电气自动化技术《亚龙杯全国高职院校技能大赛样题A》.docx

电气自动化技术《亚龙杯全国高职院校技能大赛样题A》.docx

《电气自动化技术《亚龙杯全国高职院校技能大赛样题A》.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电气自动化技术《亚龙杯全国高职院校技能大赛样题A》.docx（15页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

电气自动化技术《亚龙杯全国高职院校技能大赛样题A》

样题

自动线装配与调试

任

务

书

一、竞赛设备及工艺过程描述

YL-335B自动生产线由供料、加工、装配、分拣和输送等5个工作站组成，各工作站均设置一台PLC承当其控制任务，各PLC之间通过RS485串行通信的方式实现互连，构成分布式的控制系统。

系统主令工作信号由连接到输送站PLC的触摸屏人机界面提供，整个系统的主要工作状态除了在人机界面上显示外，尚须由安装在装配单元的警示灯显示上电复位、启动、停止、报警等状态。

自动生产线的工作目标是：

将供料单元料仓内的工件送往加工单元的物料台，加工完成后，把加工好的工件送往装配单元的装配台，然后把装配单元料仓内的白色和黑色两种不同颜色的小园柱零件嵌入到装配台上的工件中，完成装配后的成品送往分拣单元分拣输出。

已完成加工和装配工作的工件如图1所示。

图1已完成加工和装配工作的工件

二、需要完成的工作任务

（一）自动生产线设备部件安装

完成YL-335B自动生产线的供料、加工、装配、分拣单元和输送单元的局部装配工作，并把这些工作单元安装在YL-335B的工作桌面上。

1、YL-335B自动生产线各工作单元装置局部的安装位置如图2所示。

图中，长度单位为毫米。

310

430

350

560

图2YL-335B自动生产线设备俯视图

2、各工作单元装置侧局部的装配要求如下：

⑴供料、加工和装配等工作单元装置侧局部的装配工作已经完成。

⑵完成分拣单元装置侧的安装和调整以及工作单元在工作台面上定位。

分拣单元装置局部部件装配的效果图如图3所示。

图2分拣单元装置侧装配效果图

⑶完成输送单元在工作台面上定位，装置侧各部件的安装和调整。

输送单元装置侧效果图如图4所示，图5给出抓取机械手装置的装配效果图。

图4输送单元装置侧效果图

图5抓取机械手装置及驱动装置的装配效果图

（二）气路连接及调整

1、按照图6和图7所示的分拣单元、输送单元气动系统图完成两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分拣单元气动系统原理图

图7输送单元气动系统原理图

2、接通气源后检查供料、加工和装配单元各气缸初始位置是否符合以下要求，如不符合请适当调整。

⑴供料单元的推料气缸和顶料气缸均处于缩回状态。

⑵加工站的滑开工件台的伸缩气缸处于伸出状态；用于夹紧工件的气动手指处于张开状态；冲压气缸处于缩回位置。

⑶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。

3、完成气路调整，确保各气缸运行顺畅和平稳。

（三）电路设计和电路连接

供料、加工和装配等工作单元的电气接线已经完成，请根据生产线的运行要求继续完成分拣和输送单元电路设计和电路连接。

1、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0.8S〕，并现场测试旋转编码器的脉冲当量〔测试3次取平均值，有效数字为小数后4位〕，变频器参数和脉冲当量测试数据应以表格形式记录在所提供的电路图上。

2、设计输送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、伺服电机及其驱动器控制电路。

电路连接完成后应根据运行要求设定伺服电机驱动器有关参数，参数应以表格形式记录在所提供的电路图上。

（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。

系统主令工作信号由触摸屏人机界面提供，但系统紧急停止信号由输送单元的按钮/指示灯模块的急停按钮提供。

安装在装配单元上的警示灯应能显示整个系统的主要工作状态，例如复位、启动、停止、报警等。

（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：

用户窗口包括主界面和欢送界面两个窗口，其中，欢送界面是启动界面，触摸屏上电后运行，屏幕上方的标题文字向左循环移动，循环周期约14秒。

当触摸欢送界面上任意部位时，都将切换到主窗口界面。

主窗口界面组态应具有以下功能：

1、提供系统工作方式〔单站/全线〕选择信号和系统复位、启动和停止信号。

2、在人机界面上设定分拣单元变频器的输入运行频率〔40Hz～50Hz〕。

3、在人机界面上动态显示输送单元机械手装置当前位置〔以原点位置为参考点，度量单位为毫米〕。

4、指示网络的运行状态〔正常、故障〕。

5、指示各工作单元的运行、故障状态。

其中故障状态包括：

⑴供料单元的供料缺乏状态和缺料状态。

⑵装配单元的供料缺乏状态和缺料状态。

⑶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。

欢送界面和主界面分别如图8和图9所示。

图8欢送界面

图9主窗口界面

（六）程序编制及调试

系统的工作模式分为单站工作和全线运行模式。

从单站工作模式切换到全线运行方式的条件是：

各工作站均处于停止状态，各站的按钮/指示灯模块上的工作方式选择开关置于全线模式，此时假设人机界面中选择开关切换到全线运行模式，系统进入全线运行状态。

要从全线运行方式切换到单站工作模式，仅限当前工作周期完成后人机界面中选择开关切换到单站运行模式才有效。

在全线运行方式下，各工作站仅通过网络接受来自人机界面的主令信号，除主站急停按钮外，所有本地主令信号无效。

1、单站运行模式测试

单站运行模式下，各单元工作的主令信号和工作状态显示信号来自其PLC旁边的按钮/指示灯模块。

并且，按钮/指示灯模块上的工作方式选择开关SA应置于“单站方式〞位置。

各站的具体控制要求为：

⑴供料站单站运行工作要求

①设备上电和气源接通后，假设工作单元的两个气缸满足初始位置要求，且料仓内有足够的待加工工件，那么“正常工作〞指示灯HL1常亮，表示设备准备好。

否那么，该指示灯以1Hz频率闪烁。

②假设设备准备好，按下启动按钮，工作单元启动，“设备运行〞指示灯HL2常亮。

启动后，假设出料台上没有工件，那么应把工件推到出料台上。

出料台上的工件被人工取出后，假设没有停止信号，那么进行下一次推出工件操作。

③假设在运行中按下停止按钮，那么在完本钱工作周期任务后，各工作单元停止工作，HL2指示灯熄灭。

④假设在运行中料仓内工件缺乏，那么工作单元继续工作，但“正常工作〞指示灯HL1以1Hz的频率闪烁，“设备运行〞指示灯HL2保持常亮。

假设料仓内没有工件，那么HL1指示灯和HL2指示灯均以2Hz频率闪烁。

工作站在完本钱周期任务后停止。

除非向料仓补充足够的工件，工作站不能再启动。

⑵加工站单站运行工作要求

①上电和气源接通后，假设各气缸满足初始位置要求，那么“正常工作〞指示灯HL1常亮，表示设备准备好。

否那么，该指示灯以1Hz频率闪烁。

②假设设备准备好，按下启动按钮，设备启动，“设备运行〞指示灯HL2常亮。

当待加工工件送到加工台上并被检出后，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。

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。

③在工作过程中，假设按下停止按钮，加工单元在完本钱周期的动作后停止工作。

HL2指示灯熄灭。

④当待加工工件被检出而加工过程开始后，如果按下急停按钮，本单元所有机构应立即停止运行，HL2指示灯以1Hz频率闪烁。

急停按钮复位后，设备从急停前的断点开始继续运行。

⑶装配站单站运行工作要求

①设备上电和气源接通后，假设各气缸满足初始位置要求，料仓上已经有足够的小园柱零件；工件装配台上没有待装配工件。

那么“正常工作〞指示灯HL1常亮，表示设备准备好。

否那么，该指示灯以1Hz频率闪烁。

②假设设备准备好，按下启动按钮，装配单元启动，“设备运行〞指示灯HL2常亮。

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。

③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，执行装配机械手抓取小园柱零件，放入待装配工件中的控制。

④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。

⑤假设在运行过程中按下停止按钮，那么供料机构应立即停止供料，在装配条件满足的情况下，装配单元在完本钱次装配后停止工作。

⑥在运行中发生“零件缺乏〞报警时，指示灯HL3以1Hz的频率闪烁，HL1和HL2灯常亮；在运行中发生“零件没有〞报警时，指示灯HL3以亮1秒，灭0.5秒的方式闪烁，HL2熄灭，HL1常亮。

⑷分拣站单站运行工作要求

①初始状态：

设备上电和气源接通后，假设工作单元的三个气缸满足初始位置要求，那么“正常工作〞指示灯HL1常亮，表示设备准备好。

否那么，该指示灯以1Hz频率闪烁。

②假设设备准备好，按下启动按钮，系统启动，“设备运行〞指示灯HL2常亮。

当传送带入料口人工放下已装配的工件时，变频器即启动，驱动传动电动机以频率为30Hz的速度，把工件带往分拣区。

③如果金属工件上的小园柱零件为白色，那么该工件对到达1号滑槽中间，传送带停止，工件对被推到1号槽中；如果塑料工件上的小园柱零件为白色，那么该工件对到达2号滑槽中间，传送带停止，工件对被推到2号槽中；如果工件上的小园柱零件为黑色，那么该工件对到达3号滑槽中间，传送带停止，工件对被推到3号槽中。

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。

如果在运行期间按下停止按钮，该工作单元在本工作周期结束后停止运行。

⑸输送站单站运行工作要求

单站运行的目标是测试设备传送工件的功能。

要求其他各工作单元已经就位，并且在供料单元的出料台上放置了工件。

具体测试过程要求如下：

①输送单元在通电后，按下复位按钮SB1，执行复位操作，使抓取机械手装置回到原点位置。

在复位过程中，“正常工作〞指示灯HL1以1Hz的频率闪烁。

当抓取机械手装置回到原点位置，且输送单元各个气缸满足初始位置的要求，那么复位完成，“正常工作〞指示灯HL1常亮。

按下起动按钮SB2，设备启动，“设备运行〞指示灯HL2也常亮，开始功能测试过程。

②抓取机械手装置从供料站出料台抓取工件，抓取的顺序是：

手臂伸出→手爪夹紧抓取工件→提升台上升→手臂缩回。

③抓取动作完成后，伺服电机驱动机械手装置向加工站移动，移动速度不小于300mm/s。

④机械手装置移动到加工站物料台的正前方后，即把工件放到加工站物料台上。

抓取机械手装置在加工站放下工件的顺序是：

手臂伸出→提升台下降→手爪松开放下工件→手臂缩回。

⑤放下工件动作完成2秒后，抓取机械手装置执行抓取加工站工件的操作。

抓取的顺序与供料站抓取工件的顺序相同。

⑥抓取动作完成后，伺服电机驱动机械手装置移动到装配站物料台的正前方。

然后把工件放到装配站物料台上。

其动作顺序与加工站放下工件的顺序相同。

⑦放下工件动作完成2秒后，抓取机械手装置执行抓取装配站工件的操作。

抓取的顺序与供料站抓取工件的顺序相同。

⑧机械手手臂缩回后，摆台逆时针旋转90°，伺服电机驱动机械手装置从装配站向分拣站运送工件，到达分拣站传送带上方入料口后把工件放下，动作顺序与加工站放下工件的顺序相同。

⑨放下工件动作完成后，机械手手臂缩回，然后执行返回原点的操作。

伺服电机驱动机械手装置以400mm/s的速度返回，返回900mm后，摆台顺时针旋转90°，然后以100mm/s的速度低速返回原点停止。

当抓取机械手装置返回原点后，一个测试周期结束。

当供料单元的出料台上放置了工件时，再按一次启动按钮SB2，开始新一轮的测试。

2、系统正常的全线运行模式测试

全线运行模式下各工作站部件的工作顺序以及对输送站机械手装置运行速度的要求，与单站运行模式一致。

全线运行步骤如下：

⑴系统在上电，PPI网络正常后开始工作。

触摸人机界面上的复位按钮，执行复位操作，在复位过程中，绿色警示灯以2Hz的频率闪烁。

红色和黄色灯均熄灭。

复位过程包括：

使输送站机械手装置回到原点位置和检查各工作站是否处于初始状态。

各工作站初始状态是指：

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。

④输送站的紧急停止按钮未按下。

当输送站机械手装置回到原点位置，且各工作站均处于初始状态，那么复位完成，绿色警示灯常亮，表示允许启动系统。

这时假设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。

⑵供料站的运行

系统启动后，假设供料站的出料台上没有工件，那么应把工件推到出料台上，并向系统发出出料台上有工件信号。

假设供料站的料仓内没有工件或工件缺乏，那么向系统发出报警或预警信号。

出料台上的工件被输送站机械手取出后，假设系统仍然需要推出工件进行加工，那么进行下一次推出工件操作。

⑶输送站运行1

当工件推到供料站出料台后，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移动到加工站加工物料台的正前方，把工件放到加工站的加工台上。

⑷加工站运行

加工站加工台的工件被检出后，执行加工过程。

当加工好的工件重新送回待料位置时，向系统发出冲压加工完成信号。

⑸输送站运行2

系统接收到加工完成信号后，输送站机械手应执行抓取已加工工件的操作。

抓取动作完成后，伺服电机驱动机械手装置移动到装配站物料台的正前方。

然后把工件放到装配站装配台上。

⑹装配站运行

装配站物料台的传感器检测到工件到来后，开始执行装配过程。

装入动作完成后，向系统发出装配完成信号。

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

⑺输送站运行3

系统接收到装配完成信号后，输送站机械手应抓取已装配的工件，然后从装配站向分拣站运送工件，到达分拣站传送带上方入料口后把工件放下，然后执行返回原点的操作。

⑻分拣站运行

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，驱动传动电动机以80%人机界面所指定的变频器运行频率的速度，把工件带入分拣区进行分拣，工件分拣原那么与单站运行相同。

当分拣气缸活塞杆推出工件并返回后，应向系统发出分拣完成信号。

⑼仅当分拣站分拣工作完成，并且输送站机械手装置回到原点，系统的一个工作周期才认为结束。

如果在工作周期期间没有触摸过停止按钮，系统在延时1秒后开始下一周期工作。

如果在工作周期期间曾经触摸过停止按钮，系统工作结束，警示灯中黄色灯熄灭，绿色灯仍保持常亮。

系统工作结束后假设再按下启动按钮，那么系统又重新工作。

3、异常工作状态测试

⑴工件供应状态的信号警示

如果发生来自供料站或装配站的“工件缺乏够〞的预报警信号或“工件没有〞的报警信号，那么系统动作如下：

①如果发生“工件缺乏够〞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。

假设“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。

假设“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小园柱零件，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急停与复位

系统工作过程中按下输送站的急停按钮，那么输送站立即停车。

在急停复位后，应从急停前的断点开始继续运行。

但假设急停按钮按下时，输送站机械手装置正在向某一目标点移动，那么急停复位后输送站机械手装置应首先返回原点位置，然后再向原目标点运动。