[工学]光机电技能大赛10套试题.doc

光机电一体化大赛试题投标人名称：亚龙科技集团有限公司日 期： 2010年2月2日99目 录第一套试题3第二套试题12第三套试题21第四套试题29第五套试题36第六套试题41第七套试题47第八套试题56第九套试题64第十套试题72第一套试题2009机电一体化设备组装与调试技能试卷工号: 一、搬运装配加工设备情况简介 加工设备（以下简称加工设备）由送料系统，气动机械手，皮带输送机等部件组成，工件有三种，工件甲（试件为金属件）、工件乙试件为塑料件（白色塑料为合格品，黑色塑料为不合格品），各部件和一些主要元件的名称、安装位置如图1所示。图1 加工设备示意图加工设备中各元、器件的作用如表1所示。序号元器件名称作用1双控电磁阀1机械手旋转气缸2双控电磁阀2机械手悬臂气缸3双控电磁阀3机械手手臂气缸4双控电磁阀4机械手手指气缸5单控电磁阀1单出杆气缸A6单控电磁阀2单出杆气缸B7单控电磁阀3单出杆气缸C8指示灯HL3系统电源指示以下开关及指示灯请在触摸屏上编制1转换开关SA1系统运行/单元运行2转换开关SA2功能1/功能2 选择3按钮SB4复位、自检按钮4按钮SB5起动按钮5按钮SB6设备停止按钮6指示灯HL1工作状态指示1（绿色）7指示灯HL2报警指示（红色）8指示灯HL4工作状态指示2（绿色）说明：1、开关指示灯在触摸屏第一页显示，并在此页面上方显示“2009苏州市中等职业学校电工电子技术技能大赛” 日期 时间；2、第一页的右下角设置页面转换键“数据统计”，进入第二页；3、在第二页显示系统运行状态时每10个工件，黑色工件的百分比。二、加工设备的动作和控制要求1. 系统的自检第一次上电，将SA1“系统运行/单元运行”转换开关置于“系统运行”位，设备处于“系统运行”工作状态，系统工作前，必须确保各器件在原点位置，当不符合原点位置要求时，按下SB4“复位、自检”按钮，HL1、HL2、HL4先长亮4S后转为以2Hz频率闪烁，再按下SB4按钮，起动相应电磁阀使不在原点的气缸复位；如果系统都在原点，按下SB4“复位、自检”按钮，HL1、HL2、HL4先长亮4S后转为以1Hz频率闪烁3S后，系统处于开始等待。2. 分拣部件单独运行系统自检完成后，将SA1“系统运行/单元运行”转换开关置于“单元运行”位，设备处于“单元运行”工作状态；将SA2“功能1/功能2”转换开关置于“功能1”位，设备处于“功能1”分拣部件单独工作状态。按下SB5启动按钮，HL1亮，系统起动。当皮带输送机左放料位置的漫射型光电传感器检测到工件后，指示灯HL1熄灭，拖动皮带输送机的交流电动机以25Hz的频率启动前进传送工件，变频器的爬坡时间为2S，制动时间为1S。分拣要求：正对皮带输送机，从左到右有A、B、C套检测分拣装置，检测传感器有1个电感式接近开关，2个光纤传感器，检测传感器的排列顺序及灵敏度，根据分拣要求由选手自定，在第三出料斜槽C实现“甲/乙（合格品）”“甲/乙（合格品）”装配，不符合“甲/乙（合格品）”要求的工件由气缸B推入第二出料斜槽，工件乙不合格品（黑色塑料件）由汽缸A推入第一出料斜槽，传送带前进频率为25Hz，返回频率为35Hz。系统正常启动运行后，进料口检测到工件，传送带以25Hz频率前进，在第三出料斜槽有两个“甲/乙（合格品）”装配件后，点亮打包指示灯HL4 3S，此时皮带停止，3S后HL4打包指示灯熄灭，系统又进入正常运行。3. 机械手部件单独运行系统自检完成后，将SA1“系统运行/单元运行”转换开关置于“单元运行”位，设备处于“单元运行”工作状态；将SA2“功能1/功能2”转换开关置于“功能2”位，设备处于“功能2”机械手单独工作状态。按下SB5启动按钮，系统起动。当皮带输送机左放料位置的漫射型光电传感器检测到工件后，指示灯HL1亮，气动机械手转动到右位（皮带左放料所在位），悬臂伸出手臂下降气爪将工件夹紧。夹紧1s后，手臂上升悬臂缩回转动至左侧极限位置然后悬臂伸出手臂下降气爪放松，将工件放到工件台上。机械手放下夹持的工件1s后，手臂上升悬臂缩回转动至右侧极限位置停止，等待皮带输送机左放料位置的工件。4. 系统运行系统自检完成后，将SA1“系统运行/单元运行”转换开关置于“系统运行”位，设备处于“系统运行”工作状态。在工件放置台的光电传感器检测到有工件时，气动机械手悬臂伸出手臂下降气爪将工件夹紧。夹紧1s后，手臂上升悬臂缩回转动至右侧极限位置然后悬臂伸出手臂下降气爪放松，将工件放到皮带输送机的传送带上。当皮带输送机左放料位置的漫射型光电传感器检测到工件后，指示灯HL1熄灭，拖动皮带输送机的交流电动机以25Hz的频率启动前进传送工件，变频器的爬坡时间为2S，制动时间为1S。加工要求：工件到达C位后，皮带停止，进行第一道工序加工7S，然后皮带输送机以30Hz的频率反转回B位后，皮带停止，进行第二道工序加工6S，然后皮带输送机以20Hz频率反转回A位后，皮带停止，进行第三道工序加工5S。三道工序加工完后，进行工件的检测，皮带机正转频率为25Hz，反转频率为30Hz，将金属件推入C位溜槽，白色塑料件推入B位溜槽。黑色塑料件为不合格工件，送回皮带输送机的左起点，由机械手将此工件送回工件放置台，推料气缸的活塞杆缩回后，指示灯HL1亮，表示设备准备又一次进行将工件分拣装配。用触摸屏的第二页面显示每10 个工件中黑色工件所占的百分比。为了保证设备的工作，只允许一个工件在皮带输送机上传送与装配，因此必须保证只有在皮带输送机停机等待（指示灯HL1亮）的期间，机械手才能向传送带的左放料位放工件。但若皮带运输机停机等待时间超过10s，指示灯HL1由长亮变为每秒闪1次，提示尽快将工件搬运到皮带输送机，直到皮带输送机左进料位的漫射型光电传感器检测到工件后自动熄灭。5.“系统运行”状态下装配设备的保护装置（1）原位保护 系统工作前，必须确保各器件在原点位置，当不符合原点位置要求时，按下SB5系统也不能起动。原点位置要求：机械手气爪夹紧，机械手手臂、悬臂气缸活塞杆缩回，机械手停止在左侧的极限位置；皮带输送机拖动电动机停转，三个单出杆气缸活塞杆缩回。（2）断电时的保护 突然断电，设备停止工作，机械手保持停电前状态。恢复供电后，设备应接着断电前所处的工作状态运行。（3）无料保护 系统在正常运行中，若工件放置台、机械手、皮带输送机上均无工件，15S后，HL2报警灯以1Hz频率闪烁5S后，系统停止。（4）设备的正常停止设备在工作过程中，按下停止按钮SB6，设备在完成当前机械手的搬运及分拣，设备恢复到原位后停止。三、工作任务任务1：根据加工设备示意图，调节各部件位置，完成设备的组装。要求：（1）应保证组装后，设备的机械手能把工件准确地从工件放置台搬运到皮带输送机的左放料位。（2）应保证三相交流异步电动机转轴与皮带输送机传动轴的同心度，以电动机拖动皮带输送机时，不发生震动为符合要求。任务2：按加工设备的动作和控制要求，画出电气原理图并完成电路连接。要求：（1）电气原理图的绘制，图形符号的使用应符合中华人民共和国国家标准。使用非中华人民共和国国家标准的图形符号时，应说明参照的标准名称；（2）电气原理图应画在加工设备电气控制原理图的图纸上。（3）电路连接应符合工艺要求和安全要求，所有导线应放入线槽，导线与接线端子连接处应套编号管并有相应的编号。（4）元件、器件的金属外壳，应可靠接地。任务3：按加工设备的动作和控制要求，画出气动系统图并完成气路连接。要求：（1）气动系统图的绘制，图形符号的使用应符合中华人民共和国国家标准。使用非中华人民共和国国家标准的图形符号时，应说明参照的标准名称；（2）气动系统图应画在加工设备气动系统图的图纸上。（3）不得使用漏气的气管和管路附件；气管与管接头的连接应牢固、可靠。 任务4：根据加工设备的动作和控制要求编写PLC控制程序和设置变频器参数要求：（1）在使用计算机编写程序时，应随时保存已编写好的程序。保存的文件名为工位号；（2）编写程序可用基本指令，也可以使用步进指令或功能指令。任务5：调试加工设备的机械部件和PLC控制程序要求：（1）机械部件、传感器等元件的安装位置及其PLC的控制程序应相互配合，协调动作，保证分拣和加工的准确；（2）机械部件、传感器等元件的安装位置及其PLC的控制程序应保证皮带输送机启动和停止位置和时间的准确。（3）调节气路中的流量调节阀，使气缸活塞杆伸出和缩回的速度适中。任务6：触摸屏人机界面的编制要求：（1）正确设置触摸屏的页面；（2）正确配置触摸屏与计算机，触摸屏与PLC的通信。注意： 请您在完成工作任务的过程中，遵守安全操作规程 设 计加工设备电气控制原理图技能竞赛组委会绘 图图 号比 例加工设备气动系统图技能竞赛组委会设 计绘 图图 号比 例机电一体化设备组装与调试技能竞赛评分表工号 工作任务配分评分项目项目配分扣分标准扣分得分任务得分设备组装及电路、气路40部件安装位置、皮带松紧、零件松动、尺寸不符等，2分/处，本任务最多扣10分。短路或熔断器熔断调试时短路，10分/次；交卷后通电短路，扣20分；调试过程中熔断器熔断，5分/次。电路图（10分）电气原理6电路原理、标注错误1分/处，最多扣6分。图形符号4符号不符标准且未做说明，0.5分/个，最多扣4分。电路连接（10分）正确与安全7连接错误，1分/处；接线端子连接的导线没有编号管，0.5分/个；最多扣7分。连接工艺3接线端子导线超过2根、导线露铜过长、布线零乱：2分/处；最多扣3分。气动系统图与气路（10分）气动系统图6气动原理错误，2分/每处；元件图形符号不符标准，1分/个；最多扣6分。气路连接4漏气，调试时掉管，0.5分/处，气管过长，影响美观或安全，1分/每处；最多扣4分。程序与调试50“系统运行”时设备的动作（15分）动作指示灯1HL1不能按要求亮灭，本项目最多扣1分。机械手动作6不能搬运工件，扣5分；机械手动作顺序与要求不符，2分/处。皮带输送机动作8动作与要求不符，皮带速度与要求不符，气缸动作与要求不符，2分/处。“单独运行”时设备的动作（20分）不能单独运行，扣20分；单独动作与要求不相符，每步扣1分。“系统自检”（5）不能自检，扣5分；自检与要求不符合，每步扣2分。保护与停止（10分）正常停止2按停止按钮，设备不能停止不得分。原位保护3各元器件未复位，按SB5设备启动，1分/处，最多扣3分。断电保护5恢复供电后设备动作不符要求1分/处，最多扣5分。触摸屏101页面5元件设置及控制与不符要求，1分/个。2页面5统计数据显示不符要求，扣5分。评委签名 第二套试题机电一体化设备组装与调试工作任务书请你在4h内，按要求完成下列工作任务 一、按分拣设备部件组装图（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线分拣设备。二、按分拣设备气动系统图（见附页，图号为002）及其要求和说明，连接生产线分拣设备的气路。三、请你仔细阅读生产线分拣设备的有关说明，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（见附页，图号为003）上，画出生产线分拣设备的电气原理图，并在标题栏的“设计”和“制图”行填写自己的工位号。四、根据你画出的电气原理图，连接生产线分拣设备的电路。电路的导线必须放入线槽，凡是你连接的导线，必须套上写有编号的编号管。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，编写生产线分拣设备的PLC控制程序和设置变频器的参数。六、请你调整传感器和位置或灵敏度，调整机械零件的位置，完成生产线分拣设备的整体调试，使该设备能正常工作，完成物件的质量检测、加工、分拣和组合。生产线分拣设备 生产线分拣设备各部分的名称如图1所示；气动机械手各部分的名称如图2所示。图1中的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，该生产线的分拣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质检和分拣，或加工和分拣。图1图2悬臂手臂手指摆动气缸立柱右限止位置左限止位置一、部件的初始位置启动前，设备的运动部件必须在规定的位置，这些位置称作初始位置。有关部件的初始位置是：机械手的悬臂靠在右限止位置并处于缩回状态，手臂气缸的活塞杆缩回，手指松开。位置A、B、C的气缸活塞杆缩回。处理盘、皮带输送机的拖动电动机不转动。初次上电（设备前次断电前处于非运行状态）时，若上述部件在初始位置，绿色警示灯闪烁，表示系统准备好，等待设备启动。若上述部件不在初始位置，绿色警示灯熄灭，而红色警示灯闪烁。你应该调整系统，使上述部件在初始位置。二、设备的正常工作系统有两种工作方式，工作方式一用于对工件进行质检，然后分拣。 工作方式二用于对工件进行加工和组合分拣，。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。工作方式一：1、启动系统准备好后，按下启动按钮SB5，系统启动，运行指示灯HL1长亮。当进料口侧的传感器V检测到有工件从进料口放上皮带输送机时，皮带输送机以高速（35Hz）由位置A向位置C的方向运行。2、工件质检和分拣金属工件、白色塑料工件和黑色塑料工件分别在A处、B处和C处停留2秒时间进行质量检测。如果检测通过，则分别推入斜槽I、II和III。如果质检测不能通过，则按下按钮SB4，表示该工件是次品，这时皮带输送机应以高速（35Hz）把该工件送到D处然后停止。3、次品的处理当次品工件到达位置D后，机械手悬臂伸出手臂下降手指合拢抓取元件手臂上升悬臂缩回机械手向左转动悬臂伸出伸出到位延时1秒后手指松开，工件掉在处理盘内悬臂缩回机械手右转回原位后停止。工件掉入处理盘后，处理盘电机转动对掉入盘内的工件进行处理，处理时间为3秒，处理时间到后处理盘电机停止转动。当工件被推料气缸推出，或工件被送到D处时，才可向进料口下料。4. 设备的停止在运行过程中按下停止按钮SB6，设备在完成当前工件的分拣和处理后返回初始位置后停止，指示灯HL1熄灭。工作方式二：1、启动系统准备好后，按下启动按钮SB5，系统启动，运行指示灯HL2长亮。当进料口侧的传感器检测到有工件从进料口放上皮带输送机时，皮带输送机以高速（35Hz）运行，传送工件定位到位置A。2、元件的加工工件定位后。皮带输送机停止，对工件进行加工，若是金属工件加工时间为3秒，若是白色塑料工件加工时间为2秒，若是黑色塑料工件加工时间为1秒。3、工件的排列分拣和组合分拣（1）如果工件需要输送到位置B、C或D，皮带输送机应以中速运行，三相交流电动机的运行频率为25 Hz。（2）推入出料斜槽I的工件必须满足第一个是金属，第二个白色塑料，第三个是黑色塑料工件排列关系的套件。推料气缸将工件推入斜槽后活塞杆自动缩回。（3）推入出料斜槽II必须满足由2个白色塑料和1个黑色塑料工件组合成的套件。推料气缸将工件推入斜槽后活塞杆自动缩回。（4）同时满足多个入槽要求工件优先是入I槽，后是II槽。（5）不满足组合和排列关系的白色工件应推入出料斜槽III，金属工件和黑色塑料工件则应视为废品工件送往位置D。4、废品工件的处理与工作方式一相同。5、设备的停止（1）按下停止按钮SB6时，应在完成当前工件的分拣和处理后，设备停止在初始位置，运行指示灯HL2熄灭。（2）当推入斜槽的工件能构成一组套件（I槽和II槽中，同一槽内满足排列或组合关系的三个工件为一套）时，生产线会进行包装（包装过程不需本系统控制）。设备停止后，如果斜槽的工件未能构成一组套件。则设备在重新启动后应接着去完成上次的工作任务。但若在设备重新启动前，持续按下停止按钮3秒钟，设备再次启动后，重新执行加工和分拣任务。二、设备的非正常工作如果在运行过程中切换工作方式选择开关SA1，系统的工作方式不允许立即切换，这时指示灯HL1和HL2应同时以每秒2次的频率闪烁，并执行下面的切换过渡工序。过渡工序完成后，指示灯按新的工作方式闪亮或熄灭。1、从工作方式一切换到工作方式二时，若皮带输送机上已经有被确认为次品的工件，则皮带输送机继续完成把该工件送到D处然后停止。反之若皮带输送机上有工件但尚未被确认为次品，则皮带输送机应以低速（频率为15Hz）把该工件送到A处然后停止。待清理出料斜槽上的工件后，按下SB4按钮，设备按方式二从工件加工工序开始运行。2、从工作方式二切换到工作方式一时，系统应在完成当前工件的推入相应斜槽操作或传送到D处后，皮带输送机停止。待清理出料斜槽上的工件后，按下SB4按钮，设备按方式一运行。3、皮带输送机停止期间，机械手仍保持运行状态。4、如果工作方式选择开关SA1的切换发生在皮带输送机上没有工件的状况，则仍需清理出料斜槽上的工件后，按下SB4按钮，系统才能切换到新的工作方式下运行。分拣设备部件组装图电工电子技能比赛组委会设 计制 图比 例图 号001要求和说明： 1.以实训台左右两端为尺寸的基准。各处安装尺寸的误差不大于1mm。2.传送带装置的安装后，应进行运行平稳性检测。当频率从下限频率60Hz连续改变时，在整个频段，传送带运行应能正常启动且没有明显的晃动现象。（下限频率要求为5Hz）3.气动机械手的安装尺寸需要根据实际进行调整，以机械手能从皮带输送机抓取工件并顺利搬运到处理盘中为准。4.传感器的安装高度，检测灵敏度，均需根据生产要求，进行调整。分拣设备气动系统图电工电子技能比赛执委会设 计制 图比 例图 号002 命题组命题组位置B气缸机械手手臂气缸机械手悬臂气缸气动系统安装要求与说明： 1. 各气动执行元件必须按系统图选择控制元件，但具体使用电磁阀组中某个元件不做规定。2. 连接系统的气路时，气管与接头的连接必须可靠，不漏气。位置C气缸位置A气缸机械手摆动气缸机械手手指气缸3. 气路布局合理，整齐、美观。分拣设备电气原理图电工电子技能比赛执委会设 计制 图比 例图 号003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） 成绩： 项目项目配分评分点点配分扣分说明点得分项目得分评委签名部件组装及测试24皮带输送机5输送机、接料口高度差超过1mm，到边上距离差超过1mm，扣1分/处，机械手装置8机械手组装后不能工作，扣6分，每个动作扣1.5分;组装后机械手与立柱明显不垂直，扣2分；装置安装尺寸误差超过1mm，1分/处处理盘1安装尺寸误差超过1mm，1分/处气源组件1安装尺寸误差超过1mm，0.5分/处警示灯1安装尺寸误差超过1mm，0.5分/处;装的不垂直,扣0.5分皮带机测试7不能正确进行调速电位器接线，扣1.5 分。不能设定65Hz频率或下限频率，各扣1分，不能设定转矩提升参数，扣0.5分皮带机在下限频率不能启动，扣1.5分，高频时打滑或晃动严重扣1分。气路连接9元件选择2气缸用电磁阀与图纸不符，0.5分/处气路连接5漏接、脱落、漏气，0.5分/处，最多扣5分气路工艺2布局不合理扣1分，零乱，扣1分；长度不合理，没有绑扎，扣1分电路连接8元件选择2元件选择与试题要求不符，0.5分/处；最多扣2分连接工艺3连接不牢、露铜超过2mm，同一接线端子上连接导线超2条，0.5分/处；最多扣4分编号管3自己连接的导线未套编号管，0.2分/处，最多扣4分；套管不标号，0.1分/处，最多扣2分电路图9制图规范制图草率，手工画图扣5分元件使用2元件选择与试题要求不符，0.5分/处；最多扣2分图形符号3图形符号不按统一的规定， 0.5分/处；最多扣2分，没有元件说明，扣0.2分/处原理正确4不能实现要求的功能、可能造成设备或元件损坏，漏画元件，1分/处；最多扣4分； 功能评分表工位号： （完成任务后将此评分表放工作台上，不能将此表丢失） 成绩： 项目项目配分评分点点配分扣分说明点得分项目得分评委签名初始位2部件初始位置2不在初始位置时，红色警示灯不闪亮扣1分。在初始位置，绿色警示灯不闪亮扣1分；工作方式一11启动1启动后HL1不亮，扣1分工件放置1工件放置后，电机转速不对，扣1分工件质检4不能在规定的位置进行质检（位置A，B，C），扣1分/处，质检定时不正确，扣0.5分/处，次品不能向D处送出，扣0.5分/个。本项最高扣4分工件分拣3合格工件不能在规定的位置推出（位置A，B，C），每工件每位置不合要求扣1.5分；其中不能对中推出，扣0.5分；本项最高扣3分停止2不能按要求停止扣1.5分，停止时HL1不熄灭扣0.5分工作方式二17启动1启动后HL2不亮，扣1分工件放置1工件放置后，电机转速不对，扣1分工件在A定位、加工5工件不能在A处定位，扣2分/件，定位不准确，扣1分/件。加工时间不正确，扣0.5分/件工件在规定位置按组合要求及优先顺序推出10不能在规定的位置推出或送出（位置A，B，D），每工件每位置不合要求扣1.5分；手动停及数据清除3按下SB6，设备不能停止，扣2分；数据清除不合要求，扣1分机械手工作8机械手动作6不符合要求，每处扣1分，抓不住件，扣2分，歪斜不正扣1分处理盘工作2不转动或不停止扣2分，转动时间不符合要求，每处扣1分非正常工作12指示灯2指示灯闪烁不合要求，扣1分/处工件清理1不符合清理斜槽中工件要求，扣1分。从方式一切换到方式二5无法实现过渡工序，扣5分，次品处理不合要求，非次品处理不合要求，每处扣1分。按下SB4不能进入方式二工作，扣1分。从方式二切换到方式一4传送带立即停止或不能停止，扣2分。机械手与皮带机一同停止，扣1分。安全操作扣分表（在总分中扣分）序号考核项目考核要求配分评分标准扣分1职业与安全意识完成工作任务的所有操作是否符合安全操作规程5符合要求5分，基本符合要求3分，一般1分（同时可一项否决）2工具摆放、包装物品、导线线头等的处理，是否符合职业岗位的要求3符合要求3分，有2处错1分，2处以上错0分3遵守赛场纪律，爱惜赛场的设备和器材，保持工位的整洁2做到得2分，未做到扣2分4违规违规从参赛成绩中扣分电路短路扣30分，设备部件松动使设备不能正常工作扣10分，不符合职业规范的行为，视情节扣510分总成绩： 评委签名： 第三套试题2009年*省中等职业学校技能大赛机电一体化设备组装与调试项目工作任务书请你在4h内，按要求完成下列工作任务 一、按分拣设备部件组装图（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线分拣设备。二、按分拣设备气动系统图（见附页，图号为002）及其要求和说明，连接生产线分拣设备的气路。三、请你仔细阅读生产线分拣设备的有关说明，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（见附页，图号为003）上，画出生产线分拣设备的电气原理图，并在标题栏的“设计”和“制图”行填写自己的工位号。四、根据你画出的电气原理图，连接生产线分拣设备的电路。电路的导线必须放入线槽，凡是你连接的导线，必须套上写有编号的编号管。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，编写生产线分拣设备的PLC控制程序和设置变频器的参数。六、请你调整传感器和位置或灵敏度，调整机械零件的位置，完成生产线分拣设备的整体调试，使该设备能正常工作，完成物件的加工、分拣和组合。生产线分拣设备 生产线分拣设备各部分的名称如图1所示；气动机械手各部分的名称如图2所示。图1中的4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，该生产线的分拣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1一、图2悬臂手臂手指气动马达立柱右限止位置左限止位置系统的上电检测和处理图2悬臂手臂手指气动马达立柱右限止位置左限止位置1、部件的初始位置启动前，设备的运动部件必须在规定的位置，这些位置称作初始位置。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，手指松开。位置A、B的气缸活塞杆缩回。处理盘、皮带输送机的拖动电动机不转动。初次上电时，若上述部件在初始位置，绿色警示灯闪亮。否则，绿色警示灯熄灭，红色警示灯闪亮，系统应自动执行复位操作进行复位，其操作步骤请自行确定。2、皮带输送机运行平稳性检测请按照分拣设备部件组装图中的安装要求进行皮带输送机的运行平稳性检测。若运行平稳性检测不能通过，须关闭电源后重新调整皮带输送机。如果上述2项检测均已通过，可按下SB6按钮，这时绿色警示灯熄灭，改为指示灯HL1以亮1秒，灭0.5秒的方式闪亮，表示系统已经准备好，等待启动。二、设备的正常工作系统有两种工作方式，工作方式一用于对工件进行快速分拣，工作方式二用于对工件进行加工和组合分拣。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。工作方式一：1. 启动按下启动按钮SB5，设备启动。指示灯HL1长亮。皮带输送机按由位置A向位置C的方向运行。拖动皮带输送机的三相交流电动机的运行频率为25Hz。2. 工作当元件从进料口放上皮带输送机时，禁止下料指示灯HL2以2次/秒方式闪亮，提示不能下料。直到传送带在将工件送达A位置时，禁止下料指示灯HL2熄灭，此时可以继续下料，再次下料的工件到达A位置之前，禁止下料指示灯HL2又以2次/秒方式闪亮，提示不能下料，以后依此类推。放上传送带上的金属工件由A位置气缸推入斜槽I，白色塑料工件由B位置气缸推入斜槽II，黑色塑料工件则传送到C位置气缸。黑色塑料工件到达位置C时，机械手悬臂伸出手臂下降手指合拢抓取元件手臂上升悬臂缩回机械手向左转动悬臂伸出手指松开，元件掉在处理盘内。然后机械手悬臂缩回机械手向右转动返回初始位置。工件被推入斜槽或传送到C位置时传送带无需停止。3. 停止：当第3个黑色塑料工件到达A位置时，禁止下料指示灯HL2保持以2次/秒方式闪亮，提示不能下料，直到机械手完成把该工件放入处理盘并返回初始位置后自动停止，HL1、HL2均熄灭。3秒钟后，HL1又以亮1秒，灭0.5秒的方式闪亮，表示出料斜槽和处理盘中的工件已清理，系统可通过按下SB5重新启动。工作方式二：1. 启动：按下启动按钮SB5，设备启动。拖动皮带输送机的三相交流电动机的低速运行，频率为15 Hz，皮带输送机按由位置A向位置C的方向运行。系统准备好指示灯HL1和运行指示灯HL2长亮。2. 工作:设备启动后，当元件从进料口放上皮带输送机时，皮带输送机由低速运行变为高速运行，此时拖动皮带输送机的三相交流电动机的运行频率为35 Hz。皮带输送机上的元件到达位置B时停止进行加工，若工件是金属元件加工时间为3秒，若工件是白色元件加工时间为2秒，若工件是黑色元件加工时间为1秒。元件在位置B完成加工后，按下面原则进行组合分拣：（1）如果元件需要输送到位置A或C，皮带输送机应以中速运行，三相交流电动机的运行频率为25 Hz。（2）推入出料斜槽I的元件必须满足第一个是金属元件、后面二个白色塑料元件构成的套件关系。工件推入斜槽且气缸活塞杆缩回后，皮带输送机又低速运行，到元件放上皮带输送机变为高速运行。（3）由皮带机传送到C处的元件应满足由一个金属元件、和一个黑色塑料元件构成的套件（不分顺序）关系；在元件到达位置C时，皮带输送机停止运行。机械手悬臂伸出手臂下降手指合拢抓取元件手臂上升悬臂缩回机械手向左转动悬臂伸出手指松开，元件掉在处理盘内悬臂缩回机械手转回原位后停止。元件掉进处理盘时，直流电机启动，转动3 s后停止。当机械手取出元件后，皮带输送机又低速运行，到元件放上皮带输送机变为高速运行。（4）不满足套件关系的元件应推入出料斜槽II，当气缸活塞杆缩回后，皮带输送机又低速运行，到元件放上皮带输送机变为高速运行。（5）同时满足（2）和（3）的套件关系的金属元件，优先是入I槽，而后是传送到C处。3. 停止设备对推入斜槽或送往处理盘的套件（I槽中，满足排列或组合关系的三个工件为一套；或处理盘中，满足组合关系的二个工件为一套）进行包装。计划包装的总套件数为4套。（1）自动停止：当设备完成所计划的包装套数时，自动停在初始位置。 （2）手动停止：按下停止按钮SB6时，应在完成当前工件的分拣和处理后，设备停止在初始位置。 （3）设备停止后，运行指示灯HL2熄灭。（4）设备在重新启动之前，可以持续按下停止按钮3秒钟将上次工作任务的套数数据清除，并同时将出料斜槽和处理盘中的元件拿走。如不清除上次工作数据，设备重新启动后应接着去完成上次的工作任务。三、设备的非正常工作1、如果在运行过程中切换工作方式选择开关SA1，则指示灯HL1和HL2应同时以每秒2次的频率闪烁，表示此时禁止下料；系统仍保持切换前的工作方式运行，直到传送带上的所有工件被分拣完毕，各工作机构返回初始位置，然后无须按启动按钮就自动转到新的工作方式下运行。2、发生突然断电的意外时，设备应保持各处在断电瞬间的状态。恢复供电，指示灯HL1按4次/秒的方式闪亮。须等待再次按下启动按钮SB5，HL1重新长亮，设备从断电瞬间保持的状态开始，按原来的方式和程序继续运行。但对于方式二，若在断电前正在加工工件，则该工件报废，废品工件也应推入出料斜槽II中。分拣设备部件组装图电工电子技能比赛组委会设 计制 图比 例图 号001要求和说明： 1.以实训台左右两端为尺寸的基准。各处安装尺寸的误差不大于1mm。2.传送带装置的安装后，应进行运行平稳性检测，检测时要求变频器的运行模式为组合模式II。当变频器输出频率从下限频率60Hz连续改变时，在整个频段，传送带运行应能正常启动且没有明显的晃动现象。下限频率的设定不高于5 Hz。3.气动机械手的安装尺寸仅供参考，需要根据实际进行调整，以机械手能从皮带输送机抓取工件并顺利搬运到处理盘中为准。4.传感器的安装高度，检测灵敏度，均需根据生产要求，进行调整。分拣设备气动系统图电工电子技能比赛组委会设 计制 图比 例图 号002 命题组命题组气动系统安装要求与说明： 1. 各气动执行元件必须按系统图选择控制元件，但具体使用电磁阀组中某个元件不做规定。2. 连接系统的气路时，气管与接头的连接必须可靠，不漏气。位置B气缸位置A气缸空余电磁阀机械手悬臂气缸机械手手臂气缸机械手摆动气缸机械手手指气缸3. 气路布局合理，整齐、美观。分拣设备电气原理图电工电子技能比赛组委会设 计制 图比 例图 号003 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） 成绩： 项目项目配分评分点点配分扣分说明点得分项目得分评委签名部件组装及测试24皮带输送机5输送机、接料口高度差超过1mm，1分/ mm，到边上距离差超过1mm，扣1分/处机械手装置8机械手组装后不能工作，扣6分，每个动作扣1.5分;组装后机械手与立柱明显不垂直，扣3分；装置安装尺寸误差超过1mm，1分/处处理盘2安装尺寸误差超过1mm，1分/处气源组件1安装尺寸误差超过1mm，0.5分/处皮带机测试8不能使用组合模式2调节变频器频率，扣1.5分。不能正确进行调速电位器接线，扣1.5 分。不能设定60Hz频率或下限频率，各扣1分，皮带机在下限频率不能启动，扣2分60Hz时打滑或晃动严重扣1分。气路连接9元件选择2气缸用电磁阀与图纸不符，0.5分/处气路连接5漏接、脱落、漏气，0.5分/处，严重漏气不能工作扣4分，最多扣5分气路工艺2布局不合理扣1分，零乱，扣1分；长度不合理，没有绑扎，扣1分电路连接8元件选择2元件选择与试题要求不符，0.5分/处；最多扣2分连接工艺3连接不牢、露铜超过2mm，同一接线端子上连接导线超2条，0.5分/处；最多扣4分编号管3自己连接的导线未套编号管，0.2分/处，最多扣4分；套管不标号，0.1分/处，最多扣2分电路图9制图规范制图草率，手工画图扣5分元件使用2元件选择与试题要求不符，0.5分/处；最多扣2分图形符号3图形符号不按统一的规定， 0.5分/处；最多扣2分，没有元件说明，扣0.2分/处原理正确4不能实现要求的功能、可能造成设备或元件损坏，漏画元件，1分/处；最多扣4分； 功能评分表工位号： （完成任务后将此评分表放工作台上，不能将此表丢失） 成绩： 项目项目配分评分点点配分扣分说明点得分项目得分评委签名复位4部件初始位置4不在初始位置时，不能执行复位操作扣3分；复位步骤不当扣2分。警示灯闪亮不合要求，扣1分。在初始位置按SB6，HL1闪亮不合要求，扣1分；工作方式一11启动1启动后HL1不常亮，扣0.5分。变频器运行频率不正确，扣0.5分工件分拣7.5HL2亮/灭不合要求扣0.5分，不能在规定的位置推出（位置A，B，C），每工件每位置不合要求扣1.5分；其中不能对中推出，扣0.5分；推入时电动机停止,扣1分，本项最高扣7.5分停止2.5不能按要求自动停止扣2分，停止时HL2不熄灭扣0.5分工作方式二28启动1.5启动后HL1、HL2闪亮不合要求，扣1分。变频器运行频率不正确，扣0.5分工件在B定位、加工5.5变频器运行频率不正确，扣0.5分工件不能在B处定位，扣1.5分/件，定位不准确，扣0.5分/件。加工时间不正确，扣0.5分/件工件在规定位置按组合要求及优先顺序推出8不能在规定的位置推出或送出（位置A，B，C），每工件每位置不合要求扣1.5分；变频器运行频率不正确，扣0.5分机械手动作6不符合要求，每处扣1分，抓不住件，扣2分，歪斜不正扣1分处理盘工作2不转动或不停止扣2分，转动时间不符合要求，每处扣1分自动停止2不能按预置套数要求自动停止扣2分手动停及数据清除3按下SB6，设备不能停止，扣2分；数据清除不合要求，扣1分非正常工作7工作方式动态切换3HL1、HL2闪亮不合要求，无切换过渡，不能自动转为新工作方式各扣1分突然断电4废品处理不合要求扣2分。不能保持停电瞬间状态，恢复供电后运行步骤不符合要求，各扣2分；HL2不能按要求亮，扣1分，本栏目最多扣4分安全操作扣分表（在总分中扣分）序号考核项目考核要求配分评分标准扣分1职业与安全意识完成工作任务的所有操作是否符合安全操作规程5符合要求5分，基本符合要求3分，一般1分（同时可一项否决）2工具摆放、包装物品、导线线头等的处理，是否符合职业岗位的要求3符合要求3分，有2处错1分，2处以上错0分3遵守赛场纪律，爱惜赛场的设备和器材，保持工位的整洁2做到得2分，未做到扣2分4违规违规从参赛成绩中扣分电路短路扣30分，设备部件松动使设备不能正常工作扣10分，不符合职业规范的行为，视情节扣510分总成绩： 评委签名： 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）电路过载、短路情况记录记录工作人员签名：选手签工位号确认安全操作情况记录记录工作人员签名：选手签工位号确认元器件更换情况记录记录工作人员签名：选手签工位号确认赛场纪律情况记录记录工作人员签名：选手签工位号确认选手离开赛场时间离开赛场原因选手签工位号确认选手完成任务，报告结束竞赛时间记录工作人员签名：选手签工位号确认第四套试题请你在4h内，按要求完成下列工作任务 一、按分拣设备部件组装图（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线分拣设备。二、按分拣设备气动系统图（见附页，图号为002）及其要求和说明，连接生产线分拣设备的气路。三、请你仔细阅读生产线分拣设备的有关说明，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（见附页，图号为003）上，画出生产线分拣设备的电气原理图，并在标题栏的“设计”和“制图”行填写自己的工位号。四、根据你画出的电气原理图，连接生产线分拣设备的电路。电路的导线必须放入线槽，凡是你连接的导线，必须套上写有编号的编号管。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，编写生产线分拣设备的PLC控制程序和设置变频器的参数。六、请你调整传感器和位置或灵敏度，调整机械零件的位置，完成生产线分拣设备的整体调试，使该设备能正常工作，完成物件的加工、分拣和组合。生产线分拣设备 生产线分拣设备各部分的名称如图1所示；气动机械手各部分的名称如图2所示。图1中的4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，该生产线的分拣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、分拣。图2悬臂手臂手指气动马达立柱右限止位置左限止位置图1一、部件的初始位置启动前，设备的运动部件必须在规定的位置，这些位置称作初始位置。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，手指松开。位置A、B、C的气缸活塞杆缩回。处理盘、皮带输送机的拖动电动机不转动。初次上电（设备前次断电前处于非运行状态）时，若上述部件在初始位置，指示灯HL1常亮，表示系统准备好，等待设备启动。若上述部件不在初始位置，HL1以亮2s灭1 s方式闪亮，系统应自动执行复位操作进行复位，其操作步骤请自行确定。二、设备的正常工作系统有两种工作方式，工作方式一用于对工件进行快速分拣，工作方式二用于对工件进行加工和组合分拣。工作方式一：1. 启动按下启动按钮SB5，设备启动。指示灯HL2长亮。2. 工作当元