一、赛项名称
赛项名称:数控机床装调与技术改造
对应国赛:GZ-2020004数控机床装调与技术改造
专业类别:装备制造
二、竞赛内容
“数控机床装调与技术改造”项目竞赛题涉及到的技术应用范围符合数控类专业综合实训的核心能力要求,突出强调技术的综合应用。参赛队在规定的时间内,完成数控机床电气设计与安装、数控机床机械部件装配与调试、机床功能检查和故障排除、数控机床技术改造与功能开发等。
任务一:数控机床电气设计与安装(30分)
1.选手根据赛项任务书题目要求,针对外围辅助设备或检测设备,设计相应的控制电路。
2.选择适宜的器件、正确连接线路,并调试验证。
3.要求:正确绘制电路图,符合工艺要求的连接,并完成赛项任务书中要求的验证测试。
任务二:数控机床机械部件装配与调试(20分)
1.选手根据赛场提供的机械主轴单元,按照赛项任务书题目要求,进行主轴轴承的装配与调整,安装工艺应符合赛项提供的主轴安装工艺标准。
2.安装精度和检测项应符合赛题要求。
3.将机械主轴、联轴节、异步电机安装到基座上,并应保证同轴度符合赛题中指标要求。
4.赛场提供量具检具,选手应正确使用量具检具。
5.写出主轴安装过程、安装工艺、所使用量具、检具、工具等。
任务三:数控机床故障诊断与维修(20分)
1. 在机床不通电情况下检查机床电气系统,排除目测隐患。
2. 机床通电后选手根据屏幕显示的报警信息,逐一解除系统及PLC报警。
3. 按照赛项任务书机床功能检查表要求,按顺序进行机床功能检查,排除数控系统、伺服驱动、机械等软硬件故障。
4.系统及伺服参数应调整至最佳状态。
5.根据机床存在的故障,将故障现象、故障点、排除故障过程、调整过程填入指定表格中。(参见附件1“任务书”及附件2“赛卷记录表”)
任务四:数控机床技术改造与功能开发(20分)
1.开通主轴模拟接口(第二主轴)功能、主轴单元通电空载测试(10分)
(1)硬件连接:数控系统模拟接口→变频器→三相异步电机的连接。
(2)数控系统模拟接口功能开通--数控系统侧参数设置、PLC编辑。
(3)变频器参数设置。
(4)主轴旋转时测试机械主轴震动,考察主轴机械部分安装精度。
(5)绘制硬件连接图,写出功能实现步骤--开通第二主轴之参数,以及绘制开通第二主轴需要修改的PLC程序。
2.数控系统与服务器互联互通(5分)
互联互通:选手根据赛项任务书要求,通过系统厂商配置的软件(凯恩帝数控采用PC端通讯软件KNDHMI,上述软件由赛场提供)实现数控系统与PC的数据传送。
3.指定PLC功能的开发(5分)
(1)选手使用赛场提供的零部件,按要求实现赛项任务书指定的新增功能。选手应正确使用系统接口,正确完成相应的硬件连接,正确编辑、完善相应的控制程序。
(2)按要求进行操作验证。
(3)绘制硬件连接图,书写功能实现步骤,写出修改或新增程序内容。
任务五:职业素养与安全意识评价(10分)
1.团队分工合理,相互协调性好,工作效率高,书写规范,尊重裁判。
2.着装合格,操作规范,工、量具摆放合理,没有违反安全操作规程现象,保持工位清洁卫生。
三、竞赛时长
240分钟
四、竞赛方式
1.竞赛以团体赛方式进行。每支参赛队由3名选手组成,3名选手须为同校在籍学生,不限性别,年龄须不超过25周岁(即1995年5月1日及以后出生)。
2.同一学校最多可报2支参赛队,不得跨校组队;指导教师须为本校专兼职教师,每支参赛队最多可报2名指导教师。
3.竞赛日程见表4-1(根据实际参赛队数可能发生变更)
表4-1 竞赛日程安排
日期 |
时间 |
内容 |
备注 |
10.28 |
9;00-17:00 |
熟悉设备、场地 |
|
10.29 |
9:00-12:00 |
报道 |
|
14:00-16:00 |
赛前说明会,比赛抽签 |
|
|
10.30 |
6:30-6:50 |
按抽签顺序号抽工位号、检验选手有关证件、进入工位 |
|
7:00-11:00 |
正式比赛第1场 |
|
|
11:00-12:00 |
设备恢复 |
|
|
11:30-11:50 |
按抽签顺序号抽工位号、检验选手有关证件、进入工位 |
|
|
12:00-16:00 |
正式比赛第2场 |
|
|
16:00-17:00 |
设备恢复 |
|
|
16:30-16:50 |
按抽签顺序号抽工位号、检验选手有关证件、进入工位 |
|
|
17:00-21:00 |
正式比赛第3场 |
|
|
10.31 |
6:30-6:50 |
按抽签顺序号抽工位号、检验选手有关证件、进入工位 |
|
7:00-11:00 |
正式比赛比赛第1场 |
|
|
11:00-12:00 |
设备恢复 |
|
|
11:30-11:50 |
按抽签顺序号抽工位号、检验选手有关证件、进入工位 |
|
|
12:00-16:00 |
正式比赛比赛第2场 |
|
|
16:00-19:00 |
成绩评定 |
|
五、激励措施
赛项设一、二、三等奖,获奖比例分别为实际参赛队数的10%、20%、30%,获奖的参赛队由竞赛主办单位颁发获奖证书。
六、评分标准与评分细则
1.评分标准
项目评分依据参赛队完成工作任务的情况,在大赛组委会的领导下,专家组制定评分体系,裁判组成员确定评分细则,本赛项分数配比如下参照大赛组委会技术文件要求,按照技能大赛技术裁判组制定的考核标准进行评分。评价方式采用过程评价与结果评价相结合,工艺评价与功能评价相结合,能力评价与职业素养评价相结合,赛项总成绩满分为100分。
序号
评分项目
分值
1
数控机床电气设计与安装
30
2
数控机床机械部件装配与调试
20
3
数控机床故障诊断与维修
20
4
数控机床技术改造与功能开发
20
5
职业素养与安全意识评价
10
总分
100
2.违规操作扣分说明
选手有下列情形,需从参赛成绩中扣分:
(1)在完成工作任务的过程中,因操作不当导致事故,扣10~20分,情况严重者取消比赛资格。
(2)因违规操作损坏赛场提供的设备,污染赛场环境等不符合职业规范的行为,视情节扣5~10分。
(3)扰乱赛场秩序,干扰裁判员工作,视情节扣5~10分,情况严重者取消比赛资格。
七、竞赛规则
1.参赛选手应认真学习领会本次竞赛相关文件,自觉遵守竞赛纪律,服从指挥,听从安排,文明参赛。
2.参赛选手禁止携带与竞赛无关的电子设备、通讯设备及其他相关资料与用品进入赛场。
3.参赛选手应提前15分钟到达赛场,凭参赛证、身份证及学生证检录,按要求入场,不得迟到早退。参赛选手按规定时间进入竞赛场地,确认现场条件,按统一指令开始比赛。
4.参赛队在竞赛区的赛位采用抽签方式确定。赛题以任务书的形式发放,参赛队根据任务书的要求完成竞赛任务,并按要求和程序提交竞赛结果。
5.参赛选手应按有关要求在指定位置就坐。
6.在竞赛过程中,参赛选手须严格遵守操作规程,确保人身及设备安全,并接受裁判员的监督和警示;如遇设备故障,应由队长示意裁判停止计时。选手个人原因造成设备故障的,裁判长有权裁决继续比赛并酌情扣分或终止比赛。非选手原因造成设备故障的,由裁判长视具体情况做出裁决,继续同场比赛的应相应补时。
7.竞赛时间终了,选手应立即起立,结束操作。选手须清理现场,将资料和工具整齐摆放在操作平台上,经裁判员清点验收同意后方可离开,离开赛场时不得带走任何资料。
8.参赛队若对赛事有异议,可由领队按规程提出书面申诉。
八、竞赛平台
(一)GCY03K数控机床装调维修实训考核平台
1.主要功能
数控机床装调维修实训考核装置(GCY03K-A)采用配套工业型机床控制电气元件生产制造;由数控系统(凯恩帝KND2200i系统)、主轴伺服驱动及电机、X Y Z伺服驱动器及配套电机,机床场景系统、电气控制单元组成。该装置可学习机床电气系统设计、数控系统参数的设置调整、PLC程序的修改与传输、数控机床PLC程序调试与效果可视化验证、数控机床操作与编程等知识。
2.主要技术参数:
(1)数控系统(凯恩帝K2200i系统)
1)系统采用ARM9微处理器,实现高速、高精控制。
2)采用串行伺服总线连接,维护方便,抗干扰能力强,可靠性高。
3)采用8.4/10.4寸TFT彩色液晶屏,分辨率640×480,面板横、竖式组合共四种规格(C1~C4)。
4)标配5个NC轴,最大8轴,可控制铣床、加工中心。
5)系统插补周期为2ms,系统内部控制精度为1纳米,最小指令单位0.1μm。
6)快速速度最高可达240米/分,进给速度可达60米/分(指令单位1μm时)。
7)具有开放式PLC,支持梯图显示、在线编辑、信号诊断、信号跟踪等,满足二次开发需要。
8)DI/DO标准配置为40/24,还可通过IO模块扩展。
9)机床用数字和模拟接口通过总线式远程I/O模块扩展,DI/DO最大可配置512/512点。
10)具有工业以太网功能,可以在PC端管理多台系统的程序、参数、刀补以及宏变量,支持以太网PLC调试。
11)在系统侧可显示和修改伺服驱动参数,实时监控伺服驱动状态,方便机床调试。
12)具有高速高精功能,断电.断点管理功能,前加减速控制功能,小线段预读与平滑处理功能。
13)具有宏程序B功能,方便用户开发复杂工艺加工程序。
14)具有中文输入法,可对程序进行中文注释。
15)支持3D实体图形功能,可执行快速绘图校验程序。
16)具有笛卡尔坐标系、空间三点圆弧插补、极坐标插补、圆柱插补、假想轴插补、极坐标指令、比例缩放、坐标旋转、倾斜平面指定等功能。
17)标配SD300伺服驱动器,与高精度绝对值编码器配接,无需开机回零并节省行程开关。
18)标配SD310伺服总线驱动器,与高精度绝对值编码器配接,无需开机回零并节省行程开关。可选配光栅尺,实现全闭环控制。
19)可配套数字主轴,实现高精度分度、高速攻丝、快速定位等功能。
(2)操作面板:KND-A4325M-M2
(3)手轮:外置手轮
(4)进给驱动:SD310-50
(5)进给电机:X/Y轴KND130ST-M10025M;Z轴KND130ST-M10025MZ
(6)主轴驱动:ZD210-45P5E4
(7)主轴电机:ZJY-F205A-5、5-1500CX
(8)电源:三相四线AC380V??50HZ
(9)轮廓尺寸:2050mm*650mm*1850mm
(10)设备净重:800KG
(11)漏电保护:漏电动作电流小于等于30mA,缺相自动保护,过载保护。
(12)控制电源单元:配置220VAC和直流电流电源信号指示灯,实现24VDC 10A输出和24VDC 5A输出;单相隔离变压器380V转24V 150W/220V?850W;三相隔离变压器380V转220V 4KVA。
(二) GCY36数控机床主轴单元拆装调试平台
采用配套工业型机床主轴单元模块生产制造:由主轴单元、主轴固定架、主轴电气控制柜等组成,该平台具有主轴单元拆装调试、主轴电气联调等功能。
名称 |
规格参数 |
数量 |
主轴 |
1.型号:ZZY2014(BT40);2.最高转速8000R; 3.锥孔T40;4.允许功率 11KW;5.拉刀力 8000±300N ;6.松刀力不小于15000N。 |
1台 |
主轴支架 |
1.支架底板 1件;2.支架竖版 1件; 3.支架斜襟 2件;4.电机垫块 2件。 |
1套 |
电机 |
电压:380v, 功率;1.5kw ,转速:1400转 |
1台 |
变频器 |
TD500 |
1台 |
变频器说明书 |
|
1本 |
电气柜 |
含空气开关、接线端子 |
1台 |
联轴器 |
φ24/60 |
1件 |
转接套 |
|
1件 |
外六角螺钉 |
M8×25 |
8个 |
内六角螺钉 |
M6×35 |
21个 |
内六角螺钉 |
M8×30 |
6个 |
内六角螺钉 |
M10×30 |
6个 |
扭力扳手 |
200N |
1个 |
勾扳手 |
90-95 mm |
1个 |
主轴单元测试台 |
尺寸规格:1200x1000x385mm (±10%) |
1台 |
九、技术规范
(一)职业道德
1. 敬业爱岗,忠于职守,严于律已,刻苦钻研;
2. 勤于学习,善于思考,勇于探索,敏于创新;
3. 认真负责,吃苦耐劳,团结协作,精益求精;
4. 遵守操作规程,安全、文明生产;
5. 着装规范整洁,爱护设备,保持工作环境清洁有序。
(二)相关知识与技能
1. 数控机床电气原理;
2. 数控机床机械结构,安装,检测,调试;
3. 数控装置原理、结构,交流伺服驱动系统原理和结构;
4. 数控加工编程技术,数控加工工艺方法;
5. 数控机床故障诊断和排除;
6. 数控机床精度检验、补偿;
7. 数控机床PLC的修改、编辑、调试。
(三)相关技术标准
GB/T 3168 数字控制机床操作指示形象化符号
GB/T 4728(所有部分) 电气简图用图形符号
GB 4884 绝缘导线的标记
JB/T 2739 工业机械电气图用图形符号
JB/T 2740 工业机械电气设备 电气图、图解和表的绘制
GB 5226. 1-2002 机械安全机械电气设备 :通用技术条件
十、竞赛须知
(一)参赛队须知
1.参赛队名称统一使用“XX学校(院)代表队”名称。不使用二级部门或其他组织、团体名称;不接受跨校组队报名。
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,所在学校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,凭赛项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。
5.参赛队员需要购买保险。
6.参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。
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.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.各参赛代表队指导教师要发扬良好道德风尚,听从指挥,服从裁判,不弄虚作假。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。如发现弄虚作假者,取消参赛资格,名次无效。
2.在比赛阶段,不允许指导教师上场指导,禁止使用通讯工具,竞赛过程中,除参加当场次竞赛的选手、执行裁判员、现场工作人员和经批准的人员外,领队、指导教师及其他人员一律不得进入竞赛现场。
3.各代表队指导教师和领队要坚决执行比赛的各项规定,加强对参赛人员的管理,做好赛前准备工作,督促选手带好证件和允许自带的各种工具等。
4.参赛选手对裁判等工作人员的工作有异议时,必须在规定时间内由领队提出书面报告送交仲裁委员会。口头报告或其他人员要求解释处理,仲裁委员会不予受理。
5.对申诉的仲裁结果,领队和指导教师应带头服从和执行,还应说服选手服从和执行。
6.指导老师应及时查看大赛专用网页有关赛项的通知和内容,认真研究和掌握本赛项竞赛的规程、技术规范和赛场要求,指导选手做好赛前的一切技术准备和竞赛准备。
7.领队和指导教师应在赛后做好技术总结和工作总结。
(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。
3.参赛选手应认真学习领会本次竞赛相关文件,自觉遵守大赛纪律,服从指挥,听从安排,文明参赛。
4.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。参赛选手请勿携带与竞赛无关的电子设备、通讯设备及其他资料与用品进如 比赛场地。
5.严格遵守赛事时间规定,准时抵达检录区,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。
6.实操比赛时间为连续4小时,竞赛过程中选手就餐或上卫生间时间不另计。
7.参赛选手进入比赛现场前,裁判员核对参赛队抽取批次、竞赛工位号、各参赛选手的身份后,由参赛选手签字确认。
8.参赛选手在比赛开赛前15分钟进入比赛工位,检查并确认设备、材料、工具等,并签字确认;参赛选手须在确认竞赛内容和现场设备等无误后开始竞赛。裁判长宣布比赛开始,参赛选手方可进行操作,比赛开始计时;比赛结束前10分钟,裁判长提醒比赛即将结束,各参赛队应准备停止作业,清理现场(如将所用工具放在适当的位置、切断电源等);提前结束比赛的,由队长示意裁判停止计时,并可酌情获得加分;比赛时间到而未停机者将被酌情扣分。
9.竞赛结束时间到,应立即停止一切竞赛内容操作,不得拖延竞赛时间。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。
10.在竞赛过程中,如有疑问,参赛选手应持“咨询”示意牌示意,项目裁判长应按照有关要求及时予以答疑。如遇设备或软件等故障,参赛选手应持“故障”示意牌示意。项目裁判长、技术人员等应及时予以解决。确因竞赛设备、计算机软件或硬件故障,致使操作无法继续的,经项目裁判长确认,予以启用备用竞赛设备和计算机。如遇身体不适,参赛选手应持“医务”示意牌示意,现场医务人员按应急预案救治。
11.在比赛过程中,参赛选手须遵守仪器设备安全操作规程,保证人身、设备安全。一旦由于操作失误导致设备不能正常工作,出现人为造成的严重安全问题,或造成安全事故不能进行比赛的,将被终止比赛。
12.在比赛过程中,各参赛选手限定在自己的工作区域和岗位完成比赛任务。
13.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。参赛选手应爱护、保养、保管好参赛物品,比赛结束时,工作人员将工具、器具等进行清点、验收,如出现人为造成的损坏、丢失情况须照价赔偿。
14.参赛选手完成比赛任务时,应将比赛过程中产生的所有电子文件、建模图形、工艺清单和后置程序等必要资料存贮在指定的电脑界面上,并提请现场裁判员收取和验收比赛成果。裁判员将收取的竞赛结果文件装入专用密封袋进行密封,参赛队员在裁判员记录的竞赛情况记录表上签字确认。
15.参赛选手在竞赛过程中须主动配合裁判的工作,服从裁判安排,如对竞赛的裁决有异议,可按程序提出申诉。
16.在竞赛期间,未经执委会的批准,参赛选手不得接受其他单位和个人进行的与竞赛内容相关的采访。参赛选手不得将竞赛的相关信息私自公布。
(四)工作人员须知
1.检查选手证件,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.严格时间管理,选手在开赛信号发出后才能进行技能竞赛,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,认真做好服务工作。
3.不允许选手将通讯工具带入赛场,如私自带入者,一经发现取消其竞赛资格。
4.选手提问,经允许后,可以提问不清楚的问题,裁判人员须正面回答。
5.赛场内保持安静,不准吸烟,负责各自赛位的裁判员和工作人员不得随意进入其它赛位。
6.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。
7.竞赛终了信号发出后,监督选手听从裁判员指挥,待裁判允许后方可离开赛场。
8.所有工作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,赛场除现场工作人员以外,其他人员未经允许不得进入赛场。
9.新闻媒体等进入赛场必须经过赛项组委会允许,并且听从现场工作人员的安排和管理,不能影响竞赛进行。
10.各参赛队的领队、指导教师以及其他无关人员未经允许一律不得进入赛场;经允许进入赛场的人员,应遵从赛场相关工作人员安排,同时遵守赛场规定和维护赛场秩序,若违反有关规定或影响选手竞赛的,工作人员有权将其请出,并给予通报批评。
(五)纪律处罚规定
为保证全省职业院校技能大赛加工制造类赛项(以下简称比赛)决赛纪律,保证技能比赛公平、公正、公开的原则、对违反技能比赛纪律的处罚做如下规定:
1.参赛选手不符合报名规定条件,或冒名顶替、或弄虚作假,经大赛组委会核准后,一律取消该选手参赛资格。
2.参赛选手有下列情节之一的,取消参赛资格,比赛成绩计零分。
(1)不按规定填写姓名、编号或在试卷、试件上作各种标记。
(2)在赛场内有偷看、暗示、交头接耳等作弊行为。
(3)在赛场使用通讯工具与他人联系。
(4)在规定的比赛时间结束后,仍强行操作。
(5)不服从裁判员的裁决,扰乱比赛秩序,影响比赛过程,情节恶劣。
(6)其他违反比赛规则的不听劝告者。
3.参赛选手如造成比赛用设备损坏,视情节由当事人及选送单位承担赔偿责任。
4.选手未能按规定正确使用仪器设备,由在场裁判员及时予以纠正,并按规定扣除比赛成绩。
5.任何人不得以任何方式暗示、指导、帮助、影响参赛选手。对造成后果的,视情节轻重酌情扣除参赛选手成绩。
6.非大赛工作人员、非参赛选手一律不得进入比赛场地,对不听劝阻、无理取闹者追究责任,并通报批评。
7.对裁判员、仲裁委员会成员、其他工作人员违反工作守则,经大赛组委会核实后视情节轻重予以警告处分或取消其任职资格。
8.对违反比赛各种纪律的参赛选手及所在代表队和单位,视情节轻重、后果影响、予以取消比赛评奖资格或通报批评。
(六)申诉与仲裁
1.申诉
(1)参赛队对不符合竞赛规定情况,可提出申诉。
(2)申诉应在竞赛结束后2小时内提出,超过时效将不予受理。申诉时,应按照规定的程序由参赛队领队向相应赛项仲裁工作组递交书面申诉报告。报告应对申诉事件的现象、发生的时间、涉及到的人员、申诉依据与理由等进行充分、实事求是的叙述。事实依据不充分、仅凭主观臆断的申诉将不予受理。申诉报告须有申诉的参赛选手、领队签名。
(3)赛项仲裁工作组收到申诉报告后,应根据申诉事由进行审查,6小时内书面通知申诉方,告知申诉处理结果。如受理申诉,要通知申诉方举办听证会的时间和地点;如不受理申诉,要说明理由。
(4)申诉人不得无故拒不接受处理结果,不允许采取过激行为刁难、攻击工作人员,否则视为放弃申诉。申诉人不满意赛项仲裁工作组的处理结果的,可向大赛赛区仲裁委员会提出复议申请。
2.仲裁
大赛仲裁委员会接受由代表队领队提出的对裁判结果的申诉。大赛仲裁委员会在接到申诉后的2小时内组织复议,并及时反馈仲裁结果。