机械设备装调与控制技术样题.docx

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机械设备装调与控制技术样题

2013年全国职业院校现代制造及自动化技术教师大赛

“机械设备装调与控制技术”实操比赛

【样题】

（总时间：

240分钟）

任

务

书

场次：

工位号：

一、注意事项

1.选手应将编写的触摸屏工程保存在“E:

\2O13机械设备装调与控制技术\工位号\触摸屏工程”文件夹下。

2.选手的试卷用场次、工位号标识，考试完成后收回。

3.不准携带移动存储器材，不准携带手机等通讯工具，违者取消竞赛资格。

4.比赛中如出现下列情况时另行扣分：

（1）调试过程中设备各部件之间发生严重撞击，影响运行，扣10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5分，器件确实损坏每更换一次补时3分钟。

（3）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。

5.任务书中需裁判确认的部分，参赛选手须先举手示意，由选手及裁判签字确认后有效。

6.记录附表中数据用黑色水笔填写，表中数据文字涂改后无效。

二、需要完成的工作任务（请在240分钟内完成如下工作任务）

1.根据赛场提供的总装图和部装图，完成送料部件（十字滑台）、机械式冲料机构、转塔部件和模具的装配与调整，并保证装配精度；

2.根据提供的电气控制原理图（PLC的I/O连接图、PLC外围电气图等），完成电路连接；

3.根据控制要求，读懂PLC程序并回答问题，编写或修改触摸屏程序，调整传感器、变频器及各驱动器（步进电机驱动器、伺服电机驱动器）的参数；

4.调试运行机械设备，达到规定的工作要求和技术要求。

三、具体任务及要求

任务1、送料部件（十字滑台）装配与调整

根据送料部件（十字滑台）部装图（附图一）和赛场提供的零部件，完成送料部件（十字滑台上层）的装配与调整，使送料部件（十字滑台）的导轨、丝杠等达到一定的技术要求。

1.粗调靠近中立板基准面B（47）侧（磨削面）直线导轨2（39）与中立板基准面B（47）的平行度。

2.细调直线导轨2（39）与中立板基准面B（47）的平行度允差≤0.02mm。

自检合格后，把检测数据填写在评分记录表中。

3.以“要求2”中的直线导轨2（39）为基准，粗调另一根直线导轨2（39）与“要求2”中的直线导轨2（39）的平行度，再细调两根直线导轨的平行度，使两根直线导轨的平行度允差≤0.02mm，自检合格后，把检测数据填写在评分记录表中。

4.调整中立板上直线导轨2（39）与底板上直线导轨1（5）的垂直度允差≤0.03mm。

自检合格后，把检测数据填写在评分记录表中。

5.调整轴承座调整垫片（62）及轴承座1（27）使丝杠2（40）两端等高，要求丝杆2（40）两端的等高允差≤0.05mm，调整丝杠2（40）轴线位于两直线导轨2（39）的对称中心≤0.04mm，并测量与其中一根直线导轨的平行度误差，要求在≤0.03mm。

自检合格后，把检测数据填写在评分记录表。

6.调整螺母支座与上滑板之间的垫片，用手轮转动丝杠，上滑板移动平稳灵活。

7.按送料部件（十字滑台）部装图（附图一），把送料部件（十字滑台）装配完全。

任务2、机械式冲料机构和转塔部件装配与调整

根据机械式冲料机构和转塔部件部装图（附图二）和赛场提供的零部件，完成机械式冲料机构和转塔部件未装配好部分的装配与调整，使机械式冲料机构和转塔部件达到正常运转的功能。

1.调整下模盘（132）的径向跳动，用百分表检测下模盘（132）径向跳动，使下模盘的径向跳动在≤0.05mm以内，把检测数据填写在评分记录表中。

2.装配好下模盘后，调整上、下模盘同轴度允差≤0.04mm，把检测数据填写在评分记录表中。

3.装配好上、下模盘后，调整气缸的上下位置和固定气缸侧支架的左右位置使上、下模盘的定位销定位准确，插拔自如。

4.完成上、下模盘2根传动链条（73）长度的截取和张紧度的调整工作，无松动、无跳动等现象，手动转动链轮轴使上、下模盘转动灵活。

5.按机械式冲料机构和转塔部件部装图（附图二），把机械式冲料机构和转塔部件装配完全，使机械式冲料机构和转塔部件运行平稳。

任务3、模具装配与调整

根据模具装配图（附图三）和赛场提供的零部件完成3把模具的装配与调整，使模具能正常工作。

1.上、下模盘共六个模具工位，每个模具工位有编号对应，1号工位装圆孔模具，2号工位装方孔模具，3号工位装腰孔模具，比赛只装1号工位装圆孔模具，2号工位装方孔模具，共两个模具。

2.装配调整好1号、2号模具后，测量下模盘下料孔（128）与下模盘（132）之间的间隙，并选择相应的铜垫片垫在下模盘下料孔（128）与铸件底板之间，调整好后使下模盘下料孔与下模盘之间的距离为0.02＜δ＜0.08mm之间。

把检测数据填写在评分记录表中。

3.完成装配后，调整原点接近开关的位置及上、下模盘的原点位置，使上、下模盘在原点位置时，1号工位在冲头的下方，且上、下模具定位销同时使上、下模具定位。

4.装配、调整完成后，把“二维平台控制模式”开关打到手动控制模式，“电磁离合器”开关打到开的状态，手动检验1号、2号模具是否装配、调整对中。

5.按模具装配图（附图三），把1号、2号圆孔、方孔模具装配完全，使圆孔、方孔模具工作平稳、灵活，上、下模具对中，不允许有卡阻现象。

任务4、电路连接

根据赛场提供的电气原理图（附图四）、PLC的I/O分配表（表1），完成机械设备未完成的PLC输入点线路连接等工作，使设备的各种元器件（指示灯、交流接触器、开关电源、步进电机驱动器、伺服电机驱动器、变频器等）能正常通电，达到设备正常运转的通电要求。

1.接线符合工艺要求，凡是连接的导线，必须压接接线头（插针）、套上赛场提供的号码管，实物编号和接线图编号要一致。

2.设备上各接触器线圈、电动机、指示灯、PLC、变频器等元器件的连接线，必须放入线槽内，外露部分走线整齐，信号线与强电线应分开走线，防止干扰。

表1：

PLC的I/O分配表

序号

输入点

功能说明

输出点

功能说明

西门子

三菱

西门子

三菱

1

I0.3

X0.3

暂停SB1

Q0.0

Y0

伺服电机X脉冲

2

I0.4

X0.4

启动SB2

Q0.1

Y1

伺服电机Y脉冲

3

I0.5

X0.5

原点SB3

Q0.2

Y2

伺服电机X方向

4

I0.6

X0.6

手动/自动XK1

Q0.3

Y3

伺服电机Y方向

5

I0.7

X0.7

交流电机原点

Q0.4

Y4

电机正转

6

I1.0

X1.0

步进电机原点

Q0.5

Y5

电机低速

7

I1.1

X1.1

伺服电机Y轴原点

Q0.6

Y6

电机中速

8

I1.2

X1.2

伺服电机Y轴左极限

Q0.7

Y7

电机反转

9

I1.3

X1.3

伺服电机Y轴右极限

Q1.0

Y10

电机停止

10

I1.4

X1.4

伺服电机X轴原点

Q1.1

Y11

离合控制

11

I1.5

X1.5

伺服电机X轴左极限

Q1.2

Y12

离合刹车

12

I1.6

X1.6

伺服电机X轴右极限

Q1.3

Y13

电夹电磁阀1

13

I1.7

X1.7

十字台检测物体传感器

Q1.4

Y14

定位电磁阀2

14

I2.0

X2.0

X轴正按钮SB4

Q1.5

Y15

原点电磁阀

15

I2.1

X2.1

X轴负按钮SB5

P0+

VIN

步进电机PUL+

16

I2.2

X2.2

Y轴正按钮SB6

P0-

FP

步进电机PUL-

17

I2.3

X2.3

Y轴负按钮SB7

P1+

COM

步进电机DIR+

18

I2.4

X2.4

FR

P1-

RP

步进电机DIR-

19

5V

—

步进电机ENA+

20

T1

—

21

DIS

—

步进电机ENA-

任务5、参数设置

根据赛场提供的资料《FR-E700使用手册》、《M542驱动器使用手册》，完成变频器、伺服电机驱动器、步进电机驱动器相关参数的设定工作，使设备能正常运转。

1.赛场提供的资料《FR-E700使用手册》、《M542驱动器使用手册》在电脑D盘下的“机械设备装调与控制技术参考资料”文件夹下。

2.变频器参数设置要求：

变频器加减速斜坡时间设置为0S，通过变频器STF端子启动变频器、RH、RM、RL脚对变频器进行三段调速控制。

其中高速为50Hz,中速为25Hz，低速要求为10Hz。

3.步进驱动器参数设置要求：

步进电机要求工作电流为4.2A，细分值为10000。

任务6、触摸屏工程设计

根据客户要求，需在系统工程中的三相交流电机工作状态监测界面增加相应功能，请依照赛场提供的《触摸屏工程》、软件和功能要求，设计该触摸屏工程，并保存在电脑的“E:

\2O11机械设备装调与控制技术\工位号\触摸屏工程”文件夹下。

客户要求实现以下功能：

1、在三相交流电机监测界面中设计四个指示灯，分别为：

电机正转指示灯、电机反转指示灯、电机中速指示灯和电机低速指示灯，监测交流电机的运行状态，具体界面参考图1

所示：

图1三相交流电机监测界面

2、绿灯代表其在“工作状态”，红灯代表在“非工作状态”；

3、根据任务书PLCI/O分配表给各指示灯添加相应控制变量；

4、设计按钮使其能返回上一层“状态显示界面”；

5、其显示的字体、大小等不做要求。

任务7、设备总调试运行与PLC程序阅读

根据机械设备的工作原理及以下具体要求、加工图纸（附图五）和赛场提供的资料《西门子下载程序》、《三菱下载程序》等，读懂写PLC程序，并回答PLC程序相应的内容，通过PLC程序运行，验证机械设备的工作原理，并保证设备能正常运转，达到机械设备的预期效果。

1.某加工厂收到一批加工图纸，其中有一张图纸（附图五）需用此设备加工，图纸上共9个孔，分别由1、2、3…9个数字，按照图纸上的尺寸要求和9个数字的先后顺序加工出此零件。

2.阅读已编写完成好的PLC程序，并回答指定的问题，填写在附表1中。

3.将编写好的PLC程序下载到PLC中。

经裁判员检查无误后方可以通电运行调试，把已装配调试好的模具的上模取下，在无上模的情况下调试已编写好的PLC程序和已装配好的机械设备，保证机械设备能正常运转，按图纸要求模拟加工正确。

4.调试PLC程序和机械机械设备无误后，放上模具上模，在无毛坯的情况下运行PLC程序和机械设备，在运行无误的情况下进行零件的试加工，保证加工出的零件尺寸与图纸的尺寸位置、加工孔的顺序相同。

5.调试皮带张紧度，其下垂量≤15mm

注：

选手对完成任务5、任务6有难度可以放弃。

如决定放弃须先向裁判申请，由裁判请技术支持协助完成，此项任务裁判将以0分计（其他任务不得放弃）。

选手工位号：

裁判确认：

选手确认：

密封线

附表1：

任务7：

阅读已编写完成好的PLC程序，并回答指定的问题

（三菱程序试题）

序号

PLC程序的问题

答案叙述

1

触摸屏的开始、停止和复位按钮分别对应程序中哪三个中间继电器？

2

程序中哪个存储器是十字滑台X轴伺服电机运行的脉冲数存储器?

3

根据程序写出X轴和Y轴的脉冲分别由PLC哪两个点发出?

4

程序中原点电磁阀Y015在什么条件下有输出?

5

在程序中表示X轴、Y轴的脉冲数发送完成的标志存储器分别是?

6

在程序运行中，完成换模具动作时，步进电机所需的脉冲数是存入哪个数据存储器?

7

程序中Y011、Y012分别控制实际设备的什么元器件?

8

程序中PLC与10GM定位模块通信程序，指令为PLC读10GM定位模块的状态信息，指令为PLC信息写入到10GM定位模块?

9

如下图所示为带加减速脉冲发生指令，当前设备是采用频率为10KHz的脉冲来控制伺服电机运行转速，现要求将脉冲频率改为8KHz，以降低伺服电机的运行速度，并写出新的参数值。

指令加减速时间为S?

选手工位号：

裁判确认：

选手确认：

密封线

附表1：

任务7：

阅读已编写完成好的PLC程序，并回答指定的问题

（西门子程序试题）

序号

PLC程序的问题

答案叙述

1

触摸屏的开始、停止和复位按钮分别对应程序中哪三个中间继电器？

2

程序中哪个存储器是十字滑台X轴伺服电机运行的脉冲数存储器？

3

根据程序写出X轴和Y轴的脉冲分别由PLC哪两个点发出？

4

程序中原点电磁阀Q1.5在什么条件下有输出？

5

在程序中表示X轴、Y轴的脉冲数发送完成的标志存储器分别是？

6

在程序中，完成换模具动作时，步进电机所需的脉冲数是存入哪个数据存储器？

7

程序中Q1.1、Q1.2分别控制实际设备的什么元器件？

8

主程序中有三个子程序模块指令是用来控制EM253的，请写出模块指令名？

9

如下图所示，当前设备是采用频率为10KHz的脉冲来控制伺服电机运行转速，现要求将脉冲频率改为8KHz，以降低伺服电机的运行转速，，请写出需改变哪个存储器，并写出新的参数值？