自动化生产线调试与安装试题及答案

自动化生产线调试与安装试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.自动化生产线安装过程中，确定各设备基准面时，优先选择的基准是（）。A.车间地面水平线B.设备自带的加工基准面C.相邻设备的侧面D.生产线末端设备的定位孔2.伺服电机与滚珠丝杠连接时，若需补偿径向和角向偏差，应选用（）联轴器。A.刚性B.梅花弹性C.膜片式D.滑块式3.传感器调试中，电感式接近开关检测金属工件时，若检测距离低于额定值，可能的原因是（）。A.工件材质为铝B.传感器供电电压偏高C.传感器安装支架振动D.工件表面有氧化层4.PLC程序调试时，若输出模块指示灯正常但执行元件无动作，首先应检查（）。A.程序逻辑是否错误B.执行元件电源是否正常C.输出模块与执行元件的接线D.PLC扫描周期是否过长5.气压传动系统调试中，气缸动作迟缓的常见原因是（）。A.减压阀压力设定过高B.气管内径过大C.换向阀内泄漏D.气缸缸径选择过小6.自动化生产线机械安装完成后，需进行水平度检测。对于长度为3m的输送线，允许的水平度误差最大值为（）。A.0.02mmB.0.06mmC.0.10mmD.0.15mm7.变频器参数设置中，“Pr.1”通常代表（）。A.上限频率B.下限频率C.基本频率D.启动频率8.视觉检测系统调试时，图像模糊的主要原因是（）。A.光源亮度不足B.镜头焦距未调准C.相机分辨率过低D.图像采集卡故障9.生产线同步控制调试中，若两台伺服轴速度不同步，优先检查（）。A.伺服驱动器的电子齿轮比设置B.电机编码器信号C.机械传动间隙D.PLC的脉冲输出频率10.安全光栅调试时，若遮挡任一光束后设备未停止，可能的故障是（）。A.光栅电源电压不足B.光栅发射端与接收端未对齐C.控制器输出信号类型错误D.设备急停按钮未复位二、填空题（每空1分，共20分）1.自动化生产线安装前，需对基础地面进行（）检测，确保承载能力符合设备要求。2.滚珠丝杠安装时，两端轴承的预紧方式分为（）和（）两种，目的是消除轴向间隙。3.传感器信号线缆应与动力线缆（）敷设，避免电磁干扰。4.PLC输入模块的公共端（COM）需连接（），否则可能导致信号误触发。5.气压系统调试时，需先开启（），再调节（），最后检查各气动元件动作。6.伺服驱动器的“位置控制模式”通过接收（）信号实现定位，“速度控制模式”通过（）信号调节转速。7.变频器的“加减速时间”设置过短会导致（），过长会影响（）。8.视觉系统标定的目的是建立（）与（）之间的数学关系，提高检测精度。9.生产线联调时，需验证（）、（）和（）三项核心功能，确保各工位协同运行。10.安全保护装置调试完成后，需进行（）测试，验证触发后设备能否在（）内停止。三、简答题（每题8分，共40分）1.简述自动化生产线机械安装的主要步骤及关键注意事项。2.说明电感式接近开关与电容式接近开关的适用场景及调试差异。3.列举PLC程序调试的主要方法，并说明“强制输出”功能的使用限制。4.分析气压传动系统中“气缸不动作”的可能原因及排查流程。5.阐述伺服系统“定位偏差超差”的常见故障点及解决措施。四、综合分析题（每题10分，共20分）1.某自动化生产线在启动时，输送线电机正常运转但工件无法移动。结合机械、电气、控制三个层面，分析可能的故障原因及排查顺序。2.调试一台由PLC控制的四轴搬运机器人时，发现机器人在取料位重复定位精度不足（偏差＞0.5mm）。请从机械安装、电气连接、参数设置三个方面提出排查思路。五、实操题（20分）请写出“伺服系统参数设置与调试”的完整操作流程（要求包含具体参数名称及调整依据）。参考答案一、单项选择题1.B2.C3.D4.C5.C6.B（0.02mm/m×3m=0.06mm）7.A8.B9.A10.B二、填空题1.平整度与承载力2.双推-自由式；双推-双推式（或预拉伸式）3.分开（或平行距离≥300mm）4.参考地（或0V）5.空气压缩机；减压阀压力6.脉冲+方向；模拟量电压（或0-10V）7.过流报警；生产效率8.图像像素坐标；实际物理坐标9.单工位动作；多工位联锁；紧急停机10.冗余；安全停止时间（或规定时间）三、简答题1.主要步骤：①基础处理（清理、放线）；②设备初定位（利用激光水平仪或全站仪）；③精密调平（使用水平仪或电子水平仪，调整垫铁）；④固定连接（螺栓紧固，按对角顺序分次拧紧）；⑤传动机构安装（联轴器对中、齿轮啮合间隙调整）；⑥机械防护安装（防护罩、急停装置）。关键注意事项：设备基准面与生产线基准线偏差≤0.1mm；传动件对中误差（径向≤0.05mm，角向≤0.02°）；螺栓紧固力矩符合厂家要求（需使用力矩扳手）；运动部件润滑到位（油脂型号与加注量）。2.电感式接近开关适用于检测金属（铁、钢、铜等），电容式适用于检测金属、非金属（塑料、液体、粉体）。调试差异：①电感式需注意工件材质（导磁性影响检测距离，如铝的检测距离约为钢的60%）；②电容式需避免环境湿度干扰（需调整灵敏度或增加屏蔽）；③电感式响应频率较高（可达2kHz），电容式较低（约500Hz）；④电容式调试时需先空载校准（排除环境干扰），电感式可直接检测。3.调试方法：①离线模拟（使用仿真软件测试逻辑）；②在线监控（通过编程软件监视输入/输出状态）；③分段测试（按工艺分阶段验证子程序）；④故障注入（模拟异常信号测试保护功能）。“强制输出”限制：仅用于调试阶段临时控制输出点，不能替代程序逻辑；长时间强制可能导致执行元件过载；需记录强制状态，调试结束后必须复位；禁止对安全相关输出（如急停、安全门）使用强制功能。4.可能原因：①气源问题（压力不足、气管堵塞）；②换向阀故障（电磁线圈烧毁、阀芯卡滞）；③气缸故障（活塞密封件磨损、缸筒变形）；④控制信号问题（PLC输出点无信号、接线断路）。排查流程：①检查气源压力（应≥设备要求的0.5MPa）；②手动操作换向阀（观察气缸是否动作，判断阀是否卡滞）；③测量PLC输出点电压（确认是否有24V信号）；④拆检气缸（检查密封件、活塞杆直线度）；⑤更换换向阀测试（排除阀本身故障）。5.常见故障点及解决措施：①机械传动间隙（检查联轴器、滚珠丝杠螺母副，调整预紧力或更换磨损件）；②编码器故障（检测信号波形，更换损坏的编码器）；③伺服参数设置错误（电子齿轮比计算错误，重新核对脉冲当量）；④负载惯性匹配不当（惯量比超过驱动器允许范围，更换电机或优化加减速时间）；⑤电磁干扰（信号线未屏蔽或接地不良，增加屏蔽层并单点接地）。四、综合分析题1.故障原因及排查顺序：机械层面：①输送线传动带松弛（张紧力不足）；②滚筒轴承卡滞（润滑不良或异物卡死）；③工件与输送线摩擦力不足（表面有油污或材质光滑）。电气层面：④电机驱动电源缺相（用万用表检测三相电压）；⑤减速机制动器未释放（检查制动器控制信号）；⑥编码器信号丢失（导致驱动器无法正常输出扭矩）。控制层面：⑦PLC程序未输出运行信号（监控输出点状态）；⑧变频器参数设置错误（如上限频率设为0）；⑨安全联锁未解除（如急停按钮未复位、安全门未关闭）。排查顺序：先机械（直观检查传动带、滚筒）→再电气（测量电源、制动器信号）→最后控制（监控程序逻辑、变频器参数）。2.排查思路：机械安装：①机器人底座水平度（用电子水平仪检测，偏差应≤0.05mm/m）；②关节轴间隙（手动转动各轴，感受是否有异常松动）；③末端执行器安装精度（检查夹具与法兰的连接螺栓是否松动）。电气连接：④编码器线缆接触不良（用示波器检测信号波形是否稳定）；⑤伺服驱动器与电机匹配（确认驱动器容量≥电机功率1.2倍）；⑥动力线与信号线共槽（导致干扰，需分开敷设）。参数设置：⑦电子齿轮比计算错误（重新核对脉冲当量=（导程×1000）/（编码器分辨率×细分倍数））；⑧位置环增益过低（适当提高增益可减小静态误差，但需避免振动）；⑨机械原点校准错误（重新执行回零操作，确认参考点位置）。五、实操题操作流程：1.确认硬件连接：检查伺服电机与驱动器、编码器与驱动器的接线，确保动力线相序正确（UVW对应），编码器线屏蔽层单端接地。2.初始化参数：将驱动器参数恢复为出厂设置（如三菱MR-JE系列的Pr.9=1），避免旧参数干扰。3.设置控制模式：根据需求选择“位置控制模式”（Pr.1=0）或“速度控制模式”（Pr.1=1），本题以位置控制为例。4.配置电子齿轮比：计算脉冲当量（如滚珠丝杠导程10mm，编码器分辨率2500p/r，驱动器细分16倍），则电子齿轮比分子=（导程×1000）/（脉冲当量×编码器分辨率×细分）=（10×1000）/（0.01×2500×16）=25（假设脉冲当量0.01mm/p），设置Pr.29（分子）=25，Pr.30（分母）=1。5.调整控制参数：①位置环增益（Pr.12）：根据机械刚性设置（刚性高设1000-2000Hz，刚性低设500-1000Hz）；②速度环增益（Pr.13）：通常为位置环增益的1/10；③加减速时间（Pr.35/36）：根据负载惯量设置（惯量大则时间延长，避免过流）。6.试运行测试：①点动运行（通过操作面板发送脉冲，观察电机转向