山东省职业院校技能大赛高职学生组“工业产品数字化设计与制造”赛项竞赛规程

PAGE9一、赛项名称赛项名称：工业产品数字化设计与制造赛项组别：高职学生组专业类别：装备制造二、竞赛目的本项竞赛旨在三维扫描、数字建模、逆向工程、创新设计以及数控编程与加工等方面的技能竞赛。通过竞赛，展示各职业院校的教学成果；检阅参赛选手掌握新技术、新工艺和创新设计的技能水平以及团队协作、现场问题的分析与处理、安全及文明生产等方面的职业素养；引导我省高职院校加强专业改革，将新技术、新工艺、新方法应用于教学，促进高素质技能型人才培养。三、竞赛内容与时间（一）竞赛内容竞赛内容将以任务书形式公布。针对目前批量化生产的具有鲜明自由曲面、多零件的机电类产品（或零部件）进行反求、建模，对无自由曲面的结构或零件根据机械制造类专业知识按要求进行局部的创新（或改良）设计与装配设计，同时，要求完成多个零件的数控编程与加工。整个竞赛内容分为“数据采集与再设计”和“数控编程与加工”两部分，第一部分比赛时间为3小时，第二部分比赛时间为2.5小时，连续完成。设置比赛评分权重分别为60%和40%。1.第一部分：数据采集与再设计该部分要求竞赛队完成三项竞赛任务。任务1：样品三维数据采集。利用给定三维扫描设备和相应辅助用品，对指定的外观较为复杂的样品进行三维数据采集。该模块主要考核选手利用三维扫描设备进行数据采集的能力。任务2：三维建模。根据三维扫描所采集的数据，选择合适软件，对上述产品外观面进行三维逆向建模。该模块主要考核选手的三维逆向建模能力，即逆向工程技术应用能力。任务3：产品创新设计与装配设计。要求参赛人员利用给定样品和已经完成的任务2内容，结合机械结构与制造知识，按给定使用功能与零件尺寸限制等要求，对样品中缺失的零部件进行创新结构设计与装配设计，并完成该创新零件的工程图纸。该模块主要考核选手应用机械综合知识进行机械创新设计的能力。2.第二部分：数控编程与加工该部分要求竞赛队完成三项竞赛任务。任务4：已知零件的数控编程与加工。选手根据任务2完成的模型和赛场提供的机床、毛坯，选择合适软件对该产品进行数控编程和加工。主要考核选手选用刀具，以最佳路径和方法按时高质量完成指定数控加工任务。并考核选手工艺编制、程序编制、机床操作等方面的能力。任务5：创新零件的数控编程与加工。根据比赛现场提供的毛坯尺寸，要求选手完成任务3中所设计的创新零件的数控编程与加工制造任务。主要考核选手结合生产实际条件，制定科学合理的加工工艺方案并考核选手工艺编制、程序编制、机床操作等方面的能力。任务6：职业素养。主要考核竞赛队在本阶段竞赛过程中的以下方面：（1）设备操作的规范性；（2）工具、量具的使用；（3）现场的安全、文明生产；（4）完成任务的计划性、条理性，以及遇到问题时的应对状况等。（二）竞赛时间竞赛期间的日程安排见下表1。表1竞赛日程表日程时间内容地点负责人报道当天全天参赛队报到山东职业学院培训中心组织筹备组保障组第二天09:00-09:45赛前说明会山东职业学院西报告厅联络宣传组10:00-10:45领队会议，抽签山东职业学院西报告厅专家组长裁判长11:00-16:00参赛队熟悉竞赛场地竞赛场地组织筹备组第三天07:00-12:30第一场比赛竞赛场地组织筹备组裁判组13:30-19:00第二场比赛第四天07:00-12:30第三场比赛竞赛场地组织筹备组裁判组13:30-19:00第四场比赛第五天全天公布竞赛成绩及返程山东职业学院培训中心组织筹备组裁判组四、竞赛方式1.竞赛以团队方式进行，不计选手个人成绩，统计竞赛队的总成绩进行排序。2.竞赛队伍组成：每校限报1支参赛队，每支参赛队由2名参赛选手组成，其中队长1名。每队可配2名指导教师。3.竞赛需采取多场次进行，由赛项执委会按照竞赛日程表组织各领队参加公开抽签，确定各队参赛场次，参赛队按照抽签确定的参赛场次分批进入比赛场地参赛。承办学校所在代表队安排在首场比赛。五、竞赛命题采取提前公开竞赛样题的方式进行比赛，赛前一周在大赛官网上公布样题，同时公布详细的竞赛用工、量、刀具规格、数量，以及赛场提供的有关夹具等信息。正式比赛时，参赛队自带工、量、刀具，夹具由赛场提供。正式赛题与样题形式上保持一致，难度相当。每场比赛的赛题在大赛监督人员的监督下由裁判长指定人员进行随机抽取。六、竞赛规则（一）报名资格及报名要求1.参赛队及参赛选手资格按照《山东省教育厅等5部门关于举办2017年全省职业院校技能大赛的通知（鲁教职字【2017】37号）》文件的有关规定执行。2.人员变更：参赛选手和指导教师报名获得确认后不得随意更换。如备赛过程中参赛选手和指导教师因故无法参赛，须于本赛项开赛10个工作日之前出具书面说明，经大赛组委会核实后予以更换；未经核实擅自更换选手，比赛成绩无效。（二）比赛场次、赛位及赛题的确定比赛分场次进行，参赛队的出场顺序和竞赛工位的确定采取抽签的方式确定，同场次竞赛的参赛队采用相同的竞赛试题，赛题在参赛选手进入赛场前30分钟抽签确定。（三）熟悉场地1.赛项执委会在竞赛前安排各参赛队在规定时间内熟悉竞赛场地和设备。2.熟悉场地应服从赛项执委会安排，严禁拥挤，喧哗，以免发生意外事故。（四）文明参赛要求1.参赛队须按照大赛赛程安排前往指定地点参加比赛。各参赛选手凭大赛组委会颁发的参赛证和有效身份证件参加比赛，如有弄虚作假、冒名顶替者，将取消选手本人及所在参赛队的比赛资格。参赛队内选手着装要统一，须符合安全生产要求，并且不能带有所在院校的标记，否则成绩无效；2.参赛选手在比赛开始前30分钟到达指定地点报到，接受工作人员对选手身份、资格和有关证件的检查。正式出版的相关设计手册经检查后可带入赛场，不得携带其它资料。参赛队领取比赛任务后，要认真检查设备和工件等是否齐全、正常，检查无误后签字确认。竞赛准备期间可以进行竞赛分工、研讨竞赛方案，但是不能进行软件和机床设备的加工操作。竞赛计时开始15分钟后，选手未到，视为自动放弃；3.比赛赛位及所配备夹具由抽签确定，不得擅自变更、调整；4.竞赛时间为连续的5.5小时，分为“数据采集与再设计”和“数控编程与加工”两部分，第一部分比赛3小时，第二部分比赛2.5小时，包括竞赛工位清洁整理时间。光盘刻录在竞赛结束后进行。竞赛过程中，食品和饮用水由赛场统一提供，选手休息、饮食或如厕时间都计算在比赛时间内。选手在竞赛过程中不得擅自离开赛场，如有特殊情况，须经裁判人员同意。竞赛计时工具，以赛场设置的时钟为准；5.竞赛期间，选手不得将手机等通信工具带入赛场，非同组选手之间不得以任何方式传递信息；6.所有人员在赛场内不得喧哗，不得有影响其他选手完成工作任务的行为；7.遇事应先举手示意，并与裁判人员协商，按裁判人员的意见办理；8.参赛选手须在赛位的计算机上规定的文件夹内存储比赛文档；9.比赛过程中，选手须严格遵守安全操作规程，并接受裁判员的监督和警示，以确保人身及设备安全。竞赛期间若出现因选手个人原因导致的严重安全事故（如撞刀、掉刀、加工过程中工件掉落、机床各部件之间的干涉等情况），裁判员将立即中止该选手的比赛，由裁判长决定取消其比赛资格。若因非选手个人因素造成设备故障，由裁判长视具体情况做出裁决，补足所耽误的比赛时间；10.加工过程中，参赛选手要合理选择切削用量，出现断刀情况要按照现场操作评分标准进行扣分；11.参赛队若要提前结束竞赛，应举手向裁判员示意，比赛结束时间由裁判员记录，参赛队结束比赛后不得再进行任何操作；12.完成工作任务及交接事宜或竞赛时间结束，应到指定地点，待工作人员宣布竞赛结束，方可离开；13.不乱摆放工具，不乱丢杂物，完成工作任务后清洁赛位，清点工具。废弃物品及工具，不得遗留在赛位上；14.使用文明用语，尊重裁判和其他选手，不得辱骂裁判和赛场工作人员，不得打架斗殴；15.裁判长发布比赛结束指令后所有未完成任务参赛队立即停止操作，按要求清理赛位，不得以任何理由拖延竞赛时间；16.参赛选手不得将比赛任务书、图纸、草稿纸等与比赛有关的物品带离赛场（个人所带刀具和工量具除外），选手必须经现场裁判员检查许可后方能离开赛场；17.参赛队需按照竞赛要求提交竞赛结果，裁判员与参赛选手一起签字确认后方能离开赛场；18.参赛选手在竞赛过程中须主动配合裁判工作，服从裁判安排，如果对竞赛的裁决有异议，须通过领队以书面形式向仲裁委员会提出申诉。七、竞赛环境（一）竞赛场地比赛区域采光、照明和通风良好，环境温度、湿度符合设备使用规定，同时满足正常竞赛要求。赛场通道符合紧急疏散要求。赛场提供稳定的水、电、气源和供电应急设备，并有保安、公安、消防、医疗、设备维修和电力抢险人员待命，以防突发事件。赛场布置6个赛位，备用赛位1个。基本配置为7个赛位，两天内可进行24支队伍的比赛。赛场设维修服务、医疗、生活补给站等公共服务区，为选手和赛场人员提供服务；设有安全通道，大赛观摩、采访人员在安全通道内活动，保证大赛安全有序进行。（二）竞赛设备每个赛位提供的竞赛设备包括：微机两台（都安装有竞赛所需软件，其中一台与机床通讯连接，也可以通过读写卡进行数据读写，读写卡参赛队自带）；数控铣床（或加工中心）一台；三维扫描设备1台；钳工台及工量具等（注：竞赛用工、量、刀具由各参赛队根据组委会提前发布的清单自带）。八、技术规范本赛项要求具有的知识与技能为：机械识图与表达、数控加工工艺与编程、数控加工设备应用、刀具选择与金属切削加工、三维软件应用、三维扫描设备应用等内容。本赛项要求掌握的操作规程为竞赛指定设备所规定的安全操作规程，详见机床（设备）使用操作说明书。九、技术平台（一）主要设备清单序号器材名称规格/技术参数1计算机处理器：Intel酷睿i54570存储设备：4GB内存、硬盘容量1TB显卡：独立显卡、显存容量1GB显示器：19.5英寸2数控铣床南京新浙NC40V数控铣床：X轴行程mm700Y轴行程mm400Z轴行程mm450主轴最大转速rpm8000定位精度mm0.020重复定位精度mm0

008数控系统FANUC0iMD南京新浙NMC50V数控铣床：X轴行程mm800Y轴行程mm510Z轴行程mm550主轴最大转速rpm7000定位精度mm0.020重复定位精度mm0.008数控系统FANUC0iMD大连机床集团XD-40D：X轴行程mm600Y轴行程mm420Z轴行程mm520主轴最大转速rpm8000定位精度mm0.016重复定位精度mm0.006数控系统FANUC0iMD3三维扫描设备青岛瑞康光栅式三维扫描仪，设备型号：REACOM精睿1M-16（工业类），主要技术参数：分辨率：1M扫描点距：0.05—0.1mm，0.1—0.3mm，以扫描确定；扫描精度：0.02mm；物体大小：50mm—5000mm；扫描距离：200mm—3000mm；扫描景深：50mm(微)，400mm（中），1000（远）；扫描速度：1.3秒/帧；扫描面积：50*70(微)，240*300(中)，750*1000(远)；镜头数：双目（2个）；扫描转台承重与尺寸：承重20kg、直径40cm扫描转台控制拼接：扫描软件自动控制，自动拼接；数据接口：USB2.0；设备光源：白光；扫描方式：光栅式非接触拍照式；拼接方式：手动、自动、特征拼接、任意选择；文件格式：STL,OBJ,PLY,ASC，3D3等；传感器：高精度视觉传感器；拍摄类型：镜头可调节，大件扫描和微距扫描一台设备上实现；（二）主要软件清单序号软件名称与版本1Win7操作系统；2Office2010中文版;3Geomagic(Studio、DesignX)2016；4DelcamPowerSHAPEpro2017、DelcamPowerMILL2017；5西门子NX10教育版（原UG软件，含MOLDWIZARD）；6Creo3.0（原Pro/E软件含EMX8.0）;7CimatronE13中文版;8Solidworks2017；9CAXA实体设计V2016,CAXA制造工程师V2016;10中望3DV2017教育版（带HASCO、DME、LKM等标准模架及MISUMI等标准件库），中望龙腾塑胶模具V2017;11AuotoCAD2010中文版。十、评分标准本项目的比赛总成绩满分100分，数据采集与三维建模部分占60%，数控编程加工部分占35%，安全文明生产部分占５%。具体如下：（一）评分一、二级指标体系一级指标比例二级指标比例数据采集与再设计60%产品三维数据采集15%逆向建模（已知零件的建模）25%三维造型（创新零件的建模）20%数控编程与加工35%已知零件的数控编程与加工20%创新零件的数控编程与加工15%安全文明生产5%安全生产3%文明生产2%（二）主要二级指标考核要点二级指标考核要点产品三维数据采集以选手扫描得到的点云作为评分对象，以产品标准三维模型为依据。点云的完善率占40%，主要考核选手对产品中复杂曲面构造扫描的科学把控能力，该分值由裁判根据经验结合计算机自动比对结果进行评分。点云的精确性占60%，主要考核选手利用三维扫描设备对基本面扫描精度的把握能力，该分值由计算机自动比对结果为评分主要依据。零件建模逆向建模部分以选手三维建模作为评分对象，以产品标准三维模型为依据。对象模型的完整性占30%，主要考核选手能否在竞赛规定时间内完成各部分结构的三维建模，按预先设定的各部分分值计分。对象模型的特征线准确性占20%，按对象模型特征线与标准三维模型特征线误差计分，主要考核选手对零件分型面、曲面建模面的分区能力。整体精确度占50%，将对象模型与标准模型进行计算机自动比对，按结果进行分等计分，误差0.05mm以内得分，否则不得分，主要考核选手三维建模综合能力（禁止采用整体点云拟合的方式建模，否则零分）。创新零件的建模主要考核模型的准确程度、模型结构满足产品功能要求的程度，以及模型结构的生产工艺性。零件的数控编程与加工赛场提供加工毛坯，选手根据所建模型，结合毛坯材料加工性能、毛坯大小、安装夹紧方式，选取合适刀具，能够最大限度地完成零件的结构要求、高加工精度和表面粗糙度的数控加工。加工件的各加工面按任务书各有配分，评分时按各加工面的位置精度、形状精度、细节表现、粗糙度质量以及各面之间连接或相交质量和工件整体尺寸精度进行评分。十一、评分方法1.赛项裁判组负责赛项成绩评定工作。根据评分一级指标裁判分小组进行成绩评定，每组至少2名裁判，严格按照评分标准细则进行评分。2.各小组将所负责一级指标成绩汇总成表后，由小组审核确认签字，移交裁判长。3.所有成绩汇总完成后，由裁判长指定2名裁判，对所有项目进行分数复查确认，最终生成参赛队总成绩表，由裁判长签字确认后，移交到赛项执委会。同时将工作任务书、现场所有记录表、确认表等相关纸质文档进行密封存档。4.按比赛总成绩从高到低排列参赛队的名次。比赛总成绩相同，按职业素养成绩较高的名次在前；职业素养成绩相同，按数据采集与三维建模部分成绩较高的名次在前；比赛总成绩、职业素养成绩、数据采集与三维建模部分成绩相同，名次并列。5.最终将比赛所有资料交赛项执委会汇总，所有裁判员未经执委会同意不得泄露比赛试题和比赛成绩，比赛结果由赛项执委会进行公布。十二、申诉与仲裁本赛项在比赛过程中若出现有失公正或有关人员违规等现象，代表队领队可在比赛结束后1小时之内向赛项仲裁组提出申诉。大赛采取两级仲裁机制。赛项设仲裁工作组，大赛执委会设仲裁委员会。大赛执委会选派人员参加赛项仲裁组工作。赛项仲裁工作组在接到申诉后的1小时内组织复议，并及时反馈复议结果。申诉方对复议结果仍有异议，可由院校领队向仲裁委员会提出申诉。仲裁委员会的仲裁结果为最终结果。十三、竞赛观摩为了加强宣传效果，扩大大赛的影响力，加强企业和学校的融合度，大赛期间同期举行学习交流活动，邀请知名专家进行学术讲座，并开放竞赛场地，安排竞赛观摩活动。主要内容如下：（一）院校观摩交流邀请省内外同类院校进行竞赛观摩，加强专业交流工作。（二）学生观摩交流邀请中职学校对口专业的师生进行观摩，感受专业魅力，提升专业影响力。（三）企业观摩交流邀请相关企业代表进行观摩，感受高职教育的教学成果，同时交流经验，提升大赛质量。十四、竞赛须知（一）参赛队须知1．参赛队着装：参赛队进入赛场，队员要统一着工装，但是不得携带有院校标记，否则竞赛成绩无效。2．参赛队组成：每支参赛队由2名学生组成，参赛学生报名确认后不得擅自更改。未经组委会同意，擅自更换选手上场的，竞赛成绩无效。3．指导教师：每个参赛队可配指导教师2名，指导教师经报名确认后不得擅自更改，竞赛期间允许指导教师缺席。4.意外伤害保险：各参赛队要为参赛人员购买必要的意外伤害保险，教育选手严格按照操作规