1號卷

2023年甘肅省職業院校技能大賽

高職組

工業設計技術賽項

自動焊錫槍創新設計與試制

(總時間：13小時)

任

務

書

二〇二三年三月

注意事項

1.參賽選手在比賽過程中應該遵守相關的規章制度和安全守則，如有

違反，則按照相關規定在考試的總成績中扣除相應分值。

2.參賽選手的比賽任務書用參賽證號、組別、場次、工位號標識，不

得寫有姓名或與身份有關的信息，否則視為作弊，成績無效。

3.比賽任務書當場啟封、當場有效。比賽任務書按一人一份分發，競

賽結束后當場收回，不允許參賽選手帶離賽場，也不允許參賽選手摘錄有

關內容，否則按違紀處理。

4.各參賽選手注意合理安排各階段的競賽任務，在規定的比賽時間內

完成全部任務，比賽結束時，各選手必須停止所有比賽操作。

5.請在比賽過程中注意實時保存文件，由于參賽選手操作不當而造成

計算機“死機”、“重新啟動”、“關閉”等一切問題，責任自負。

6.在提交的電子文檔上不得出現與選手有關的任何信息或特別記號，

否則將視為作弊。

7.若出現惡意破壞賽場比賽用具或影響他人比賽的情況，取消競賽資

格。

8.請參賽選手仔細閱讀任務書內容和要求，競賽過程中如有異議，可

向現場裁判人員反映，不得擾亂賽場秩序。

9.遵守賽場紀律，尊重考評人員，服從安排。

10.賽場發放兩個U盤。所有比賽文件分別保存在兩個U盤的根目

錄及計算機G盤根目錄中，第一階段比賽完畢提交一個U盤，裝入信封

封好，選手和裁判共同簽字確認。另一個U盤放在工具箱中，選手在第

二階段時使用其中的加工程序進行加工及裝配驗證。

11.加工后的零件按照要求裝配后裝入工具箱封好，選手和裁判共同

簽字確認。不得將比賽中作品及文件資料帶出賽場，否則按作弊處理。

一、任務名稱與時間

1.任務名稱：自動焊錫槍創新設計與試制

2.競賽時間：13小時（分二個階段完成）

二、已知條件

本賽項以小家電設計的工作流程來設計競賽內容。主要包括三維數據采集、逆向建模、

創新設計、CNC編程與加工、3D打印、裝配驗證等前沿的知識、技術技能以及職業素養等內

容，全面檢驗學生工業設計的工程實踐能力和設計能力。

常見的自動焊錫槍結構包括手柄、電源開關、扣扳機、出錫管、錫線底座、發熱芯、儲

絲盤、烙鐵頭、焊槍底座等。

某型號自動焊錫槍已經設計并完成了主體部分樣件制作（如圖1所示），由于焊接時大

卷焊絲不方便攜帶及使用，需要設計一個連接在焊槍上，并方便拆卸的焊絲儲存與傳送機

構，同時為了臨時放置使用過的焊槍，需要設計制作一個放置焊槍的底座。

圖1自動焊錫槍結構

結構

1/10

第一階段：數字化設計

(時間：8小時)

任

務

書

2/10

任務1實物三維數據采集（10分）

參賽選手利用賽場提供的已完成標定的三維掃描裝置和附件對給定的自動焊錫槍主體實

物進行掃描，獲取點云數據，并對獲得的點云進行相應取舍，剔除噪點和冗余點后保存點云

文件。考核選手復雜表面點云準確獲取能力。

1、數據采集

參賽選手使用標定好的三維掃描儀和附件，完成給定的自動焊錫槍殼體表面掃描，并對

獲得的點云進行取舍，剔除噪點和冗余點。

提交：經過去舍后的點云電子文檔，格式為asc文件，文件名命名為“11dy”，及封裝后的電

子文檔stl文件，文件命名為“12sm”。

提交位置：U盤根目錄下各一份，電腦G盤根目錄下備份一份，其它地方不準存放。

分值指標分配如下：

單個特征完整特征過渡：轉（圓）角主體整體拼合完

指標

性、處理效果特征完整性、處理效果整性、處理效果

分值811

評分標準：將選手提交的掃描數據與掃描樣件模型各面進行比對，組成面的點基本齊全

（以點足以建立曲面為標準），且與實物對比不失真。出現掃描不到的區域，如果與創新設

計無關，不作評分。

注意：（1）標志點處不作評分，未掃描到的位置不可以進行補缺。

（2）利用逆向模型反推的點云數據不給分。

（3）點云數據真實反映實物外形，足夠逆向建模即可。

任務2逆向建模（20分）

利用任務1采集的點云數據，使用逆向建模軟件，對給定的自動焊錫槍殼體進行三維數

字化建模。對逆向建模的模型進行數字模型精度對比（3D比較、2D比較、創建2D尺

寸），形成分析報告。

1、逆向建模

利用任務1采集的點云數據，使用逆向建模軟件，對給定的自動焊錫槍殼體進行三維

數字化建模。

注意：

（1）合理還原產品數字模型，要求特征拆分合理，轉角銜接圓潤。優先完成主要特

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征，在完成主要特征的基礎上再完成細節特征。整體擬合不得分。

（2）實物的表面特征不得改變，數字模型比例(1:1)不得改變。

提交：

（1）對齊坐標后用于建模的“stl”文件，命名為“21jm”。

（2）自動焊錫槍數字模型的建模源文件和“stp”文件，命名為“22jm”。

提交位置：U盤根目錄下各一份，電腦G盤根目錄下備份一份，其它地方不準存放。

2、數字模型精度對比

利用逆向建模軟件的數據比對功能，做出數字模型精度對比報告。選手逆向建模完成

后，使用軟件分別進行模型的3D比較（建模stl與逆向結果）、2D比較（指定位置）及

創建2D尺寸（指定位置并標注主要尺寸），創建“pdf”格式分析報告。

注意：僅對比外表面，對比報告配分將與創新設計說明結合給出。詳見任務3分值指標分

配。

提交：對比文件采用“pdf”格式文件，文件命名為“23db”。

提交位置：在U盤根目錄下各一份，電腦G盤根目錄下備份一份，其它地方不準存放。

分值指標分配如下：

數據定位合主要模型特征的特征拆分過渡特征完成數字模型對

指標

理性完成度及精度合理性度及精度比（報告）

分值28343

評分標準：將選手創建的模型與掃描數據進行比對，平均誤差小于0.08。面建模質量

好、特征拆分合理、擬合度高的得分。平均誤差大于0.20不得分，中間狀態酌情給分。

任務3創新設計（35分）

利用給定實物和任務2所建數字化模型，結合機械設計、機械制圖、數控加工、人體

工程學、3D打印等專業相關知識，按任務書要求進行自動焊錫槍儲絲傳送機構和焊槍底座

的結構和功能創新設計。

完成設計零件的三維造型，并進行三維虛擬裝配。

具體設計要求如下：

1、儲絲傳動機構設計

儲絲傳動機構用于焊接時臨時存放焊絲，并通過入錫口流暢傳送進導絲管，要求設計

4/10

的機構能滿足以下條件：

（1）能穩固連接在焊槍上，并方便從焊槍主體上拆卸；

（2）外形尺寸與焊槍主體尺寸匹配，要求整套機構最大尺寸不超過60X30X30；

（3）傳動機構根據使用要求可自行確定件數，均用3D打印成形，材料為PLA，結構要

符合3D打印工藝。

2、底座設計

底座用于臨時放置使用過的焊槍，防止高溫烙鐵頭與其他物品接觸，并利于散熱，要求

放置時手柄底面與水平面平行，且穩固可靠，方便取放。

底座的材料為鋁2A12，材料密度為2.75g/cm3，用給定尺寸的毛坯數控加工成形。設計

要符合機械加工工藝。

注意：

（1）工程圖繪制

生成自動焊錫槍、儲絲傳動機構及底座裝配后的總體裝配圖、底座的零件圖。圖紙要求

按照制圖標準表達結構并進行相應標注（可不畫標題欄）。

（2）利用附件1，選手采用文字和圖片結合形式，描述設計思路，提交自動焊錫槍創

新設計說明書。要求條理清晰，邏輯性強，言簡意賅，采用規范技術術語，排版整齊美觀。

提交：

（1）底座零件的“stp”格式文件，文件命名為“31Lj”。

（2）底座零件工程圖“pdf”格式文件,文件命名為“31Lj”。

（3）總體裝配的“stp”格式文件，文件命名為“32zp”。

（4）總體裝配工程圖的“pdf”格式文件，文件命名為“32zp”。

（5）創新設計說明書文件保存為“pdf”格式文件,命名為“33cx”,文件不準做任何文

字、記號、圖案等特殊標記，否則按違規處理。

提交位置：U盤根目錄下各一份，電腦G盤根目錄下備份一份，其它地方不準存放。

分值指標分配如下：

指標外觀設計結構設計功能設計圖紙表達創新說明

分值410984

5/10

第二階段：“數字化加工”

(時間：5小時)

任

務

書

6/10

任務4CNC編程與加工（18分）

選手根據賽場指定的機床、刀具、毛坯等加工條件，分析任務3設計的底座的工藝，制定

加工工藝過程，編制加工工序卡；利用自動編程軟件，根據制定的工藝編制數控加工程

序，使用提供的機床和編制的數控程序完成任務3所設計的底座的數控加工。

1、制定加工工藝，編制數控加工程序

選手利用預裝好的編程軟件，根據任務3設計的底座及賽場提供的機床、刀具清單、毛

坯，結合數控編程、金屬切削、機械加工工藝等專業知識，按任務3輸出的工程圖紙要求，進

行底座的數控加工工藝制定，選擇合適的軟件對產品進行數控編程，生成加工程序，填寫數

控加工工序卡（附件2，電子檔）

提交：

附件2自動焊錫槍底座數控加工工序卡的“pdf”格式文件,文件命名為“41gxk”。

底座的數控加工程序全部存放在名為“42bc－gj”的文件夾中。

提交位置：U盤根目錄各一份，電腦G盤根目錄下備份一份，其它地方不準存放。

提醒:

（1）任務4“CNC編程與加工”的數控編程可在第一階段或第二階段完成，CNC加工在第

二階段完成。

（2）任務4提交的數控程序，不作為評分依據。

2、CNC加工

選手利用賽場提供的機床、毛坯，根據任務4編制的加工工藝、加工程序，運用數控機

床操作技能，按安全、文明等生產要求，完成底座的加工。

提交：加工件：底座實物

分值指標分配如下：

指標完成度表面粗糙度尺寸精度工藝文件

分值11421

提醒：安全文明生產、職業素養的考核在此階段由現場裁判完成，選手確認簽字后生

效。如果選手違反職業道