第五屆全國智能制造應(yīng)用技術(shù)技能大賽山東省選拔賽機(jī)修鉗工（智能制造裝備技術(shù)方向）項(xiàng)目實(shí)操樣題（職工組-學(xué)生組）

1.比賽時間180分鐘。120分鐘后，選手可以棄賽，但不可提前離開

賽位場地，需要在賽位指定位置，與比賽設(shè)備隔離。

2.比賽共包括6個任務(wù)，總分100分，見下表。

任務(wù)配分表

1任務(wù)1：智能制造設(shè)備的安裝與調(diào)試2030分鐘后可以放棄任務(wù)1中（

一），請求現(xiàn)場裁判恢復(fù)設(shè)備

參數(shù)。

10任務(wù)1中（一）數(shù)控機(jī)床功能

2任務(wù)2：在線檢測單元的安裝與調(diào)試故障調(diào)試未排除前不允許進(jìn)行

任務(wù)2

3任務(wù)3：工業(yè)機(jī)器人的安裝調(diào)試和編20

程

4任務(wù)4：智能制造單元控制系統(tǒng)的安20

裝與調(diào)試

5任務(wù)5：智能制造單元的切削試運(yùn)行15

6任務(wù)6：切削加工智能制造單元虛擬10

仿真

7職業(yè)素養(yǎng)與安全意識5

合計(jì)100

3.除表中有說明外，不限制各任務(wù)評判順序、不限制任務(wù)中各項(xiàng)的

先后順序，選手在實(shí)際比賽過程中要根據(jù)賽題情況進(jìn)行操作，按任務(wù)書

要求舉手申請?jiān)u判，只評判1次。

4.請務(wù)必閱讀各任務(wù)的重要提示。

5.比賽過程中，選手若有不當(dāng)或違規(guī)操作危及設(shè)備及人身安全事故，

裁判應(yīng)立即暫停其比賽，經(jīng)裁判長確定同意后可停止其比賽甚至取消參

賽資格。

6.比賽所需要的資料及軟件都以電子版的形式保存在工位計(jì)算機(jī)里

指定位置。

1

7.競賽平臺系統(tǒng)中主要模塊的IP地址分配如下表所示。

IP地址分配表

1主控系統(tǒng)PLC192.168.8.10

2主控HMI觸摸屏192.168.8.11

3RFID模塊192.168.8.12

4工業(yè)機(jī)器人192.168.8.103

5MES部署計(jì)算機(jī)192.168.8.99

6數(shù)控車床192.168.8.15

7數(shù)控加工中心192.168.8.16

8立體倉庫LED模塊192.168.8.20

9編程計(jì)算機(jī)1192.168.8.97

10編程計(jì)算機(jī)2192.168.8.98

8.競賽平臺系統(tǒng)中立體倉庫行列定義如下圖所示。

立體倉庫行列定義圖

9.選手對比賽過程中需裁判確認(rèn)部分，應(yīng)當(dāng)先舉手示意，等待裁判

人員前來處理。

11.選手在競賽過程中應(yīng)該遵守相關(guān)的規(guī)章制度和安全守則，如有違

2

反，則按照相關(guān)規(guī)定在競賽的總成績中扣除相應(yīng)分值。

12.選手在比賽開始前，認(rèn)真對照工具清單檢查工位設(shè)備，并確認(rèn)后

開始比賽；選手完成任務(wù)后的檢具、儀表和部件，現(xiàn)場需統(tǒng)一收回再提

供給其他選手使用。

13.賽題中要求的備份和保存在電腦中的文件，需選手在計(jì)算機(jī)指

定文件夾F:\2023QZ1\中命名對應(yīng)文件夾（賽位號+NC，賽位號+PLC，

賽位號+HMI），賽位號為1個數(shù)字+2個字母+2個數(shù)字，如1DS01（第1場

大賽01號位）。賽題中所要求備份的文件請備份到對應(yīng)到文件夾下，

即使選手沒有任何備份文件也要求建立文件夾。

14.選手嚴(yán)禁攜帶任何通訊、存儲設(shè)備及技術(shù)資料，如有發(fā)現(xiàn)將取

消其競賽資格。選手擅自離開本參賽隊(duì)賽位或者與其他賽位的選手交

流或者在賽場大聲喧嘩，嚴(yán)重影響賽場秩序，如有發(fā)生，將取消其參賽

資格。

15.選手必須認(rèn)真填寫各類文檔，競賽完成后所有文檔按頁碼順序一

并上交。

16.選手必須及時保存自己編寫的程序及材料，防止意外斷電及其它

情況造成程序或資料的丟失。

17.賽場提供的任何物品，不得帶離賽場。

18.選手提交任務(wù)并運(yùn)行流程應(yīng)符合相關(guān)安全規(guī)范，具有必要的安

全聯(lián)鎖功能。

3

一、競賽項(xiàng)目任務(wù)書

任務(wù)描述：對數(shù)控車床、加工中心進(jìn)行參數(shù)檢查、功能調(diào)試及優(yōu)化，

對其氣動門、動力夾具進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)與外部系統(tǒng)的互聯(lián)互通，

完成機(jī)內(nèi)攝像頭的安裝、調(diào)試和防護(hù)，以及RFID的安裝和調(diào)試，完成設(shè)

備信息的順利讀取等加工前的準(zhǔn)備工作。

根據(jù)設(shè)備配置情況，完成數(shù)控加工中心的主要參數(shù)的檢查，并完

成功能故障調(diào)試。

1.根據(jù)提供的數(shù)控機(jī)床技術(shù)參數(shù)，正確解決下表中常見的功能故障，

將排除的故障點(diǎn)記錄在下表中（故障10個以內(nèi)）。

4

常見功能故障故障點(diǎn)記錄

1.主軸功能

2.系統(tǒng)參數(shù)或參數(shù)開關(guān)打開時是/

否禁止報警

3.參考點(diǎn)返回

4.機(jī)械回零功能

5.限位功能

6.軸移動功能

7.手動功能

8.手輪功能

9.自動方式下，加工程序能夠運(yùn)行

正常

10.急停功能

11.程序?qū)懕Ｗo(hù)

1.按照賽題提供的代碼表和按鍵完成數(shù)控車床氣動門、液壓三爪

卡盤自動控制相關(guān)的硬件連接與調(diào)試，能夠?qū)崿F(xiàn)開關(guān)氣動門、三爪卡

盤正確可靠夾緊工件；

2.按照賽題提供的代碼表和按鍵完成加工中心氣動門、氣動虎鉗

以及零點(diǎn)夾具自動控制相關(guān)的硬件連接與調(diào)試，能夠?qū)崿F(xiàn)開關(guān)氣動門、

氣動虎鉗和零點(diǎn)夾具正確可靠夾緊工件。

完成數(shù)控車床和加工中心機(jī)內(nèi)攝像頭以及氣動清潔噴嘴的安裝與調(diào)

5

試。具體要求：

1.通過對氣嘴的安裝與調(diào)試，實(shí)現(xiàn)吹氣開啟和關(guān)閉；

2.通過系統(tǒng)攝像頭參數(shù)界面，設(shè)置攝像頭通信參數(shù)，能夠清晰顯示

圖像。

完成智能制造單元互連互通構(gòu)架中數(shù)控車床和數(shù)控加工中心網(wǎng)絡(luò)

連接，并在MES軟件系統(tǒng)設(shè)置模塊中驗(yàn)證。

使用CK-FR08ConfigToolsV1.1軟件對RFID進(jìn)行配置調(diào)試，檢查

RFID硬件連接，并測試讀寫功能。

任務(wù)描述：進(jìn)行加工中心在線測量裝置（測頭）的安裝與調(diào)試，對

測頭進(jìn)行標(biāo)定，對標(biāo)定量規(guī)進(jìn)行在線測量，測量數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)上傳。

根據(jù)檢測數(shù)據(jù)，并作出相應(yīng)處理。

1.完成在線測量裝置（測頭）的安裝，正確將測頭裝夾到刀柄上,

正確安裝測頭到機(jī)床主軸上；

完成在線測量裝置（測頭）的標(biāo)定，能夠在機(jī)床面板顯示正確標(biāo)定

測量數(shù)據(jù)。

6

用賽場提供的加工件，對加工件進(jìn)行在線檢測尺寸，在MES系統(tǒng)中

實(shí)時正確顯示工件測量數(shù)據(jù)。

任務(wù)描述：根據(jù)現(xiàn)場提供的部件，進(jìn)行工業(yè)機(jī)器人快換裝置、氣動

部件等外部設(shè)備的安裝與調(diào)試，進(jìn)行工業(yè)機(jī)器人（含第七軸）與數(shù)控機(jī)

床、立體倉庫等設(shè)備之間動作的編程和調(diào)試。

1.完成工業(yè)機(jī)器人快換裝置的安裝與調(diào)試,包括機(jī)器人側(cè)快換裝置、

工具側(cè)快換手爪、氣路和光電開關(guān)等安裝與調(diào)試，并能夠通過示教器或

者通過PLC實(shí)現(xiàn)3個工具側(cè)快換手爪的張開和關(guān)閉控制以及手爪上有無料

的檢測功能。

2.完成智能制造單元互連互通構(gòu)架中機(jī)器人網(wǎng)絡(luò)硬件連接，并在MES

軟件系統(tǒng)設(shè)置模塊中驗(yàn)證。

編寫工業(yè)機(jī)器人示教程序、PLC程序及HMI界面，完成：

1.機(jī)器人在立體倉庫與數(shù)控車床之間上下料的示教編程與調(diào)試；

2.機(jī)器人在立體倉庫與加工中心之間上下料的示教編程與調(diào)試；

機(jī)器人示教編程及調(diào)試觸摸屏界面參考示例如下圖2、圖3所示。

7

圖2機(jī)器人調(diào)試界面參考示例

圖3機(jī)器人調(diào)試立體倉庫倉位選擇界面參考

機(jī)器人工具側(cè)快換手爪放置于快換工作臺上。機(jī)器人示教編程及調(diào)

試具體要求如表3-1所示。

表3-1機(jī)器人示教編程及調(diào)試具體要求表

正確實(shí)現(xiàn)立體倉庫與數(shù)控車床之間取放料：

（1）示教編程工業(yè)機(jī)器人與立體倉庫的取放程序；

（2）在PLC端HMI上選取立體倉庫中（1,2）倉位的毛坯，通過倉庫取料按鈕

，機(jī)器人能夠從立體倉庫正確取出工件，放置到數(shù)控車床卡盤位置,并能夾緊；

1

（3）通過在PLC端HMI上立體倉庫放料按鈕，機(jī)器人能夠正確從數(shù)控車床

取出工件，放回到立體倉庫中原位置。

正確實(shí)現(xiàn)立體倉庫與加工中心之間上下料：

（1）示教編程工業(yè)機(jī)器人與立體倉庫和加工中心的取放程序；

（2）在PLC端HMI上選取立體倉庫中（1,2）倉位的毛坯，通過倉庫取料按鈕

2

和加工中心放料按鈕，機(jī)器人能夠正確從立體倉庫取出工件，放置到數(shù)控加工

8

中心對應(yīng)的夾具位置，并能夾緊；

（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(jī)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。

任務(wù)描述：在現(xiàn)實(shí)環(huán)境下，基于PLC控制系統(tǒng)完成智能制造單元

主要設(shè)備間的互聯(lián)互通、編程和調(diào)試，實(shí)現(xiàn)智能制造系統(tǒng)控制流程，完

成對工件的流轉(zhuǎn)：根據(jù)工件流轉(zhuǎn)的要求，實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人取料、放料、

RFID讀寫、機(jī)器人回原點(diǎn)功能。實(shí)現(xiàn)智能制造單元中各設(shè)備的安全、協(xié)

調(diào)運(yùn)行。

料庫RFID標(biāo)簽信息編碼規(guī)則如下：

A.場次定義：A、B、C、D、E；

B.零件種類指選手需要加工的零件，為加工圖紙零件圖號的最后兩

位:03,04,05,06；

C.零件材料定義：0:鋁材，1:45鋼；

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：車床加工完成（中間狀態(tài)），04：加工中心加工完成（中間狀態(tài)），

10：不合格品，11：合格品。

9

編寫工業(yè)機(jī)器人示教程序、PLC及HMI測試界面，實(shí)現(xiàn)主控PLC、

機(jī)器人、數(shù)控車床、加工中心、立體倉庫、RFID的連接和通信調(diào)試。

主控PLC與智能制造單元主要設(shè)備之間的互聯(lián)具體要求如下表所示。

主控PLC與智能制造單元主要設(shè)備之間的互聯(lián)具體要求表

智能制造單元網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架互連的安裝：

對智能制造系統(tǒng)各單元網(wǎng)絡(luò)互連進(jìn)行安裝和檢查，使數(shù)控車床、數(shù)控加工中

1

心、機(jī)器人、主控系統(tǒng)、立體倉庫、編程計(jì)算機(jī)1和MES部署計(jì)算機(jī)在一個網(wǎng)絡(luò)

構(gòu)架中互連，并通過MES的系統(tǒng)設(shè)置模塊進(jìn)行驗(yàn)證。

調(diào)試主控PLC、編寫HMI測試畫面，實(shí)現(xiàn)與機(jī)器人之間的連接（HMI參考如圖

22所示）：

（1）編寫主控PLC與機(jī)器人通信測試程序，能夠?qū)崿F(xiàn)與機(jī)器人之間的數(shù)據(jù)通

信；

（2）在機(jī)器人端改變關(guān)節(jié)數(shù)據(jù)，能夠在PLC端的HMI上同步顯示。

調(diào)試主控PLC與數(shù)控車床之間的連接（HMI參考如下圖4所示）：

（1）編寫主控PLC與數(shù)控車床之間的通信測試程序，能夠?qū)崿F(xiàn)與數(shù)控車床的

3數(shù)據(jù)通信；

（2）在PLC端HMI上能夠正確控制數(shù)控車床氣動門的開、關(guān)；

（3）在PLC端HMI上能夠正確顯示機(jī)床門開關(guān)狀態(tài)和卡盤狀態(tài)。

調(diào)試主控PLC與加工中心之間的連接（HMI參考如下圖5所示）：

（1）編寫主控PLC與加工中心之間的通信測試程序，能夠?qū)崿F(xiàn)與加工中心的

數(shù)據(jù)通信；

4

（2）在PLC端HMI上能夠正確控制加工中心氣動門的開關(guān)；

（3）在PLC端HMI上能夠正確顯示加工中心氣動門開關(guān)狀態(tài)、氣動虎鉗和夾

具狀態(tài)。

調(diào)試主控PLC與立體倉庫之間的連接（HMI參考如下圖6所示）：

5編寫立體倉庫有無料狀態(tài)檢測的主控PLC測試程序，實(shí)現(xiàn)立體倉庫的有無料

狀態(tài)讀取，狀態(tài)信息顯示到HMI上。

調(diào)試主控PLC與RFID系統(tǒng)之間的連接和通訊（HMI參考如下圖7所示）

6編寫HMI測試界面，按照RFID標(biāo)簽定義，設(shè)定第2行倉位為毛坯，寫入倉位

的RFID狀態(tài)信息，并讀取倉位的RFID狀態(tài)信息顯示于HMI上。

10

數(shù)控車床調(diào)試觸摸屏界面參考示例如下圖4所示。

圖4數(shù)控車床調(diào)試界面參考示例

加工中心調(diào)試觸摸屏界面參考示例如下圖5所示。

圖5加工中心調(diào)試界面參考示例

立體倉庫料倉的觸摸屏界面參考示例如下圖6所示。

11

圖6料倉訂單信息界面參考示例

RFID測試調(diào)試界面參考示例如下圖7所示。

圖7RFID測試調(diào)試界面參考示例

任務(wù)描述：根據(jù)任務(wù)書給定的任務(wù)要求，對智能制造單元和MES系

統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試，完善并調(diào)試主控PLC程序、機(jī)器人程序以及數(shù)控機(jī)床

程序等，調(diào)試MES系統(tǒng)與總控、機(jī)床以及立體倉庫等設(shè)備之間的連接和

數(shù)據(jù)通訊，實(shí)現(xiàn)通過MES手工排程和自動排程，下發(fā)任務(wù)工單，啟動系

統(tǒng)自動加工任務(wù)，并，最終完成多種零件的

批量混流加工，加工產(chǎn)品符合圖紙質(zhì)量要求，要求對整個加工過程進(jìn)行

設(shè)備數(shù)據(jù)采集和設(shè)備管理。（只有該任務(wù)加工的零件提交檢測）

MES

具體要求如下表所示。

1編寫PLC程序?qū)崿F(xiàn)與MES系統(tǒng)的通訊，并正確顯示MES系統(tǒng)的啟動狀態(tài)、停止

狀態(tài)、復(fù)位狀態(tài)。

2通過MES系統(tǒng)對立體庫進(jìn)行初始化操作，機(jī)器人完成所有倉庫位的初始化操

作。

12

在MES系統(tǒng)中下發(fā)工單、啟動，實(shí)現(xiàn)智能制造單元對倉位（5,2）毛坯按照

圖紙ZH-01-04-05的自動加工，并且對該工件銑工序進(jìn)行返修加工流程操作

。

加工流程：立體倉庫指定倉位->讀加工測試工件的RFID標(biāo)簽信息->機(jī)器人抓

取測試工件->至數(shù)控車床上料->數(shù)控車床取料->至加工中心上料->加工中心

取料->至立體倉庫指定倉位->工件入庫->更新RFID數(shù)據(jù)（合格品）->機(jī)器人

工具側(cè)快換手爪放置于快換工作臺上。

具體要求如下：

（1）通過MES系統(tǒng)下發(fā)工單；

（2）機(jī)器人在指定倉位抓取毛坯，在取料前先讀取倉位RFID信息顯示在HMI

界面上，然后取料，對RFID寫入測試工件狀態(tài)，再讀出該倉位RFID信息，更

新在HMI界面上；

（3）工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動到數(shù)控車床進(jìn)行上料；

3（4）數(shù)控車床模擬加工（主軸轉(zhuǎn)5秒后停止）完成后，工業(yè)機(jī)器人將測試工

件放回到立體倉庫原位置，更新RFID的工件狀態(tài)，并顯示在HMI界面上；

（5）機(jī)器人重新取出數(shù)控車床剛加工完成的測試工件，在取料前先讀取倉

RFID信息，然后取料，再對RFID寫入測試工件狀態(tài)，實(shí)時顯示在HMI界面上；

（6）工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動到加工中心進(jìn)行上料；

（7）加工中心模擬加工（主軸轉(zhuǎn)10秒后停止）完成后，在線測量工件，確定

為合格品，工業(yè)機(jī)器人取料，輸送到立體倉庫原來倉位，并更新倉位的RFID

的工件狀態(tài)信息，顯示在HMI界面上。

（8）HMI上需要及時顯示RFID更新的工件狀態(tài)，數(shù)控機(jī)床與機(jī)器人之間各動

作之間必須安全互鎖和協(xié)調(diào)，并實(shí)現(xiàn)自動開關(guān)門、夾盤自動裝夾等動作。

（9）選手提交任務(wù)后裁判當(dāng)場指定的必要安全聯(lián)鎖及再啟動功能演示（如：

機(jī)器人與機(jī)床的安全聯(lián)動互鎖、工業(yè)機(jī)器人第七軸暫停運(yùn)行、空倉位取料、

滿料位放料、快換夾具位置狀態(tài)異常），并在觸摸屏上以游動字幕形式實(shí)時

顯示狀態(tài)，安全聯(lián)鎖功能演示完畢，按下啟動按鈕繼續(xù)完成流程。

13

根據(jù)給定工件零件圖ZH-01-04-02、ZH-01-04-03、ZH-01-04-04、

ZH-01-04-05，編寫數(shù)控車、數(shù)控銑程序，并保存在指定F盤中新建命名

文件夾中。根據(jù)MES操作流程，程序上傳到MES系統(tǒng)并進(jìn)行相應(yīng)的操作。

任務(wù)描述：在規(guī)定仿真系統(tǒng)上進(jìn)行智能制造單元組件布局、調(diào)整

及加工流程的虛擬仿真。

1.設(shè)置布局和組件尺寸

任務(wù)描述：應(yīng)用規(guī)定的仿真系統(tǒng)軟件，導(dǎo)入并調(diào)整布局和以下組

件尺寸。

2.加工流程參數(shù)設(shè)置

任務(wù)描述：智能制造單元平臺仿真加工流程如下：通過機(jī)器人完

成車床與加工中心的上下料加工，從立體倉庫取料，分別放入兩臺機(jī)

床加工后，放回立體倉庫，布局中需完成以下設(shè)置：

3.模擬仿真加工流程

任務(wù)描述：完成現(xiàn)場ZN-01-XX組件加工流程模擬仿真，加工工件

數(shù)為4件（1套），實(shí)現(xiàn)4種以上零件混流生產(chǎn)。

14

二、本項(xiàng)目提供的文檔、資料

提供加工零件圖見附件1。

以上資料以電子版形式存放在E:\ZL\目錄下。

Mastercam2022、TIAPortalV16、VisualOne、CK-FR08Config

ToolsV1.1。

序號毛坯直徑長*寬（單位：mm）

1圓料φ3535

2圓料φ6825

3方料80*80

競賽過程和結(jié)束后選手將結(jié)果文件保存在相應(yīng)的文件夾內(nèi)。路徑

如下：E:\2023QZ1\比賽結(jié)束保存全部比賽結(jié)果文件，包括加工工件三

維圖、CAM原始文件、加工NC程序、PLC程序和觸摸屏程序（界面）

、模擬仿真結(jié)果等。

三、競賽結(jié)束時當(dāng)場提交的成果與資料

按照機(jī)修鉗工項(xiàng)目技術(shù)工作文件的規(guī)定，競賽結(jié)束時，參賽隊(duì)須當(dāng)

場提交成果。

15

附件1：圖紙

16

17

18

山東省“技能興魯”職業(yè)技能大賽

——第五屆全國智能制造應(yīng)用技術(shù)技能大賽

山東省選拔賽

機(jī)修鉗工

（智能制造裝備技術(shù)方向）項(xiàng)目

實(shí)操樣題

（職工組/學(xué)生組）

第五屆全國智能制造應(yīng)用技術(shù)技能大賽

山東省選拔賽組委會辦公室

2023年10月

1.比賽時間180分鐘。120分鐘后，選手可以棄賽，但不可提前離開

賽位場地，需要在賽位指定位置，與比賽設(shè)備隔離。

2.比賽共包括6個任務(wù)，總分100分，見下表。

任務(wù)配分表

1任務(wù)1：智能制造設(shè)備的安裝與調(diào)試2030分鐘后可以放棄任務(wù)1中（

一），請求現(xiàn)場裁判恢復(fù)設(shè)備

參數(shù)。

10任務(wù)1中（一）數(shù)控機(jī)床功能

2任務(wù)2：在線檢測單元的安裝與調(diào)試故障調(diào)試未排除前不允許進(jìn)行

任務(wù)2

3任務(wù)3：工業(yè)機(jī)器人的安裝調(diào)試和編20

程

4任務(wù)4：智能制造單元控制系統(tǒng)的安20

裝與調(diào)試

5任務(wù)5：智能制造單元的切削試運(yùn)行15

6任務(wù)6：切削加工智能制造單元虛擬