到，比賽結束，選手應立即停止操作，根據(jù)裁判要求離開比賽場地，不得延誤。3.賽場提供的沖壓制件三維數(shù)據(jù)(.igs)等比賽資料信息，通過競賽平臺MES管控軟件中任務下載工具，在競賽平臺服務器中下載。4.參賽隊的任務書用比賽場次、賽位號標識，不得寫上姓名或與身份有關的信息，也不得在任務書做任何標識，否則成績無效。5.不準私自攜帶移動存儲器材，不準攜帶手機等通訊工具，不準攜帶超過賽項規(guī)定的刀具夾具，違者取消競賽資格。(一)智能制造系統(tǒng)測試根據(jù)任務書給定的任務要求，選手對模具智能制造系統(tǒng)各基本單元進行功能測試，設計模具智能制造控制系統(tǒng)工業(yè)網(wǎng)絡架構拓撲圖，以給定的S7-1200型PLC的IP地址為基礎，定義其他相關設備的合理IP地址并進行設置，完成模具智能制造系統(tǒng)各智能設備的網(wǎng)絡通訊連接，運行已安裝在平臺電腦中的大賽相關工業(yè)軟件。(二)智能制造單元智能成形虛擬仿真根據(jù)任務書給定的任務要求，在規(guī)定的仿真系統(tǒng)上進行精密模具智能成形虛擬仿真。(三)模具數(shù)字化設計與CAM編程結構二維、三維裝配圖設計、指定零部件圖設計、產(chǎn)品加工工藝設計、BOM構建、零件生產(chǎn)過程質(zhì)量控制、零件加工工藝、零件加工程序編制，并將相應的文件保存在MES要求的指定文件夾或路徑中。(四)機器人(含第七軸)編程與操作根據(jù)任務書給定的任務要求，通過示教器完成工業(yè)機器人示教編程。實現(xiàn)機器人自3動到指定的倉位抓取工件(含不同加工工件快換夾具的更換),并放置到加工中心、三坐標測量機的卡盤上及取回放回倉位，實現(xiàn)機器人自動到倉位抓取成形板料，并放置安裝在數(shù)控成形壓力機上的模具工位上及取回放回倉位。(五)模具智能加工與生產(chǎn)管控根據(jù)任務書給定的任務要求，依據(jù)BOM中的數(shù)據(jù)在MES中對現(xiàn)場模具加工任務進行排產(chǎn)和工單下達，完成規(guī)定零部件的加工與生產(chǎn)、質(zhì)量檢測、刀具補償?shù)裙δ?。通過MES管控軟件能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)管理、報表管理、智能看板管理等任務；能夠?qū)崟r對數(shù)控機床、工業(yè)機器人、數(shù)控立式液壓沖床、檢測裝置、RFID系統(tǒng)、立體倉庫、可視化系統(tǒng)等進行數(shù)據(jù)采集；能夠完整自動地通過機器人取放料、數(shù)控設備自動加工、三坐標自動測量、RFID自動讀寫等流程和控制要求，完成多個不同模具零件自動加工和測量。(六)模具裝配與智能成形選手根據(jù)模具裝配圖要求，組裝模具，合模測試；將模具安裝在壓床上，合模試壓；機器手從料庫抓取板料，送入模具，機器手退出，壓床成型，分模，機器手取出產(chǎn)品放回料倉；選手自檢，填寫檢測報告。某模具公司接到客戶沖壓零件，材料為08AL號鋼，料厚1.0mm(如圖1所示)的模具設計、分析與制造項目訂單，大批量生產(chǎn)。已確定用拉深、沖孔、切邊三副沖壓模具，本次比賽將設計制造一副拉深模具，根據(jù)賽題要求，按賽場提供半成品模具和零件毛坯，設計合理的模具結構，并應用相關設備加工主要零件，裝調(diào)模具并拉深成形零件，成形后產(chǎn)品回彈小，減薄率不超過15%,表面邊界無毛刺、符合產(chǎn)品的公差要求，外觀不允許出現(xiàn)開裂起皺等缺陷。(一)智能制造系統(tǒng)測試對模具智能制造系統(tǒng)各基本單元進行功能測試，設計模具智能制造控制系統(tǒng)工業(yè)網(wǎng)4IP地址并進行設置，完成模具智能制造系統(tǒng)各智能設備的網(wǎng)絡通訊連接，運行已安裝在平臺電腦中大賽相關工業(yè)軟件。(一)智能制造系統(tǒng)基本單元檢測任務描述：選手對智能制造系統(tǒng)各基本單元進行功能檢測，確認設備是否能夠正常運行，并進行故障排除。功能檢測包括：(1)操作數(shù)控系統(tǒng)檢查數(shù)控電火花機和加工中心是否能夠正常運行，包括主軸、運動軸、氣動門以及氣動夾具、零點定位夾具等；(2)檢測攝像頭的安裝與電氣連接正確，MES系統(tǒng)界面上顯示壓力機模具、加工中心夾盤圖像；(3)檢查機器人單元是否能夠正常運行，包括示教機器人換手爪，并在示教器或plc上顯示有無夾料狀態(tài)，機器人快換夾具工作臺有無手爪到位檢測傳感器開關正常；(4)檢查數(shù)控機床參數(shù)設置，實現(xiàn)數(shù)控電火花機和加工中心回零功能。(5)對智能制造系統(tǒng)各單元網(wǎng)絡通訊進行檢查，是否正常連接，包括數(shù)控車床、數(shù)控加工中心、機器人、主控系統(tǒng)、編程計算機1、編程計算機2和MES部署計算機。2.運行檢查測試大賽用工業(yè)軟件任務描述：選手根據(jù)競賽需要，檢查、測試工業(yè)軟件，確認正常。(1)檢查大賽指定工業(yè)軟件是否安裝到位。(2)操作、測試，確認正常。3.設計智能制造控制系統(tǒng)架構拓撲圖任務描述：選手根據(jù)比賽現(xiàn)場硬件單元系統(tǒng)配置，操作MES完成智能制造控制系統(tǒng)(1)操作MES(2)連接網(wǎng)絡各個單元4.正確設置IP,調(diào)試網(wǎng)絡聯(lián)通任務描述：選手根據(jù)主控系統(tǒng)PLC的IP,定義其他相關設備的合理IP地址，并分別設置相關設備IP,組成通信網(wǎng)絡，IP地址分配表見表1。表1:IP地址分配表序號名稱IP地址分配和預設備注15…………密封線…2主控HMI觸摸屏如果HMI不采用以太網(wǎng)，則保留該IP地址3如果RFID模塊不采用以太網(wǎng)，則保留該IP地址4工業(yè)機器人563D掃描儀7數(shù)控加工中心89數(shù)控成形壓力機編程計算機1編程計算機2(2)設置IP地址，完成組網(wǎng)、接通、拔掉加工中心或數(shù)控車的網(wǎng)口，通過MES網(wǎng)絡設置進行容錯性測試。(3)設置計算機間網(wǎng)絡文件共享。(4)測試MES下載競賽資料、圖紙、上傳競賽成果。(二)智能制造單元智能成形虛擬仿真任務描述：選手在規(guī)定仿真系統(tǒng)上，完成與比賽現(xiàn)場相同的的智能制造單元產(chǎn)線搭建，對智能成形過程模擬仿真。(1)從料庫取制件坯料，送進壓機拉深成形。(2)從料庫取拉深件，送進壓機沖孔、落料成形。(3)從料庫取沖孔、落料件，送進壓機彎曲成形。(4)進行數(shù)控成形機沖壓成形，沖壓成形時間設置為10S。(5)結束，停機。(三)模具數(shù)字化設計與CAM編程進行模具結構二維、三維裝配圖設計、指定零部件圖設計、產(chǎn)品加工工藝設計、BOM構建、零件生產(chǎn)過程質(zhì)量控制、零件加工工藝、零件加工程序編制，并將相應的文件保存6在MES要求的指定文件夾或路徑中。1.根據(jù)給定的沖壓制件、2D模具半成品裝配圖，進行零部件、裝配圖2D圖、3D設計進行模具結構二維、三維零部件圖、裝配圖設計。(1)根據(jù)給定的沖壓制件、2D模具半成品裝配圖，進行該沖壓制件拉深模、切邊沖孔模、彎曲模3D模具零件、裝配圖設計。(2)根據(jù)給定的沖壓制件、2D模具半成品裝配圖，進行該沖壓制件拉深模、切邊沖孔模、彎曲模2D裝配圖設計。ZM-03-01-12、ZM-03-02-10、ZM-03-03-14、ZM-03-02-10-00(電極)。2.操作大賽管控軟件生成EBOM/PBOM,調(diào)出數(shù)控加工工藝表任務描述：選手根據(jù)大賽給定的管控軟件生成EBOM/PBOM,調(diào)出數(shù)控加工工藝表。登錄MES系統(tǒng)后，從菜單“工藝設計”進入頁面后，可以自動從圖紙中提取BOM信息和編制工藝信息。編制工藝時，在“EBOM”菜單中，點擊“圖紙導入”按鈕，彈出對應的頁面，然后點擊“選擇圖紙文件”按鈕，選擇UG設計的3D源文件并點擊“確定”按鈕后，即可將設計模具的BOM信息取到當前頁面，此時用戶可以確認BOM信息是否正確并可進行修改操作。針對每個加工的零件的工藝要求，在“PBOM”菜單中可以編制詳細的3.編制任務書要求加工的模具零件數(shù)控加工工藝表任務描述：選手根據(jù)零件加工工藝要求，為要加工的模具零件編制數(shù)控加工工藝表。(1)根據(jù)圖紙ZM-03-01-17的模具零件編制數(shù)控加工工藝表。(2)根據(jù)圖紙ZM-03-01-12的模具零件編制數(shù)控加工工藝表。(3)根據(jù)圖紙ZM-03-02-09的模具零件編制數(shù)控加工工藝表。(4)根據(jù)圖紙ZM-03-02-10的模具零件編制數(shù)控加工工藝表。(5)根據(jù)圖紙ZM-03-03-09的模具零件編制數(shù)控加工工藝表。(6)根據(jù)圖紙ZM-03-03-14的模具零件編制數(shù)控加工工藝表。(7)根據(jù)圖紙ZM-03-02-10-00電極零件編制數(shù)控加工工藝表。(四)機器人(含第七軸)編程與操作7選手通過示教器完成工業(yè)機器人示教編程。實現(xiàn)機器人自動到指定的倉位抓取工件 (含不同加工工件快換夾具的更換),并放置到數(shù)控電火花、加工中心、三坐標測量機的卡盤上及取回放回倉位，實現(xiàn)機器人自動到倉位抓取成形板料，并放置安裝在數(shù)控成形壓力機上的模具工位上及取回放回倉位。1.快換手爪示教編程與自動調(diào)試任務描述：選手通過工業(yè)機器人示教編程，完成工業(yè)機器人快換裝置的安裝與調(diào)試。(1)完成機器人側快換裝置、工具側快換手爪、氣路和光電開關等安裝與調(diào)試。(2)能夠通過示教器實現(xiàn)3個工具側快換手爪的張開和關閉控制以及手爪上有無料的檢測功能。2.數(shù)控電火花與立體倉庫之間上下料示教編程與自動調(diào)試任務描述：選手通過工業(yè)機器人示教編程，完成工業(yè)機器人與數(shù)控電火花和立體倉庫之間上下料示教編程與自動調(diào)試。(1)示教編程工業(yè)機器人與數(shù)控電火花和立體倉庫的取放程序；(2)在PLC端HMI上選取立體倉庫中(1,3)倉位的毛坯，通過倉庫取料按鈕和數(shù)控電火花放料按鈕，機器人能夠從立體倉庫正確取出工件，放置到數(shù)控電火花卡盤位置，并能夾緊；(3)通過在PLC端HMI上數(shù)控電火花取料按鈕和立體倉庫放料按鈕，機器人能夠正確從數(shù)控電火花取出工件，放回到立體倉庫中原位置。3.加工中心與立體倉庫之間上下料示教編程與自動調(diào)試任務描述：選手通過工業(yè)機器人示教編程，完成工業(yè)機器人與加工中心和立體倉庫之間上下料示教編程與自動調(diào)試。(1)示教編程工業(yè)機器人與加工中心和立體倉庫的取放程序；(2)在PLC端HMI上選取立體倉庫中(3,5)倉位的毛坯，通過倉庫取料按鈕和加工中心放料按鈕，機器人能夠從立體倉庫正確取出工件，放置到加工中心卡盤位置，(3)通過在PLC端HMI上加工中心取料按鈕和立體倉庫放料按鈕，機器人能夠正確從加工中心取出工件，放回到立體倉庫中原位置。4.三坐標測量機與立體倉庫之間上下料示教編程與自動調(diào)試任務描述：選手通過工業(yè)機器人示教編程，完成工業(yè)機器人與三坐標測量機和立體8密封線………密封線……密對線……倉庫之間上下料示教編程與自動調(diào)試。(1)示教編程工業(yè)機器人與三坐標測量機和立體倉庫的取放程序；(2)在PLC端HMI上選取立體倉庫中(2,4)倉位的毛坯，通過倉庫取料按鈕和三坐標測量機放料按鈕，機器人能夠從立體倉庫正確取出工件，放置到三坐標測量機卡(3)通過在PLC端HMI上三坐標測量機取料按鈕和立體倉庫放料按鈕，機器人能夠正確從三坐標測量機取出工件，放回到立體倉庫中原位置。5.數(shù)控成形機與立體倉庫之間上下料示教編程與自動調(diào)試任務描述：選手通過工業(yè)機器人示教編程，完成工業(yè)機器人與數(shù)控成形機和立體倉庫之間上下料示教編程與自動調(diào)試。(1)示教編程工業(yè)機器人與數(shù)控成形機和立體倉庫的取放程序；(2)在PLC端HMI上選取立體倉庫中(5,1)倉位的成形板料，通過倉庫取料按鈕和數(shù)控成形機拉深模放料按鈕，機器人能夠從立體倉庫正確取出工件，正確放置到數(shù)控成形機拉深模工位上，并能從拉深模工位上取出拉深件到料倉工位；(3)在PLC端HMI上選取立體倉庫中(4,3)倉位的拉深件，通過倉庫取料按鈕和數(shù)控成形機切邊沖孔放料按鈕，機器人能夠從立體倉庫正確取出工件，正確放置到數(shù)控成形機切邊沖孔工位上，并能從切邊沖孔工位上取出切邊沖孔件到料倉工位；;(4)在PLC端HMI上選取立體倉庫中(5,5)倉位的修邊沖孔件，通過倉庫取料按鈕和數(shù)控成形機彎曲模放料按鈕，機器人能夠從立體倉庫正確取出工件，正確放置到數(shù)控成形機彎曲模工位上，并能從彎曲模工位上取出彎曲件到料倉工位；(五)模具智能加工與生產(chǎn)管控任務描述：選手依據(jù)BOM中的數(shù)據(jù)在MES系統(tǒng)中對現(xiàn)場模具加工任務進行排產(chǎn)和工單下達，完成規(guī)定零部件的加工與生產(chǎn)、質(zhì)量檢測、刀具補償?shù)裙δ?。通過MES系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)管理、報表管理、智能看板管理等任務；能夠?qū)崟r對數(shù)控機床、電火花、工業(yè)機器人、數(shù)控立式液壓沖床、檢測裝置、RFID系統(tǒng)、立體倉庫、可視化系統(tǒng)等進行數(shù)據(jù)采集；能夠完整自動地通過機器人取放料、數(shù)控設備自動加工、三坐標自動測量、RFID自動讀寫等流程和控制要求，完成多個不同模具零件自動加工和測量，完成數(shù)控成形機拉深、落料沖孔、彎曲自動成形，實現(xiàn)智能制造單元中各設備的安全、協(xié)調(diào)運行。料庫RFID標簽信息編碼規(guī)則如下：9……密封線……“密封線……密封線…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:合格品，04:不合格品，05:數(shù)控成形(中間狀態(tài)),06:加工中心加工完成(中間狀態(tài))。(1)通過MES,根據(jù)RFID規(guī)定的編碼規(guī)則，以及倉位情況，通過機器人對規(guī)定倉(4)在線檢測，如需要、刀補、返修；1)選手對附件圖紙ZM-03-03-14(3)三坐標檢測并返修；1)選手對附件圖紙ZM-03-02-10-00電極中的成型尺寸進行三坐標檢測，并在MES密封線………密封線………密封線…2)對ZM-03-02-10-00中成型尺寸進行返修，要求如下：A.根據(jù)測量結果，選手進行刀補數(shù)據(jù)的計算，在檢測返修頁面進行刀補輸入，刀補B.啟動返修程序，調(diào)用加工程序進行工件的返修加工，加工完成后再次進行三坐標C.在MES在線檢測界面中正確顯示測量的數(shù)據(jù)。3.操作管控軟件實現(xiàn)設備管理(1)看板顯示機床數(shù)據(jù)1)看板顯示離線、在線、加工、空閑、報警等；2)看板顯示工作模式、進給倍率、軸位置、主軸速度等；3)看板顯示機床正在執(zhí)行的加工程序名稱；4)看板顯示機床的刀具、刀補信息。(2)看板顯示機器人數(shù)據(jù)1)看板顯示機器人軸位置信息，包括關節(jié)1、關節(jié)2、關節(jié)3、關節(jié)4、關節(jié)5、關節(jié)6和第七軸；2)看板顯示機器人工作狀態(tài)信息；3)看板顯示機器人通信狀態(tài)信息。4.零件檢測操作管控軟件實現(xiàn)生產(chǎn)統(tǒng)計任務描述：選手通過MES系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)采集，對加工零件指定的尺寸進行在線檢測，實現(xiàn)生產(chǎn)過程質(zhì)量追溯，實現(xiàn)零件工藝優(yōu)化與質(zhì)量改進。5.操作管控軟件實現(xiàn)生產(chǎn)統(tǒng)計任務描述：選手通過MES看板實現(xiàn)加工過程的料倉管理、生產(chǎn)狀態(tài)統(tǒng)計等。(1)看板顯示料倉管理狀態(tài)1)看板顯示物料類型、場次；2)看板顯示物料信息跟蹤，實時跟蹤物料狀態(tài)信息，包括無料，待加工，加工中，加工異常，加工完成，不合格狀態(tài)。(2)生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計1)單個零件的生產(chǎn)件數(shù)統(tǒng)計，零件的合格、不合格、異常個數(shù)占比統(tǒng)計等；2)多個零件綜合生產(chǎn)件數(shù)統(tǒng)計，零件的合格、不合格、異常個數(shù)占比統(tǒng)計等。6.質(zhì)量追蹤任務描述：選手通過MES系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)采集，能夠?qū)γ恳粋€零件的加工過程進行追溯，追溯的內(nèi)容包括每一個零件的加工工序、測量數(shù)據(jù)、測量結果等信息。完成任務5中(一)-(五)后，舉手示意裁判進行評判!(六)模具裝配與智能成形任務6:模具裝配與智能成形任務描述：選手根