机电一体化设备组装与调试竞赛项目操作试题二(教师组)教案资料
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泰州市第八届职业（技工）学校技能大赛
机电一体化设备组装与调试竞赛项目操作试题二（教师组）
选手编号： 成绩
注意：技能考试时间240分钟，总分100分。
一、 考试内容：
工作任务与要求
××生产设备是为某工作机械加工其中一个部件的机电一体化设备，该设备生产部件时有零件检测、零件加工和部件组装等三道工序。
请你在4h （四小时）内按要求完成××生产设备组装和调试
一、按××生产设备的总装配图（见附页，图号为001）及其要求和说明，在铝合金工作台上组装××生产设备。
二、按《××生产设备的气动系统图》（附页图号003）连接分装机的气路，并满足图纸提出的技术要求。
三、请你仔细阅读××生产设备的有关说明，根据如表1所示的PLC 输入输出端子（I/O ）分配，然后根据你对设备及其工作过程的理解，在赛场提供的图纸上（见附页，图号为004）设计绘制××生产设备的电气控制原理图，并在标题栏的“设计”和“制图”行填写自己的工位号。
四、根据你画出的电气控制原理图，连接××生产设备的控制电路。
要求：1. 凡是你连接的导线，必须套上写有编号的编号管。
2. 工作台上各传感器、电磁阀控制线圈、直流电动机、警示灯的连接线，必须放入线槽内；为减小对控制信号的干扰，工作台上交流电动机的连接线不能放入线槽。
五、请你正确理解设备的正常工作过程和故障状态的处理方式，编写××生产设备的PLC 控制程序和设置变频器的参数。
六、请你按触摸屏界面制作和监控要求的说明，制作触摸屏的2个界面，设置和记录相关参数，实现触摸屏对分装机的监控。
七、在使用计算机编写程序时，应随时保存已编写好的程序。
保存的路径为：D:文件名。
如：D:\机电一体化\工位号+姓名（如6号张三的工位文件名为“6张三”）。
此文件夹包含两个文件（PLC 程序+触摸屏程序）。
八、请你调整传感器的位置和灵敏度，调整机械零件的位置，完成××生产设备部分部件
学校 姓名 参赛证号 工位号
………………………装……………订……………线……………内……………不……………得………………答………………题………………………………
整体调试，使该设备能按要求完成各工序的规定任务。
表1 PLC输入输出端子（I/O）分配表
请你仔细阅读工件分拣设备的相关说明，避免完成工作任务时出错
××生产设备各部分的名称如图001所示， 5个传感器请根据生产任务的要求选择它们的类型和调整其参数。
××生产线生产金属圆柱形和塑料圆柱形两种元件，该生产设备的任务是将金属元件、白色塑料元件和黑色塑料元件进行加工和分拣、组合。
图001 ××生产设备部件位置及其名称
二、考试要求：
××生产设备及其调试要求
接通设备电源后，首先检查各运动元件或部件是否能正常运动，然后按零件检测、零件加工和部件组装的要求完成部件的生产。
（一）、系统的上电检测和预试行（调试）
1、部件的初始位置
启动前设备的运动部件必须在规定位置（即初始位置）。
有关部件的初始位置是：机械手的悬臂靠在右限止位置，手臂气缸的活塞杆缩回，悬臂气缸的活塞杆缩回，气抓手手指松开。
位置A、B、C的气缸活塞杆缩回。
处理盘、三相异步交流电动机不转动。
若设备符合初始位置，绿色警示灯闪亮3S后灭。
否则红色警示灯闪亮3S后灭，设置按钮SB3可进行复位，即按下SB3不在初始位置的部件或零件回到规定位置，复位后绿色警示灯闪亮3S后灭。
2、设备运动元件或部件的检查
运动元件或部件的检查在验收时由完成设备组装与调试的工作人员根据要求，完成以下内容：
先按下按钮SB2后按下按钮SB1（按两个按钮间距时间为1S以上）做如下动作：机械手悬臂气缸摆到左限止位置――>机械手手臂伸出――>气抓手手指闭合――>机械手逆序（相反顺序）返回到规定位置；
先按下按钮SB1后按下按钮SB2（按两个按钮间距时间为1S以上）做如下动作：使拖动皮带输送机的三相交流异步电动机以15HZ正转3S（图001中皮带顶面以往左为正转）――>再以
20HZ正转5S――>再以25HZ反转3S――>再以30HZ反转3S――>推料气缸A伸出――>推料气缸B伸出――>推料气缸C伸出――>推料气缸A、B、C同时缩回。
（二）、设备的正常工作（运行）
系统有两种工作方式，工作方式一用于对工件的检测和加工，工作方式二用于对工件进行组合分拣。
转换开关SA1转换旋钮在左位置，按工作方式一进行，在右位置时，按工作方式二进行。
1、工作方式一：
转换开关SA2转换旋钮在左位置，对工件进行检测和加工。
手动将元件放入进料口。
在元件未被推入出料斜槽或处理盘前不允许放入新的元件。
三相交流异步电机带动输送带以20HZ向左运动，如果放入是金属元件，将该元件送到位置A停2S进行加工，加工完毕后推料气缸A将其打入出料斜槽I；如果放入的是白色塑料元件，输送带将该元件以20HZ送到位置B停留1S加工，加工完毕后推料气缸B将其打入出料斜槽II；如果放入的是黑色塑料元件，输送带将该元件以20HZ送到位置C停留2S进行预加工，加工完毕后推料气缸C将其打入出料斜槽III ，输送带停止。
2、工作方式二：
转换开关SA2转换旋钮在右位置，对工件进行组合分拣。
手动将元件放入进料口。
当工件进入输送带后，三相异步电动机以20HZ工作，带动工件往左边运动。
工件按以下要求在指定位置停下并被打料气缸打入相应位置。
实现以下要求：
如果放入是金属元件，三相交流异步电机带动输送带将该元件以20HZ送到位置B停留2S 进行加工，然后输送带以15HZ反转返回到位置A，推料气缸A将其打入出料斜槽I；如果放入的是白色塑料元件，输送带将该元件以20HZ送到位置B停留2S进行加工，完毕后推料气缸B 将其打入出料斜槽II；如果放入的是黑色塑料元件，输送带将该元件以20HZ送到位置C停留2S进行预加工，然后输送带将其传送到位置D，输送带停止工作。
机械手开始工作，动作如下：机械手手臂伸出――>下降――>气抓手指闭合抓住工件――>上升――>机械手手臂缩回――>机械手左转――>机械手悬臂伸出――>下降――>机械手气抓手松开将工件放入处理盘――>拨杆转1圈，同时机械手按相反方向依次返回到规定位置。
3．技术要求：
1）系统按钮设置如下：
a .硬件设置有：“方式一/方式二”转换开关SA1；单键启╱停按钮；急停按钮；调试按钮SB1、SB2；
b .触摸屏画面：“方式一/方式二”转换开关SA1；单键启╱停按钮；急停按钮；调试按钮SB1、SB2；
2）对于系统的启停、状态控制：
启动：系统按控制要求运行；
停止：停止物料搬运分拣不再进行循环，但是如果在一个搬运分拣过程还没有结束时给
出停止信号，系统要将本次搬运分拣过程做完才能停止；
急停：当发生紧急情况时系统立刻停止运行，20S后系统方可再次启动，系统从原断电状态继续运行。
3）触摸屏的界面
触摸屏有××生产设备调试、运行等两个界面，各界面制作的内容和元件摆放位置参见图002所示。
（选手在满足要求情况下，可自行优化设计各界面）。
图002 触摸屏的界面
（三）各界面的功能说明
系统默认界面为调试监控界面
1. 调试界面
进入××生产设备调试监控界面，由按钮模块上SB1、SB2的组合状态来确定调试部件后，在该界面调试部件显示栏的部件名称显示框常亮3s后变为闪亮。
界面上的按钮SB1键与按钮模块的SB1功能相同，界面上的按钮SB2键与按钮模块的SB2功能相同，组合状态决定工作状态；界面上的紧急停止键与按钮模块的急停开关QS功能相同，停止对系统的调试。
完成调试后，按运行监控键，转到运行监控界面。
2. 运行监控界面
在分装机的功能为“运行”时，进入运行监控界面。
界面上的方式一╱二键与按钮模块的SA1功能相同，控制运行方式。
界面上的启╱停键与按钮模块的SB4功能相同，控制××生产设备的启动、停止。
界面上的紧急停止键与按钮模块的急停开关QS的功能相同，控制××生产设备的紧急停止。
“A装袋口分装数量”栏袋，记录本次A装袋口已经到达的物料的总数量。
“B装袋口分装数量”栏袋，记录本次B装袋口已经到达的物料的总数量。
“C装袋口分装数量”栏袋，记录本次C装袋口已经到达的物料的总数量。
以上记录各自达到5袋后，延时5S后自动清除，重新开始计数。
停止运行后，按调试监控键，返回调试监控界面。
机电一体化设备组装与调试
部件组装、气路连接、电路连接、电路图部分评分表
工位号（完成任务后将此评分表放工作台上，不能将此表丢失）
说明：每小项扣分不能超过该小项的配分。
机电一体化设备组装与调试赛场情况记录表
工位号（完成任务后将此评分表放工作台上，不能将此表丢失）（职业与安全意识根据此表记录评分，计入比赛成绩）。
