资源简介

03号卷
2022年全国职业院校技能大赛
高职组
工业设计技术赛项样题
（总时间： 13 小时）
任
务
书
二〇二二年三月
注意事项
1.参赛选手在比赛过程中应该遵守相关的规章制度和安全守则，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。
2.参赛选手的比赛任务书用参赛证号、组别、场次、工位号标识，不得写有姓名或与身份有关的信息，否则视为作弊，成绩无效。
3.比赛任务书当场启封、当场有效。比赛任务书按一队一份分发，竞赛结束后当场收回，不允许参赛选手带离赛场，也不允许参赛选手摘录有关内容，否则按违纪处理。
4.各参赛队注意合理分工，选手应相互配合，在规定的比赛时间内完成全部任务，比赛结束时，各选手必须停止操作计算机。
5.请在比赛过程中注意实时保存文件，由于参赛选手操作不当而造成计算机“死机”、“重新启动”、“关闭”等一切问题，责任自负。
6.在提交的电子文档上不得出现与选手有关的任何信息或特别记号，否则将视为作弊。
7.若出现恶意破坏赛场比赛用具或影响他人比赛的情况，取消全队竞赛资格。
8.请参赛选手仔细阅读任务书内容和要求，竞赛过程中如有异议，可向现场裁判人员反映，不得扰乱赛场秩序。
9.遵守赛场纪律，尊重考评人员，服从安排。
10.赛场发放两个U盘。所有比赛文件保存两个U盘的根目录中一份，计算机D盘根目录中一份，第一阶段比赛完毕提交一个U盘，装入信封封好，选手和裁判共同签字确认。另一个U盘放在工具箱中，选手在第二阶段时使用其中的加工程序进行加工及装配验证。
11.加工后的零件按照要求装配后装入工具箱封好，选手和裁判共同签字确认。
一、任务名称与时间
1.任务名称：某型电动雕刻笔创新设计与制造。
2.竞赛时间：13小时。
二、已知条件
电动雕刻笔利用交流电频率周期特性，产生受迫振动，使打印针高频震动，从而在工件上刻划出一定深度的标记，广泛适用于金属、玉器、玻璃、塑料、大理石、瓷器等材料表面上进行雕刻、打标或签名。
某型电动雕刻笔如图1所示，自投放市场以来，根据客户要求增加壳体强度，拟对电动雕刻笔壳体进行再设计，同时为电动雕刻笔包装生产线设计一款随行夹具。
1-壳体（正面） 2-调速扭 3-壳体（反面） 4-打印针
5-连接杆6-振动源 7-开关 8-开关套 9-螺钉
图1 电动雕刻笔示意图
电动雕刻笔基本情况：
电动雕刻笔由壳体、振动源和打印针等9个组件构成。外形尺寸长度约180mm，外形为多个规则和不规则平面或曲面构成，重量约0.30kg。
三、数字化设计阶段任务、要求、评分要点和提交成果
任务1 三维数据采集（10分）
参赛选手对赛场提供的三维扫描装置进行标定。
利用标定成功的扫描仪和附件对任务书指定的实物进行扫描，获取点云数据，并对获得的点云进行相应取舍，剔除噪点和冗余点后保存点云文件。考核选手复杂表面点云准确获取能力。
（1）标定
参赛选手利用赛场提供的三维扫描装置和标定板，根据三维扫描仪使用要求，进行三维扫描仪标定。要求自行认定至三维扫描仪“标定成功”状态。并将该状态截屏保存，格式采用图片jpg或bmp文件。
注意：文件名不得出现工位号。
提交：标定成功截图，格式为jpg或bmp文件，文件名为“11bd”。提交位置：现场给定2个U盘，将“11bd”保存在U盘中根目录中一份，电脑D盘根目下备份一份，其它地方不准存放。提交：标定成功截图，格式为jpg或bmp文件，文件名为“11bd”。提交位置：现场给定2个U盘中，将“11bd”保存在U盘中根目录中一份，电脑D盘根目下备份一份，其它地方不准存放。
（2）数据采集
参赛选手使用自行认定“标定成功”的三维扫描仪和附件，完成给定的电动雕刻笔壳体外表面扫描，并对获得的点云进行取舍，剔除噪点和冗余点。
注意：不得拆卸封装好的壳体，封装螺钉已加封石蜡，若发现石蜡被破坏竞赛成绩记零分。
提交：经过取舍后点云电子文档，格式为asc文件，文件名命名为“12dy”，及封装后的电子文档stl文件，文件命名为“13sm”。提交位置：U盘根目录一份，电脑D盘根目录下备份一份，其它地方不准存放。
分值指标分配如下：
分值指标分配如下：
指标 扫描仪采集系统 调整 主体完整性、 处理效果 局部特征完整性、处理效果 细节特征完整性、处理效果
分值 1 3 3 3
评分标准：将选手提交的扫描数据与标准三维模型各面数据进行比对，组成面的点基本齐全（以点足以建立曲面为标准），并且平均误差小于0.06为得分。平均误差大于0.10为不得分，中间状态酌情给分。
注意：（1）标志点处不作评分，未扫描到的位置不得进行补缺。
（2）利用逆向模型反推的点云数据不给分。
任务2 逆向建模（20分）
参赛选手利用“任务1”采集的点云数据，使用逆向建模软件，对给定的电动雕刻笔壳体外表面进行三维数字化建模。对逆向建模的模型进行数字模型精度对比（3D比较、2D比较、创建2D尺寸），形成分析报告。考核选手数模合理还原能力。
注意：
（1）合理还原产品数字模型，要求特征拆分合理，转角衔接圆润。优先完成主要特征，在完成主要特征的基础上再完成细节特征。整体拟合不得分。
（2）实物的表面特征不得改变，三维数字模型比例(1:1)不得改变。
（3）实物的孔表面可做光滑处理。
提交：
（1）对齐坐标后用于建模的“stl”文件，命名为“21jm”。
（2）电动雕刻笔壳体数字模型的建模源文件和“stp”文件，命名为“22jm”。
提交位置：保存在U盘根目录一份，电脑D盘根目录下备份一份，其它地方不准存放。
数字模型精度对比：利用逆向建模软件功能，做出数字模型精度对比报告。选手逆向建模完成后，使用逆向建模软件分别进行模型的3D比较（建模STL与逆向结果）、2D比较（指定位置）及创建2D尺寸（指定位置并标注主要尺寸），创建“pdf”格式分析报告。
注意：仅对比外表面，对比报告配分将与创新设计说明结合给出。详见任务三分值指标分配。
提交：对比文件采用“pdf”格式文件，文件命名为“23db”。提交
指标 数据定位合理性 模型特征的完成度 特征拆分合理性 特征完成精确度 关键特征精度 数字模型对比（报告）
分值 2 5 3 5 2 3
位置：保存在U盘根目录中一份，电脑D盘根目录下备份一份，其它地方不准存放。
分值指标分配如下：
评分标准：将选手创建的模型与扫描三维模型各面数据进行比对，平均误差小于0.08。面的建模质量好、合理拆分特征、拟合度高的得分。平均误差大于0.20不得分，中间状态酌情给分。
任务3 创新设计（35分）
参赛选手利用给定的实物和“任务2”所建数字化模型，结合相关知识，按任务书要求进行结构和功能创新设计，生成装配图及零件图。参赛选手结合设计任务要求编写设计方案说明书，采用文字结合图片的方式从设计方案的人性化、美观性、合理性、可行性、工艺性、经济性等方面描述创新设计的思路及设计结果。考核选手外观美化、结构优化、功能创新的设计能力。
（1）电动雕刻笔壳体设计
参赛选手利用预装好的建模软件，根据“任务2”完成的数字模型和给定的电动雕刻笔功能部件，结合产品结构、机械制图、数控加工等专业知识，按数控加工工艺、强度、装配等技术要求，进行电动雕刻笔壳体设计，输出装配工程图和零件工程图。
（2）随行夹具设计
参赛选手利用预装好的建模软件，根据上一步电动雕刻笔壳体设计结果和给定的电动雕刻笔功能部件，结合产品结构、人体工程学、3D打印等专业知识，按照3D打印工艺、强度、装配等技术要求，进行电动雕刻笔随行夹具设计，要求随行夹具夹持电动雕刻笔可靠，在传输中不得掉落。
传送带上安装有燕尾槽底座，尺寸如图2所示。
图2 底座燕尾槽尺寸
燕尾槽与水平面夹角为45°，随行夹具安装在底座上，随行夹具插入燕尾槽底座后。要求电动雕刻笔插入随行夹具后，其打印针安装孔轴线与水平面成60°夹角，如图3所示。
图3 位置示意图
注意：
（1）选手提交随行夹具创新设计报告书，采用文字和图片结合形式，描述创新设计思路；要求逻辑性强，排版整齐美观。
（2）随行夹具创新设计报告书，应采用规范技术术语，言简意赅。符合创新设计说明（附件1）要求。
（3）创新设计要充分利用竞赛赛场给定的条件和工具。
提交：
（1）电动雕刻笔虚拟装配源文件和“stp”格式文件，文件命名为“31zp”。
（2）电动雕刻笔装配工程图源文件和“dwg”格式文件，文件命名为“32zp”。
（3）随行夹具三维模型源文件和“stp”格式文件，文件命名为“33st”。
（4）电动雕刻笔壳体（正面）和随行夹具零件工程图源文件和“dwg”格式文件，文件命名为“34-1lj，34-2lj”。
（5）创新设计报告书文件为“doc”格式文件,命名为“35cx”,文件不准做任何文字、记号、图案特殊标记，否则按违规处理。
提交位置：保存在U盘根目录一份，电脑D盘根目录下备份一份，其它地方不准存放。
分值指标分配如下：
指标 外观设计 结构设计 功能设计 图纸表达 创新说明
分值 5 8 6 10 6
评分标准：达到期待的优秀水平得满分；达到标准，且某些方面超过标准得2/3分；达到标准得1/3分；各方面均低于标准，包括“未做尝试”得0分。
四、数字化加工阶段任务、要求、评分要点和提交成果
任务4 CNC编程与加工（18分）
参赛选手根据赛场指定的机床、刀具、毛坯等加工条件，分析“任务3”设计的电动雕刻笔壳体的工艺，制定加工工艺过程，编制加工工序卡；利用自动编程软件，根据制定的工艺编制数控加工程序，使用提供的机床和编制的数控程序完成“任务3”设计的电动雕刻笔壳体加工。考核选手机械加工工艺、CNC编程与加工的能力。
（1）制定加工工艺
参赛选手利用预装好的编程软件，根据“任务3”设计的电动雕刻笔壳体及赛场提供的机床、刀具清单、毛坯，结合数控编程、金属切削、机械加工工艺等专业知识，按“任务3”输出的工程图纸要求进行电动雕刻笔壳体数控加工工艺制定、数控加工程序编制。毛坯尺寸、加工刀具清单、工具清单，见附件2。
制定加工工艺，填写完成附件3加工工艺卡（电子档）和附件4 加工工艺说明（电子档）。
注意：请从经济性、规范性、安全性和环保等方面阐述加工工艺制定思路。
提交：
1.附件3加工工艺卡，文件命名为“41gyk”。
2.附件4加工工艺说明，文件命名为“42gysm”。
提交位置：U盘根目录一份，电脑D盘根目录下备份一份，其它地方不准存放。
选择合适的软件对产品进行数控编程，生成加工程序。
提交:
1.加工工件的数控程序，壳体（正面）加工程序全部存放在名为“43bc－zm”的文件夹中。
2.加工工件的数控程序，壳体（反面）加工程序全部存放在名为“44bc－fm”文件夹中。
提交位置：U盘根目录一份，电脑D盘根目录下备份一份，其它地方不准存放。
分值指标分配说明：“任务4”提交的数控程序，不做为评分依据。
（2）CNC加工
参赛选手利用赛场提供的机床、毛坯，根据“任务4”编制的加工工艺、加工程序，运用数控机床操作技能，按安全、文明等生产要求，进行电动雕刻笔壳体加工。
注意：
（1）选手应充分利用比赛现场给定的条件，完成本项任务。
（2）选手仅对创新后电动雕刻笔壳体进行加工。否则不计分。
分值指标分配如下：
指标 完成度 表面粗糙度 尺寸精度 工艺文件
分值 8 4 3 3
评分标准：达到期待的优秀水平得满分；达到标准，且某些方面超过标准得2/3分；达到标准得1/3分；各方面均低于标准，包括“未做尝试”得0分。
任务5 3D打印（7分）
参赛选手根据“任务3”设计的电动雕刻笔随行夹具设计文件进行封装和打印参数设置，打印出样件。将打印好的样件进行去支撑、表面修整等后处理，以保证零件质量达到要求。考核选手增材制造工艺、3D打印设备打操作，3D打印样件后处理能力。
分值指标分配如下：
指标 完成度 表面粗糙度 尺寸精度
分值 4 2 1
评分标准：达到期待的优秀水平得满分；达到标准，且某些方面超过标准得2/3分；达到标准得1/3分；各方面均低于标准，包括“未做尝试”得0分。
任务6 装配验证（5分）
参赛选手将加工得到的样件，与其它实物机构装配为一个整体，验证创新设计的效果。考核选手现场安装与调试能力。
验证一：
参赛选手利用现场给定的工具，根据“任务4”加工得到电动雕刻笔壳体、给定的电动雕刻笔功能部件，结合机械装配工艺知识，进行电动雕刻笔装配，实现动雕刻笔使用功能。
验证二：
参赛选手利用现场给定的工具，根据“任务6”装配得到的动雕刻笔装配体、“任务5”3D打印得到的随行夹具实体，结合机械装配工艺知识，进行夹持效果验证，满足要求随行夹具夹持电动雕刻笔牢固，在移动工作中不得掉落，当随行夹具插入传送带槽口后，电动雕刻笔打印针安装孔轴线与水平线成60°夹角。
提交：完整装配件。
分值指标分配如下：
指标 验证一 验证二
分值 3 2
评分标准：达到期待的优秀水平得满分；达到标准，且某些方面超过标准得2/3分；达到标准得1/3分；各方面均低于标准，包括“未做尝试”得0分。
1104号卷
2022年全国职业院校技能大赛
高职组
工业设计技术赛项样题
（总时间： 13 小时）
任
务
书
二〇二二年三月
注意事项
1.参赛选手在比赛过程中应该遵守相关的规章制度和安全守则，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。
2.参赛选手的比赛任务书用参赛证号、组别、场次、工位号标识，不得写有姓名或与身份有关的信息，否则视为作弊，成绩无效。
3.比赛任务书当场启封、当场有效。比赛任务书按一队一份分发，竞赛结束后当场收回，不允许参赛选手带离赛场，也不允许参赛选手摘录有关内容，否则按违纪处理。
4.各参赛队注意合理分工，选手应相互配合，在规定的比赛时间内完成全部任务，比赛结束时，各选手必须停止操作计算机。
5.请在比赛过程中注意实时保存文件，由于参赛选手操作不当而造成计算机“死机”、“重新启动”、“关闭”等一切问题，责任自负。
6.在提交的电子文档上不得出现与选手有关的任何信息或特别记号，否则将视为作弊。
7.若出现恶意破坏赛场比赛用具或影响他人比赛的情况，取消全队竞赛资格。
8.请参赛选手仔细阅读任务书内容和要求，竞赛过程中如有异议，可向现场裁判人员反映，不得扰乱赛场秩序。
9.遵守赛场纪律，尊重考评人员，服从安排。
10.赛场发放两个U盘。所有比赛文件保存两个U盘的根目录中一份，计算机D盘根目录中一份，第一阶段比赛完毕提交一个U盘，装入信封封好，选手和裁判共同签字确认。另一个U盘放在工具箱中，选手在第二阶段时使用其中的加工程序进行加工及装配验证。
11.加工后的零件按照要求装配后装入工具箱封好，选手和裁判共同签字确认。
一、任务名称与时间
1.任务名称：某型电动雕刻笔创新设计与制造。
2.竞赛时间：13小时。
二、已知条件
电动雕刻笔利用交流电频率周期特性，产生受迫振动，使打印针高频震动，从而在工件上刻划出一定深度的标记，广泛适用于金属、玉器、玻璃、塑料、大理石、瓷器等材料表面上进行雕刻、打标或签名。
某型电动雕刻笔如图1所示，自投放市场以来，根据客户要求增加壳体强度，拟对电动雕刻笔壳体进行再设计，同时考虑便携性为电动雕刻笔设计一款便携套。
调速扭 2-壳体（正面） 3-壳体（反面） 4-打印针 5-连接杆
6-振动源 7-螺钉 8-开关 9-开关套
图1 电动雕刻笔示意图
电动雕刻笔基本情况：
电动雕刻笔由壳体、振动源和打印针等9个组件构成。外形尺寸长度约180mm，外形为多个规则和不规则平面或曲面构成，重量约0.30kg。
三、数字化设计阶段任务、要求、评分要点和提交成果
任务1 实物三维数据采集（10分）
参赛选手对赛场提供的三维扫描装置进行标定。
利用标定成功的扫描仪和附件对任务书指定的实物进行扫描，获取点云数据，并对获得的点云进行相应取舍，剔除噪点和冗余点后保存点云文件。考核选手复杂表面点云准确获取能力。
（1）标定
参赛选手利用赛场提供的三维扫描装置和标定板，根据三维扫描仪使用要求，进行三维扫描仪标定。要求自行认定至三维扫描仪“标定成功”状态。并将该状态截屏保存，格式采用图片jpg或bmp文件。
注意：文件名不得出现工位号。
提交：标定成功截图，格式为jpg或bmp文件，文件名为“11bd”。提交位置：现场给定2个U盘，将“11bd”保存在U盘中根目录中一份，电脑D盘根目下备份一份，其它地方不准存放。
（2）数据采集
参赛选手使用自行认定“标定成功”的三维扫描仪和附件，完成给定的电动雕刻笔壳体外表面扫描，并对获得的点云进行取舍，剔除噪点和冗余点。
注意：不得拆卸封装好的壳体，封装螺钉已加封石蜡，若发现石蜡被破坏竞赛成绩记零分。
提交：经过取舍后点云电子文档，格式为asc文件，文件名命名为“12dy”，及封装后的电子文档stl文件，文件命名为“13sm”。提交位置：U盘根目录一份，电脑D盘根目录下备份一份，其它地方不准存放。
分值指标分配如下：
指标 扫描仪采集系统 调整 主体完整性、 处理效果 局部特征完整性、处理效果 细节特征完整性、处理效果
分值 1 3 3 3
评分标准：将选手提交的扫描数据与标准数字模型进行比对，组成面的点基本齐全（以点足以建立曲面为标准），并且平均误差小于0.06为得分。平均误差大于0.10为不得分，中间状态酌情给分。
注意：（1）标志点处不作评分，未扫描到的位置不可以进行补缺。
（2）利用逆向模型反推的点云数据不给分。
任务2 逆向建模（20分）
参赛选手利用“任务1”采集的点云数据，使用逆向建模软件，对给定的电动雕刻笔壳体外表面进行三维数字化建模。对逆向建模的模型进行数字模型精度对比（3D比较、2D比较、创建2D尺寸），形成分析报告。考核选手数模合理还原能力。
注意：
（1）合理还原产品数字模型，要求特征拆分合理，转角衔接圆润。优先完成主要特征，在完成主要特征的基础上再完成细节特征。整体拟合不得分。
（2）实物的表面特征不得改变，数字模型比例(1:1)不得改变。
（3）实物的孔表面可做光滑处理。
提交：
（1）对齐坐标后用于建模的“stl”文件，命名为“21jm”。
（2）电动雕刻笔壳体数字模型的建模源文件和“stp”文件，命名为“22jm”。
提交位置：保存在U盘根目录一份，电脑D盘根目录下备份一份，其它地方不准存放。
数字模型精度对比：利用逆向建模软件功能，做出数字模型精度对比报告。选手逆向建模完成后，使用逆向建模软件分别进行模型的3D比较（建模STL与逆向结果）、2D比较（指定位置）及创建2D尺寸（指定位置并标注主要尺寸），创建“pdf”格式分析报告。
注意：仅对比外表面，对比报告配分将与创新设计说明结合给出。详见任务三分值指标分配。
提交：对比文件采用“pdf”格式文件，文件命名为“23db”。提交位置：保存在U盘根目录中一份，电脑D盘根目录下备份一份，其它地方不准存放。
指标 数据定位合理性 模型特征的完成度 特征拆分合理性 特征完成精确度 关键特征精度 数字模型对比（报告）
分值 2 5 3 5 2 3
分值指标分配如下：
评分标准：将选手创建的模型与扫描数据进行比对，平均误差小于0.08。面建模质量好、合理拆分特征、拟合度高的得分。平均误差大于0.20不得分，中间状态酌情给分。
任务3 创新设计（35分）
参赛选手利用预装好的建模软件，根据“任务2”完成的数字模型和给定的电动雕刻笔功能部件，结合产品结构、机械制图、数控加工等专业知识，按数控加工工艺、强度、装配等技术要求，进行电动雕刻笔壳体设计，输出装配工程图和零件工程图。
（1）电动雕刻笔壳体设计
参赛选手利用预装好的建模软件，根据“任务2”完成的数字模型和给定的电动雕刻笔功能部件，结合产品结构、机械制图、数控加工等专业知识，按数控加工工艺、强度、装配等技术要求，进行电动雕刻笔壳体设计，输出装配工程图和零件工程图。
（2）便携套设计
参赛选手利用预装好的建模软件，根据上一步电动雕刻笔壳体设计结果和给定的电动雕刻笔功能部件，结合产品结构、人体工程学、3D打印等专业知识，按照3D打印工艺、强度、装配等技术要求，进行电动雕刻笔腰间便携套设计，皮带宽度35mm，满足携带方便，配合紧密，走动、跑动时不得晃动，取用方便。
注意：
（1）选手提交便携套创新设计报告书，采用文字和图片结合形式，描述创新设计思路；要求逻辑性强，排版整齐美观。
（2）便携套创新设计报告书，应采用规范技术术语，言简意赅。符合创新设计说明（附件1）要求。
（3）创新设计要充分利用竞赛赛场给定的条件和工具。
提交：
（1）电动雕刻笔虚拟装配源文件和“stp”格式文件，文件命名为“31zp”。
（2）电动雕刻笔装配工程图源文件和“dwg”格式文件，文件命名为“32zp。
（3）电动雕刻笔壳体（正面）零件工程图源文件和“dwg”格式文件，文件命名为“33lj”。
（4）创新设计报告书文件为“doc”格式文件,命名为“34cx”,文件不准做任何文字、记号、图案特殊标记，否则按违规处理。
提交位置：保存在U盘根目录一份，电脑D盘根目录下备份一份，其它地方不准存放。
分值指标分配如下：
指标 外观设计 结构设计 功能设计 图纸表达 创新说明
分值 6 8 6 9 6
评分标准：达到期待的优秀水平得满分；达到标准，且某些方面超过标准得2/3分；达到标准得1/3分；各方面均低于标准，包括“未做尝试”得0分。
四、CNC加工阶段任务、要求、评分要点和提交成果
任务4 创新产品数控编程与加工（18分）
参赛选手根据赛场指定的机床、刀具、毛坯等加工条件，分析“任务3”设计的电动雕刻笔壳体的工艺，制定加工工艺过程，编制加工工序卡；利用自动编程软件，根据制定的工艺编制数控加工程序，使用提供的机床和编制的数控程序完成“任务3”设计的电动雕刻笔壳体加工。考核选手机械加工工艺、CNC编程与加工的能力。
（1）制定加工工艺
参赛选手利用预装好的编程软件，根据“任务3”设计的电动雕刻笔壳体及赛场提供的机床、刀具清单、毛坯，结合数控编程、金属切削、机械加工工艺等专业知识，按“任务3”输出的工程图纸要求进行电动雕刻笔壳体数控加工工艺制定、数控加工程序编制。毛坯尺寸、加工刀具清单、工具清单，见附件2。
制定加工工艺，填写完成附件3加工工艺卡（电子档）和附件4 加工工艺说明（电子档）。
注意：请从经济性、规范性、安全性和环保等方面阐述加工工艺制定思路。
提交：
（1）附件3加工工艺卡，文件命名为“41gyk”。
（2）附件4加工工艺说明，文件命名为“42gysm”。
提交位置：U盘根目录一份，电脑D盘根目录下备份一份，其它地方不准存放。
选择合适的软件对产品进行数控编程，生成加工程序。
提交:
（1）加工工件的数控程序，壳体（正面）加工程序全部存放在名为“43bc－zm”的文件夹中。
（2）加工工件的数控程序，壳体（反面）加工程序全部存放在名为“44bc－fm”文件夹中。
提交位置：U盘根目录一份，电脑D盘根目录下备份一份，其它地方不准存放。
分值指标分配说明：“任务4”提交的数控程序，不做为评分依据。
（2）CNC加工
参赛选手利用赛场提供的机床、毛坯，根据“任务4”编制的加工工艺、加工程序，运用数控机床操作技能，按安全、文明等生产要求，进行电动雕刻笔壳体加工。
注意：
（1）选手应充分利用比赛现场给定的条件，完成本项任务。
（2）选手仅对创新后电动雕刻笔壳体进行加工。否则不计分。
分值指标分配如下：
指标 完成度 表面粗糙度 尺寸精度 工艺文件
分值 8 4 3 3
评分标准：达到期待的优秀水平得满分；达到标准，且某些方面超过标准得2/3分；达到标准得1/3分；各方面均低于标准，包括“未做尝试”得0分。
五、3D打印与装配阶段任务、要求、评分要点和提交成果
任务5 创新产品3D打印（7分）
参赛选手根据“任务3”设计的电动雕刻笔便携套设计文件进行封装和打印参数设置，打印出样件。将打印好的样件进行去支撑、表面修整等后处理，以保证零件质量达到要求。考核选手增材制造工艺、3D打印设备打操作，3D打印样件后处理能力。分值指标分配如下：
指标 完成度 表面粗糙度 尺寸精度
分值 4 2 1
评分标准：达到期待的优秀水平得满分；达到标准，且某些方面超过标准得2/3分；达到标准得1/3分；各方面均低于标准，包括“未做尝试”得0分。
任务6 产品装配验证（5分）
参赛选手将加工得到的样件，与其它实物机构装配为一个整体，验证创新设计的效果。考核选手现场安装与调试能力。
验证一：
参赛选手利用现场给定的工具，根据“任务4”加工得到电动雕刻笔壳体、给定的电动雕刻笔功能部件，结合机械装配工艺知识，进行电动雕刻笔装配，实现动雕刻笔使用功能。
验证二：
参赛选手利用现场给定的工具，根据“任务6”装配得到的动雕刻笔装配体、“任务5”3D打印得到的便携套实体，结合机械装配工艺知识，进行便携效果验证，满足携带方便，配合紧密，走动、跑动时不得晃动，方便取用。
提交：完整装配件。
分值指标分配如下：
指标 验证一 验证二
分值 3 2
评分标准：达到期待的优秀水平得满分；达到标准，且某些方面超过标准得2/3分；达到标准得1/3分；各方面均低于标准，包括“未做尝试”得0分。
307号卷
2022年全国职业院校技能大赛
高职组
工业设计技术赛项样题
（总时间： 13 小时）
任
务
书
二〇二二年三月
注意事项
1.参赛选手在比赛过程中应该遵守相关的规章制度和安全守则，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。
2.参赛选手的比赛任务书用参赛证号、组别、场次、工位号标识，不得写有姓名或与身份有关的信息，否则视为作弊，成绩无效。
3.比赛任务书当场启封、当场有效。比赛任务书按一队一份分发，竞赛结束后当场收回，不允许参赛选手带离赛场，也不允许参赛选手摘录有关内容，否则按违纪处理。
4.各参赛队注意合理分工，选手应相互配合，在规定的比赛时间内完成全部任务，比赛结束时，各选手必须停止操作计算机。
5.请在比赛过程中注意实时保存文件，由于参赛选手操作不当而造成计算机“死机”、“重新启动”、“关闭”等一切问题，责任自负。
6.在提交的电子文档上不得出现与选手有关的任何信息或特别记号，否则将视为作弊。
7.若出现恶意破坏赛场比赛用具或影响他人比赛的情况，取消全队竞赛资格。
8.请参赛选手仔细阅读任务书内容和要求，竞赛过程中如有异议，可向现场裁判人员反映，不得扰乱赛场秩序。
9.遵守赛场纪律，尊重考评人员，服从安排。
10.赛场发放两个U盘。所有比赛文件保存两个U盘的根目录中一份，计算机D盘根目录中一份，第一阶段比赛完毕提交一个U盘，装入信封封好，选手和裁判共同签字确认。另一个U盘放在工具箱中，选手在第二阶段时使用其中的加工程序进行加工及装配验证。
11.加工后的零件按照要求装配后装入工具箱封好，选手和裁判共同签字确认。
一、任务名称与时间
1.任务名称：某型遥控越野玩具车创新设计与制造。
2.竞赛时间：13小时。
二、已知条件
某型遥控越野玩具车为四轮独立电机驱动，遥控控制。主要由车身、控制盒、减震器、连杆、电机、车轮、车桥、遥控器等机构组成，实现自动遥控，有利于儿童的智力开发，增长知识，开阔视野。
1-车身 2-控制盒（内含控制电路、电池、开关）
3-杆 4-减震器 5-车轮 6-电机 7-车桥 8-遥控器
图1 遥控越野玩具车示意图
遥控越野玩具车基本情况：
遥控越野玩具车由车身、车桥、车轮等8个组件构成。外形尺寸长度约270×180×160mm，外形为多个规则和不规则平面或曲面构成。
三、数字化设计阶段任务、要求、评分要点和提交成果
任务1 实物三维数据采集（10分）
参赛选手对赛场提供的三维扫描装置进行标定。
利用标定成功的扫描仪和附件对任务书指定的实物进行扫描，获取点云数据，并对获得的点云进行相应取舍，剔除噪点和冗余点后保存点云文件。考核选手复杂表面点云准确获取能力。
（1）标定
参赛选手利用赛场提供的三维扫描装置和标定板，根据三维扫描仪使用要求，进行三维扫描仪标定。要求自行认定至三维扫描仪“标定成功”状态。并将该状态截屏保存，格式采用图片jpg或bmp文件。
注意：文件名不得出现工位号。
提交：标定成功截图，格式为jpg或bmp文件，文件名为“11bd”。提交位置：现场给定2个U盘，将“11bd”保存在U盘中根目录中一份，电脑D盘根目下备份一份，其它地方不准存放。
（2）数据采集
参赛选手使用自行认定“标定成功”的三维扫描仪和附件，完成给定遥控越野玩具车车身外表面扫描，并对获得的点云进行取舍，剔除噪点和冗余点。
注意：不得拆卸封装好的壳体，封装螺钉已加封石蜡，若发现石蜡被破坏竞赛成绩记零分。
提交：经过取舍后点云电子文档，格式为asc文件，文件名命名为“12dy”，及封装后的电子文档stl文件，文件命名为“13sm”。提交位置：U盘根目录一份，电脑D盘根目录下备份一份，其它地方不准存放。
分值指标分配如下：
指标 扫描仪采集系统 调整 主体完整性、 处理效果 局部特征完整性、处理效果 细节特征完整性、处理效果
分值 1 3 3 3
评分标准：将选手提交的扫描数据与标准数字模型进行比对，组成面的点基本齐全（以点足以建立曲面为标准），并且平均误差小于0.06为得分。平均误差大于0.10为不得分，中间状态酌情给分。
注意：（1）标志点处不作评分，未扫描到的位置不可以进行补缺。
（2）利用逆向模型反推的点云数据不给分。
任务2 逆向建模（20分）
参赛选手利用“任务1”采集的点云数据，使用逆向建模软件，对给定的遥控越野玩具车车身外表面进行三维数字化建模。对逆向建模的模型进行数字模型精度对比（3D比较、2D比较、创建2D尺寸），形成分析报告。考核选手数模合理还原能力。
注意：
（1）合理还原产品数字模型，要求特征拆分合理，转角衔接圆润。优先完成主要特征，在完成主要特征的基础上再完成细节特征。整体拟合不得分。
（2）实物的表面特征不得改变，数字模型比例(1:1)不得改变。
（3）实物的孔表面可做光滑处理。
提交：
（1）对齐坐标后用于建模的“stl”文件，命名为“21jm”。
（2）遥控越野玩具车车身数字模型的建模源文件和“stp”文件，命名为“22jm”。
提交位置：保存在U盘根目录一份，电脑D盘根目录下备份一份，其它地方不准存放。
数字模型精度对比：利用逆向建模软件功能，做出数字模型精度对比报告。选手逆向建模完成后，使用逆向建模软件分别进行模型的3D比较（建模STL与逆向结果）、2D比较（指定位置）及创建2D尺寸（指定位置并标注主要尺寸），创建“pdf”格式分析报告。
注意：仅对比外表面，对比报告配分将与创新设计说明结合给出。详见任务三分值指标分配。
提交：对比文件采用“pdf”格式文件，文件命名为“23db”。提交位置：保存在U盘根目录中一份，电脑D盘根目录下备份一份，其它地方不准存放。
指标 数据定位合理性 模型特征的完成度 特征拆分合理性 特征完成精确度 关键特征精度 数字模型对比（报告）
分值 2 5 3 5 2 3
分值指标分配如下：
评分标准：将选手创建的模型与扫描数据进行比对，平均误差小于0.08。面建模质量好、合理拆分特征、拟合度高的得分。平均误差大于0.20不得分，中间状态酌情给分。
任务3 创新设计（35分）
参赛选手利用预装好的建模软件，根据“任务2”完成的数字模型和给定的遥控越野玩具车功能部件，结合设计任务要求编写设计方案说明书，采用文字结合图片的方式从设计方案的人性化、美观性、合理性、可行性、工艺性、经济性等方面描述创新设计的思路及设计结果。考核选手外观美化、结构优化、功能创新的设计能力。
（1）遥控越野玩具车车身设计
参赛选手利用预装好的建模软件，根据“任务2”完成的数字模型和给定的遥控越野玩具车功能部件，结合产品结构、机械制图、数控加工等专业知识，结合产品结构、人体工程学、3D打印等专业知识，按照3D打印工艺、强度、装配等技术要求，进行遥控越野玩具车设计，设计控制盒安装位置，并设计车身与减震器、连杆的连接。
（2）遥控越野玩具车悬挂系统设计
参赛选手利用预装好的建模软件，根据上一步遥控越野玩具车车身设计结果和给定的遥控越野玩具车功能部件，结合产品结构、机械制图、数控加工等专业知识，按数控加工工艺、强度、装配等技术要求，进行遥控越野玩具车悬挂系统设计。设计前后车桥、4-8根连杆，实现车轮与电机、车桥与减震器、车桥与连杆的连接。
注意：
（1）选手提交悬挂系统创新设计报告书，采用文字和图片结合形式，描述创新设计思路；要求逻辑性强，排版整齐美观。
（2）悬挂系统创新设计报告书，应采用规范技术术语，言简意赅。符合创新设计说明（附件1）要求。
（3）创新设计要充分利用竞赛赛场给定的条件和工具。
提交：
（1）悬挂系统虚拟装配源文件和“stp”格式文件，文件命名为“31zp”。
（2）悬挂系统装配工程图源文件和“dwg”格式文件，文件命名为“32zp。
（3）前、后车桥零件工程图源文件和“dwg”格式文件，文件命名为“33lj-1、33lj-2”。
（4）创新设计报告书文件为“doc”格式文件,命名为“34cx”,文件不准做任何文字、记号、图案特殊标记，否则按违规处理。
提交位置：保存在U盘根目录一份，电脑D盘根目录下备份一份，其它地方不准存放。
分值指标分配如下：
指标 外观设计 结构设计 功能设计 图纸表达 创新说明
分值 6 8 6 9 6
评分标准：达到期待的优秀水平得满分；达到标准，且某些方面超过标准得2/3分；达到标准得1/3分；各方面均低于标准，包括“未做尝试”得0分。
四、数字化加工阶段任务、要求、评分要点和提交成果
任务4 创新产品数控编程与加工（18分）
参赛选手根据赛场指定的机床、刀具、毛坯等加工条件，分析“任务3”设计的连杆及车桥的工艺，制定加工工艺过程，编制加工工序卡；利用自动编程软件，根据制定的工艺编制数控加工程序，使用提供的机床和编制的数控程序完成“任务3”设计的连杆及车桥加工。考核选手机械加工工艺、CNC编程与加工的能力。
（1）制定加工工艺
参赛选手利用预装好的编程软件，根据“任务3”设计的连杆、车桥及赛场提供的机床、刀具清单、毛坯，结合数控编程、金属切削、机械加工工艺等专业知识，按“任务3”输出的工程图纸要求进行连杆及车桥的数控加工工艺制定、数控加工程序编制。毛坯尺寸、加工刀具清单、工具清单，见附件2。
制定加工工艺，填写完成附件3加工工艺卡（电子档）和附件4 加工工艺说明（电子档）。
注意：请从经济性、规范性、安全性和环保等方面阐述加工工艺制定思路。
提交：
（1）附件3加工工艺卡，文件命名为“41gyk”。
（2）附件4加工工艺说明，文件命名为“42gysm”。
提交位置：U盘根目录一份，电脑D盘根目录下备份一份，其它地方不准存放。
选择合适的软件对产品进行数控编程，生成加工程序。
提交:
（1）加工工件的数控程序，前桥加工程序全部存放在名为“43bc－qq”的文件夹中。
（2）加工工件的数控程序，后桥加工程序全部存放在名为“44bc－hq”文件夹中。
提交位置：U盘根目录一份，电脑D盘根目录下备份一份，其它地方不准存放。
分值指标分配说明：“任务4”提交的数控程序，不作为评分依据。
（2）CNC加工
参赛选手利用赛场提供的机床、毛坯，根据“任务4”编制的加工工艺、加工程序，运用数控机床操作技能，按安全、文明等生产要求，进行连杆、车桥加工。
注意：
（1）选手应充分利用比赛现场给定的条件，完成本项任务。
（2）选手仅对创新后的连杆、车桥进行加工。否则不计分。
分值指标分配如下：
指标 完成度 表面粗糙度 尺寸精度 工艺文件
分值 8 4 3 3
评分标准：达到期待的优秀水平得满分；达到标准，且某些方面超过标准得2/3分；达到标准得1/3分；各方面均低于标准，包括“未做尝试”得0分。
任务5 创新产品3D打印（7分）
参赛选手根据“任务3”设计的遥控越野玩具车车身设计文件进行封装和打印参数设置，打印出样件。将打印好的样件进行去支撑、表面修整等后处理，以保证零件质量达到要求。考核选手增材制造工艺、3D打印设备打操作，3D打印样件后处理能力。分值指标分配如下：
指标 完成度 表面粗糙度 尺寸精度
分值 4 2 1
评分标准：达到期待的优秀水平得满分；达到标准，且某些方面超过标准得2/3分；达到标准得1/3分；各方面均低于标准，包括“未做尝试”得0分。
任务6 产品装配验证（5分）
参赛选手将加工得到的样件，与其它实物机构装配为一个整体，验证创新设计的效果。考核选手现场安装与调试能力。
验证一：
参赛选手利用现场给定的工具，根据“任务5”加工得到遥控越野玩具车车身、给定的遥控越野玩具车功能部件，结合机械装配工艺知识，进行遥控越野玩具车车身装配，实现遥控越野玩具车车身使用功能。
验证二：
参赛选手利用现场给定的工具，根据“任务6”装配得到的遥控越野玩具车车身、“任务4”数控加工得到的悬挂系统实体，结合机械装配工艺知识，进行悬挂系统效果验证，满足悬挂稳定，运动灵活的需求，进行自动遥控行驶并测速，验证其行驶速度效果。
提交：完整装配件。
分值指标分配如下：
指标 验证一 验证二
分值 2 3
评分标准：达到期待的优秀水平得满分；达到标准，且某些方面超过标准得2/3分；达到标准得1/3分；各方面均低于标准，包括“未做尝试”得0分。
301号卷
2022年全国职业院校技能大赛
高职组
工业设计技术赛项样题
（总时间： 13 小时）
任
务
书
二〇二二年三月
注意事项
1.参赛选手在比赛过程中应该遵守相关的规章制度和安全守则，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。
2.参赛选手的比赛任务书用参赛证号、组别、场次、工位号标识，不得写有姓名或与身份有关的信息，否则视为作弊，成绩无效。
3.比赛任务书当场启封、当场有效。比赛任务书按一队一份分发，竞赛结束后当场收回，不允许参赛选手带离赛场，也不允许参赛选手摘录有关内容，否则按违纪处理。
4.各参赛队注意合理分工，选手应相互配合，在规定的比赛时间内完成全部任务，比赛结束时，各选手必须停止操作计算机。
5.请在比赛过程中注意实时保存文件，由于参赛选手操作不当而造成计算机“死机”、“重新启动”、“关闭”等一切问题，责任自负。
6.在提交的电子文档上不得出现与选手有关的任何信息或特别记号，否则将视为作弊。
7.若出现恶意破坏赛场比赛用具或影响他人比赛的情况，取消全队竞赛资格。
8.请参赛选手仔细阅读任务书内容和要求，竞赛过程中如有异议，可向现场裁判人员反映，不得扰乱赛场秩序。
9.遵守赛场纪律，尊重考评人员，服从安排。
10.赛场发放两个U盘。所有比赛文件保存两个U盘的根目录中一份，计算机D盘根目录中一份，第一阶段比赛完毕提交一个U盘，装入信封封好，选手和裁判共同签字确认。另一个U盘放在工具箱中，选手在第二阶段时使用其中的加工程序进行加工及装配验证。
11.加工后的零件按照要求装配后装入工具箱封好，选手和裁判共同签字确认。
一、任务名称与时间
1.任务名称：某型电动雕刻笔创新设计与制造。
2.竞赛时间：13小时。
二、已知条件
电动雕刻笔利用交流电频率周期特性，产生受迫振动，使打印针高频震动，从而在工件上刻划出一定深度的标记，广泛适用于金属、玉器、玻璃、塑料、大理石、瓷器等材料表面上进行雕刻、打标或签名。
某型电动雕刻笔如图1所示，自投放市场以来，根据客户对电动雕刻笔便携性和增加壳体强度的要求，拟对电动雕刻笔进行再设计。
1-壳体（正面） 2-调速扭 3-壳体（反面）
4-打印针 5-连接杆 6-振动源 7-开关 8-开关套 9-螺钉
图1 电动雕刻笔示意图
电动雕刻笔基本情况：
电动雕刻笔由壳体、振动源和打印针等9个组件构成。外形尺寸长度约180mm，外形为多个规则和不规则平面或曲面构成，重量约0.30kg。
三、数字化设计阶段任务、要求、评分要点和提交成果
任务1 实物三维数据采集（10分）
参赛选手对赛场提供的三维扫描装置进行标定。
利用标定成功的扫描仪和附件对任务书指定的实物进行扫描，获取点云数据，并对获得的点云进行相应取舍，剔除噪点和冗余点后保存点云文件。考核选手复杂表面点云准确获取能力。
（1）标定
参赛选手利用赛场提供的三维扫描装置和标定板，根据三维扫描仪使用要求，进行三维扫描仪标定。要求自行认定至三维扫描仪“标定成功”状态。并将该状态截屏保存，格式采用图片jpg或bmp文件。
注意：文件名不得出现工位号。
提交：标定成功截图，格式为jpg或bmp文件，文件名为“11bd”。提交位置：现场给定2个U盘，将“11bd”保存在U盘中根目录中一份，电脑D盘根目下备份一份，其它地方不准存放。
（2）数据采集
参赛选手使用自行认定“标定成功”的三维扫描仪和附件，完成给定的电动雕刻笔壳体外表面扫描，并对获得的点云进行取舍，剔除噪点和冗余点。
注意：不得拆卸封装好的壳体，封装螺钉已加封石蜡，若发现石蜡被破坏竞赛成绩记零分。
提交：经过去舍后点云电子文档，格式为asc文件，文件名命名为“12dy”，及封装后的电子文档stl文件，文件命名为“13sm”。提交位置：U盘根目录一份，电脑D盘根目录下备份一份，其它地方不准存放。
分值指标分配如下：
指标 扫描仪采集系统 调整 主体完整性、 处理效果 局部特征完整性、处理效果 细节特征完整性、处理效果
分值 1 3 3 3
评分标准：将选手提交的扫描数据与标准数字模型进行比对，组成面的点基本齐全（以点足以建立曲面为标准），并且平均误差小于0.06为得分。平均误差大于0.10为不得分，中间状态酌情给分。
注意：（1）标志点处不作评分，未扫描到的位置不得进行补缺。
（2）利用逆向模型反推的点云数据不给分。
任务2 逆向建模（20分）
参赛选手利用“任务1”采集的点云数据，使用逆向建模软件，对给定的电动雕刻笔壳体外表面进行三维数字化建模。对逆向建模的模型进行数字模型精度对比（3D比较、2D比较、创建2D尺寸），形成分析报告。考核选手数模合理还原能力。
注意：
（1）合理还原产品数字模型，要求特征拆分合理，转角衔接圆润。优先完成主要特征，在完成主要特征的基础上再完成细节特征。整体拟合不得分。
（2）实物的表面特征不得改变，数字模型比例(1:1)不得改变。
（3）实物的孔表面可做光滑处理。
提交：
（1）对齐坐标后用于建模的“stl”文件，命名为“21jm”。
（2）电动雕刻笔壳体数字模型的建模源文件和“stp”文件，命名为“22jm”。
提交位置：保存在U盘根目录一份，电脑D盘根目录下备份一份，其它地方不准存放。
数字模型精度对比：利用逆向建模软件功能，做出数字模型精度对比报告。选手逆向建模完成后，使用逆向建模软件分别进行模型的3D比较（建模STL与逆向结果）、2D比较（指定位置）及创建2D尺寸（指定位置并标注主要尺寸），创建“pdf”格式分析报告。
注意：仅对比外表面，对比报告配分将与创新设计说明结合给出。详见任务三分值指标分配。
提交：对比文件采用“pdf”格式文件，文件命名为“23db”。提交位置：保存在U盘根目录中一份，电脑D盘根目录下备份一份，其它地方不准存放。
指标 数据定位合理性 模型特征的完成度 特征拆分合理性 特征完成精确度 关键特征精度 数字模型对比（报告）
分值 2 5 3 5 2 3
分值指标分配如下：
评分标准：将选手创建的模型与扫描数据进行比对，平均误差小于0.08。面建模质量好、合理拆分特征、拟合度高的得分。平均误差大于0.20不得分，中间状态酌情给分。
任务3 创新设计（35分）
参赛选手利用给定的实物和“任务2”所建数字化模型，结合相关知识，按任务书要求进行结构和功能创新设计，生成装配图及零件图。参赛选手结合设计任务要求编写设计方案说明书，采用文字结合图片的方式从设计方案的人性化、美观性、合理性、可行性、工艺性、经济性等方面描述创新设计的思路及设计结果。考核选手外观美化、结构优化、功能创新的设计能力。
（1）电动雕刻笔壳体设计
参赛选手利用预装好的建模软件，根据“任务2”完成的数字模型和给定的电动雕刻笔功能部件，结合产品结构、机械制图、数控加工等专业知识，按数控加工工艺、强度、装配等技术要求，进行电动雕刻笔壳体设计，输出装配工程图和零件工程图。
（2）便携套设计
参赛选手利用预装好的建模软件，根据上一步电动雕刻笔壳体设计结果和给定的电动雕刻笔功能部件，结合产品结构、人体工程学、3D打印等专业知识，按照3D打印工艺、强度、装配等技术要求，进行电动雕刻笔腰间便携套设计，皮带宽度35mm，满足携带方便，配合紧密，走动、跑动时不得晃动，取用方便。
注意：
（1）选手提交便携套创新设计报告书，采用文字和图片结合形式，描述创新设计思路；要求逻辑性强，排版整齐美观。
（2）便携套创新设计报告书，应采用规范技术术语，言简意赅。符合创新设计说明（附件1）要求。
（3）创新设计要充分利用竞赛赛场给定的条件和工具。
提交：
（1）电动雕刻笔虚拟装配源文件和“stp”格式文件，文件命名为“31zp”。
（2）电动雕刻笔装配工程图源文件和“dwg”格式文件，文件命名为“32zp。
（3）电动雕刻笔壳体（正面）零件工程图源文件和“dwg”格式文件，文件命名为“33lj”。
（4）创新设计报告书文件为“doc”格式文件,命名为“34cx”,文件不准做任何文字、记号、图案特殊标记，否则按违规处理。
提交位置：保存在U盘根目录一份，电脑D盘根目录下备份一份，其它地方不准存放。
分值指标分配如下：
指标 外观设计 结构设计 功能设计 图纸表达 创新说明
分值 6 8 6 9 6
评分标准：达到期待的优秀水平得满分；达到标准，且某些方面超过标准得2/3分；达到标准得1/3分；各方面均低于标准，包括“未做尝试”得0分。
四、数字化加工阶段任务、要求、评分要点和提交成果
任务4 创新产品数控编程与加工（18分）
参赛选手根据赛场指定的机床、刀具、毛坯等加工条件，分析“任务3”设计的电动雕刻笔壳体的工艺，制定加工工艺过程，编制加工工序卡；利用自动编程软件，根据制定的工艺编制数控加工程序，使用提供的机床和编制的数控程序完成“任务3”设计的电动雕刻笔壳体加工。考核选手机械加工工艺、CNC编程与加工的能力。
（1）制定加工工艺
参赛选手利用预装好的编程软件，根据“任务3”设计的电动雕刻笔壳体及赛场提供的机床、刀具清单、毛坯，结合数控编程、金属切削、机械加工工艺等专业知识，按“任务3”输出的工程图纸要求进行电动雕刻笔壳体数控加工工艺制定、数控加工程序编制。毛坯尺寸、加工刀具清单、工具清单，见附件2。
制定加工工艺，填写完成附件3加工工艺卡（电子档）和附件4 加工工艺说明（电子档）。
注意：请从经济性、规范性、安全性和环保等方面阐述加工工艺制定思路。
提交：
（1）附件3加工工艺卡，文件命名为“41gyk”。
（2）附件4加工工艺说明，文件命名为“42gysm”。
提交位置：U盘根目录一份，电脑D盘根目录下备份一份，其它地方不准存放。
选择合适的软件对产品进行数控编程，生成加工程序。
提交:
（1）加工工件的数控程序，壳体（正面）加工程序全部存放在名为“43bc－zm”的文件夹中。
（2）加工工件的数控程序，壳体（反面）加工程序全部存放在名为“44bc－fm”文件夹中。
提交位置：U盘根目录一份，电脑D盘根目录下备份一份，其它地方不准存放。
分值指标分配说明：“任务4”提交的数控程序，不做为评分依据。
（2）CNC加工
参赛选手利用赛场提供的机床、毛坯，根据“任务4”编制的加工工艺、加工程序，运用数控机床操作技能，按安全、文明等生产要求，进行电动雕刻笔壳体加工。
注意：
（1）选手应充分利用比赛现场给定的条件，完成本项任务。
（2）选手仅对创新后电动雕刻笔壳体进行加工。否则不计分。
分值指标分配如下：
指标 完成度 表面粗糙度 尺寸精度 工艺文件
分值 8 4 3 3
评分标准：达到期待的优秀水平得满分；达到标准，且某些方面超过标准得2/3分；达到标准得1/3分；各方面均低于标准，包括“未做尝试”得0分。
任务5 创新产品3D打印（7分）
参赛选手根据“任务3”设计的电动雕刻笔便携套设计文件进行封装和打印参数设置，打印出样件。将打印好的样件进行去支撑、表面修整等后处理，以保证零件质量达到要求。考核选手增材制造工艺、3D打印设备打操作，3D打印样件后处理能力。
分值指标分配如下：
指标 完成度 表面粗糙度 尺寸精度
分值 4 2 1
评分标准：达到期待的优秀水平得满分；达到标准，且某些方面超过标准得2/3分；达到标准得1/3分；各方面均低于标准，包括“未做尝试”得0分。
任务6 产品装配验证（5分）
参赛选手将加工得到的样件，与其它实物机构装配为一个整体，验证创新设计的效果。考核选手现场安装与调试能力。
验证一：
参赛选手利用现场给定的工具，根据“任务4”加工得到电动雕刻笔壳体、给定的电动雕刻笔功能部件，结合机械装配工艺知识，进行电动雕刻笔装配，实现动雕刻笔使用功能。
验证二：
参赛选手利用现场给定的工具，根据“任务6”装配得到的动雕刻笔装配体、“任务5”3D打印得到的便携套实体，结合机械装配工艺知识，进行便携效果验证，满足携带方便，配合紧密，走动、跑动时不得晃动，方便取用。
提交：完整装配件。
分值指标分配如下：
指标 验证一 验证二
分值 3 2
评分标准：达到期待的优秀水平得满分；达到标准，且某些方面超过标准得2/3分；达到标准得1/3分；各方面均低于标准，包括“未做尝试”得0分。
110号卷
2022年全国职业院校技能大赛
高职组
工业设计技术赛项样题
（总时间： 13 小时）
任
务
书
二〇二二年三月
注意事项
1.参赛选手在比赛过程中应该遵守相关的规章制度和安全守则，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。
2.参赛选手的比赛任务书用参赛证号、组别、场次、工位号标识，不得写有姓名或与身份有关的信息，否则视为作弊，成绩无效。
3.比赛任务书当场启封、当场有效。比赛任务书按一队一份分发，竞赛结束后当场收回，不允许参赛选手带离赛场，也不允许参赛选手摘录有关内容，否则按违纪处理。
4.各参赛队注意合理分工，选手应相互配合，在规定的比赛时间内完成全部任务，比赛结束时，各选手必须停止操作计算机。
5.请在比赛过程中注意实时保存文件，由于参赛选手操作不当而造成计算机“死机”、“重新启动”、“关闭”等一切问题，责任自负。
6.在提交的电子文档上不得出现与选手有关的任何信息或特别记号，否则将视为作弊。
7.若出现恶意破坏赛场比赛用具或影响他人比赛的情况，取消全队竞赛资格。
8.请参赛选手仔细阅读任务书内容和要求，竞赛过程中如有异议，可向现场裁判人员反映，不得扰乱赛场秩序。
9.遵守赛场纪律，尊重考评人员，服从安排。
10.赛场发放两个U盘。所有比赛文件保存两个U盘的根目录中一份，计算机D盘根目录中一份，第一阶段比赛完毕提交一个U盘，装入信封封好，选手和裁判共同签字确认。另一个U盘放在工具箱中，选手在第二阶段时使用其中的加工程序进行加工及装配验证。
11.加工后的零件按照要求装配后装入工具箱封好，选手和裁判共同签字确认。
一、任务名称与时间
1.任务名称：按压行走卡通小马玩具创新设计与制造。
2.竞赛时间：13小时。
二、已知条件
某公司针对1-3岁的幼儿设计了款卡通小马玩具（如图1所示），自投放市场以来，其外形得到市场认可，根据客户要求需要增加行走功能，在开发小组充分讨论后，决定在原有基础上开发出按压行走卡通小马玩具。
按压运动类玩具通常是通过机械储能机构将按压力转化为弹力，再通过执行机构实现玩具运动。
按压行走卡通小马玩具基本情况：
按压行走卡通小马玩具主要由玩具外壳、玩具底架、储能与传动机构、按钮、车轮、轴承和连接轴等组件构成。
图1 某卡通小马玩具
1-外壳 2-按钮3-储能与传动机构 4-底架5-轮子
图2 按压行走卡通小马玩具示意图
三、数字化设计阶段任务、要求、评分要点和提交成果
任务1 实物三维数据采集（10分）
参赛选手对赛场提供的三维扫描装置进行标定。
利用标定成功的扫描仪和附件对任务书指定的实物进行扫描，获取点云数据，并对获得的点云进行相应取舍，剔除噪点和冗余点后保存点云文件。考核选手复杂表面点云准确获取能力。
（1）标定
参赛选手利用赛场提供的三维扫描装置和标定板，根据三维扫描仪使用要求，进行三维扫描仪标定。要求自行认定至三维扫描仪“标定成功”状态。并将该状态截屏保存，格式采用图片jpg或bmp文件。
注意：文件名不得出现工位号。
提交：标定成功截图，格式为jpg或bmp文件，文件名为“11bd”。提交位置：现场给定2个U盘，将“11bd”保存在U盘中根目录中一份，电脑D盘根目录下备份一份，其它地方不准存放。
（2）数据采集
参赛选手使用自行认定“标定成功”的三维扫描仪和附件，完成给定的卡通小马玩具壳体外表面扫描，并对获得的点云进行取舍，剔除噪点和冗余点。
注意：不得拆卸封装好的壳体，封装螺钉已加封石蜡，若发现石蜡被破坏竞赛成绩记零分。
提交：经过去舍后点云电子文档，格式为asc文件，文件名命名为“12dy”，及封装后的电子文档stl文件，文件命名为“13sm”。提交位置：U盘根目录一份，电脑D盘根目录下备份一份，其它地方不准存放。
分值指标分配如下：
指标 扫描仪采集系统 调整 主体完整性、 处理效果 局部特征完整性、处理效果 细节特征完整性、处理效果
分值 1 3 3 3
评分标准：将选手提交的扫描数据与标准数字模型进行比对，组成面的点基本齐全（以点足以建立曲面为标准），并且平均误差小于0.06为得分。平均误差大于0.10为不得分，中间状态酌情给分。
注意：（1）标志点处不作评分，未扫描到的位置不可以进行补缺。
（2）利用逆向模型反推的点云数据不给分。
任务2 逆向建模（20分）
利用任务1采集的点云数据，使用逆向建模软件，对给定的卡通小马玩具外壳外表面进行三维数字化建模，要设计相应定位、支撑结构便于与车架进行装配。对逆向建模的模型进行数字模型精度对比（3D比较、2D比较、创建2D尺寸），形成分析报告。考核选手数模合理还原能力。
注意：
（1）合理还原产品数字模型，要求特征拆分合理，转角衔接圆润。优先完成主要特征，在完成主要特征的基础上再完成细节特征。整体拟合不得分。
（2）实物的表面特征不得改变，数字模型比例(1:1)不得改变。
（3）实物的孔表面可做光滑处理。
提交：
（1）对齐坐标后用于建模的“stl”文件，命名为“21jm”。
（2）卡通小马玩具壳体数字模型的建模源文件和“stp”文件，命名为“21jm”。
提交位置：保存在U盘根目录一份，电脑D盘根目录下备份一份，其它地方不准存放。
数字模型精度对比：利用逆向建模软件的数据比对功能，做出数字模型精度对比报告。选手逆向建模完成后，使用软件分别进行模型的3D比较（建模STL与逆向结果）、2D比较（指定位置）及创建2D尺寸（指定位置并标注主要尺寸），创建“pdf”格式分析报告。
注意：仅对比外表面，对比报告配分将与创新设计说明结合给出。详见任务三分值指标分配。
提交：对比文件采用“pdf”格式文件，文件命名为“23db”。提交位置：保存在U盘根目录中一份，电脑D盘根目录下备份一份，其它地方不准存放。
指标 数据定位合理性 模型特征的完成度 特征拆分合理性 特征完成精确度 关键特征精度 数字模型对比（报告）
分值 2 5 3 5 2 3
分值指标分配如下：
评分标准：将选手创建的模型与扫描数据进行比对，平均误差小于0.08。面建模质量好、合理拆分特征、拟合度高的得分。平均误差大于0.20不得分，中间状态酌情给分。
任务3 创新设计（35分）
利用给定的实物及配件，结合相关知识，按任务书要求进行结构和功能方面的创新设计，生成装配图及零件图。选手结合设计任务要求编写设计方案说明书，采用文字结合图片的方式从设计方案的人性化、美观性、合理性、可行性、工艺性、经济性等方面描述创新设计的思路及设计结果。考核选手外观美化、结构优化、功能创新的设计能力。
（1）按压行走卡通小马玩具底架设计
选手利用预装好的建模软件，根据“任务2”完成的数字模型和给定的按压行走卡通小马玩具功能组件，结合产品结构、机械制图、数控加工等专业知识，按数控加工工艺、强度、装配等技术要求，进行按压行走卡通小马玩具底架设计，输出装配工程图和零件工程图。
（2）按压行走卡通小马玩具其他部件设计
按压行走卡通小马玩具其他组件如图3所示。
图3 按压行走卡通小马玩具其他组件图
选手利用预装好的建模软件，根据卡通小马玩具外壳及底架、车轮等部件，设计其他功能部件，如按钮、储能与传动机构、支撑部件及其他部件等，要求能实现玩具可靠行走，结合产品结构、人体工程学、3D打印等专业知识，按照3D打印工艺、强度、装配等技术要求，进行通小马玩具其他组件部件设计。
注意：
（1）工程图绘制
任务要求：参赛选手选用计算机预装软件，利用“任务三”设计的底架及核心传动零件得到的数字文件，以及部分实测尺寸，完成底架、核心传动零件的零件工程图绘制，工程图按照机械制图国家标准，完成标注。
（2）选手提交按压行走卡通小马玩具创新设计报告书，采用文字和图片结合形式，描述创新设计思路；要求逻辑性强，排版整齐美观。
（3）按压行走卡通小马玩具创新设计报告书，应采用规范技术术语，言简意赅。符合创新设计说明（附件1）要求。
（4）创新设计要充分利用竞赛赛场给定的条件和工具。
提交：
（1）按压行走卡通小马玩具虚拟装配源文件和“stp”格式文件，文件命名为“31zp”。
（2）按压行走卡通小马玩具装配工程图源文件和“dwg”格式文件，文件命名为“32zp”。
（3）遥控电动小汽车的底架、传动机构等零件工程图源文件和“dwg”格式文件，文件命名为“33lj1”、33lj2、33lj3”等。
（4）创新设计报告书文件为“doc”格式文件,命名为“34cx”,文件不准做任何文字、记号、图案特殊标记，否则按违规处理。
提交位置：保存在U盘根目录下一份，电脑D盘根目录下备份一份，其它地方不准存放。
分值指标分配如下：
指标 外观设计 结构设计 功能设计 图纸表达 创新说明
分值 4 10 9 8 4
评分标准：达到期待的优秀水平得满分；达到标准，且某些方面超过标准得2/3分；达到标准得1/3分；各方面均低于标准，包括“未做尝试”得0分。
四、CNC加工阶段任务、要求、评分要点和提交成果
任务4 CNC编程与加工（18分）
选手根据赛场指定的机床、刀具、毛坯等加工条件，分析“任务3”设计的车架的工艺，制定加工工艺过程，编制加工工序卡；利用自动编程软件，根据制定的工艺编制数控加工程序，使用提供的机床和编制的数控程序完成“任务3”设计的底架部件数控加工。考核选手数控加工工艺、CNC编程与加工的能力。
（1）制定加工工艺
选手利用预装好的编程软件，根据“任务3”设计的卡通小马玩具底架及赛场提供的机床、刀具清单、毛坯，结合数控编程、金属切削、机械加工工艺等专业知识，按“任务3”输出的工程图纸要求进行车架数控加工工艺制定、数控加工程序编制。毛坯尺寸、加工刀具清单、工具清单，见附件2。
制定加工工艺，填写完成附件3加工工艺卡（电子档）和附件4 加工工艺说明（电子档）。
注意：请从经济性、规范性、安全性和环保等方面阐述加工工艺制定思路。
提交：
（1）附件3加工工艺卡，文件命名为“41gyk”。
（2）附件4加工工艺说明，文件命名为“42gysm”。
提交位置：U盘根目录下一份，电脑D盘根目录下备份一份，其它地方不准存放。
选择合适的软件对产品进行数控编程，生成加工程序。
提交:
按压行走卡通小马玩具底架加工工件的数控程序，加工程序全部存放在名为“42bc”的文件夹中。
提交位置：U盘根目录一份，电脑D盘根目录下备份一份，其它地方不准存放。
分值指标分配说明：任务4提交的数控程序，不作为评分依据。
（2）CNC加工
选手利用赛场提供的机床、毛坯，根据“任务4”编制的加工工艺、加工程序，运用数控机床操作技能，按安全、文明等生产要求，进行按压行走卡通小马玩具底架加工。
注意：
（1）选手应充分利用比赛现场给定的条件，完成本项任务。
（2）选手仅对创新后的按压行走卡通小马玩具车架加工进行加工。否则不计分。
分值指标分配如下：
指标 完成度 表面粗糙度 尺寸精度 工艺文件
分值 8 4 3 3
评分标准：达到期待的优秀水平得满分；达到标准，且某些方面超过标准得2/3分；达到标准得1/3分；各方面均低于标准，包括“未做尝试”得0分。
五、3D打印与装配阶段任务、要求、评分要点和提交成果
任务5 创新产品3D打印（7分）
对按压行走卡通小马玩具外壳及储能传动机构等部件进行封装和打印参数设置，打印出样件。将打印好的样件进行去支撑、表面修整等后处理，以保证零件质量达到要求。考核选手增材制造工艺制定、3D打印设备的操作和3D打印样件后处理的能力。
分值指标分配如下：
指标 完成度 表面粗糙度 尺寸精度
分值 4 2 1
评分标准：达到期待的优秀水平得满分；达到标准，且某些方面超过标准得2/3分；达到标准得1/3分；各方面均低于标准，包括“未做尝试”得0分。
任务6 装配验证（5分）
将加工得到的样件，与其它实物机构装配为一个整体，验证创新设计的效果。考核选手现场安装与调试能力。
验证一：
选手利用现场给定的工具，根据CNC及3D打印加工得到按压行走卡通小马玩具各部件，结合机械装配工艺知识，进行按压行走卡通小马玩具装配，能实现玩具按压后行走的功能。
验证二：
选手利用现场给定的工具，根据“任务5”装配得到的按压行走卡通小马玩具实体，结合机械装配工艺知识，进行按压后行走，验证其行驶距离。
提交：完整装配件。
分值指标分配如下：
指标 验证一 验证二
分值 3 2
评分标准：达到期待的优秀水平得满分；达到标准，且某些方面超过标准得2/3分；达到标准得1/3分；各方面均低于标准，包括“未做尝试”得0分。
605号卷
2022年全国职业院校技能大赛
高职组
工业设计技术赛项样题
（总时间： 13 小时）
任
务
书
二〇二二年三月
注意事项
1.参赛选手在比赛过程中应该遵守相关的规章制度和安全守则，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。
2.参赛选手的比赛任务书用参赛证号、组别、场次、工位号标识，不得写有姓名或与身份有关的信息，否则视为作弊，成绩无效。
3.比赛任务书当场启封、当场有效。比赛任务书按一队一份分发，竞赛结束后当场收回，不允许参赛选手带离赛场，也不允许参赛选手摘录有关内容，否则按违纪处理。
4.各参赛队注意合理分工，选手应相互配合，在规定的比赛时间内完成全部任务，比赛结束时，各选手必须停止操作计算机。
5.请在比赛过程中注意实时保存文件，由于参赛选手操作不当而造成计算机“死机”、“重新启动”、“关闭”等一切问题，责任自负。
6.在提交的电子文档上不得出现与选手有关的任何信息或特别记号，否则将视为作弊。
7.若出现恶意破坏赛场比赛用具或影响他人比赛的情况，取消全队竞赛资格。
8.请参赛选手仔细阅读任务书内容和要求，竞赛过程中如有异议，可向现场裁判人员反映，不得扰乱赛场秩序。
9.遵守赛场纪律，尊重考评人员，服从安排。
10.赛场发放两个U盘。所有比赛文件保存两个U盘的根目录中一份，计算机D盘根目录中一份，第一阶段比赛完毕提交一个U盘，装入信封封好，选手和裁判共同签字确认。另一个U盘放在工具箱中，选手在第二阶段时使用其中的加工程序进行加工及装配验证。
11.加工后的零件按照要求装配后装入工具箱封好，选手和裁判共同签字确认。
一、任务名称与时间
1.任务名称：某型电动雕刻笔创新设计与制造。
2.竞赛时间：13小时。
二、已知条件
电动雕刻笔利用交流电频率周期特性，产生受迫振动，使打印针高频震动，从而在工件上刻划出一定深度的标记，广泛适用于金属、玉器、玻璃、塑料、大理石、瓷器等材料表面上进行雕刻、打标或签名。
某型电动雕刻笔如图1所示，自投放市场以来，根据客户要求增加壳体强度，拟对电动雕刻笔壳体进行再设计，同时为电动雕刻笔包装生产线设计一款随行夹具。
壳体（正面） 2-调速扭 3-壳体（反面） 4-打印针 5-连接杆
6-振动源 7-开关 8-开关套 9-螺钉
图1 电动雕刻笔示意图
电动雕刻笔基本情况：
电动雕刻笔由壳体、振动源和打印针等9个组件构成。外形尺寸长度约180mm，外形为多个规则和不规则平面或曲面构成，重量约0.30kg。
三、数字化设计阶段任务、要求、评分要点和提交成果
任务1 三维数据采集（10分）
参赛选手对赛场提供的三维扫描装置进行标定。
利用标定成功的扫描仪和附件对任务书指定的实物进行扫描，获取点云数据，并对获得的点云进行相应取舍，剔除噪点和冗余点后保存点云文件。考核选手复杂表面点云准确获取能力。
（1）标定
参赛选手利用赛场提供的三维扫描装置和标定板，根据三维扫描仪使用要求，进行三维扫描仪标定。要求自行认定至三维扫描仪“标定成功”状态。并将该状态截屏保存，格式采用图片jpg或bmp文件。
注意：文件名不得出现工位号。
提交：标定成功截图，格式为jpg或bmp文件，文件名为“11bd”。提交位置：现场给定2个U盘，将“11bd”保存在U盘中根目录中一份，电脑D盘根目下备份一份，其它地方不准存放。提交：标定成功截图，格式为jpg或bmp文件，文件名为“11bd”。提交位置：现场给定2个U盘中，将“11bd”保存在U盘中根目录中一份，电脑D盘根目下备份一份，其它地方不准存放。
（2）数据采集
参赛选手使用自行认定“标定成功”的三维扫描仪和附件，完成给定的电动雕刻笔壳体外表面扫描，并对获得的点云进行取舍，剔除噪点和冗余点。
注意：不得拆卸封装好的壳体，封装螺钉已加封石蜡，若发现石蜡被破坏竞赛成绩记零分。
提交：经过去舍后点云电子文档，格式为asc文件，文件名命名为“12dy”，及封装后的电子文档stl文件，文件命名为“13sm”。提交位置：U盘根目录一份，电脑D盘根目录下备份一份，其它地方不准存放。
分值指标分配如下：
分值指标分配如下：
指标 扫描仪采集系统 调整 主体完整性、 处理效果 局部特征完整性、处理效果 细节特征完整性、处理效果
分值 1 3 3 3
评分标准：将选手提交的扫描数据与标准三维模型各面数据进行比对，组成面的点基本齐全（以点足以建立曲面为标准），并且平均误差小于0.06为得分。平均误差大于0.10为不得分，中间状态酌情给分。
注意：（1）标志点处不作评分，未扫描到的位置不得进行补缺。
（2）利用逆向模型反推的点云数据不给分。
任务2 逆向建模（20分）
参赛选手利用“任务1”采集的点云数据，使用逆向建模软件，对给定的电动雕刻笔壳体外表面进行三维数字化建模。对逆向建模的模型进行数字模型精度对比（3D比较、2D比较、创建2D尺寸），形成分析报告。考核选手数模合理还原能力。
注意：
（1）合理还原产品数字模型，要求特征拆分合理，转角衔接圆润。优先完成主要特征，在完成主要特征的基础上再完成细节特征。整体拟合不得分。
（2）实物的表面特征不得改变，三维数字模型比例(1:1)不得改变。
（3）实物的孔表面可做光滑处理。
提交：
（1）对齐坐标后用于建模的“stl”文件，命名为“21jm”。
（2）电动雕刻笔壳体数字模型的建模源文件和“stp”文件，命名为“22jm”。
提交位置：保存在U盘根目录一份，电脑D盘根目录下备份一份，其它地方不准存放。
数字模型精度对比：利用逆向建模软件功能，做出数字模型精度对比报告。选手逆向建模完成后，使用逆向建模软件分别进行模型的3D比较（建模STL与逆向结果）、2D比较（指定位置）及创建2D尺寸（指定位置并标注主要尺寸），创建“pdf”格式分析报告。
注意：仅对比外表面，对比报告配分将与创新设计说明结合给出。详见任务三分值指标分配。
提交：对比文件采用“pdf”格式文件，文件命名为“23db”。提交
指标 数据定位合理性 模型特征的完成度 特征拆分合理性 特征完成精确度 关键特征精度 数字模型对比（报告）
分值 2 5 3 5 2 3
位置：保存在U盘根目录中一份，电脑D盘根目录下备份一份，其它地方不准存放。
分值指标分配如下：
评分标准：将选手创建的模型与扫描三维模型各面数据进行比对，平均误差小于0.08。面的建模质量好、合理拆分特征、拟合度高的得分。平均误差大于0.20不得分，中间状态酌情给分。
任务3 创新设计（35分）
参赛选手利用给定的实物和“任务2”所建数字化模型，结合相关知识，按任务书要求进行结构和功能创新设计，生成装配图及零件图。参赛选手结合设计任务要求编写设计方案说明书，采用文字结合图片的方式从设计方案的人性化、美观性、合理性、可行性、工艺性、经济性等方面描述创新设计的思路及设计结果。考核选手外观美化、结构优化、功能创新的设计能力。
（1）电动雕刻笔壳体设计
参赛选手利用预装好的建模软件，根据“任务2”完成的数字模型和给定的电动雕刻笔功能部件，结合产品结构、机械制图、数控加工等专业知识，按数控加工工艺、强度、装配等技术要求，进行电动雕刻笔壳体设计，输出装配工程图和零件工程图。
（2）随行夹具设计
选参赛手利用预装好的建模软件，根据上一步电动雕刻笔壳体设计结果和给定的电动雕刻笔功能部件，结合产品结构、人体工程学、3D打印等专业知识，按照3D打印工艺、强度、装配等技术要求，进行电动雕刻笔随行夹具设计，要求随行夹具夹持电动雕刻笔可靠，在传输中不得掉落。
传送带上安装有燕尾槽底座，尺寸如图2所示。
图2 底座燕尾槽尺寸
燕尾槽与水平面夹角为45°，随行夹具安装在底座上，随行夹具插入燕尾槽底座后。要求电动雕刻笔插入随行夹具后，其打印针安装孔轴线与水平面成60°夹角，如图3所示。
图3 位置示意图
注意：
（1）选手提交随行夹具创新设计报告书，采用文字和图片结合形式，描述创新设计思路；要求逻辑性强，排版整齐美观。
（2）随行夹具创新设计报告书，应采用规范技术术语，言简意赅。符合创新设计说明（附件1）要求。
（3）创新设计要充分利用竞赛赛场给定的条件和工具。
提交：
（1）电动雕刻笔虚拟装配源文件和“stp”格式文件，文件命名为“31zp”。
（2）电动雕刻笔装配工程图源文件和“dwg”格式文件，文件命名为“32zp”。
（3）随行夹具三维模型源文件和“stp”格式文件，文件命名为“33st”。
（4）电动雕刻笔壳体（正面）和随行夹具零件工程图源文件和“dwg”格式文件，文件命名为“34-1lj，34-2lj”。
（5）创新设计报告书文件为“doc”格式文件,命名为“35cx”,文件不准做任何文字、记号、图案特殊标记，否则按违规处理。
提交位置：保存在U盘根目录一份，电脑D盘根目录下备份一份，其它地方不准存放。
分值指标分配如下：
指标 外观设计 结构设计 功能设计 图纸表达 创新说明
分值 5 8 6 10 6
评分标准：达到期待的优秀水平得满分；达到标准，且某些方面超过标准得2/3分；达到标准得1/3分；各方面均低于标准，包括“未做尝试”得0分。
四、CNC加工阶段任务、要求、评分要点和提交成果
任务4 CNC编程与加工（18分）
参赛选手根据赛场指定的机床、刀具、毛坯等加工条件，分析“任务3”设计的电动雕刻笔壳体的工艺，制定加工工艺过程，编制加工工序卡；利用自动编程软件，根据制定的工艺编制数控加工程序，使用提供的机床和编制的数控程序完成“任务3”设计的电动雕刻笔壳体加工。考核选手机械加工工艺、CNC编程与加工的能力。
（1）制定加工工艺
选手利用预装好的编程软件，根据“任务3”设计的电动雕刻笔壳体及赛场提供的机床、刀具清单、毛坯，结合数控编程、金属切削、机械加工工艺等专业知识，按“任务3”输出的工程图纸要求进行电动雕刻笔壳体数控加工工艺制定、数控加工程序编制。毛坯尺寸、加工刀具清单、工具清单，见附件2。
制定加工工艺，填写完成附件3加工工艺卡（电子档）和附件4 加工工艺说明（电子档）。
注意：请从经济性、规范性、安全性和环保等方面阐述加工工艺制定思路。
提交：
1.附件3加工工艺卡，文件命名为“41gyk”。
2.附件4加工工艺说明，文件命名为“42gysm”。
提交位置：U盘根目录一份，电脑D盘根目录下备份一份，其它地方不准存放。
选择合适的软件对产品进行数控编程，生成加工程序。
提交:
1.加工工件的数控程序，壳体（正面）加工程序全部存放在名为“43bc－zm”的文件夹中。
2.加工工件的数控程序，壳体（反面）加工程序全部存放在名为“44bc－fm”文件夹中。
提交位置：U盘根目录一份，电脑D盘根目录下备份一份，其它地方不准存放。
分值指标分配说明：“任务4”提交的数控程序，不做为评分依据。
（2）CNC加工
选手利用赛场提供的机床、毛坯，根据“任务4”编制的加工工艺、加工程序，运用数控机床操作技能，按安全、文明等生产要求，进行电动雕刻笔壳体加工。
注意：
（1）选手应充分利用比赛现场给定的条件，完成本项任务。
（2）选手仅对创新后电动雕刻笔壳体进行加工。否则不计分。
分值指标分配如下：
指标 完成度 表面粗糙度 尺寸精度 工艺文件
分值 8 4 3 3
评分标准：达到期待的优秀水平得满分；达到标准，且某些方面超过标准得2/3分；达到标准得1/3分；各方面均低于标准，包括“未做尝试”得0分。
五、3D打印与装配阶段任务、要求、评分要点和提交成果
任务5 3D打印（7分）
参赛选手根据“任务3”设计的电动雕刻笔随行夹具设计文件进行封装和打印参数设置，打印出样件。将打印好的样件进行去支撑、表面修整等后处理，以保证零件质量达到要求。考核选手增材制造工艺、3D打印设备打操作，3D打印样件后处理能力。
分值指标分配如下：
指标 完成度 表面粗糙度 尺寸精度
分值 4 2 1
评分标准：达到期待的优秀水平得满分；达到标准，且某些方面超过标准得2/3分；达到标准得1/3分；各方面均低于标准，包括“未做尝试”得0分。
任务6 装配验证（5分）
参赛选手将加工得到的样件，与其它实物机构装配为一个整体，验证创新设计的效果。考核选手现场安装与调试能力。
验证一：
选手利用现场给定的工具，根据“任务4”加工得到电动雕刻笔壳体、给定的电动雕刻笔功能部件，结合机械装配工艺知识，进行电动雕刻笔装配，实现动雕刻笔使用功能。
验证二：
选手利用现场给定的工具，根据“任务6”装配得到的动雕刻笔装配体、“任务5”3D打印得到的随行夹具实体，结合机械装配工艺知识，进行夹持效果验证，满足要求随行夹具夹持电动雕刻笔牢固，在移动工作中不得掉落，当随行夹具插入传送带槽口后，电动雕刻笔打印针安装孔轴线与水平线成60°夹角。
提交：完整装配件。
分值指标分配如下：
指标 验证一 验证二
分值 3 2
评分标准：达到期待的优秀水平得满分；达到标准，且某些方面超过标准得2/3分；达到标准得1/3分；各方面均低于标准，包括“未做尝试”得0分。
1208号卷
2022年全国职业院校技能大赛
高职组
工业设计技术赛项样题
（总时间： 13 小时）
任
务
书
二〇二二年三月
注意事项
1.参赛选手在比赛过程中应该遵守相关的规章制度和安全守则，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。
2.参赛选手的比赛任务书用参赛证号、组别、场次、工位号标识，不得写有姓名或与身份有关的信息，否则视为作弊，成绩无效。
3.比赛任务书当场启封、当场有效。比赛任务书按一队一份分发，竞赛结束后当场收回，不允许参赛选手带离赛场，也不允许参赛选手摘录有关内容，否则按违纪处理。
4.各参赛队注意合理分工，选手应相互配合，在规定的比赛时间内完成全部任务，比赛结束时，各选手必须停止操作计算机。
5.请在比赛过程中注意实时保存文件，由于参赛选手操作不当而造成计算机“死机”、“重新启动”、“关闭”等一切问题，责任自负。
6.在提交的电子文档上不得出现与选手有关的任何信息或特别记号，否则将视为作弊。
7.若出现恶意破坏赛场比赛用具或影响他人比赛的情况，取消全队竞赛资格。
8.请参赛选手仔细阅读任务书内容和要求，竞赛过程中如有异议，可向现场裁判人员反映，不得扰乱赛场秩序。
9.遵守赛场纪律，尊重考评人员，服从安排。
10.赛场发放两个U盘。所有比赛文件保存两个U盘的根目录中一份，计算机D盘根目录中一份，第一阶段比赛完毕提交一个U盘，装入信封封好，选手和裁判共同签字确认。另一个U盘放在工具箱中，选手在第二阶段时使用其中的加工程序进行加工及装配验证。
11.加工后的零件按照要求装配后装入工具箱封好，选手和裁判共同签字确认。
一、任务名称与时间
1.任务名称：某型电动明轮船创新设计与制造。
2.竞赛时间：13小时。
二、已知条件
电动玩具是青少年所喜爱的玩具之一,它采用电动的方式使玩具具有动感效果，青少年通过各种电动玩具,不但获得了快乐，同时也开发了青少年的大脑潜能，使青少年在娱乐的同时获得知识。电动明轮船作为电动玩具的代表之一，在电动玩具市场占有重要的市场。
某玩具厂需开发一款电动明轮船，前期已完成了一款明轮船的设计，如图1、2所示。现需要在已开发的产品的基础上，按照已选定的电动机和电源设计一款新的电动明轮船，并进行部分零部件的加工。
图1 电动明轮船效果图
1-上壳体 2-明轮 3-电机固定支架 4-电动机 5-电源 6-船舱
7-螺栓 8-齿轮 9-方向舵 10-轴承支座 11-电机固定板 12-开关
图2电动明轮船结构示意图
电动明轮船基本情况：
电动明轮船由船舱、上壳体、电源、电动机、开关和明轮等多个组件构成。电动机产生的动力通过明轮转变成明轮船行进的推力，以克服明轮船在水中航行的阻力。明轮船外形尺寸长度约200mm，外形为多个规则和不规则平面或曲面构成，重量约0.40kg。
三、数字化设计阶段任务、要求、评分要点和提交成果
任务1 三维数据采集（10分）
参赛选手对赛场提供的三维扫描装置进行标定。
利用标定成功的扫描仪和附件对任务书指定的实物进行扫描，获取点云数据，并对获得的点云进行相应取舍，剔除噪点和冗余点后保存点云文件。考核选手复杂表面点云准确获取能力。
（1）标定
参赛选手利用赛场提供的三维扫描装置和标定板，根据三维扫描仪使用要求，进行三维扫描仪标定。要求自行认定至三维扫描仪“标定成功”状态。并将该状态截屏保存，格式采用图片jpg或bmp文件。
注意：文件名不得出现工位号。
提交：标定成功截图，格式为jpg或bmp文件，文件名为“11bd”。提交位置：现场给定2个U盘，将“11bd”保存在U盘中根目录下一份，电脑D盘根目下备份一份，其它地方不准存放。
（2）数据采集
参赛选手使用自行认定“标定成功”的三维扫描仪和附件，完成给定的电动明轮船的上壳体外表面扫描，并对获得的点云进行取舍，剔除噪点和冗余点。
提交：经过去舍后点云电子文档，格式为asc文件，文件名命名为“12dy”，及封装后的电子文档stl文件，文件命名为“13sm”。提交位置：U盘根目录下一份，电脑D盘根目录下备份一份，其它地方不准存放。
分值指标分配如下：
指标 扫描仪采集系统 调整 主体完整性、 处理效果 局部特征完整性、处理效果 细节特征完整性、处理效果
分值 1 3 3 3
评分标准：将选手提交的扫描数据与标准三维模型各面数据进行比对，组成面的点基本齐全（以点足以建立曲面为标准），并且平均误差小于0.06为得分。平均误差大于0.10为不得分，中间状态酌情给分。
注意：①标志点处不作评分，未扫描到的位置不得进行补缺。
②利用逆向模型反推的点云数据不给分。
任务2 逆向建模（20分）
参赛选手利用“任务1”采集的点云数据，使用逆向建模软件，对给定的电动明轮船的上壳体外表面进行三维数字化建模。对逆向建模的模型进行数字模型精度对比（3D比较、2D比较、创建2D尺寸），形成分析报告。考核选手数模合理还原能力。
注意：
①合理还原产品数字模型，要求特征拆分合理，转角衔接圆润。优先完成主要特征，在完成主要特征的基础上再完成细节特征。整体拟合不得分。
②实物的表面特征不得改变，三维数字模型比例(1:1)不得改变。
③实物的孔表面可做光滑处理。
提交：
①对齐坐标后用于建模的“stl”文件，命名为“21jm”。
②电动明轮船的上壳体数字模型的建模源文件和“stp”文件，命名为“22jm”。
提交位置：保存在U盘根目录下一份，电脑D盘根目录下备份一份，其它地方不准存放。
数字模型精度对比：利用逆向建模软件的数据比对功能，做出数字模型精度对比报告。选手逆向建模完成后，使用软件的数据比对功能分别进行模型的3D比较（建模STL与逆向结果）、2D比较（指定位置）及创建2D尺寸（指定位置并标注主要尺寸），创建“pdf”格式分析报告。
注意：仅对比外表面，对比报告配分将与创新设计说明结合给出。详见任务三分值指标分配。
提交：对比文件采用“pdf”格式文件，文件命名为“23db”。提交
指标 数据定位合理性 模型特征的完成度 特征拆分合理性 特征完成精确度 关键特征精度 数字模型对比（报告）
分值 2 5 3 5 2 3
位置：保存在U盘根目录下一份，电脑D盘根目录下备份一份，其它地方不准存放。
分值指标分配如下：
评分标准：将选手创建的模型与扫描三维模型各面数据进行比对，平均误差小于0.08。面的建模质量好、合理拆分特征、拟合度高的得分。平均误差大于0.20不得分，中间状态酌情给分。
任务3 创新设计（35分）
参赛选手利用给定的实物和“任务2”所建数字化模型，结合产品结构、机械制图、数控加工、人体工程学、3D打印等专业相关知识，使用提供的电机、开关等，按任务书要求进行结构和功能创新设计，生成装配图及零件图。参赛选手结合设计任务要求编写设计方案说明书，采用文字结合图片的方式从设计方案的人性化、美观性、合理性、可行性、工艺性、经济性等方面描述创新设计的思路及设计结果。考核选手外观美化、结构优化、功能创新的设计能力。
（1）电机固定支架和电机固定板设计
参赛选手利用预装好的建模软件，根据提供的零件、电机、毛坯料及设备等条件，结合产品结构、机械制图、数控加工等专业知识，进行电机固定支架和电机固定板设计。电机外形如图3所示，电机参数如下：
图3电机外形图
电机 型号 电压（V） 转速（转/分钟） 电流（MA） 推荐使用电池 规格尺寸（MM） 输出轴直径（MM） 输出轴长度（MM）
130直流电机 3 13500 400 2节 5号电池 25×20×15 2.0 8.5
设计要求：
电机与船舱固定安全稳定可靠。
（2）传动系统设计
参赛选手利用预装好的建模软件，根据提供的零件、电机、毛坯料及设备等条件进行传动系统设计。根据电机参数设计明轮船的传动系统，采用一级锥齿轮传动，传动比为3。
轴承支座设计
参赛选手利用预装好的建模软件，根据“任务2”完成的数字模型和给定的电动明轮船功能部件，结合产品结构、机械制图、数控加工等专业知识，进行电动明轮船的轴承支座设计，输出装配工程图和零件工程图。
（4）上壳体设计
选参赛手利用预装好的建模软件，根据上一步电动明轮船的上壳体逆向数据结果和给定的电动明轮船功能部件，结合产品结构、3D打印等专业知识，按照3D打印工艺、强度、装配等技术要求，进行电动明轮船上壳体创新设计，要求具有防水功能。
注意：
①选手提交电动明轮船上壳体创新设计报告书，采用文字和图片结合形式，描述创新设计思路；要求逻辑性强，排版整齐美观。
②电动明轮船上壳体创新设计报告书，应采用规范技术术语，言简意赅。符合创新设计说明（附件1）要求。
③创新设计要充分利用竞赛赛场给定的条件和工具。
提交：
①电动明轮船的虚拟装配源文件和“stp”格式文件，文件命名为“31zp”。
②电动明轮船的装配工程图源文件和“dwg”格式文件，文件命名为“32zp”。
③电动明轮船的上壳体三维模型源文件和“stp”格式文件，文件命名为“33st”。
④电动明轮船的两个传动齿轮（大齿轮、小齿轮）、轴承支座、电机固定板和电机固定支架的零件工程图源文件和“dwg”格式文件，文件命名为“34-1lj”、“34-2lj”、“34-3lj”和“34-4lj”。
⑤创新设计报告书文件为“doc”格式文件,命名为“35cx”,文件不准做任何文字、记号、图案特殊标记，否则按违规处理。
提交位置：保存在U盘根目录下一份，电脑D盘根目录下备份一份，其它地方不准存放。
分值指标分配如下：
指标 外观设计 结构设计 功能设计 图纸表达 创新说明
分值 5 8 8 10 4
评分标准：达到期待的优秀水平得满分；达到标准，且某些方面超过标准得2/3分；达到标准得1/3分；各方面均低于标准，包括“未做尝试”得0分。
四、数字化加工阶段任务、要求、评分要点和提交成果
任务4 CNC编程与加工（18分）
参赛选手根据赛场指定的机床、刀具、毛坯等加工条件，分析“任务3”设计的电动明轮船的轴承支座、电机固定板和电机固定支架的加工工艺，制定加工工艺过程，编制加工工序卡；利用自动编程软件，根据制定的工艺编制数控加工程序，使用提供的机床和编制的数控程序完成“任务3”设计的电动明轮船电机固定支架加工。考核选手机械加工工艺制定、CNC编程与加工的能力。
（1）制定加工工艺
选手利用预装好的编程软件，根据“任务3”设计的电动明轮船的轴承支座、电机固定板和电机固定支架及赛场提供的机床、刀具清单、毛坯，结合数控编程、金属切削、机械加工工艺等专业知识，按“任务3”输出的工程图纸要求进行电动明轮船的轴承支座、电机固定板和电机固定支架的数控加工工艺制定、数控加工程序编制。毛坯尺寸、加工刀具清单、工具清单，见附件2。
制定加工工艺，填写完成附件3加工工艺卡（电子档）和附件4 加工工艺说明（电子档）。
注意：请从经济性、规范性、安全性和环保等方面阐述加工工艺制定思路。
提交：
①附件3加工工艺卡，文件命名为“41-1gyk，41-2gyk...”。
②附件4加工工艺说明，文件命名为“42-1gysm，42-2gysm...”。
提交位置：U盘根目录下一份，电脑D盘根目录下备份一份，其它地方不准存放。
（2）数控编程
选择合适的软件对产品进行数控编程，生成加工程序。
提交:
加工工件的数控程序，电动明轮船的轴承支座、电机固定板和电机固定支架加工程序全部存放在名为“43bc”的文件夹中。
提交位置：U盘根目录下一份，电脑D盘根目录下备份一份，其它地方不准存放。
分值指标分配说明：“任务4”提交的数控程序，不做为评分依据。
（3）CNC加工
选手利用赛场提供的机床、毛坯，根据“任务4”编制的加工工艺、加工程序，运用数控机床操作技能，按安全、文明等生产要求，进行电动明轮船的轴承支座、电机固定板和电机固定支架加工。
注意：
选手应充分利用比赛现场给定的条件，完成本项任务。
②选手仅对创新设计后的轴承支座、电机固定支座和电机固定固定板进行加工。否则不计分。
分值指标分配如下：
指标 完成度 表面粗糙度 尺寸精度 工艺文件
分值 8 4 3 3
评分标准：达到期待的优秀水平得满分；达到标准，且某些方面超过标准得2/3分；达到标准得1/3分；各方面均低于标准，包括“未做尝试”得0分。
任务5 3D打印（7分）
参赛选手分别根据“任务3”设计的电动明轮船上壳体和传动齿轮的三维设计文件进行封装和打印参数设置，打印出样件。将打印好的样件进行去支撑、表面修整等后处理，以保证零件质量达到要求。考核选手增材制造工艺制定、3D打印设备操作和3D打印样件后处理的能力。
分值指标分配如下：
指标 完成度 表面粗糙度 尺寸精度
分值 4 2 1
评分标准：达到期待的优秀水平得满分；达到标准，且某些方面超过标准得2/3分；达到标准得1/3分；各方面均低于标准，包括“未做尝试”得0分。
任务6 装配验证（5分）
参赛选手将加工得到的样件，与其它实物机构装配为一个整体，验证创新设计的效果。考核选手现场安装与调试能力。
验证一：
选手利用现场给定的工具，根据“任务4”加工得到电动明轮船的轴承支座、电机固定板、电机固定支架和“任务5”加工得到电动明轮船上壳体、传动齿轮以及给定的电动明轮船船舱及其它功能部件，结合机械装配工艺知识，进行电动明轮船装配，实现装配功能。
验证二：
选手利用现场给定的工具，对本任务装配完成的电动明轮船实物进行防水测试和运动速度测试。
提交：完整装配件。
分值指标分配如下：
指标 验证一 验证二
分值 3 2
评分标准：达到期待的优秀水平得满分；达到标准，且某些方面超过标准得2/3分；达到标准得1/3分；各方面均低于标准，包括“未做尝试”得0分。
1202号卷
2022年全国职业院校技能大赛
高职组
工业设计技术赛项样题
（总时间： 13 小时）
任
务
书
二〇二二年三月
注意事项
1.参赛选手在比赛过程中应该遵守相关的规章制度和安全守则，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。
2.参赛选手的比赛任务书用参赛证号、组别、场次、工位号标识，不得写有姓名或与身份有关的信息，否则视为作弊，成绩无效。
3.比赛任务书当场启封、当场有效。比赛任务书按一队一份分发，竞赛结束后当场收回，不允许参赛选手带离赛场，也不允许参赛选手摘录有关内容，否则按违纪处理。
4.各参赛队注意合理分工，选手应相互配合，在规定的比赛时间内完成全部任务，比赛结束时，各选手必须停止操作计算机。
5.请在比赛过程中注意实时保存文件，由于参赛选手操作不当而造成计算机“死机”、“重新启动”、“关闭”等一切问题，责任自负。
6.在提交的电子文档上不得出现与选手有关的任何信息或特别记号，否则将视为作弊。
7.若出现恶意破坏赛场比赛用具或影响他人比赛的情况，取消全队竞赛资格。
8.请参赛选手仔细阅读任务书内容和要求，竞赛过程中如有异议，可向现场裁判人员反映，不得扰乱赛场秩序。
9.遵守赛场纪律，尊重考评人员，服从安排。
10.赛场发放两个U盘。所有比赛文件保存两个U盘的根目录中一份，计算机D盘根目录中一份，第一阶段比赛完毕提交一个U盘，装入信封封好，选手和裁判共同签字确认。另一个U盘放在工具箱中，选手在第二阶段时使用其中的加工程序进行加工及装配验证。
11.加工后的零件按照要求装配后装入工具箱封好，选手和裁判共同签字确认。
一、任务名称与时间
1.任务名称：某型电动雕刻笔创新设计与制造。
2.竞赛时间：13小时。
二、已知条件
电动雕刻笔利用交流电频率周期特性，产生受迫振动，使打印针高频震动，从而在工件上刻划出一定深度的标记，广泛适用于金属、玉器、玻璃、塑料、大理石、瓷器等材料表面上进行雕刻、打标或签名。
某型电动雕刻笔如图1所示，现为实现某零件批量化自动打标生产需
要，拟对电动雕刻笔壳体进行强化设计，同时创新设计仿形夹持软爪满足批量自动打标生产需要。
壳体（正面） 2-调速扭 3-壳体（反面）
4-打印针 5-连接杆 6-振动源 7-开关 8-开关套 9-螺钉
图1 电动雕刻笔示意图
自动打标生产线技术方案采用平形夹指气缸，夹持电动雕刻笔对移动的零件进行打标。以下是一种自动测试平台方案，如图2所示。
图2 工作状态示意图
工业机器人夹持搬运均由末端机构（EOAT）执行，通常对于不同的工件有不同的设计，常见有真空、气动和液压等动力源形式。
气动手指又名气动夹爪或气动夹指，是利用压缩空气作为动力，用来夹取或抓取工件的执行装置。目前在国内自动化产线上已经有了广泛使用。根据其结构和运动可分为Y型夹指和平型夹指，缸径分为16，20，25，32和40几种，其主要作用是替代人的抓取工作，可有效地提高生产效率及工作的安全性，如图3所示为平型夹指气缸。
图3 平型夹指
1.电动雕刻笔基本情况
电动雕刻笔由壳体、振动源和打印针等9个组件构成。外形尺寸长度约180mm，外形为多个规则和不规则平面或曲面构成，重量约0.30kg。
2.某型夹指气缸技术说明
主要技术参数如下:
气缸缸径20mm，夹持力矩0.7N*m，夹持范围16.5～26.5mm，质量：180g。其尺寸如图4所示。
图4 手指气缸主要尺寸
3.标准件配备
M4*12杯头内六角螺栓（每组4个）如图5所示。
图5内六角螺栓
三、数字化设计阶段任务、要求、评分要点和提交成果
任务1 三维数据采集（10分）
参赛选手对赛场提供的三维扫描装置进行标定。
利用标定成功的扫描仪和附件对任务书指定的实物进行扫描，获取点云数据，并对获得的点云进行相应取舍，剔除噪点和冗余点后保存点云文件。考核选手复杂表面点云准确获取能力。
（1）标定
参赛选手利用赛场提供的三维扫描装置和标定板，根据三维扫描仪使用要求，进行三维扫描仪标定。要求自行认定至三维扫描仪“标定成功”状态。并将该状态截屏保存，格式采用图片jpg或bmp文件。
注意：文件名不得出现工位号。
提交：标定成功截图，格式为jpg或bmp文件，文件名为“11bd”。提交位置：现场给定2个U盘中，将“11bd”保存在U盘中根目录中一份，电脑D盘根目下备份一份，其它地方不准存放。
（2）数据采集
参赛选手使用自行认定“标定成功”的三维扫描仪和附件，完成给定的电动雕刻笔壳体外表面扫描，并对获得的点云进行取舍，剔除噪点和冗余点。
注意：不得拆卸封装好的壳体，封装螺钉已加封石蜡，若发现石蜡被破坏竞赛成绩记零分。
提交：经过取舍后点云电子文档，格式为asc文件，文件名命名为“12dy”，及封装后的电子文档stl文件，文件命名为“13sm”。提交位置：U盘根目录一份，电脑D盘根目录下备份一份，其它地方不准存放。
分值指标分配如下：
指标 扫描仪采集系统 调整 主体完整性、 处理效果 局部特征完整性、处理效果 细节特征完整性、处理效果
分值 1 3 3 3
评分标准：将选手提交的扫描数据与标准数字模型进行比对，组成面的点基本齐全（以点足以建立曲面为标准），并且平均误差小于0.06为得分。平均误差大于0.10为不得分，中间状态酌情给分。
注意：（1）标志点处不作评分，未扫描到的位置不得进行补缺。
（2）利用逆向模型反推的点云数据不给分。
任务2 逆向建模（20分）
参赛选手利用“任务1”采集的点云数据，使用逆向建模软件，对给定的电动雕刻笔壳体外表面进行三维数字化建模。对逆向建模的模型进行数字模型精度对比（3D比较、2D比较、创建2D尺寸），形成分析报告。考核选手数模合理还原能力。
注意：
（1）合理还原产品数字模型，要求特征拆分合理，转角衔接圆润。优先完成主要特征，在完成主要特征的基础上再完成细节特征。整体拟合不得分。
（2）实物的表面特征不得改变，三维数字模型比例(1:1)不得改变。
（3）实物的孔表面可做光滑处理。
提交：
（1）对齐坐标后用于建模的“stl”文件，命名为“21jm”。
（2）电动雕刻笔壳体数字模型的建模源文件和“stp”文件，命名为“22jm”。
提交位置：保存在U盘根目录一份，电脑D盘根目录下备份一份，其它地方不准存放。
数字模型精度对比：利用逆向建模软件功能，做出数字模型精度对比报告。选手逆向建模完成后，使用逆向建模软件分别进行模型的3D比较（建模STL与逆向结果）、2D比较（指定位置）及创建2D尺寸（指定位置并标注主要尺寸），创建“pdf”格式分析报告。
注意：仅对比外表面，对比报告配分将与创新设计说明结合给出。详见任务三分值指标分配。
提交：对比文件采用“pdf”格式文件，文件命名为“23db”。提交位置：保存在U盘根目录中一份，电脑D盘根目录下备份一份，其它地方不准存放。
指标 数据定位合理性 模型特征的完成度 特征拆分合理性 特征完成精确度 关键特征精度 数字模型对比（报告）
分值 2 5 3 5 2 3
分值指标分配如下：
评分标准：将选手创建的模型与扫描三维模型各面数据进行比对，平均误差小于0.08。面的建模质量好、合理拆分特征、拟合度高的得分。平均误差大于0.20不得分，中间状态酌情给分。
任务3 创新设计（35分）
参赛选手利用给定的实物和“任务2”所建数字化模型，结合相关知识，按任务书要求进行结构和功能创新设计，生成装配图及零件图。参赛选手结合设计任务要求编写设计方案说明书，采用文字结合图片的方式从设计方案的人性化、美观性、合理性、可行性、工艺性、经济性等方面描述创新设计的思路及设计结果。考核选手外观美化、结构优化、功能创新的设计能力。
（1）电动雕刻笔壳体设计
参赛选手利用预装好的建模软件，根据“任务2”完成的数字模型和给定的电动雕刻笔功能部件，结合产品结构、机械制图、数控加工等专业知识，按数控加工工艺、强度、装配等技术要求，进行电动雕刻笔壳体设计，输出装配工程图和零件工程图。
（2）仿形夹持软爪设计
参赛选手利用预装好的建模软件，根据上一步电动雕刻笔壳体设计结果、给定的电动雕刻笔功能部件和如图4所示气缸连接参数，结合产品结构、人体工程学、3D打印等专业知识，按照3D打印工艺、强度、装配等技术要求，进行电动雕刻笔仿形夹持软爪设计，满足电动雕刻笔加紧牢固，配合紧密，雕刻功能正常。
设计要求：
（1）充分使用毛坯材料，设计软爪与电动雕刻笔接触面，应符合电动雕刻笔件外形曲面，尽可能增大接触面积。
（2）在电动雕刻笔表面选择合理夹持位置。要求两手指合拢中心面和电动雕刻笔外壳中心线重合，保证电动雕刻笔处于水平工作状态。提示：夹持时电动雕刻笔打印针安装孔端面（如图6中虚线圆圈区域）为竖直状态。
图6 电动雕刻笔打印针安装孔示意图
（3）软爪与气缸手指合理连接，充分利用侧面（磨削面）作为基准，测量其实际尺寸，按照单边间隙小于0.05设计配合尺寸，确定尺寸公差，使用如图5所示M4*12杯头内六角螺栓固定。连接关系、结构合理，符合机械加工工艺。
（4）为提高设备工作效率节约能源，应尽量减轻软爪重量，请控制2个软爪的总质量，以最小的重量保证功能的实现。
注意：
（1）选手提交仿形夹持软爪设计报告书，采用文字和图片结合形式，描述创新设计思路；要求逻辑性强，排版整齐美观。
（2）仿形夹持软爪创新设计报告书，应采用规范技术术语，言简意赅。符合创新设计说明（附件1）要求。
（3）创新设计要充分利用竞赛赛场给定的条件和工具。
提交：
（1）电动雕刻笔虚拟装配源文件和“stp”格式文件，文件命名为“31zp”。
（2）电动雕刻笔装配工程图源文件和“dwg”格式文件，文件命名为“32zp。
（3）仿形夹持软爪三维模型源文件和“stp”格式文件，文件命名为“33st”。
（4）电动雕刻笔壳体（正面）和仿形夹持软爪零件工程图源文件和“dwg”格式文件，文件命名为“34-1lj，34-2lj”。
（5）创新设计报告书文件为“doc”格式文件,命名为“35cx”,文件不准做任何文字、记号、图案特殊标记，否则按违规处理。
提交位置：保存在U盘根目录一份，电脑D盘根目录下备份一份，其它地方不准存放。
分值指标分配如下：
指标 外观设计 结构设计 功能设计 图纸表达 创新说明
分值 4 8 6 11 6
评分标准：达到期待的优秀水平得满分；达到标准，且某些方面超过标准得2/3分；达到标准得1/3分；各方面均低于标准，包括“未做尝试”得0分。
四、数字化加工阶段任务、要求、评分要点和提交成果
任务4 创新产品数控编程与加工（18分）
参赛选手根据赛场指定的机床、刀具、毛坯等加工条件，分析“任务3”设计的电动雕刻笔壳体的工艺，制定加工工艺过程，编制加工工序卡；利用自动编程软件，根据制定的工艺编制数控加工程序，使用提供的机床和编制的数控程序完成“任务3”设计的电动雕刻笔壳体加工。考核选手机械加工工艺、CNC编程与加工的能力。
（1）制定加工工艺
参赛选手利用预装好的编程软件，根据“任务3”设计的电动雕刻笔壳体及赛场提供的机床、刀具清单、毛坯，结合数控编程、金属切削、机械加工工艺等专业知识，按“任务3”输出的工程图纸要求进行电动雕刻笔壳体数控加工工艺制定、数控加工程序编制。毛坯尺寸、加工刀具清单、工具清单，见附件2。
制定加工工艺，填写完成附件3加工工艺卡（电子档）和附件4 加工工艺说明（电子档）。
注意：请从经济性、规范性、安全性和环保等方面阐述加工工艺制定思路。
提交：
（1）附件3加工工艺卡，文件命名为“41gyk”。
（2）附件4加工工艺说明，文件命名为“42gysm”。
提交位置：U盘根目录一份，电脑D盘根目录下备份一份，其它地方不准存放。
选择合适的软件对产品进行数控编程，生成加工程序。
提交:
（1）加工工件的数控程序，壳体（正面）加工程序全部存放在名为“43bc－zm”的文件夹中。
（2）加工工件的数控程序，壳体（反面）加工程序全部存放在名为“44bc－fm”文件夹中。
提交位置：U盘根目录一份，电脑D盘根目录下备份一份，其它地方不准存放。
分值指标分配说明：“任务4”提交的数控程序，不做为评分依据。
（2）CNC加工
参赛选手利用赛场提供的机床、毛坯，根据“任务4”编制的加工工艺、加工程序，运用数控机床操作技能，按安全、文明等生产要求，进行电动雕刻笔壳体加工。
注意：
（1）选手应充分利用比赛现场给定的条件，完成本项任务。
（2）选手仅对创新后电动雕刻笔壳体进行加工。否则不计分。
分值指标分配如下：
指标 完成度 表面粗糙度 尺寸精度 工艺文件
分值 8 4 3 3
评分标准：达到期待的优秀水平得满分；达到标准，且某些方面超过标准得2/3分；达到标准得1/3分；各方面均低于标准，包括“未做尝试”得0分。
任务5 创新产品3D打印（7分）
参赛选手根据“任务3”设计的电动雕刻笔仿形夹持软爪设计文件进行封装和打印参数设置，打印出样件。将打印好的样件进行去支撑、表面修整等后处理，以保证零件质量达到要求。考核选手增材制造工艺、3D打印设备打操作，3D打印样件后处理能力。
分值指标分配如下：
指标 完成度 表面粗糙度 尺寸精度
分值 4 2 1
评分标准：达到期待的优秀水平得满分；达到标准，且某些方面超过标准得2/3分；达到标准得1/3分；各方面均低于标准，包括“未做尝试”得0分。
任务6 产品装配验证（5分）
参赛选手将加工得到的样件，与其它实物机构装配为一个整体，验证创新设计的效果。考核选手现场安装与调试能力。
验证一：
参赛选手利用现场给定的工具，根据“任务4”加工得到电动雕刻笔壳体、给定的电动雕刻笔功能部件，结合机械装配工艺知识，进行电动雕刻笔装配，实现动雕刻笔使用功能。
验证二：
参赛选手利用现场给定的工具，根据“任务6”装配得到的电动雕刻笔装配体、“任务5”3D打印得到的电动雕刻笔仿形夹持软爪、气缸和机械手，结合机械装配工艺知识，进行加紧效果验证，满足电动雕刻笔加紧牢固，配合紧密，雕刻功能正常。
提交：完整装配件。
分值指标分配如下：
指标 验证一 验证二
分值 3 2
评分标准：达到期待的优秀水平得满分；达到标准，且某些方面超过标准得2/3分；达到标准得1/3分；各方面均低于标准，包括“未做尝试”得0分。
1309号卷
2022年全国职业院校技能大赛
高职组
工业设计技术赛项样题
（总时间： 13 小时）
任
务
书
二〇二二年三月
注意事项
1.参赛选手在比赛过程中应该遵守相关的规章制度和安全守则，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。
2.参赛选手的比赛任务书用参赛证号、组别、场次、工位号标识，不得写有姓名或与身份有关的信息，否则视为作弊，成绩无效。
3.比赛任务书当场启封、当场有效。比赛任务书按一队一份分发，竞赛结束后当场收回，不允许参赛选手带离赛场，也不允许参赛选手摘录有关内容，否则按违纪处理。
4.各参赛队注意合理分工，选手应相互配合，在规定的比赛时间内完成全部任务，比赛结束时，各选手必须停止操作计算机。
5.请在比赛过程中注意实时保存文件，由于参赛选手操作不当而造成计算机“死机”、“重新启动”、“关闭”等一切问题，责任自负。
6.在提交的电子文档上不得出现与选手有关的任何信息或特别记号，否则将视为作弊。
7.若出现恶意破坏赛场比赛用具或影响他人比赛的情况，取消全队竞赛资格。
8.请参赛选手仔细阅读任务书内容和要求，竞赛过程中如有异议，可向现场裁判人员反映，不得扰乱赛场秩序。
9.遵守赛场纪律，尊重考评人员，服从安排。
10.赛场发放两个U盘。所有比赛文件保存两个U盘的根目录中一份，计算机D盘根目录中一份，第一阶段比赛完毕提交一个U盘，装入信封封好，选手和裁判共同签字确认。另一个U盘放在工具箱中，选手在第二阶段时使用其中的加工程序进行加工及装配验证。
11.加工后的零件按照要求装配后装入工具箱封好，选手和裁判共同签字确认。
一、任务名称与时间
1.任务名称：按压行走卡通滑板玩具创新设计与制造。
2.竞赛时间：13小时。
二、已知条件
某公司针对1-3岁的幼儿设计了款卡通玩具（如图1所示），自投放市场以来，其外形得到市场认可，根据客户要求需要增加组合与运动功能，在开发小组充分讨论后，决定在原有基础上开发出基于按压运动行走的卡通滑板玩具，通过增加运动滑板组件，修改原有玩具主体，实现玩具主体可单独玩耍，又能与滑板机构配合玩耍。
按压运动类玩具通常是通过机械储能机构将按压力转化为弹力，再通过执行机构实现玩具运动。
按压行走卡通滑板玩具基本情况：
按压行走卡通滑板玩具主要由卡通玩具体、玩具滑板、储能与传动机构、按钮、车轮和连接轴等组件构成。
图1 某卡通玩具示意图
1-卡通玩具体 2-按钮 3-储能与传动机构
4-滑板 5-驱动轮 6-前轮 7-前轮支架
图2 按压行走卡通滑板玩具示意图
三、数字化设计阶段任务、要求、评分要点和提交成果
任务1 实物三维数据采集（10分）
参赛选手对赛场提供的三维扫描装置进行标定。
利用标定成功的扫描仪和附件对任务书指定的实物进行扫描，获取点云数据，并对获得的点云进行相应取舍，剔除噪点和冗余点后保存点云文件。考核选手复杂表面点云准确获取能力。
（1）标定
参赛选手利用赛场提供的三维扫描装置和标定板，根据三维扫描仪使用要求，进行三维扫描仪标定。要求自行认定至三维扫描仪“标定成功”状态。并将该状态截屏保存，格式采用图片jpg或bmp文件。
注意：文件名不得出现工位号。
提交：标定成功截图，格式为jpg或bmp文件，文件名为“11bd”。提交位置：现场给定2个U盘，将“11bd”保存在U盘中根目录中一份，电脑D盘根目录下备份一份，其它地方不准存放。
（2）数据采集
参赛选手使用自行认定“标定成功”的三维扫描仪和附件，完成给定的按压行走卡通滑板玩具壳体外表面扫描，并对获得的点云进行取舍，剔除噪点和冗余点。
注意：不得拆卸封装好的壳体，封装螺钉已加封石蜡，若发现石蜡被破坏竞赛成绩记零分。
提交：经过去舍后点云电子文档，格式为asc文件，文件名命名为“12dy”，及封装后的电子文档stl文件，文件命名为“13sm”。提交位置：U盘根目录一份，电脑D盘根目录下备份一份，其它地方不准存放。
分值指标分配如下：
指标 扫描仪采集系统 调整 主体完整性、 处理效果 局部特征完整性、处理效果 细节特征完整性、处理效果
分值 1 3 3 3
评分标准：将选手提交的扫描数据与标准数字模型进行比对，组成面的点基本齐全（以点足以建立曲面为标准），并且平均误差小于0.06为得分。平均误差大于0.10为不得分，中间状态酌情给分。
注意：（1）标志点处不作评分，未扫描到的位置不可以进行补缺。
（2）利用逆向模型反推的点云数据不给分。
任务2 逆向建模（20分）
利用任务1采集的点云数据，使用逆向建模软件，对给定的卡通玩具外表面进行三维数字化建模。对逆向建模的模型进行数字模型精度对比（3D比较、2D比较、创建2D尺寸），形成分析报告。考核选手数模合理还原能力。
注意：
（1）合理还原产品数字模型，要求特征拆分合理，转角衔接圆润。优先完成主要特征，在完成主要特征的基础上再完成细节特征。整体拟合不得分。
（2）实物的表面特征不得改变，数字模型比例(1:1)不得改变。
（3）实物的孔表面可做光滑处理。
提交：
（1）对齐坐标后用于建模的“stl”文件，命名为“21jm”。
（2）卡通玩具壳体数字模型的建模源文件和“stp”文件，命名为“21jm”。
提交位置：保存在U盘根目录一份，电脑D盘根目录下备份一份，其它地方不准存放。
数字模型精度对比：利用逆向建模软件的数据比对功能，做出数字模型精度对比报告。选手逆向建模完成后，使用软件分别进行模型的3D比较（建模STL与逆向结果）、2D比较（指定位置）及创建2D尺寸（指定位置并标注主要尺寸），创建“pdf”格式分析报告。
注意：仅对比外表面，对比报告配分将与创新设计说明结合给出。详见任务三分值指标分配。
提交：对比文件采用“pdf”格式文件，文件命名为“23db”。提交位置：保存在U盘根目录中一份，电脑D盘根目录下备份一份，其它地方不准存放。
指标 数据定位合理性 模型特征的完成度 特征拆分合理性 特征完成精确度 关键特征精度 数字模型对比（报告）
分值 2 5 3 5 2 3
分值指标分配如下：
评分标准：将选手创建的模型与扫描数据进行比对，平均误差小于0.08。面建模质量好、合理拆分特征、拟合度高的得分。平均误差大于0.20不得分，中间状态酌情给分。
任务3 创新设计（35分）
利用给定的实物及配件，结合相关知识，按任务书要求进行结构和功能方面的创新设计，生成装配图及零件图。选手结合设计任务要求编写设计方案说明书，采用文字结合图片的方式从设计方案的人性化、美观性、合理性、可行性、工艺性、经济性等方面描述创新设计的思路及设计结果。考核选手外观美化、结构优化、功能创新的设计能力。
（1）滑板设计
选手利用预装好的建模软件，根据“任务2”完成的数字模型和给定的按压行走卡通滑板玩具功能组件，结合产品结构、机械制图、数控加工等专业知识，按数控加工工艺、强度、装配等技术要求，进行滑板设计，输出装配工程图和零件工程图。
（2）按压行走卡通滑板玩具其他部件设计
按压行走卡通滑板玩具其他组件如图3所示。
图3 按压行走卡通滑板玩具其他组件图
选手利用预装好的建模软件，根据滑板、卡通玩具和车轮等部件，设计其他功能部件，如按钮、储能与传动机构、支撑部件及其他部件等，并修改玩具主体以配合按钮，要求能实现玩具可靠行走，结合产品结构、人体工程学、3D打印等专业知识，按照3D打印工艺、强度、装配等技术要求，进行其他组件部件设计。
注意：
（1）工程图绘制
任务要求：参赛选手选用计算机预装软件，利用“任务三”设计的滑板及核心传动零件得到的数字文件，以及部分实测尺寸，完成滑板、核心传动零件的零件工程图绘制，工程图按照机械制图国家标准，完成标注。
（2）选手提交按压行走卡通滑板玩具创新设计报告书，采用文字和图片结合形式，描述创新设计思路；要求逻辑性强，排版整齐美观。
（3）按压行走卡通滑板玩具创新设计报告书，应采用规范技术术语，言简意赅。符合创新设计说明（附件1）要求。
（4）创新设计要充分利用竞赛赛场给定的条件和工具。
提交：
（1）按压行走卡通滑板玩具虚拟装配源文件和“stp”格式文件，文件命名为“31zp”。
（2）按压行走卡通滑板玩具装配工程图源文件和“dwg”格式文件，文件命名为“32zp”。
（3）滑板、传动机构等零件工程图源文件和“dwg”格式文件，文件命名为“33lj1”、33lj2、33lj3”等。
（4）创新设计报告书文件为“doc”格式文件,命名为“34cx”,文件不准做任何文字、记号、图案特殊标记，否则按违规处理。
提交位置：保存在U盘根目录下一份，电脑D盘根目录下备份一份，其它地方不准存放。
分值指标分配如下：
指标 外观设计 结构设计 功能设计 图纸表达 创新说明
分值 4 10 9 8 4
评分标准：达到期待的优秀水平得满分；达到标准，且某些方面超过标准得2/3分；达到标准得1/3分；各方面均低于标准，包括“未做尝试”得0分。
四、CNC加工阶段任务、要求、评分要点和提交成果
任务4 CNC编程与加工（18分）
选手根据赛场指定的机床、刀具、毛坯等加工条件，分析“任务3”设计的滑板的工艺，制定加工工艺过程，编制加工工序卡；利用自动编程软件，根据制定的工艺编制数控加工程序，使用提供的机床和编制的数控程序完成“任务3”设计的滑板部件数控加工。考核选手数控加工工艺、CNC编程与加工的能力。
（1）制定加工工艺
选手利用预装好的编程软件，根据“任务3”设计的滑板及赛场提供的机床、刀具清单、毛坯，结合数控编程、金属切削、机械加工工艺等专业知识，按“任务3”输出的工程图纸要求进行滑板数控加工工艺制定、数控加工程序编制。毛坯尺寸、加工刀具清单、工具清单，见附件2。
制定加工工艺，填写完成附件3加工工艺卡（电子档）和附件4 加工工艺说明（电子档）。
注意：请从经济性、规范性、安全性和环保等方面阐述加工工艺制定思路。
提交：
（1）附件3加工工艺卡，文件命名为“41gyk”。
（2）附件4加工工艺说明，文件命名为“42gysm”。
提交位置：U盘根目录下一份，电脑D盘根目录下备份一份，其它地方不准存放。
选择合适的软件对产品进行数控编程，生成加工程序。
提交:
滑板加工工件的数控程序，加工程序全部存放在名为“42bc”的文件夹中。
提交位置：U盘根目录下一份，电脑D盘根目录下备份一份，其它地方不准存放。
分值指标分配说明：任务4提交的数控程序，不作为评分依据。
（2）CNC加工
选手利用赛场提供的机床、毛坯，根据“任务4”编制的加工工艺、加工程序，运用数控机床操作技能，按安全、文明等生产要求，进行滑板加工。
注意：
（1）选手应充分利用比赛现场给定的条件，完成本项任务。
（2）选手仅对创新设计的滑板进行加工。否则不计分。
分值指标分配如下：
指标 完成度 表面粗糙度 尺寸精度 工艺文件
分值 8 4 3 3
评分标准：达到期待的优秀水平得满分；达到标准，且某些方面超过标准得2/3分；达到标准得1/3分；各方面均低于标准，包括“未做尝试”得0分。
五、3D打印与装配阶段任务、要求、评分要点和提交成果
任务5 创新产品3D打印（7分）
对再设计的卡通玩具主体、前轮支架及储能传动机构等部件进行封装和打印参数设置，打印出样件。将打印好的样件进行去支撑、表面修整等后处理，以保证零件质量达到要求。考核选手增材制造工艺制定、3D打印设备的操作和3D打印样件后处理的能力。
分值指标分配如下：
指标 完成度 表面粗糙度 尺寸精度
分值 4 2 1
评分标准：达到期待的优秀水平得满分；达到标准，且某些方面超过标准得2/3分；达到标准得1/3分；各方面均低于标准，包括“未做尝试”得0分。
任务6 装配验证（5分）
将加工得到的样件，与其它实物机构装配为一个整体，验证创新设计的效果。考核选手现场安装与调试能力。
验证一：
选手利用现场给定的工具，根据CNC及3D打印加工得到按压行走卡通滑板玩具各部件，结合机械装配工艺知识，进行按压行走卡通滑板玩具装配，能实现玩具按压后行走的功能。
验证二：
选手利用现场给定的工具，根据“任务5”装配得到的按压行走卡通滑板玩具实体，结合机械装配工艺知识，进行按压后行走，验证其行驶距离。
提交：完整装配件。
分值指标分配如下：
指标 验证一 验证二
分值 3 2
评分标准：达到期待的优秀水平得满分；达到标准，且某些方面超过标准得2/3分；达到标准得1/3分；各方面均低于标准，包括“未做尝试”得0分。
606号卷
2022年全国职业院校技能大赛
高职组
工业设计技术赛项样题
（总时间： 13 小时）
任
务
书
二〇二二年三月
注意事项
1.参赛选手在比赛过程中应该遵守相关的规章制度和安全守则，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。
2.参赛选手的比赛任务书用参赛证号、组别、场次、工位号标识，不得写有姓名或与身份有关的信息，否则视为作弊，成绩无效。
3.比赛任务书当场启封、当场有效。比赛任务书按一队一份分发，竞赛结束后当场收回，不允许参赛选手带离赛场，也不允许参赛选手摘录有关内容，否则按违纪处理。
4.各参赛队注意合理分工，选手应相互配合，在规定的比赛时间内完成全部任务，比赛结束时，各选手必须停止操作计算机。
5.请在比赛过程中注意实时保存文件，由于参赛选手操作不当而造成计算机“死机”、“重新启动”、“关闭”等一切问题，责任自负。
6.在提交的电子文档上不得出现与选手有关的任何信息或特别记号，否则将视为作弊。
7.若出现恶意破坏赛场比赛用具或影响他人比赛的情况，取消全队竞赛资格。
8.请参赛选手仔细阅读任务书内容和要求，竞赛过程中如有异议，可向现场裁判人员反映，不得扰乱赛场秩序。
9.遵守赛场纪律，尊重考评人员，服从安排。
10.赛场发放两个U盘。所有比赛文件保存两个U盘的根目录中一份，计算机D盘根目录中一份，第一阶段比赛完毕提交一个U盘，装入信封封好，选手和裁判共同签字确认。另一个U盘放在工具箱中，选手在第二阶段时使用其中的加工程序进行加工及装配验证。
11.加工后的零件按照要求装配后装入工具箱封好，选手和裁判共同签字确认。
一、任务名称与时间
1.任务名称：某型电动玩具船创新设计与制造。
2.竞赛时间：13小时。
二、已知条件
电动玩具是青少年所喜爱的玩具之一,它采用电动的方式使玩具具有动感效果，青少年通过各种电动玩具,不但获得了快乐，同时也开发了少年的大脑潜能，使青少年在娱乐的同时获得知识。电动玩具船作为电动玩具的代表之一,在电动玩具市场占有重要的市场。
某玩具厂需开发一款电动玩具船，其前期开发已完成了船主体设计以及电动机和电源的选型，如图1所示。现需要在已开发的基础上，完成船体内部结构、推进器和船上壳体设计并制造。
船体 2-电动机 3-电源 4-开关 5-推进器
图1 某型玩具船前期开发图
电动玩具船基本情况：
电动玩具船由船体、船上壳体、电源、开关和推进器等5个组件构成。其中，推进器是将电动机产生的动力通过叶轮转变成船行进的推力，以克服船在水中航行的阻力，推动船体行进的装置。船体外形尺寸长度约200mm，外形为多个规则和不规则平面或曲面构成，重量约0.40kg。
三、数字化设计阶段任务、要求、评分要点和提交成果
任务1 三维数据采集（10分）
参赛选手对赛场提供的三维扫描装置进行标定。
利用标定成功的扫描仪和附件对任务书指定的实物进行扫描，获取点云数据，并对获得的点云进行相应取舍，剔除噪点和冗余点后保存点云文件。考核选手复杂表面点云准确获取能力。
（1）标定
参赛选手利用赛场提供的三维扫描装置和标定板，根据三维扫描仪使用要求，进行三维扫描仪标定。要求自行认定至三维扫描仪“标定成功”状态。并将该状态截屏保存，格式采用图片jpg或bmp文件。
注意：文件名不得出现工位号。
提交：标定成功截图，格式为jpg或bmp文件，文件名为“11bd”。提交位置：现场给定2个U盘，将“11bd”保存在U盘中根目录中一份，电脑D盘根目下备份一份，其它地方不准存放。
（2）数据采集
参赛选手使用自行认定“标定成功”的三维扫描仪和附件，完成给定的电动玩具船的船体外表面扫描，并对获得的点云进行取舍，剔除噪点和冗余点。
提交：经过去舍后点云电子文档，格式为asc文件，文件名命名为“12dy”，及封装后的电子文档stl文件，文件命名为“13sm”。提交位置：U盘根目录一份，电脑D盘根目录下备份一份，其它地方不准存放。
分值指标分配如下：
指标 扫描仪采集系统 调整 主体完整性、 处理效果 局部特征完整性、处理效果 细节特征完整性、处理效果
分值 1 3 3 3
评分标准：将选手提交的扫描数据与标准三维模型各面数据进行比对，组成面的点基本齐全（以点足以建立曲面为标准），并且平均误差小于0.06为得分。平均误差大于0.10为不得分，中间状态酌情给分。
注意：①标志点处不作评分，未扫描到的位置不得进行补缺。
②利用逆向模型反推的点云数据不给分。
任务2 逆向建模（20分）
参赛选手利用“任务1”采集的点云数据，使用逆向建模软件，对给定的电动玩具船的船体外表面进行三维数字化建模。对逆向建模的模型进行数字模型精度对比（3D比较、2D比较、创建2D尺寸），形成分析报告。考核选手数模合理还原能力。
注意：
①合理还原产品数字模型，要求特征拆分合理，转角衔接圆润。优先完成主要特征，在完成主要特征的基础上再完成细节特征。整体拟合不得分。
②实物的表面特征不得改变，三维数字模型比例(1:1)不得改变。
③实物的孔表面可做光滑处理。
提交：
①对齐坐标后用于建模的“stl”文件，命名为“21jm”。
②电动玩具船的船体数字模型的建模源文件和“stp”文件，命名为“22jm”。
提交位置：保存在U盘根目录一份，电脑D盘根目录下备份一份，其它地方不准存放。
数字模型精度对比：利用逆向建模软件的数据比对功能，做出数字模型精度对比报告。选手逆向建模完成后，使用软件的数据比对功能分别进行模型的3D比较（建模STL与逆向结果）、2D比较（指定位置）及创建2D尺寸（指定位置并标注主要尺寸），创建“pdf”格式分析报告。
注意：仅对比外表面，对比报告配分将与创新设计说明结合给出。详见任务三分值指标分配。
提交：对比文件采用“pdf”格式文件，文件命名为“23db”。提交
指标 数据定位合理性 模型特征的完成度 特征拆分合理性 特征完成精确度 关键特征精度 数字模型对比（报告）
分值 2 5 3 5 2 3
位置：保存在U盘根目录中一份，电脑D盘根目录下备份一份，其它地方不准存放。
分值指标分配如下：
评分标准：将选手创建的模型与扫描三维模型各面数据进行比对，平均误差小于0.08。面的建模质量好、合理拆分特征、拟合度高的得分。平均误差大于0.20不得分，中间状态酌情给分。
任务3 创新设计（35分）
参赛选手利用给定的实物和“任务2”所建数字化模型，结合相关知识，按任务书要求进行结构和功能创新设计，生成装配图及零件图。参赛选手结合设计任务要求编写设计方案说明书，采用文字结合图片的方式从设计方案的人性化、美观性、合理性、可行性、工艺性、经济性等方面描述创新设计的思路及设计结果。考核选手外观美化、结构优化、功能创新的设计能力。
（1）推进器设计
参赛选手利用预装好的建模软件，根据提供的电机、毛坯料及设备等条件进行推进器设计。推进器基本组成结构图2所示，电机如图3所示。
图2 推进器基本组成结构图
图3 防水电机及参数图
设计要求：
①总体外形尺寸尺寸：小于80100。
②电机连接固定：电机与叶轮、外壳固定安全稳定可靠。
③叶轮及叶片形状：叶轮叶片3片，型面自行设计，考核推力大小。
④前支撑和后端盖固定要求：前支撑和后端盖设计合理安全可靠固定在外壳上。
（2）电动玩具船的船体设计
参赛选手利用预装好的建模软件，根据“任务2”完成的数字模型和给定的电动玩具船功能部件，结合产品结构、机械制图、数控加工等专业知识，按数控加工工艺、强度、装配等技术要求，进行电动玩具船的船体设计，输出装配工程图和零件工程图，要求具有一定防水功能。。
（3）电动玩具船上壳体设计
选参赛手利用预装好的建模软件，根据上一步电动玩具船的船体设计结果和给定的电动玩具船功能部件，结合产品结构、人体工程学、3D打印等专业知识，按照3D打印工艺、强度、装配等技术要求，进行电动玩具船上壳体设计，要求具有一定防水功能。
注意：
①选手提交电动玩具船上壳体创新设计报告书，采用文字和图片结合形式，描述创新设计思路；要求逻辑性强，排版整齐美观。
②电动玩具船上壳体创新设计报告书，应采用规范技术术语，言简意赅。符合创新设计说明（附件1）要求。
③创新设计要充分利用竞赛赛场给定的条件和工具。
提交：
①电动玩具船推进器虚拟装配源文件和“stp”格式文件，文件命名为“31tjq”。
②电动玩具船虚拟装配源文件和“stp”格式文件，文件命名为“32zp”。
③电动玩具船装配工程图源文件和“dwg”格式文件，文件命名为“33zp”。
④电动玩具船上壳体三维模型源文件和“stp”格式文件，文件命名为“34st”。
⑤电动玩具船船体和电动玩具船上壳体零件工程图源文件和“dwg”格式文件，文件命名为“35-1lj，35-2lj”。
⑥创新设计报告书文件为“doc”格式文件,命名为“36cx”,文件不准做任何文字、记号、图案特殊标记，否则按违规处理。
提交位置：保存在U盘根目录一份，电脑D盘根目录下备份一份，其它地方不准存放。
分值指标分配如下：
指标 外观设计 结构设计 功能设计 图纸表达 创新说明
分值 5 8 8 10 4
评分标准：达到期待的优秀水平得满分；达到标准，且某些方面超过标准得2/3分；达到标准得1/3分；各方面均低于标准，包括“未做尝试”得0分。
四、CNC加工阶段任务、要求、评分要点和提交成果
任务4 CNC编程与加工（18分）
参赛选手根据赛场指定的机床、刀具、毛坯等加工条件，分析“任务3”设计的电动玩具船船体的加工工艺，制定加工工艺过程，编制加工工序卡；利用自动编程软件，根据制定的工艺编制数控加工程序，使用提供的机床和编制的数控程序完成“任务3”设计的电动玩具船船体加工。考核选手机械加工工艺、CNC编程与加工的能力。
（1）制定加工工艺
选手利用预装好的编程软件，根据“任务3”设计的电动玩具船船体及赛场提供的机床、刀具清单、毛坯，结合数控编程、金属切削、机械加工工艺等专业知识，按“任务3”输出的工程图纸要求进行电动玩具船船体数控加工工艺制定、数控加工程序编制。毛坯尺寸、加工刀具清单、工具清单，见附件2。
制定加工工艺，填写完成附件3加工工艺卡（电子档）和附件4 加工工艺说明（电子档）。
注意：请从经济性、规范性、安全性和环保等方面阐述加工工艺制定思路。
提交：
①附件3加工工艺卡，文件命名为“41gyk”。
②附件4加工工艺说明，文件命名为“42gysm”。
提交位置：U盘根目录一份，电脑D盘根目录下备份一份，其它地方不准存放。
（2）数控编程
选择合适的软件对产品进行数控编程，生成加工程序。
提交:
加工工件的数控程序，电动玩具船船体加工程序全部存放在名为“43bc”的文件夹中。
提交位置：U盘根目录一份，电脑D盘根目录下备份一份，其它地方不准存放。
分值指标分配说明：“任务4”提交的数控程序，不做为评分依据。
（3）CNC加工
选手利用赛场提供的机床、毛坯，根据“任务4”编制的加工工艺、加工程序，运用数控机床操作技能，按安全、文明等生产要求，进行电动玩具船船体加工。
注意：
①选手应充分利用比赛现场给定的条件，完成本项任务。
②选手仅对创新后电动玩具船船体进行加工。否则不计分。
分值指标分配如下：
指标 完成度 表面粗糙度 尺寸精度 工艺文件
分值 8 4 3 3
评分标准：达到期待的优秀水平得满分；达到标准，且某些方面超过标准得2/3分；达到标准得1/3分；各方面均低于标准，包括“未做尝试”得0分。
五、3D打印与装配阶段任务、要求、评分要点和提交成果
任务5 3D打印（7分）
参赛选手分别根据“任务3”设计的电动玩具船上壳体设计文件、推进器壳体设计文件和推进器叶轮设计文件进行封装和打印参数设置，打印出样件。将打印好的样件进行去支撑、表面修整等后处理，以保证零件质量达到要求。考核选手增材制造工艺、3D打印设备打操作，3D打印样件后处理能力。
分值指标分配如下：
指标 完成度 表面粗糙度 尺寸精度
分值 4 2 1
评分标准：达到期待的优秀水平得满分；达到标准，且某些方面超过标准得2/3分；达到标准得1/3分；各方面均低于标准，包括“未做尝试”得0分。
任务6 装配验证（5分）
参赛选手将加工得到的样件，与其它实物机构装配为一个整体，验证创新设计的效果。考核选手现场安装与调试能力。
验证一：
选手利用现场给定的工具，根据“任务4”加工得到动玩具船体、“任务5”加工得到电动玩具船上壳体、给定的电动玩具船上功能部件，结合机械装配工艺知识，进行电动玩具船装配，实现装配功能。
验证二：
选手利用现场给定的工具，对本任务装配完成的电动玩具船实物进行防水测试和运动速度测试。
提交：完整装配件。
分值指标分配如下：
指标 验证一 验证二
分值 3 2
评分标准：达到期待的优秀水平得满分；达到标准，且某些方面超过标准得2/3分；达到标准得1/3分；各方面均低于标准，包括“未做尝试”得0分。
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