一、赛项名称
“巴渝工匠”杯重庆市第十二届高职院校学生技能竞赛工业产品数字化设计与制造赛项
二、竞赛目的
本赛项着眼《中国制造2025》中“创新驱动、质量为先”等二十字指导方针,紧贴“高端数控机床”项目发展方向,利用三维数字化设计与制造技术,针对复杂曲面的工业产品及零部件,进行数字化建模、创新设计和制造过程,融合高职机械大类专业的核心技能与核心知识,重点考核实际动手能力、规范操作和创新创意实践三个方面,提升人才培养规格和质量,提倡和发扬“工匠精神”,以适应我国制造业快速发展,对技能人才的需求。
本赛项树立“引领教学、丰富教学内容、展示教学成果”的赛项宗旨,贴近机械大类专业知识与技能特点,向全社会展示高职院校数字化设计与制造专业(方向)教育的面貌,搭建教育成果与经验的交流、展示平台,促进教产深度融合、校企协同创新。
本赛项力求通过竞赛,让学生体验数字化、智能化的产品开发和创新设计的真实工作过程,激发学生对专业知识和职业技能的学习兴趣和训练热情。
三、竞赛时间与内容
(一)竞赛时间
竞赛总时间为5.5小时,分为两个阶段进行。第一阶段为“数据采集、建模与创新设计”,含四个竞赛任务,本阶段竞赛时间为3.5小时。第二阶段为“创新产品加工、装配验证”,含3个竞赛任务,本阶段竞赛时间为2小时,不限制每个阶段内各项任务的完成时间。
表1 竞赛日程表
日 期 |
时 间 |
内 容 |
3.22 |
9:00—18:00 |
操作设备熟悉 |
4.1 |
14:00—15:00 |
报到,赛前说明会 |
15:00- 17:00 |
熟悉比赛场地 |
|
4.2 |
6:40—7:00 |
第一场选手候赛 |
7:00—10:30 |
正式比赛(第一场扫描、建模、创新、编程) |
|
11:30—15:00 |
正式比赛(第二场扫描、建模、创新、编程) |
|
16:00—18:00 |
正式比赛(第一场零件加工) |
|
4.3
|
6:40—7:00 |
(第二场零件加工)选手候赛 |
7:00—9:00 |
正式比赛(第二场零件加工) |
|
9:30—11:30 |
正式比赛(第三场零件加工) |
|
12:00—14:00 |
正式比赛(第四场零件加工) |
|
14:30—16:30 |
正式比赛(第五场零件加工) |
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17:00—19:00 |
正式比赛(第六场零件加工) |
(二)竞赛内容
竞赛 内容 |
任务 名称 |
描述 |
分值 |
第一阶段:
数据采集、建模与创新设计 |
任务1 实物三维数据采集 |
调整给定三维扫描设备至工作状态,并对指定的实物进行三维数据采集。 |
20分 |
任务2 三维建模 |
利用任务1所采集的数据,选择赛项给定软件的其中一种,对实物外观面进行三维数字化建模。 |
30分 |
|
任务3 结构创新优化设计 |
利用给定实物和任务2所建数字化模型,结合机械设计与制造知识,按任务书给定的要求进行结构创新优化设计。 |
15分 |
|
任务4a: 数控编程与加工(编程) |
根据任务2和任务3建立的结构创新优化数字模型和赛题任务书所提供的机床类型、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,并编制加工工艺卡(或工序卡)。 |
30分 |
|
第二阶段:
创新产品加工 |
任务4b: 数控编程与加工(加工) |
利用上半场任务4a前半部分所编加工程序(下半场赛场不再提供编程软件),在赛场给定的数控加工中心上,加工样件。 |
|
任务5 文明生产 |
本项任务是竞赛全过程的隐形任务,选手竞赛全过程都必须熟悉所接触设备的安全操作规程,安全、合理的使用赛场设施、设备和工具,确保人身和设备安全。 |
5分 |
四、竞赛方式
(一)竞赛以团队方式进行。
(二)竞赛队伍组成:每支参赛队由2名比赛选手组成,2名选手须为同校在籍学生,其中队长1名,性别和年级不限。参赛队的2名选手需分工协作、共同完成竞赛任务,具体分工由各参赛队自主决定。每队可配2名指导教师。
(三)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时段分批次进入竞赛场地比赛。
五、竞赛试题
(一)本赛项采取公开样题方式比赛,样题于开赛前一个月在大赛群上发布。
(二)赛项说明会根据赛项执委会安排时间进行(正式赛前一个月),对竞赛题型、结构、考点、评分、注意事项等进行说明和答疑。
六、竞赛规则
(一)报名资格及参赛队伍要求
1.参赛选手须为普通高等职业院校全日制在籍学生,本科院校中的高职类全日制在籍学生可报名参加比赛,五年制高职四、五年级学生可报名参加比赛。参赛选手年龄须不超过25周岁(当年),年龄计算的截止时间以2019年的3月1日为准。
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,须由省级教育行政部门于本赛项开赛10个工作日之前出具书面说明,并按相关参赛选手资格补充人员并接受审核,经大赛执委会办公室核实后予以更换,竞赛开始后,参赛队不得更换参赛选手,否则视为自动放弃竞赛。
(二)熟悉场地
1.参赛队按赛项规定时间统一有序地熟悉场地,熟悉场地时限定在观摩区域活动,不允许进入比赛区域。
2.熟悉场地时不允许发表没有根据以及有损大赛整体形象的言论。
3.熟悉场地时要严格遵守大赛各种制度,严禁拥挤,喧哗,以免发生意外事故。
(三)文明参赛要求
1.竞赛用设备由大赛执委会统一提供,各参赛队可以根据需要选择使用现场提供的设备、仪器、工具。
2.参赛选手在比赛开始前40分钟前到达指定地点报到,接受工作人员对选手身份、资格和有关证件的检查;竞赛计时开始后,选手未到,视为自动放弃。
3.比赛用仪器设备、赛位由抽签确定,不得擅自变更、调整。
4.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;选手休息、饮水、上洗手间等,不安排专门用时,统一计在竞赛时间内,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,如传递纸条,用手势表达信息,用暗语交换信息等。
6.所有人员在赛场内不得喧哗,不得有影响其他选手完成竞赛任务的行为。
7.爱护赛场提供的器材,不得移动赛场内台桌、设备和其它物品的定置,不得故意损坏设备和仪器;比赛过程中,参赛选手须严格遵守相关操作规程,确保设备及人身安全,并接受裁判员的监督和警示。
8.完成竞赛任务期间,不得与其他选手讨论,不得旁窥其他选手的操作。
9.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。
10.参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。
11.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。选手因个人误操作造成人身安全事故和设备故障时,裁判长有权中止该队比赛;如非选手个人原因出现设备故障而无法比赛,由裁判长视具体情况做出裁决(调换到备份赛位或调整至最后一场次参加比赛);如裁判长确定设备故障可由技术支持人员排除故障后继续比赛,将给参赛队补足所耽误的比赛时间。
12.参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。
13.选手须按照程序提交比赛结果及赛卷,配合裁判做好赛场情况记录,与裁判一起签字确认,裁判要求签名时不得拒绝。
14.完成竞赛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。
15.选手在比赛过程中遇到程序编写等内容不能自行完成,可以提出弃权,由技术保障人员帮助完成,参赛队弃权部分不得分。
16.不乱摆放工具,不乱丢杂物,完成竞赛任务后清洁赛位,清点工具;线头、废弃物品及工具,不得遗留在赛位上。
17.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。
18.任何人不得以任何方式暗示、指导、帮助参赛选手,对造成后果的,视情节轻重酌情扣除参赛选手成绩。
19.比赛过程中,除参加当场次比赛的选手、执行裁判员、现场工作人员和经批准的人员外,其他人员一律不得进入比赛现场;比赛结束后,参赛人员应根据指令及时退出比赛现场;对不听劝阻、无理取闹者追究责任,并通报批评。
20.裁判长在比赛结束前有2次时间提醒,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。
七、竞赛环境
1.竞赛第一阶段赛场环境
每个赛位面积在3-4㎡,赛位内布置电脑席2个,配置三维扫描仪数据采集装置1套,赛位间进行隔离、互不干扰。
2.竞赛第二阶段赛场环境
每个赛位面积在8㎡左右,赛位内布置:电脑席(含计算机)1个,配置控加工中心1台。赛位间分隔适当,现场保证良好的采光、照明和通风,配有压缩空气气源及气枪;配有设备所需电源。
3.赛场主通道宽3m。设有安全通道,大赛观摩、采访人员在安全通道内活动。
4.赛场提供稳定的水、电、气源和供电应急设备,并有设备维修和电力抢险人员待命。
5.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;
6.赛事单元相对独立,确保选手独立开展比赛,不受外界影响;赛区内包括厕所、医疗点、维修服务站、生活补给站、垃圾分类收集点等都在警戒线范围内,确保大赛在相对安全的环境内进行。
八、技术规范
1.职业标准
国家职业标准《数控铣工》(国家职业资格三级)
国家职业标准《加工中心操作工》(国家职业资格三级)
2.教学标准
高等职业教育 数控技术应用专业教学标准
高等职业教育 机械设计与制造专业教学标准
高等职业教育 机械制造与自动化专业教学标准
高等职业教育 计算机辅助设计和制造专业教学标准
3.操作规程
三维扫描仪(设备)使用操作说明书
数控机床(设备)使用操作说明书
九、技术平台
(一)硬件平台
赛场提供同一配置的计算机及软件。硬件基本配置:双核处理器/4G内存/1T硬盘/1G独显/19寸LED显示器;
(二)软件平台
软件平台如下:
1.计算机操作系统:MS-Windows 7;
2.文字处理软件:MS-Office 2010;
3.设计、编程、加工软件:西门子NX10.0教育版、Geomagic Design X 2016。
4.扫描软件系统:Win3D三维扫描系统V1.2.0、Wrap_Win3D三维数据采集系统V2.0。
(三)使用工具
1.三维扫描设备及附品
比赛用的三维扫描数据采集设备由北京三维天下科技股份有限公司提供,主要参数见表3。
表3 三维扫描设备主要参数
项目 |
技术参数 |
产品型号 |
Win3DD-M |
单幅扫描范围mm |
300×210×200 |
扫描距离mm |
600 |
扫描点距mm |
0.2~1.1 |
单幅扫描时间 |
<3秒 |
相机分辨率 |
130万像素 |
扫描精度 |
L单幅扫描/对角线长度 |
球空间误差 |
0.005+L/15000 |
球面度误差 |
0.005+L/40000 |
平面度误差 |
0.005+L/25000 |
扫描方式 |
非接触式(拍照式) |
拼接方式 |
全自动拼接 |
输出文件格式 |
ASC,STL,IGS,OBJ |
外形尺寸mm |
325×240×110 |
设备重量㎏ |
2.5 |
接口 |
USB |
电源 |
AC220V,50HZ |
2.比赛用的三维扫描附品:
(1)手动二维转盘(规格Φ360*6mm);
(2)标志点(5mm);
(3)黑色背景布(1平方米);
(4)双面胶带;
(5)黑色橡皮泥;
(6)黑色转盘垫块(两块);
(7)量具:自备 0-200mm游标卡尺1支。
3.加工用数控机床及附品
比赛用的数控加工中心设备(XH7145)主要参数见表4。
表4 数控加工中心主要参数
项目 |
单位 |
技术参数 |
X轴行程(工作台左右移动) |
mm |
620 |
Y轴行程(工作台前后移动) |
mm |
520 |
Z轴行程(主轴箱上下移动) |
mm |
520 |
主轴鼻端至工作台面距离 |
mm |
100~620 |
主轴中心至立柱滑轨面距离 |
mm |
540 |
工作台尺寸 |
mm |
800×500 |
主轴转速 |
rpm |
100~10000 |
快速进给速度(X/Y/Z) |
m/min |
48 / 48 /48 |
切削进给速度(X/Y/Z) |
mm/min |
1 ~ 10000 |
刀柄形式 |
|
BT 40 |
刀库容量 |
PCS |
24 |
定位精度 (ISO 230-2) |
mm |
0.01/全长 |
重复定位精度(ISO230-2) |
mm |
0.008 |
数控系统 |
|
华中世纪星 华中22M |
4.比赛用的加工附品:
(1)赛场提供平口钳及其安装螺钉(平口钳统一安装,选手可根据需要进行调整);
(2)赛场提供垫铁1套;
(3)赛场提供油石1条;
(4)毛坯:赛场提供铝合金材料毛坯,牌号7075或6063,规格符合赛题任务书要求,随赛题公布;
(5)刀具:选手自带,具体清单随赛题公布。
(6)量具:选手自备0-200mm游标卡尺1支,赛场提供(0-10mm)百分表和百分表座1套;机械式寻边器1个。
(四)接口:
指计算机与数控机床之间的数据传输方式:
1.统一采用RS232数据线传输;
2.传输软件开赛前预装在电脑里。
十、评分标准
一、第一、二阶段成绩分别占总成绩的65%和35%。
评分指标体系如下:
任务 |
任务名称 (一级指标) |
评分标准(二级指标) |
得分 |
|
实物三维数据采集 配分20分 |
正面主体完整性、处理效果 |
满分5分 |
正面局面特征完整性、处理效果 |
满分4分 |
||
背面主体完整性、处理效果 |
满分4分 |
||
背面局面特征完整性、处理效果 |
满分3分 |
||
转(圆)角特征完整性、处理效果 |
满分4分 |
||
任务2 |
三维建模 配分30分 |
数据定位合理性 |
满分2分 |
数模整体完整性 |
满分6分 |
||
分型线合理性 |
满分3分 |
||
曲面拆分合理性 |
满分6分 |
||
曲面光顺度 |
满分4分 |
||
局面特征精度 |
满分6分 |
||
装配特征选取 |
满分3分 |
||
任务3 |
结构创新优化设计 配分15分 |
外观创新设计 |
满分4分 |
局面特征创新设计 |
满分4分 |
||
人性化创新设计 |
满分2分 |
||
数字模型对比(报告) |
满分2分 |
||
创新设计说明 |
满分3分 |
||
任务4 |
数控编程与加工 配分30分 |
曲面尺寸精度 |
满分10分 |
曲面加工粗糙度 |
满分8分 |
||
配合及尺寸公差 |
满分7分 |
||
加工工艺(文件)完整性及合理性 |
满分5分 |
||
任务5 |
文明生产 配分5分 |
操作设备规范性 |
满分3分 |
工量具使用规范性 |
满分2分 |
(三)成绩管理
参赛队伍的成绩评定与管理按照严密的程序进行,见成绩管理流程图。
成绩管理流程图
严禁参赛选手、赛项裁判、工作人员私自携带通讯、照相摄录设备进入比赛场地。赛项需配置安检设备,对进入赛场重要部位的人员进行安检。
十一、评分方法
1.成绩评定
(1)现场评分
现场裁判依据现场打分表,对参赛队的操作规范、现场表现等进行评分。评分结果由裁判签字确认。
(2)结果评分
对参赛选手提交的竞赛成果,依据赛项评价标准进行评价与评分。
2.成绩公布
(1)承办单位信息员对成绩数据审核后,经赛项裁判长、仲裁组、监督组和赛项执委会审核无误后签字。
(2)报送。将裁判长、仲裁组及监督组签字的纸质打印成绩单报送赛项执委会和大赛执委会办公室。
十二、激励措施
1.团体奖。以实际参赛队(人)总数为基数,分设一、二、三等奖,获奖比例分别为10%、20%、30%(小数点后四舍五入)。
2.获得团体奖的参赛队指导教师由主办单位颁发优秀指导教师证书。
十三、竞赛须知
(一)参赛队须知
1.参赛队名称统一使用参赛号,不得出现学校信息。
2.参赛队员在报名获得审核确认后,原则上不再更换,如筹备过程中,队员因故不能参赛,所在单位需出具书面说明并按相关规定补充人员并接受审核;竞赛开始后,参赛队不得更换参赛队员,允许队员缺席比赛。
3.参赛队按照大赛赛程安排,凭大赛组委会颁发的参赛证和有效身份证件参加比赛及相关活动。
4.参赛队员统一着装,须符合安全生产及竞赛要求。
5.参赛队员应自觉遵守赛场纪律,服从裁判、听从指挥、文明竞赛;持证进入赛场,禁止将通讯工具、自编电子或文字资料带入赛场。
6.参赛队在进入现场之前需完成分工。
7.比赛过程中,参赛选手须严格遵守操作过程和相关准则,保证设备及人身安全,并接受裁判员的监督和警示;若因设备故障导致选手中断或终止比赛,由大赛裁判长视具体情况做出裁决。
8.比赛过程中,参赛选手由于操作失误导致设备不能正常工作,或造成安全事故不能进行比赛的,将被终止比赛。
9.比赛过程中,各参赛选手限定在自己的工作区域和岗位完成比赛任务。
10.若参赛队欲提前结束比赛,应向裁判员举手示意,比赛终止时间由裁判员记录,参赛队结束比赛后不得再进行任何操作。
(二)指导教师须知
1.指导教师经报名、审核后确定,一经确定不得更换。允许指导教师缺席比赛。
(三)参赛选手须知
1.严格遵守技能竞赛规则、技能竞赛纪律和安全操作规程,尊重裁判和赛场工作人员,自觉维护赛场秩序。
2.佩带参赛证件及着工装进入比赛场地,并接受裁判的检查。
3.进入赛场前须将手机等通讯工具交赛场相关人员妥善保管。
4.竞赛过程中不准擅自离开赛场。
5.竞赛完成后必须按裁判要求迅速离开赛场,不得在赛场内滞留。
6.竞赛结束时间到达,应立即停止一切竞赛内容操作,不得拖延竞赛时间。
7.爱护竞赛场所的设备、仪器等,不得人为损坏竞赛用仪器设备。
(四)工作人员须知
1.选手凭有效证件,按时参加检录和竞赛,如不能按时参赛以自动弃权处理。
2.选手未按时参赛,在开赛15分钟后不准入场,开赛后未经允许不得擅自离开赛场。
3.选手进入赛场后到指定参赛地点准备竞赛。
4.选手在开赛信号发出后才能进行技能竞赛。
5.竞赛过程中,选手要严格按操作规程操作,若违反操作规程,取消竞赛资格。
6.不允许将通讯工具带入赛场,如私自带入者,一经发现取消竞赛资格。
7.选手如有不清楚的问题,可举手示意裁判员。
8.赛场内保持安静,不准吸烟。
9.竞赛过程中,选手休息、饮水或去洗手间等所用时间,一律计算在操作时间内,饮用水由赛场统一准备。
10.如果选手提前结束竞赛,应向裁判员示意,竞赛终止时间由裁判员记录在案。
11.竞赛终了信号发出后,须听从裁判员指挥,待裁判允许后方可离开赛场。
12.赛务人员必须统一佩戴由大赛组委会签发的相应证件,着装整齐。
13.各赛场除现场裁判、赛场配备的工作人员以外,其他相关人员允许在规定时间内按指定路线对赛场开放区域进行参观、观摩等。
十四、赛项安全
赛事安全是技能竞赛一切工作顺利开展的先决条件,是赛事筹备和运行工作必须考虑的核心问题。赛项执委会采取切实有效措施保证大赛期间参赛选手、指导教师、裁判员、工作人员及观众的人身安全。
(一)比赛环境
1.执委会须在赛前组织专人对比赛现场、住宿场所和交通保障进行考察,并对安全工作提出明确要求。赛场的布置,赛场内的器材、设备,应符合国家有关安全规定。如有必要,也可进行赛场仿真模拟测试,以发现可能出现的问题。承办单位赛前须按照执委会要求排除安全隐患。
2.赛场周围要设立警戒线,要求所有参赛人员必须凭执委会印发的有效证件进入场地,防止无关人员进入发生意外事件。比赛现场内应参照相关职业岗位的要求为选手提供必要的劳动保护。在具有危险性的操作环节,裁判员要严防选手出现错误操作。
3.承办单位应提供保证应急预案实施的条件。对于比赛内容涉及高空作业、可能有坠物、大用电量、易发生火灾等情况的赛项,必须明确制度和预案,并配备急救人员与设施。
4.严格控制与参赛无关的易燃易爆以及各类危险品进入比赛场地,不许随便携带书包进入赛场。
5.配备先进的仪器,防止有人利用电磁波干扰比赛秩序。大赛现场需对赛场进行网络安全控制,以免场内外信息交互,充分体现大赛的严肃、公平和公正性。
6.执委会须会同承办单位制定开放赛场和体验区的人员疏导方案。赛场环境中存在人员密集、车流人流交错的区域,除了设置齐全的指示标志外,须增加引导人员,并开辟备用通道。
7.大赛期间,承办单位须在赛场管理的关键岗位,增加力量,建立安全管理日志。
(三)组队责任
1.各学校组织代表队时,须安排为参赛选手购买大赛期间的人身意外伤害保险。
2.各学校代表队组成后,须制定相关管理制度,并对所有选手、指导教师进行安全教育。
3.各参赛队伍须加强对参与比赛人员的安全管理,实现与赛场安全管理的对接。
(四)应急处理
比赛期间发生意外事故,发现者应第一时间报告执委会,同时采取措施避免事态扩大。执委会应立即启动预案予以解决并报告组委会。赛项出现重大安全问题可以停赛,是否停赛由执委会决定。事后,执委会应向组委会报告详细情况。
(五)处罚措施
1.因参赛队伍原因造成重大安全事故的,取消其获奖资格。
2.参赛队伍有发生重大安全事故隐患,经赛场工作人员提示、警告无效的,可取消其继续比赛的资格。
3.赛事工作人员违规的,按照相应的制度追究责任。情节恶劣并造成重大安全事故的,由司法机关追究相应法律责任。
十五、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2小时之内向仲裁组提出申诉。大赛采取两级仲裁机制。赛项设仲裁工作组,竞赛办设仲裁委员会。竞赛办公室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2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。