第八届全国数控技能大赛山东省选拔赛技术文件(计算机程序设计员)

1、第八届全国数控大赛山东省选拔赛计算机程序员项目技术文件一、计算机程序员竞赛项目技术描述1. 技术描述以制造企业新产品开发涉及的逆向设计与制造为比赛任务载体， 采用 2 名选手组成团队合作形式，综合应用 CAD/CAM 工业软件及三维扫描设备进行产品的正逆向数字化设计，再使用 CNC 数控加工和 3D打印设备进行零件的加工， 并采用数字化测量和手工测量工具按统一标准进行加工质量检测，最后对产品进行手工修整、装配形成作品，并测试产品功能。2. 参赛能力要求参赛选手应具备以下技术能力：（ 1 ） CAD 软件应用技能： 能使用三维CAD 软件完成零件和装配体的三维建模， 使用软件生成3D-2D 关联

2、的零件图、 装配图、 爆炸图、渲染图。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和手工测量工具完成样品工件扫描数据采集和尺寸测量，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/CNC 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

3、正确操作桌面型三维打印机和打印切片软件；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 ）模型手工处理技能：能够使用工具完成原型作品的的装配调试等操作。（ 7 ）检测技能：能使用数字化测量仪器或手工量具检测产品的几何精度和工作性能；（ 8 ）安全防护：遵守相关安全防护条例和环境保护要求。二、命题专家组成及命题思路1. 命题专家组成选拔赛的命题技术工作由命题专家组负责。2. 命题思路第八届全国数控大赛山东省选拔赛命题原则是按照世界技能竞赛原则，紧靠国家选拔命题思路和国家职业资格二级和三级要求，结合我省实际进行命题。竞赛分理论知

4、识考核和技能操作考核两部份，理论知识考核占 20% ，技能操作考核占 80% ，考虑综合素质考核，体现竞赛项目考核内容的整体性。产品数据采集质量、逆向设计能力、样品加工质量作为考核的主要因素。竞赛样题提前公开，数据采集的准确性、建模能力、加工精度以及作品的完整性作为考核的主要因素。三、赛场设施设备清单1 . 竞赛设备：（ 1 ）数控加工中心山东辰榜立式加工中心AVL650e ， 工作台面积800x500mm ， BT40刀柄， 重复定位精度0.006mm, 数控系统 KND2000MCli ， 配备第四轴。（ 2 ）三维扫描仪瑞康宏业智能科技有限公司全自动蓝光拍照式高精度三维扫描仪，型号 Re

5、acomSCAN 鼎睿 1M-16L ，相机分辨率： 2 x 1.310.720 像素（1.280 x 1.024） ，平均多边形网格数： 220 万个 /每次扫描，最短测量时间： 0.8s ，扫描视野： 165mm 对角线，工作距离： 370mm ，像素类型：菱形像素，扫描精度： 0.015mm 。（ 3 ） 3D 打印机瑞康宏业智能科技有限的 FDM 桌面型 3D 打印机（ EC-Maker ） ，打印材料为 PLA塑料。成型尺寸：X120 XY140 XZ110 ,喷头直径：0.4mm，成型速度：100mm/秒200mm/秒，挤出头最高温度：240 C ,热床最高温度： 80 ，耗材规格

6、： 1.75mmPLA ，打印方式： U 盘脱机打印，文件格式： STL、 OBJ 等，显示屏： 4.0 英寸全彩触摸屏。每台设备配备 500 克 PLA 打印材料。2 .计算机及软件：（1 ）硬件基本配置： i7 处理器 /8G 内存 /1TB 硬盘 /22 寸液晶显示器；（ 2 ）预装软件：计算机操作系统： MS-Windows 7文字处理软件： MS-Office 2010 ；设计、编程、加工软件：西门子Solid Edge ST10、NX10.0教育版、 CAXA3D 实体设计 2018 、 CAXA 制造工程师2016 大赛专用版、Geomagic Design X 2016 、 A

7、utodesk(PowerSHAPE 、PowerMILL)2019 ， Edgecam 2018R1 版 、 MasterCAM 2018 ，VERICUT 仿真 8.2 版、 Cura15.04 。四、考核时间要求本项目操作技能考核分为两个阶段，第一阶段时间为 2.5 小时，第二阶段时间为 3.5 小时。五、技能竞赛试题命题原则1. 竞赛样题由组委会组织命题专家完成，提前公布。2 .竞赛试题技术描述第一阶段任务：任务 1 ： 实物三维数据采集。参赛选手使用现场提供的三维扫描设备和手工测量工具等，对给定的实物进行三维数据采集，要求扫描点云数据完整，按点云完整比例评分，并使用专业软件将扫描点云

8、数据与标准模型进行精确度自动比对，以精确度等级进行评分。该模块主要考核选手利用三维扫描设备和手工测量工具进行数据采集的能力。任务 2 ： 三维建模。参赛选手根据任务1 采集的数据，选择合适的三维建模软件，对上述产品外观面进行三维数据建模，其中包含点云数据处理和建模。该模块主要考核选手的三维建模能力。任务 3 ： 数字化装配与工程图。参赛选手在完成任务2 的基础上，完成整个产品的数字化装配模型， 并按要求输出部分零件的二维工程图和产品的装配图，导出为 PDF 文件。该模块主要考核选手数字化模型的装配能力和工程图纸制作能力。第二阶段任务：任务 4-a ： 数控编程与加工（编程） 。根据任务2 和任

9、务 3 建立的三维数字模型和赛场所提供的机床类型、 毛坯规格和刀具清单进行工艺设计，并选择合适的软件对产品进行数控编程，生成加工程序。该模块主要考核选手工艺编制和程序编制方面的能力。任务 4-b ： 数控编程与加工（加工） 。参赛选手根据制定的加工工艺方案和数控程序，并根据赛场提供的机床、刀具、毛坯等，对该产品（主要零部件）进行数控加工。主要考核选手选用刀具、工件装夹、定位基准以及达到各加工面的位置精度、形状精度、细节表现、粗糙度质量和配合尺寸精度等方面。任务 5 ： 增材制造。参赛选手对该产品中指定的零件进行三维切片并进行 3D 打印。主要考核选手 3D 打印与模型后处理能力。任务 6： 样

10、品装配验证。将任务4 和任务 5 得到的样件，与赛场提供的部分零部件装配为一个整体，验证作品与样件的功能一致性。主要考核选手的动手能力和装配工艺的合理性。3 . 竞赛试题参考规格（ 1 ）材料和毛坯尺寸，如下表所示表 1-1 材料和毛坯规格f材 料：毛坯尺寸：/铝合金（6系）180*1 180*100*45mm材 料：PLA材料规格：1.75mm 500g(2)试题包含的要素，如下表所示表1-2试题命题考核要素考核要系命题内容曲面数据采集YIS必要曲面建模净必要手工测量工可选模型设计更改彳 r可选CAM程序编制YIS必要三轴铳削加工ns必要四轴铳削加工可选加工表向粗糙度要求ns必要加工形位公差

11、要求壬可选手动加工(倒角、攻丝等)壬可选模型切片处理ns必要3D打印YtS必要数字模型装配Yts必要二维工程图Yts必要彩色渲染图可选产品模型手工装配与处理ns必要注：表格中“必要”表示该试题必须包含的技术要素。“可选”表示在该试题中可选用的技术要素。六、各项配分及评分办法1 .配分标准本赛项操作部分满分100分。按竞赛内容配分见下表。表1-3竞赛内容配分表比赛内容考核一级指标得分数据采集建模与创新设计实物三维数据采集满分15分三维建模满分15分数字化装配与工程图满分10分创新产品加工数控编程与加工满分30分3D打印满分15分文明生产满分5分装配验证样件装配验证满分10分分项细则：竞赛任务考核

12、要点见下表:表1-4竞赛任务考核分项表任务任务名称（一级指标）评分标准（二级指标）任务1实物三维数据采集扫描仪采集系统调整s扫描仪操作规范性s止面主体完整性、处理效果止面局囿特征完整性、处理效果背面主体完整性、处理效果背面局面特征完整性、处理效果转（圆）角特征完整性、处理效果s任务2三维建模数据定位合理性数模整体完整性s分型线合理性s曲面拆分合理性曲面光顺度局囿特征精度装配特征选取数字模型对比（报告）s任务3数字化装配与工程图装配设计工程图设计其他任务4数控编程与加工尺寸精度加工粗糙度配合及尺寸公差任务5增材制造打印零件尺寸精度打印零件表面质量s打印模型后处理任务6样件装配验证装配互换性验证运

13、行验证文明生产操作设备规范性工量具使用规范性现场安全文明生产特别说明：不得破坏实物原型，否则酌情在总分中扣 1-3分；任务2不得使用整体点云拟合的建模方式，否则任务 2记零分；不得利用建模结果反向推导形成stl和txt文件，否则任务1记零分2 .工件检测与评判选拔赛评分流程采用通用的评分方法进行。 裁判员被分为不同的组 别，分别针对已加工完毕的零件进行评分。三坐标测量和粗糙度仪的第 三方操作人员必须在不少于 2名裁判员的监督下进行数据测量和数据 存储。存储后的测量数据任何人不得修改，并必须立即打印纸质文件提 交给裁判长妥善保存。主观评分和手工测量数据必须由每一个参与评判 的裁判员签字确认后提交

14、给裁判长妥善保存。选拔赛评分流程参加人员：检测人员、三坐标测量操作员检测设备和量具：三坐标测量、数显游标卡尺、中心距游标卡尺、台式表面粗糙 度仪等;零件主观评分应由裁判员负责共同打分并记录结果;零件表面质量由检测人员负责操作和监督粗糙度仪数据并记录检测结果;零件所有尺寸采用量具与三坐标测量相结合的检测方法。竞赛前应严格划分出测量和三坐标测量的工作范围。产生异议将以三坐标测量检测结果为准；所有检测数据签字有效，由该组别负责人进行统计并核实。七、选手自备物品清单1 .切削刀具和工具选拔赛不列出刀具清单。选手可以根据公布的命题加工要素自带所 需全部切削刀具、工具和量具。选拔赛严禁选手自带易燃易爆化学

15、品2 .量具选拔赛不列出量具清单。选手可以根据公布的命题加工要素和精度 要求自带所需全部量具。注：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八、安全要求竞赛的安全目标一一事故为零1.选手防护装备参赛选手必须按照规定穿戴防护装备，违规者不得参赛；表1-4机床操作相关任务必备的安全用品防护项目图示说明眼睛的防护1 .防溅入2 .必须佩戴足部的防护a防滑、防砸、防穿刺工作服91 .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，作帽、长发不得外露2.选手禁止携带易燃易爆物品，违规者不得参赛表1-5选手禁带的物品有害物品图示说明酒精10汽油Xi严禁携带0后毒后害物Ia严禁携带3 .赛场必须留有安全通道竞赛前必须明确告诉选手和裁判员安全通道和安全门位置。赛场必