高职数控机床装调与技术改造 华中数控HNCH5.docx

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高职数控机床装调与技术改造华中数控HNCH5

2018年全国职业院校技能大赛高职组

“数控机床装调与技术改造”实操比赛

（GZ2018038）

华中数控-H5

（总时间：

300分钟）

任

务

书

场次：

工位号：

一、选手须知

请各位选手赛前务必仔细研读

1.本任务书总分为100分，考试时间为5小时（300分钟）。

2.选手在实操过程中应该遵守竞赛规则和安全守则，确保人身和设备安全。

如有违反，则按照相关规定在考试的总成绩中扣除相应分值。

3.记录表中数据用黑色水笔填写，表中数据文字涂改后无效。

4.考试过程中考生不得使用自带U盘及其它移动设备拷贝相关文件。

5.禁止使用相机及手机对试题进行拍照，否则取消考试资格。

6.参赛队的有效信息，必须书写在装订密封线以上。

7.参赛队在比赛过程中遇到部分内容不能通过自行判断完成导致比赛无法进行，开赛60分钟后可以向裁判员申请求助本参赛队指导教师指导1次，经裁判长批准后，参赛队在赛场指定地点接受1位指导教师指导，指导时间不超过5分钟，求助指导所花费的时间计入比赛总时间之内。

8.参赛队在比赛过程中遇到排除故障部分的内容不能自行完成，可以在比赛开始60分钟后选择放弃，放弃后由裁判通知工作人员进行故障排除，本环节选手已经查出故障的按规定给分，选手放弃后未查出的故障不给分（并每一个故障倒扣2分）。

如果工作人员排除故障的时间超过20分钟，由裁判记录时间并酌情加时，每场次赛项放弃项最多不超过三次。

9.本任务书含赛项记录表共计31页，如有缺页，请立即与裁判联系。

二、赛卷说明

1.赛卷由“任务书”和“赛卷记录表”两部分构成，在比赛过程中需按照任务书的要求完成，需要填写的测量数据、参数修改位和修改值、绘制的图、工艺说明、以及设计修改的程序等，应按照任务书要求填入赛卷记录表相应的表格中。

任务书由七个任务组成，分别是：

任务一：

数控机床电气设计与安装；任务二：

数控机床机械部件装配与调试；任务三：

数控机床故障诊断与维修；任务四：

数控机床技术改造与功能开发；任务五：

数控机床精度检测；任务六：

试切件的编程与加工；任务七：

职业素养与安全操作。

2.选手在“数控机床电气设计与安装”（任务一）中，设备上电前必须进行认真检查。

对于选手自行连接的线路，须经裁判员或现场技术人员检查后方可上电。

3.选手在“数控机床机械部件装配与调试”（任务二）中的精度检测环节中，在记录检测数据时，应向裁判示意，并经裁判确认方为有效。

4.选手在“数控机床故障诊断与维修”（任务三）环节中，完成自己所能排除的机床故障后，在赛卷记录表指定空格处填写“故障现象（报警号等）”、“故障原因”、”“排除方法”，并需向裁判员示意，在裁判员的监督下，验证所完成的故障排除情况；每个故障项下面的“已排除（）、未排除（）、申请排除（）”，是现场裁判确认填写项，参赛选手不得填写。

5.选手在进行“数控机床技术改造与功能开发”（任务四）之4-1过程中，完成的每一个模块，均要在指定的表格中简述修正参数或“PLC梯形图”、如有硬件连接的应绘制“电气连接图”，完成任务后，向裁判示意功能验证，可以几个块的功能一起验证，也可每完成一个功能块申请一次验证，验证后由裁判确认完成有效。

任务四项目按步骤评分，选手如果仅完成部分内容，应向裁判申请步骤验证，并按照评分标准给予完成部分的分值。

6.选手在进行“任务四之4-2加装智能制造工件测头”以及“任务五数控机床精度检测之5-2运动精度检测”过程中，由于检测仪器贵重，在起动机床运行前，须经过检测仪器厂商技术支持工程师确认，方可起动机床运行采集数据。

7.选手在进行“任务六、试切件的编程与加工”环节时，工件和刀具装夹后、加工前应向裁判示意，确认安全（装夹安全、操作者工服安全、安全眼镜佩戴安全），并经现场裁判员同意后，方可进行。

加工后样件须经过现场裁判员的确认登记，送至指定位置标号待测量。

8.职业素养与安全操作（任务七），包括：

遵守赛场纪律，爱护赛场设备；工位环境整洁，工具摆放整齐；符合安全操作规程等。

三、实操工作任务

任务一：

数控机床电气设计与安装（10分）

题目：

数控机床电气柜电源电路、紧急停止电路、排屑润滑、冷却电路接口电路设计与连接

项目要求：

1）正确绘制①伺服驱动部分电源接线图，②或超程及紧急停止电路，③或排屑、冷却、润滑、三色灯等外围控制电路图。

请将图绘制在《赛卷记录》表附表1“数控机床电气设计与安装”记录表中，完成电路的接线图设计（可参阅说明书）。

2）根据设计的电气图纸完成该部分控制信号的连接工作，保证连接正确可靠。

具体要求如下：

1.电气图纸上连接线绘制整齐、位置排布合理、图面清晰，表示方法符合规范。

2.连接线上应有识别标记或标注。

3.机床通电后伺服驱动能够进入准备状态，紧急停止开关有效，外围按钮有效。

4.接线前的准备工作要充分，接线时工具使用正确。

5.接线符合工艺要求，凡是连接的导线，必须压接接线头，套上赛场提供的号码管，实物编号和接线图编号要一致。

6.走线规范，信号线远离动力电源线。

注意：

选手在设备上电前需自行先检查所连接线路的正确性，并经裁判或现场技术人员检查无误后方可通电运行。

任务二：

数控机床机械部件装配与调试（15分）

十字滑台的装配、检测与调整（15分）

项目一、基准轨的安装与调整（5分，其中工艺撰写1分）

项目要求：

根据现场提供的十字滑台装配图与相关工量检具，安装上滑台基准轨，并保证基准轨垂直平面和水平平面两方向直线度误差＜0.015mm；

安装完成后，选手需填写当前直线度调整结果至《赛卷记录表》附表2-1，并由现场裁判员确认签字。

选手需撰写完整的安装与调整工艺至《赛卷记录表》附表2-1中的“项目一工艺”表中。

项目二、从动轨的安装与调整（5分，其中工艺撰写1分）

项目要求：

根据现场提供的十字滑台与相关工量检具，安装上滑台从动轨，并保证从动轨对基准轨垂直平面和水平平面两方向平行度误差＜0.020mm；

安装完成后，选手需填写当前直线度调整结果至《赛卷记录表》附表2-2，并由现场裁判员确认签字。

选手需撰写完整的安装与调整工艺至《赛卷记录表》附表2-2中的“项目二工艺”表中。

项目三：

从动轨直线度计算（2分）

项目要求：

根据项目二检测的数据，要求选手写出上滑台从动轨的直线度完整的计算过程，并计算从动轨直线度，必须包括原始数据作图/列表、计算公式、结果与判断等。

从动轨直线度的复检与计算过程写入《赛卷记录表》附表2-3“从动轨直线度计算”表中。

项目四：

丝杠两端轴承座平行度测量（3分，其中工艺撰写1分）

项目要求：

根据现场提供的十字滑台与相关工量检具，测量上滑台丝杠两端轴承座对基准轨在竖直方向上的平行度；

选手需填写当前平行度测量结果填入《赛卷记录表》附表2-4中，并由现场工作人员确认签字。

测量完成后，撰写完整的测量工艺至《赛卷记录表》附表2-4中“项目四工艺”。

任务三：

数控机床故障诊断与维修（20分）

表一机床相关部件技术指标

规格

ZTXX-30A

三轴行程

Metric

X轴最大行程

450mm

Y轴最大行程

350mm

Z轴最大行程

380mm

主轴最前端面到工作面台（最小）

140mm

主轴最前端面到工作面台（最大）

520mm

主轴中心线到立柱前面距离

430mm

工作台

Metric

T型槽（槽数×槽宽×槽距）

3×14×110mm

工作台最大载重

150kg

工作台尺寸

700×320mm

主轴

Metric

主轴最高转速

8000r/min

主轴电机功率

5.5kW

锥口类型

ISO40#

前支撑直径

φ55

冷却

有

具备可选齿轮箱

无

主驱动系统

主电机经皮带轮传动

各坐标轴电机

Metric

X/Y/Z轴额定功率

1.4/1.4/1.6kW

X/Y/Z轴额定扭矩

7/7/11N·m

X/Y/Z轴的最大快速速率

30/30/30m/min/

X/Y/Z轴进给速度范围

1~10000mm/min

X/Y/Z轴丝杠螺距

10mm

精度（单轴）

Metric

定位精度（国标）mm

0.016

重复定位精度（国标）mm

0.006

气压

0.5Mpa

电源功率

15KVA

机床重量kg

2500

外型尺寸（mm）

4200×2800×2280

3-1.参数设置（共计6分，每小题1分）

（1）赛场提供的技术资料在电脑“D:

\数控加工中心装调与维修参考资料”文件夹下。

（2）根据下表第三列“技术指标检验标准”，排除故障现象，并将故障现象、故障原因及修正参数写入到“《赛卷记录表》附表3-1数控系统参数设置表”中。

序号

检查事项

技术指标检验标准

1

Y轴名显示

上电后正确显示Y轴轴名

2

X轴轴号设置

X轴能够正常运动

3

主轴通道轴号设置

主轴在手动方式下能正常转动

4

Y轴正软限位检查

手动方式下，移动Y轴向正向运动，当Y机床坐标显示为“0.500”出现“超程报警”

5

X轴回零位置

X轴回零后是否在要求位置

6

X轴快速点动无动作

X轴快速点动以规定设定移动

3-2.PLC及I/O总线故障排查（共计6分，每小题1）

（1）赛场提供的技术资料在电脑“D:

\数控加工中心装调与维修参考资料”文件夹下。

（2）根据下表第三列“技术指标检验标准”，排除故障现象，并将故障现象、故障原因及修正方法写入到“《赛卷记录表》附表3-2PLC及I/O总线故障排查记录表”中。

序号

检查事项

技术指标检验标准

1

面板复位检查

面板急停按钮能使系统正常复位

2

检查系统增量模式

系统增量模式不能切换

3

检查手摇

选定轴及倍率，摇动手脉能正常移动

4

主轴手动正方向不能转动

手动方式下主轴正方向转动

5

Y轴G00速度

快移修调50%，自动或MDI方式下运行G00程序段，Y轴移动速度达到5000mm/min

6

Y轴不能正向移动

手动Y轴正向移动正常

3-3.伺服优化（4分）

（1）赛场提供的技术资料在电脑“D:

\数控加工中心装调与维修参考资料”文件夹下。

（2）根据系统提供的伺服优化软件，按照下面的要求对X/Y轴进行伺服优化，如有相应的参数调整，填入《赛项记录表》3-3中，优化前后的图形应向裁判示意确认。

序号

伺服优化

技术指标检验标准

实现结果

配分

1

X/Y两轴联动精度与伺服优化调整

1）编写加工圆程序并运行，在诊断页面进行伺服调整并请裁判查看（观察即可）第一次图形和X与Y轴伺服误差。

2）伺服参数调整达到伺服优化目的，优化后再进行伺服图形诊断，将优化后的图形请裁判确认。

1）通过正确的伺服参数调整达到伺服优化目的，优化后再进行伺服图形诊断，将优化后的图形申请裁判确认。

2）只要图形减少误差改善即得分

4分

3-4．FTP设置与互联互通（4分）

根据现场提供设备接口和以太网线，实现PC机与CNC（数控系统）的连接，联通后应向裁判示意确认IP地址设置情况和联通情况。

序号

检查事项

技术指标检验标准

配分

1

文件传输

1）电脑侧正确完成网络设置及IP地址设置，NC侧正确设置IP。

2）能够进行联通测试——PING测试

3）能够使用FTP软件进行联通操作并实现共享盘连接

4）成功从PC侧推送程序至NC侧成功

4分

任务四：

数控机床技术改造与功能开发（15分）

4-1.技术改造与功能开发（10分）

序号

开发功能

技术指标及检验标准

配分

1

冷却指令M08/M09PLC程序编辑

“冷却水开/关控制M08/M09”PLC梯形图编写

选手应将增加功能方法简述、新增或修改PLC梯形图或PLC程序宏程序等写在《赛项记录表》4-1中。

10分

4-2.扩大机床现有功能，加装智能制造工件测头（5分）

项目要求：

根据所提供的的雷尼绍测头，按照下表4-2第三列要求完成各项任务，并将数据填入《赛项记录表》附表4-2中。

序号

项目

要求

1

放置测头接收器

将测头接收器固定于电气柜顶部合适位置

2

测头电气连接

1）连接测头接收器电源线（红线:

24DV，黑线:

0DV）。

2）连接“工件测头开启”（白：

输出点/棕：

0DV）信号线至PLC输出点Y14.0，并在PLC中编辑相应M代码开启/关闭测头的梯形图。

3）连接“测头状态”（青：

测量输入点/青黑线：

24DV）信号线至数控系统测量输入点X12.2。

4）在MDI下开启测头，输入测量信号测试指令：

G31G91X50.0F100,用手触碰测头测针，检查机床是否停止运动。

3

测针对中调整

利用杠杆千分表调整测针圆跳动，使之不超0.03mm。

4

测头径向标定

1）利用工作台上的台钳轻夹自备环规，保持上表面平行工作台面。

2）将测头装至机床主轴，并手动定位至环规大约中心位置，测球低于环规上表面。

3）编写并执行测头标定宏程序：

（测头开启代码）

#508=__；（环规直径）

G7

（测头关闭代码）

5

环规直径测量

1）同上1、2步骤。

2）编写并执行直径测量宏程序：

（测头开启代码）

#508=__；（环规直径）

G8

（测头关闭代码）

任务五：

数控机床精度检测

本任务基于：

标准GB17421-1/2/4和GB-T20957[1].2-2007精密加工中心检验条件

（2）标准检测方法和评价标准，包括圆度误差检测

5-1.数控机床几何精度测量（10分）

项目要求：

依据GB-T20957[1].2-2007精密加工中心检验条件中的部分测量标准，利用所提供的工具、量具、检具，检测加工中心的几何精度，将检测的数据填入“表5-1数控机床几何精度测量记录表”中。

工具、量具、检具选用合理，使用方法正确。

每一项数据检测完成后，参赛选手应举手示意，经现场裁判确认后方可进行下一步操作。

序号

检验项目

简图

检验工具

检测要求

1

X轴线运动的直线度

GB/T20957.2-2007

G1项

a）在ZX垂直平面内b）在XY垂直平面内

理石平尺、等高垫块（2个）、磁力表座、

指示器（百分表或千分表）

按照GB/T17421.1-1998的相关条文和备注：

5.2.1.1；

5.2.3；

5.2.3.1．2；

5.2.3.2.1；

和

5.2.3.3.1；

2

Y轴线运动和X轴线运动间的垂直度

GB/T20957.2-2007

G9项

理石方尺、磁力表座、

指示器（百分表或千分表）

按照GB/T17421.1-1998的相关条文和备注：

5.5.2.2.4

3

主轴轴线和Z轴线运动间的平行度

GB/T20957.2-2007

G12

a）在平行于Y轴线的b）在平行于Y轴线的

YZ垂直平面内ZX垂直平面内

检验棒、磁力表座、指示器（百分表或千分表）

按照GB/T17421.1-1998的相关条文和备注：

5.4.1.2.1

和5.4.2.2.3

4

主轴轴线和X轴线运动间的垂直度

GB/T20957.2-2007

G13/

G14项

理石平尺、检验棒、等高垫块（2个）、磁力表座、指示器（百分表或千分表）

按照GB/T17421.1-1998的相关条文和备注：

5.5.1.2.3

和5.5.1.2.4

5

工作台面和X/

Y轴线运动间的平行度

GB/T20957.2-2007

G17/

G18项

a）工作台面和X轴线b）工作台面和Y轴线

运动间的平行度运动间的平行度

理石平尺、等高垫块（2个）、（百分表或千分表）

按照GB/T17421.1-1998的相关条文和备注：

5.4.2.2.1

和5.4.2.2.2

5-2.运动精度检测（10分）

项目要求：

按照下表中第二列“检测项目”和第三列“要求”，使用球杆仪对机器某指定位置按GB17421-4要求测量XY平面圆度（假定机器温度20℃，膨胀系数11.7）。

并根据《赛卷记录表》“附表5-2运动精度检测记录表”要求填写和保存数据。

序号

检测项目

要求

1

编制X-Y平面测试程序（可以借鉴仪器帮助手册中的已有程序），并输入数控系统

半径：

100mm，进给速度1000mm/min

2

设定球杆仪测试中心

在机床上建立测试程序的坐标系原点

3

测试程序调试

空运行测试程序

4

蓝牙连接调试

使用外置USB蓝牙模块将球杆仪与电脑连接起来

5

配置校准规

配置校准规30mm-100mm中任意一种

6

安装球杆仪并测试

测量后存储测试报告到选手文件夹（文件名JYB-4）

7

按GB17421-4分析圆度误差

8

给出该处X-Y平面垂直度误差

任务六：

试切件的编程与加工

NAS试件加工（10分）

项目要求：

1.请根据现场提供的图纸，完成轮廓加工试件的切削；

2.用G代码编制①Φ108mm圆、②15°斜方（108mmx108mm）③两个3°斜边的加工程序，并运行加工

注：

由于大赛机床切削量所限，预加工件预留加工量应小于2mm（不做銑面处理），铣刀单边轨迹加工。

附录1：

赛卷记录表及评分标准

2018年全国职业院校技能大赛高职组

“数控机床装调与技术改造”实操比赛

GZ2018038赛项（华中数控H5）

（总时间：

300分钟）

赛

卷

记

录

表

场次：

工位号：

任务一：

数控机床电气设计与安装（10分）

附表1：

“数控机床电气设计与安装”记录表

序号

项目内容

内容

配分

评分细节

扣分要求

得分

裁判确认/选手签字

1

电路图绘制

绘图正确

（5分）

图形符号正确

常开/常闭触点每错一处扣0.5分，扣完为止

地址标注正确

地址和线号标注每错一处扣0.3分，扣完为止

2

线路连接正确规范

接线正确

（2分）

接线是否正确

连接不牢固或接错线，每错一处扣0.5分，扣完为止

3

功能测试

下述之一指定功能有效

1伺服驱动部分电源接线图

2超程及括紧急停止电路

3或排屑、冷却、润滑电路

4三色灯等外围控制电路图。

功能测试完成

（3分）

手轮各功能是否实现

每少实现一个功能扣0.6分。

4

总分

附表2任务二“数控机床机械部件装配与调试”记录表（15分）

附表2-1基准轨的安装与调整（5分）

项目内容

实测值

配分

扣分说明

得分

裁判、选手签字

基准轨直线度

（垂直平面）

要求0.015mm/全长

/全长

2

操作不规范扣1分。

精度未达到扣1分。

基准轨直线度

（水平平面）

要求0.015mm/全长

/全长

2

操作不规范扣1分。

精度未达到扣1分。

装配工艺

参见下表描述

1

规程错误不完善或错误扣1分

项目一工艺（1分计入上表）

序号

工艺

附表2-2从动轨的安装与调整（5分）

项目内容

实测值

配分

扣分说明

得分

裁判、选手签字

从动轨直线度（垂直平面）

要求精度0.02mm/全长

/全长

1分

操作不规范扣0.5分。

精度未达到扣0.5分。

从动轨直线度（水平平面）

要求精度0.02mm/全长

/全长

1分

操作不规范扣0.5分。

精度未达到扣0.5分。

从动轨运动对基准轨运动平行度误差（垂直平面）

要求精度0.02mm/全长

/全长

1分

操作不规范扣0.5分。

精度未达到扣0.5分

从动轨运动对基准轨运动平行度误差（水平平面）

要求精度0.02mm/全长

/全长

1分

精度未达到扣0.5分。

精度未达到扣0.5分

安装工艺

参见下表描述

1分

规程错误不完善或错误扣1分

项目二工艺（1分计入上表）

序号

工艺

附表2-3从动轨直线度计算（2分）

计算过程简述（结合上表“垂直平面”和“水平平面”直线度计算）

附表2-4丝杠两端轴承座对基准轨在竖直方向上的平行度测量（3分）

项目内容

实测值

配分

扣分说明

得分

裁判、选手签字

丝杠电机端轴承孔对基准轨在竖直方向上（上母线）的平行度0.02/150mm

1、/150mm

2、/150mm

平均值：

/150mm

1

操作不规范扣0.5分。

精度未达到扣0.5分

丝杠另一端轴承孔对基准轨在竖直方向上（上母线）的平行度0.02/150mm

1、/150mm

2、/150mm

平均值：

/150mm

1

精度未达到扣0.5分。

精度未达到扣0.5分

装配工艺

参见下表描述

1

规程错误不完善或错误扣1分

项目四工艺（1分计入上表）

序号

工艺

附表3任务三：

数控机床故障诊断与维修

附表3-1参数设置记录表（每个故障申请排除倒扣2分）

序号

故障现象

处理方案

配分

得分

裁判/选手

签字

1

原因

1分

解决方法

已排除（）未排除（）申请排除（）

2

原因

1分

解决方法

已排除（）未排除（）申请排除（）

3

原因

1分

解决方法

已排除（）未排除（）申请排除（）

4

原因

1分

解决方法

已排除（）未排除（）申请排除（）

5

原因

1分

解决方法

已排除（）未排除（）申请排除（）

6

原因

1分

解决方法

已排除（）未排除（）申请排除（）

小计

6分

附表3-2PLC及I/O总线故障排查记录表（6分）（每个故障申请排除倒扣2分）

序号

故障现象

处理方案

配分

得分

裁判/选手

签字

1

原因

1分

解决方法

已排除（）未排除（）申请排除（）

2

原因

解决方法

已排除（）未排除（）申请排除（）

3

原因

解决方法

已排除（）未排除（）申请排除（）

4

原因

解决方法

已排除（）未排除（）申请排除（）

5

原因

解决方法

已排除（）未排除（）申请排除（）

6

原因

解决方法

已排除（）未排除（）申请排除（）

小计

附表3-3伺服优化记录表（4分）

项目内容

调整参数号

调整值

配分

配份说明

得分

裁判及选