安徽省高职院校教师技能竞赛Word下载.docx

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图3装配单元机械装配图

⑶完成分拣单元装置侧部分部分部件的位置调整、电气位置调整以及工作单元在工作台面上定位。

图4给出该单元装置侧部分装配俯视图。

图4分拣单元装置侧装配俯视图

⑷供料和输送单元装置侧部分的机械部件安装、气路连接工作已完成，选手须进一步按工作任务要求完成该单元在工作桌面上的定位，并进行必要的调整工作。

2、YL-335B自动生产线各工作单元装置部分的安装位置如图5所示。

图中，长度单位为毫米，安装误差不大于1毫米。

350

310

430

560

分拣单元

图5YL-335B自动生产线设备俯视图

（二）气路连接及调整

1、按照图6、图7和图8所示的加工、装配和分拣单元气动系统图完成该三个工作单元的气路连接，并调整气路，确保各气缸运行顺畅和平稳。

图6加工单元气动系统原理图

手爪提升气缸

手爪伸出气缸

顶料气缸

气源

汇流板

挡料气缸

摆动气缸

手指气缸

图7装配单元气动系统原理图

分拣气缸3

分拣气缸2

分拣气缸1

图7分拣单元气动系统原理图

2、检查加工、装配和分拣单元各气缸初始位置是否符合下列要求，如不符合请适当调整。

⑴加工单元的伸缩气缸处于伸出状态，冲压气缸均处于缩回状态。

⑵装配站的挡料气缸处于伸出状态，顶料气缸处于缩回状态。

装配机械手的升降气缸处于提升状态，伸缩气缸处于缩回状态，气爪处于松开状态。

⑶分拣单元的三个推料气缸均处于缩回状态。

⑷完成气路调整，确保各气缸运行顺畅和平稳。

3、供料和输送单元的气路连接已经完成，但仍须进一步调整气路，确保各气缸运行顺畅和平稳。

（三）电路设计和电路连接

1、供料单元的电气接线已经完成，请根据实际接线确定PLC的I/O分配，作为程序编制的依据。

2、输送单元的电气接线已经完成，并且所使用的松下A5伺服驱动器的参数已设置，其中：

指令脉冲旋转方向设置为（Pr0.06=0）

指令脉冲输入方式设置为脉冲序列＋符号（Pr0.07=3）；

电机每旋转一转的脉冲数设置为6000（Pr0.08=6000）；

驱动禁止输入设定为Pr5.04=2（POT／NOT任何单方的输入，将发生Err38.0“驱动禁止输入保护”）。

伺服驱动器X4连接器端子接线如图8所示。

使用FX系列PLC

使用S7-200系列PLC

图8伺服驱动器X4连接器端子接线图

请根据实际接线确定PLC的I/O分配，作为程序编制的依据。

3、装配单元的电气接线已经完成，请根据实际接线确定PLC的I/O分配，作为程序编制的依据。

3、加工单元PLC侧已经完成接线，请核查接线端口所对应的I/O信号，确定I/O分配，然后据此完成装置侧的电气接线。

4、设计分拣单元的电气控制电路，并根据所设计的电路图连接电路。

电路图应包括PLC的I/O端子分配和变频器主电路及控制电路。

电路连接完成后应根据运行要求设定变频器有关参数（其中要求斜坡下降时间或减速时间参数不小于1S），变频器有关参数应以表格形式记录在所提供的电路图上。

5、说明：

①所有连接到接线端口的导线应套上标号管，标号的编制自行确定。

②PLC侧所有端子接线必须采用压接方式。

（四）各站PLC网络连接

对不同厂家PLC的系统，所指定的网络通信方式如下：

⑴采用西门子S7-200系列时，指定为PPI方式，并指定输送单元作为系统主站。

⑵采用三菱FX系列时，指定为N:

N方式，并指定输送单元作为系统主站。

（五）连接触摸屏并组态用户界面

触摸屏应连接到系统中主站PLC的相应接口。

在TPC7062KS人机界面上组态画面，要求用户窗口包括欢迎界面、安装测试界面和运行界面三个窗口。

1、为生产安全起见，系统应设置操作员组和技师组两个用户组别。

具有操作员组以上权限（操作员组或技师组）的用户才能启动系统。

2、欢迎界面是启动界面，触摸屏上电并进行权限检查后运行，欢迎界面屏幕上方的标题文字向左循环移动，循环周期约20当触摸欢迎界面位图框内的任意部位时，都将切换到“安装测试界面”。

欢迎界面如图10所示，其中的位图文件存放在个人计算机的“桌面\技术文档\”文件夹中。

图9欢迎界面

2、安装测试界面用以测试生产线设备在安装完成后各工作单元的精确位置，应按照下列功能要求自行设计：

⑴本界面上应设置复位按钮以及初始状态指示灯。

当PLC上电后，需要进行初始状态检查和复位工作时，触摸复位按钮，PLC执行复位程序，使抓取机械手各气缸处于初始位置，然后使装置返回到直线运动机构的参考点位置。

参考点位置位于原点开关的中心线位置。

复位完成后，初始状态指示灯被点亮。

⑵初始状态指示灯被点亮后才能进行供料、装配、加工等工作单元安装位置的精确测试。

本界面上应设置适当的选择开关用以指定相应工作单元进入测试状态。

如果复位过程尚未完成，初始状态指示灯尚在熄灭状态而触摸选择开关，则动作不予响应并且弹出相应的提示框。

⑶界面中应设置供料、装配、加工等工作单元安装位置的显示构件，显示以脉冲数表示的绝对坐标数据。

⑷接收到PLC发送的测试完成信号后，本界面的测试完成指示灯被点亮，同时弹出提示框，提示“各单元安装位置数据测试完毕，可进入运行模式！

”。

触摸提示框内“确定”按钮，提示框消失。

这时具有技师组权限的用户，可触摸“运行模式”按钮切换到运行窗口界面。

⑸如果系统本次运行并非设备安装后的首次运行，则PLC的掉电保持存储器中已保存了供料、装配、加工等单元的安装数据和“测试完成”信号的置位状态，从而可跳过安装数据测试工序。

但，①人机界面应读取上述安装数据并显示在触摸屏上。

②初始状态检查和复位工作必须进行，仅当复位完成后，才能触摸“运行模式”按钮进行窗口切换。

3、运行界面窗口组态应按下列功能自行设计：

⑴在人机界面上可设定计划生产套件总数，并生产过程中显示尚须完成的套件总数。

⑵在人机界面上设定分拣单元变频器的运行频率（10Hz～35Hz）。

实时显示变频器启动后的输出频率。

⑶提供系统启动信号。

⑷在人机界面上动态显示输送单元机械手装置当前位置（以原点开关中心线位置为参考点，度量单位为毫米）。

（5）指示网络的运行状态（正常、故障）。

（6）指示各工作单元的运行、故障状态。

其中故障状态包括：

①供料单元的供料不足状态和缺料状态。

②装配单元的供料不足状态和缺料状态。

③输送单元抓取机械手装置越程故障（左或右极限开关动作），以及工作单元运行中的紧急停止状态。

发生上述故障时，有关的报警指示灯以闪烁方式报警。

（7）当计划生产任务完成，系统将停止全线运行，这时可触摸返回欢迎界面的按钮，返回到欢迎界面，或触摸返回到安装测试界面的按钮，返回安装测试界面。

但若系统正在运行状态，触摸上述按钮将不予响应。

（六）程序编制及调试

系统的工作模式分为安装数据测试模式和运行模式。

系统上电后应首先进入安装数据测试模式。

1、安装数据测试模式

安装数据测试模式包括设备上电后抓取机械手装置的复位操作与装配等工作单元的安装数据测试两项。

①抓取机械手装置的上电复位操作的主令信号来自HMI界面，使抓取机械手各气缸处于初始位置，然后使装置返回到直线运动机构的参考点位置。

复位过程中，输送单元按钮/指示灯模块中指示灯HL1以每秒2次的频率闪烁，复位完成后HL1保持常亮，直到进入安装数据测试操作或进入运行模式。

②安装数据测试操作用于设备安装完成后的首次运行，精确测定各工作单元绝对坐标数据（用脉冲数表示），测试结果存于PLC的掉电保持单元内，并显示在人机界面上。

进行安装数据测试操作时，人机界面发出测试操作开始信号，并依次指定待测试单元为供料单元、装配单元和加工单元。

当待测试单元指定指定为装配单元时，指示灯HL2点亮；

指定为加工单元时，指示灯HL2和HL3同时点亮。

操作者应根据人机界面指定的待测试单元，通过按钮/指示灯模块的按钮SB1、SB2和开关SA选择一定的速度点动驱动抓取机械手装置沿直线导轨运动，精确寻找待测试单元的位置。

其中，按钮SB1实现正向点动运转功能，按钮SB2实现反向点动运转功能；

选择开关SA1指定2档速度选择，第1档速度要求为50mm/s,第2档速度要求为200mm/s。

在按下SB1或SB2实现点动运转时，应允许切换SA1，改变当前运转速度。

（注：

在低速搜索测试单元的位置时，可关断气源，手动伸出机械手臂以进行精确寻找）

③每当寻找一个待测试单元位置的操作完成时，可同时按下SB1、SB22秒时间加以确认，测试结果应存入相应的掉电保持存储器，同时发送到人机界面显示该单元的安装数据。

④当各工作单元的安装数据测试完成，可再次同时按下SB1、SB22秒时间加以确认，抓取机械手装置应以合适的速度返回参考点停止，然后置位“测试完成信号”并传送到人机界面。

2、系统正常的运行模式步骤如下：

⑴人机界面切换到运行界面窗口后，输送站PLC程序应首先检查供料、装配、加工和分拣等工作站是否处于初始状态。

初始状态是指：

①各工作单元气动执行元件均处于初始位置。

②供料单元料仓内有足够的待加工工件。

③装配单元料仓内有足够的小园柱零件。

若上述条件中任一条件不满足，则安装在装配站上的绿色警示灯以2Hz的频率闪烁。

红色和黄色灯均熄灭。

这时系统不能启动。

如果上述各工作站均处于初始状态，绿色警示灯常亮。

若人机界面中设定的计划生产套件总数大于零，则允许启动系统。

这时若触摸人机界面上的启动按钮，系统启动。

绿色和黄色警示灯均常亮，并且供料站、输送站、加工站和分拣站的指示灯HL3常亮，表示系统在全线方式下运行。

⑵计划生产套件总数的设定只能在系统未启动或处于停止状态时进行，套件数量一旦指定且系统进入运行状态后，在该批工作完成前，修改套件数量无效。

⑶系统启动后，输送站抓取机械手应首先从参考点位置开始以约350mm/s的速度移动到供料站出料台中心线处，然后系统向供料站发出供料指令。

⑷供料站的工作流程：

供料站接收到系统发来的供料指令后，如果出料台上没有工件，即进行把工件推到出料台上的操作。

工件推出到出料台后，应向系统发出出料台上有工件信号。

若供料站的料仓内没有工件或工件不足，则向系统发出报警或预警信号。

当系统发来的启动信号被复位时，工作站在完成本工作周期后退出运行状态。

⑸装配站的工作流程：

①启动后，如果回转台上的左料盘内没有小园柱零件，就执行下料操作；

如果左料盘内有零件，而右料盘内没有零件，执行回转台回转操作。

②如果回转台上的右料盘内有小园柱零件且装配台上有待装配工件，开始执行装配过程。

执行装配机械手抓取小园柱零件，放入待装配工件中的操作。

装入动作完成后，向系统发出装配完成信号。

③完成装配任务后，装配机械手应返回初始位置，等待下一次装配。

④若计划生产任务已经完成，本站收到来自系统的停止运行指令时，则芯料供料机构应立即停止供料，正在进行装配工作的情况下，装配单元在完成本次装配后停止工作。

⑤如果装配站的料仓或料槽内没有小园柱零件或零件不足，应向系统发出报警或预警信号。

⑹加工站的工作流程：

加工站接收到系统发来的启动信号时，即进入运行状态。

当加工台上有工件且被检出后，设备执行将工件夹紧，送往加工区域冲压，完成冲压动作后返回待料位置的工件加工工序。

冲压动作完成且加工台返回待料位置后，向系统发出加工完成信号。

如果没有停止信号输入，当再有待加工工件送到加工台上时，加工单元又开始下一周期工作。

⑺输送站的工作流程

①输送站接收到人机界面发来的启动指令后，即把启动指令发往各从站。

②在接收到供料站的“出料台上有工件”信号后，输送站抓取机械手装置应执行抓取供料站工件的操作。

动作完成后，伺服电机驱动机械手装置以不小于300mm/s的速度移动到装配站装配台的正前方，把工件放到装配站的装配台上。

③接收到装配完成信号后，机械手装置应抓取已装配的工件，然后从装配站向加工站运送工件，到达加工站的加工台正前方，把工件放到加工台上。

机械手装置的运动速度要求与②相同。

④接收到加工完成信号后，机械手装置应执行抓取已压紧工件的操作。

抓取动作完成后抓手缩回，然后伺服电机驱动机械手装置移动到分拣站合适位置，在机械手臂逆时针旋转90°

执行在进料口上方。

传送带进料口上方把工件放下的操作。

机械手装置的运动速度要求与400mm/s。

⑤机械手装置完成放下工件的操作并缩回到位后，手臂应顺时针旋转90°

，等待下一次搬运工作。

⑻分拣站的工作流程：

分拣站接收到系统发来的启动信号时，即进入运行状态。

当输送站机械手装置放下工件、缩回到位后，分拣站的变频器即启动，驱动传动电动机人机界面所指定的变频器运行频率的速度，把工件带入检测区进行芯件颜色检测。

进行芯件嵌入颜色检测时允许传送带停车，停车时间可根据检测装置的特性自行确定。

③分拣原则是：

满足第一种套件关系的工件（每个白色芯白色工件和一个金属芯白色工件搭配组合成一组套件，不考虑二个工件的排列顺序）到达1号滑槽中间时，传送带停止，推料气缸1动作把工件推出；

满足第二种套件关系的工件（每个白色芯黑色工件和一个金属芯黑色工件搭配组合成一组套件，不考虑二个工件的排列顺序）到达2号滑槽中间时，传送带停止，推料气缸2动作把工件推出。

不满足上述套件关系的工件到达3号滑槽中间时，传送带停止，推料气缸3动作把工件推出。

工件被推出滑槽后，该工作单元的一个工作周期结束。

仅当工件被推出滑槽后，才能再次向传送带下料，开始下一个工作周期。

说明：

假设每当一套套件在分拣单元被分拣推出到相应的出料槽后，即被后序的打包工艺设备取出，打包工艺设备不属于本生产线控制。

⑼系统的正常停止

从分拣站1号滑槽和2号滑槽输出的总套件数达到指定数量时，一批生产任务完成，系统发出停止运行指令。

停止运行指令发出后的处理要求如下：

①若输送站抓取机械手装置正在夹持工件向装配站或加工站运动，则达到目标站后，抓取机械手装置应执行在目标站放下工件的操作，然后以300mm/s的速度返回参考点位置。

②若输送站抓取机械手装置正在夹持工件向分拣站运动，则达到分拣站后，抓取机械手装置应执行在分拣站进料口放下工件的操作，手臂缩回后顺时针旋转90°

，然后以300mm/s的速度返回参考点位置。

输送站机械手装置放下工件、缩回到位后，分拣站的变频器即启动，输出频率为35Hz，驱动传动电动机把工件传送到3号滑槽中间时，传送带停止，推料气缸3动作把工件推出。

上述操作完成后，警示灯中黄色灯熄灭，绿色灯仍保持常亮，系统处于停止状态。

为准备系统的下一次启动，若装配单元装配台上或加工单元加工台上有工件，应予人工清理。

此后若再按下启动按钮，则系统又重新开始工作。

3、异常工作状态测试

⑴工件供给状态的信号警示

如果发生来自供料站或装配站的“工件不足够”的预报警信号或“工件没有”的报警信号，则系统动作如下：

①如果发生“工件不足够”的预报警信号警示灯中红色灯以1Hz的频率闪烁，绿色和黄色灯保持常亮。

系统继续工作。

②如果发生“工件没有”的报警信号，警示灯中红色灯以亮1秒，灭0.5秒的方式闪烁；

黄色灯熄灭，绿色灯保持常亮。

若“工件没有”的报警信号来自供料站，且供料站物料台上已推出工件，系统继续运行，直至完成该工作周期尚未完成的工作。

当该工作周期工作结束，系统将停止工作，除非“工件没有”的报警信号消失，系统不能再启动。

若“工件没有”的报警信号来自装配站，且装配站回转台上已落下芯件，系统继续运行，直至完成该工作周期尚未完成的工作。

当该工作周期工作结束，系统将停止工作，除非“工件没有”的报警信号消失，系统不能再启动

⑵输送站急停

系统运行中若按下输送站急停按钮，则输送站立即停车。

在急停复位后，应从急停前的断点开始继续运行。

⑶供料单元的料仓中可能偶然混有成品工件。

若出现这种情况，操作者应人工干预，即，当抓取机械手从供料单元出料台抓取工件后手臂缩回过程中，按下SB1按钮，程序将跳过装配和压紧加工工序，而直接送到分拣站进行分拣。

三、注意事项

⑴选手应在试卷指定页内完成输送单元的电气控制电路设计图、分拣单元变频器主电路和控制电路设计图

⑵选手提交最终的PLC程序，存放在“D:

\2011自动线\XX”文件夹下（XX:

工位号）。

选手的试卷用工位号标识，不得写上姓名或与身份有关的信息（竞赛时每组发放三套试题，选手将所有答案集中写在其中一套上并在试卷的封面标明“答卷”，三套试题一并收回）。

⑶比赛中如出现下列情况时另行扣分：

①调试过程中由于撞击造成抓取机械手不能正常工作扣15分。

②选手认定器件有故障可提出更换，经裁判测定器件完好时每次扣3分，器件确实损坏每更换一次补时3分钟。

⑷由于错误接线等原因引起PLC、伺服电机及驱动器、变频器和直流电源损坏，取消竞赛资格。