机电一体化设备组装与调试竞赛项目操作试题二教师组教案资料.docx
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机电一体化设备组装与调试竞赛项目操作试题二教师组教案资料
学校姓名参赛证号工位号
………………………装……………订……………线……………内……………不……………得………………答………………题………………………………
泰州市第八届职业（技工）学校技能大赛
机电一体化设备组装与调试竞赛项目操作试题二（教师组）
选手编号：
成绩
注意：
技能考试时间240分钟，总分100分。
一、考试内容：
工作任务与要求
××生产设备是为某工作机械加工其中一个部件的机电一体化设备，该设备生产部件时有零件检测、零件加工和部件组装等三道工序。
请你在4h（四小时）内按要求完成××生产设备组装和调试
一、按××生产设备的总装配图（见附页，图号为001）及其要求和说明，在铝合金工作台上组装××生产设备。
二、按《××生产设备的气动系统图》（附页图号003）连接分装机的气路，并满足图纸提出的技术要求。
三、请你仔细阅读××生产设备的有关说明，根据如表1所示的PLC输入输出端子（I/O）分配，然后根据你对设备及其工作过程的理解，在赛场提供的图纸上（见附页，图号为004）设计绘制××生产设备的电气控制原理图，并在标题栏的“设计”和“制图”行填写自己的工位号。
四、根据你画出的电气控制原理图，连接××生产设备的控制电路。
要求：
1.凡是你连接的导线，必须套上写有编号的编号管。
2.工作台上各传感器、电磁阀控制线圈、直流电动机、警示灯的连接线，必须放入线槽内；为减小对控制信号的干扰，工作台上交流电动机的连接线不能放入线槽。
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××生产设备的PLC控制程序和设置变频器的参数。
六、请你按触摸屏界面制作和监控要求的说明，制作触摸屏的2个界面，设置和记录相关参数，实现触摸屏对分装机的监控。
七、在使用计算机编写程序时，应随时保存已编写好的程序。
保存的路径为：
D:
文件名。
如：
D:
\机电一体化\工位号+姓名（如6号张三的工位文件名为“6张三”）。
此文件夹包含两个文件（PLC程序+触摸屏程序）。
八、请你调整传感器的位置和灵敏度，调整机械零件的位置，完成××生产设备部分部件整体调试，使该设备能按要求完成各工序的规定任务。
表1PLC输入输出端子（I/O）分配表
输入端子
功能说明
输出端子
功能说明
三菱
PLC
西门子
PLC
松下
PLC
三菱
PLC
西门子
PLC
松下
PLC
X0
I0.0
X0
单键启动╱停止按钮SB4
Y0
Q0.0
YA
皮带正转
X1
I0.1
X1
急停开关QS
Y1
Q0.1
YB
皮带反转
X2
I0.2
X2
功能选择开关SA1
Y2
Q0.2
YC
皮带低速
X3
I0.3
X3
调试组合按钮SB1
Y3
Q0.3
YD
皮带中速
X4
I0.4
X4
调试组合按钮SB2
Y4
Q0.4
Y0
皮带高速
X5
I0.5
X5
复位按钮SB3
Y5
Q0.5
Y1
料仓送料电机
X6
I0.6
X6
检测平台D光电传感器
Y6
Q0.6
Y2
蜂鸣器
X7
I0.7
X7
C口光纤传感器
Y7
Q0.7
Y3
HL3（红）
X10
I1.0
X8
料仓进口漫射型光电传感器
Y10
Q1.0
Y4
HL4（黄）
X11
I1.1
X9
A口电感式传感器
Y11
Q1.1
Y5
HL5（绿）
X12
I1.2
XA
B口光纤传感器
Y12
Q1.2
Y6
HL6（红）
X13
I1.3
XB
B口气缸伸出到位检测
Y13
Q1.3
Y7
手爪合拢
X14
I1.4
XC
B口气缸缩回到位检测
Y14
Q1.4
Y8
手爪张开
X15
I1.5
XD
A口气缸伸出到位检测
Y15
Q1.5
Y9
旋转气缸左转
X16
I1.6
XE
A口气缸缩回到位检测
Y16
Q1.6
Y10
旋转气缸右转
X17
I1.7
XF
C口气缸伸出到位检测
Y17
Q1.7
Y11
悬臂伸出
X20
I2.0
X10
C口气缸缩回到位检测
Y20
Q2.0
Y12
悬臂缩回
X21
I2.1
X11
旋转气缸左转到位检测
Y21
Q2.1
Y13
手臂上升
X22
I2.2
X12
旋转气缸右转到位检测
Y22
Q2.2
Y14
手臂下降
X23
I2.3
X13
悬臂伸出到位检测
Y23
Q2.3
Y15
B口气缸伸出
X24
I2.4
X14
悬臂缩回到位检测
Y24
Q2.4
Y16
C口气缸伸出
X25
I2.5
X15
手臂上升到位检测
Y25
Q2.5
Y17
A口气缸伸出
X26
I2.6
X16
手臂下降到位检测
Y26
Q2.6
Y18
红色警示灯
X27
I2.7
X17
手爪合拢到位检测
Y27
Q2.7
Y19
绿色警示灯
请你仔细阅读工件分拣设备的相关说明，避免完成工作任务时出错
××生产设备各部分的名称如图001所示，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001××生产设备部件位置及其名称
二、考试要求：
××生产设备及其调试要求
接通设备电源后，首先检查各运动元件或部件是否能正常运动，然后按零件检测、零件加工和部件组装的要求完成部件的生产。
（一）、系统的上电检测和预试行（调试）
1、部件的初始位置
启动前设备的运动部件必须在规定位置（即初始位置）。
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，悬臂气缸的活塞杆缩回，气抓手手指松开。
位置A、B、C的气缸活塞杆缩回。
处理盘、三相异步交流电动机不转动。
若设备符合初始位置，绿色警示灯闪亮3S后灭。
否则红色警示灯闪亮3S后灭，设置按钮SB3可进行复位，即按下SB3不在初始位置的部件或零件回到规定位置，复位后绿色警示灯闪亮3S后灭。
2、设备运动元件或部件的检查
运动元件或部件的检查在验收时由完成设备组装与调试的工作人员根据要求，完成以下内容：
先按下按钮SB2后按下按钮SB1（按两个按钮间距时间为1S以上）做如下动作：
机械手悬臂气缸摆到左限止位置――>机械手手臂伸出――>气抓手手指闭合――>机械手逆序（相反顺序）返回到规定位置；
先按下按钮SB1后按下按钮SB2（按两个按钮间距时间为1S以上）做如下动作：
使拖动皮带输送机的三相交流异步电动机以15HZ正转3S（图001中皮带顶面以往左为正转）――>再以20HZ正转5S――>再以25HZ反转3S――>再以30HZ反转3S――>推料气缸A伸出――>推料气缸B伸出――>推料气缸C伸出――>推料气缸A、B、C同时缩回。
（二）、设备的正常工作（运行）
系统有两种工作方式，工作方式一用于对工件的检测和加工，工作方式二用于对工件进行组合分拣。
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。
1、工作方式一：
转换开关SA2转换旋钮在左位置，对工件进行检测和加工。
手动将元件放入进料口。
在元件未被推入出料斜槽或处理盘前不允许放入新的元件。
三相交流异步电机带动输送带以20HZ向左运动，如果放入是金属元件，将该元件送到位置A停2S进行加工，加工完毕后推料气缸A将其打入出料斜槽
；如果放入的是白色塑料元件，输送带将该元件以20HZ送到位置B停留1S加工，加工完毕后推料气缸B将其打入出料斜槽
；如果放入的是黑色塑料元件，输送带将该元件以20HZ送到位置C停留2S进行预加工，加工完毕后推料气缸C将其打入出料斜槽
，输送带停止。
2、工作方式二：
转换开关SA2转换旋钮在右位置，对工件进行组合分拣。
手动将元件放入进料口。
当工件进入输送带后，三相异步电动机以20HZ工作，带动工件往左边运动。
工件按以下要求在指定位置停下并被打料气缸打入相应位置。
实现以下要求：
如果放入是金属元件，三相交流异步电机带动输送带将该元件以20HZ送到位置B停留2S进行加工，然后输送带以15HZ反转返回到位置A，推料气缸A将其打入出料斜槽
；如果放入的是白色塑料元件，输送带将该元件以20HZ送到位置B停留2S进行加工，完毕后推料气缸B将其打入出料斜槽
；如果放入的是黑色塑料元件，输送带将该元件以20HZ送到位置C停留2S进行预加工，然后输送带将其传送到位置D，输送带停止工作。
机械手开始工作，动作如下：
机械手手臂伸出――>下降――>气抓手指闭合抓住工件――>上升――>机械手手臂缩回――>机械手左转――>机械手悬臂伸出――>下降――>机械手气抓手松开将工件放入处理盘――>拨杆转1圈，同时机械手按相反方向依次返回到规定位置。
3．技术要求：
1）系统按钮设置如下：
a.硬件设置有：
“方式一/方式二”转换开关SA1；单键启╱停按钮；急停按钮；调试按钮SB1、SB2；
b.触摸屏画面：
“方式一/方式二”转换开关SA1；单键启╱停按钮；急停按钮；调试按钮SB1、SB2；
2）对于系统的启停、状态控制：
启动：
系统按控制要求运行；
停止：
停止物料搬运分拣不再进行循环，但是如果在一个搬运分拣过程还没有结束时给出停止信号，系统要将本次搬运分拣过程做完才能停止；
急停：
当发生紧急情况时系统立刻停止运行，20S后系统方可再次启动，系统从原断电状态继续运行。
3）触摸屏的界面
触摸屏有××生产设备调试、运行等两个界面，各界面制作的内容和元件摆放位置参见图002所示。
（选手在满足要求情况下，可自行优化设计各界面）。
图002触摸屏的界面
（三）各界面的功能说明
系统默认界面为调试监控界面
1.调试界面
进入××生产设备调试监控界面，由按钮模块上SB1、SB2的组合状态来确定调试部件后，在该界面调试部件显示栏的部件名称显示框常亮3s后变为闪亮。
界面上的按钮SB1键与按钮模块的SB1功能相同，界面上的按钮SB2键与按钮模块的SB2功能相同，组合状态决定工作状态；界面上的紧急停止键与按钮模块的急停开关QS功能相同，停止对系统的调试。
完成调试后，按运行监控键，转到运行监控界面。
2.运行监控界面
在分装机的功能为“运行”时，进入运行监控界面。
界面上的方式一╱二键与按钮模块的SA1功能相同，控制运行方式。
界面上的启╱停键与按钮模块的SB4功能相同，控制××生产设备的启动、停止。
界面上的紧急停止键与按钮模块的急停开关QS的功能相同，控制××生产设备的紧急停止。
“A装袋口分装数量”栏袋，记录本次A装袋口已经到达的物料的总数量。
“B装袋口分装数量”栏袋，记录本次B装袋口已经到达的物料的总数量。
“C装袋口分装数量”栏袋，记录本次C装袋口已经到达的物料的总数量。
以上记录各自达到5袋后，延时5S后自动清除，重新开始计数。
停止运行后，按调试监控键，返回调试监控界面。
机电一体化设备组装与调试
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）
项目
项目
配分
评分点
点配分
扣分说明
点得
分
项目
得分
部
件
组
装
10
皮带输送机
2
电机与输送机不同轴度超过±1mm，扣2分；输送机高度差超过±1mm，扣2分/mm。
出料斜槽
2
安装尺寸误差超过±1mm，各扣2分。
处理盘
1
高度安装尺寸误差超过±1mm，扣1分。
气源组件
1
安装尺寸误差超过±0.5mm，扣1分。
警示灯
1
安装尺寸误差超过±1mm，扣1分。
其余
3
机械手安装后不满足工作要求，每错一处扣1分。
气路
连接
8
元件选择
2
气缸用电磁阀与图纸不符，扣0.5分/处。
气路连接
3
漏接、脱落、漏气，扣0.5分/处，最多扣4分。
气路工艺
3
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，扣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，扣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，扣0.2分/处，最多扣4分；套管不标号，扣0.1分/处，最多扣2分。
气路、电路图
10
元件使用
2
元件选择与试题要求不符，扣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，扣0.5分/处，最多扣2分；没有元件说明，扣0.2分/处。
原理正确
5
不能实现要求的功能、可能造成设备或元件损坏，漏画元件，扣1分/处，最多扣5分。
部
件
初始位置
及检查
12
部件初始位置
2
通电后初始位置不符合要求，每错一处扣1分。
强行复位
2
强行复位后指示灯闪不合要求或不能复位，各扣2分。
试运行设备动作情况
6
按下组合按钮后，动作要求不符合，每错一处扣1分。
运行指示灯和按钮情况
2
按钮组合后无反应或不符合要求，每错一处扣1分；指示灯不符合要求每错一处扣1分。
停止
4
正常停止
4
工作方式一设备不能停止，扣2分；工作方式二不能按要求停止，扣2分。
元件分检加工
24
金属元件
6
推错斜槽，扣2分；在位置A皮带输送机不检测，扣2分；在位置A皮带输送机不停止，扣2分；停止后气缸活塞杆不伸出，扣2分，不缩回,扣1分；启动后电机转速不对，扣1分；不能准确推入料槽，扣1分；（方式二：
在位置B皮带输送机不检测，扣2分；在位置B皮带输送机不停止，扣2分）；。
白色元件
4
推错斜槽，扣2分；在位置B皮带输送机不检测，扣2分；在位置B皮带输送机不停止，扣2分；停止后气缸活塞杆不伸出，扣2分，不缩回，扣1分；启动后电机转速不对，扣1分；不能准确推入料槽，扣1分。
黑色元件
8
启动后电机转速不对，扣1分；在位置C皮带输送机不检测，扣2分；在位置C皮带输送机不停止，扣2分；（方式一：
推错斜槽，扣2分；停止后气缸活塞杆不伸出，扣2分，不缩回，扣2分）；（方式二：
不能到位置D，扣2分；到位置D皮带输送机不停止,扣2分）。
机械手动作和指示灯
6
机械手动作不正确扣2分；机械手不能抓取元件或抓取后不能送入处理盘，扣2分；搬运时动作不合要求扣2分；机械手动作不符合要求,每处扣1分。
推料及其它处理
12
出料斜槽Ⅲ
2
元件不能进入出料斜槽Ⅲ，扣2分；启动后电机转速不对，扣1分。
（方式一）
出料斜槽Ⅱ
2
元件不能进入出料斜槽Ⅱ，扣2分；启动后电机转速不对，扣1分。
出料斜槽I
2
工件不能进入出料斜槽I扣2分；启动后电机转速不对，扣1分。
其余处理
6
拨杆转错，扣2分；处理盘动作错误，扣2分；复位按钮不符合要求，扣2分；指示灯不符合要求，扣2分。
触摸屏功能
12
调试界面
4
不能切换到运行界面，扣2分；画面功能按键不起作用，每处扣2分；不能实现相应的控制功能，每处扣2分。
运行界面
4
不能切换到调试界面，扣2分；画面功能按键不起作用，每处扣2分；不能实现相应的控制功能，每处扣2分。
其余处理
4
触摸屏不能实现单键启╱停功能，扣2分；紧急停止功能不能实现，扣1分；界面不美观，不整洁，扣2分。
评委签名
成绩合计
说明：
每小项扣分不能超过该小项的配分。
机电一体化设备组装与调试赛场情况记录表
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）
（职业与安全意识根据此表记录评分，计入比赛成绩）
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
赛场环境保护
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
升级会员 