江西省2013年省赛 “机电一体化组装与调试”题目

2013年江西省第十届中等职业学校技能竞赛节电工电子技术技能比赛 “亚龙杯”机电一体化设备组装与调试项目

××生产线分拣设备组装与调试

任

务

书

2013年3月

1

请你在270 min内，按要求完成下列工作任务 一、按分拣设备部件组装图（见附页，图号为001）及其要求和说明，在铝合金工作台上组装××生产线分拣设备。

二、按分拣设备气动系统图（见附页，图号为002）及其要求和说明，连接××生产线分拣设备的气路。

三、请你仔细阅读××生产线分拣设备的有关说明，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（见附页，图号为003）上，画出××生产线分拣设备的电气原理图，并在标题栏的“设计”和“制图”行填写自己的工位号。

表1 PLC输入输出端子（I/O）分配表 输入端子 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 输出端子 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 三菱 PLC X0 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X10 X11 X12 X13 X14 X15 X16 X17 X20 X21 X22 X23 X24 X25 X26 功能说明 进料口位置光电开关 托盘D位置光电开关 A位置电感接近开关 B位置光纤开关 C位置光纤开关 旋转缸左到位 旋转缸右到位 悬臂伸出到位 悬臂缩回到位 手臂上升到位 手臂下降到位 手指夹紧到位 A位置伸出到位 A位置缩回到位 B位置伸出到位 B位置缩回到位 C位置伸出到位 C位置缩回到位 急停按钮QS 启动按钮SB5 停止按钮SB6 转换开关SA1 调试部件选择SB4 选择确认SB3 三菱 PLC Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y10 Y11 Y12 Y13 Y14 Y15 Y16 Y17 Y20 Y21 Y22 Y23 Y24 Y25 Y26 功能说明 皮带正转 皮带反转 实现高中低三段速 处理盘直流电机 蜂鸣器 手指缸夹紧 手指缸松开 旋转缸左转 旋转缸右转 悬臂伸出 悬臂缩回 手臂上升 手臂下降 A位置气缸伸出(单电控) B位置气缸伸出(单电控) C位置气缸伸出(单电控) 指示灯HL1 指示灯HL2 指示灯HL3 指示灯HL4 指示灯HL5 警示灯绿 警示灯红 24 X27 24 Y27 2

四、根据你画出的电气原理图，连接××生产线分拣设备的电路。电路的导线必须放入线槽，凡是你连接的导线，必须套上写有编号的编号管。

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××生产线分拣设备的PLC控制程序和设置变频器的参数。

六、请你调整传感器和位置或灵敏度，调整机械零件的位置，完成××生产线分拣设备的整体调试，使该设备能正常工作，完成物件的加工、分拣和组合。

××生产线分拣设备 ××生产线分拣设备各部分的名称如图1所示；气动机械手各部分的名称如图2所示。 ××生产线生产金属圆柱形和塑料圆柱形两种元件，该生产线的分拣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1 ××生产线分拣设备各部分的名称

一、部件的初始位置

启动前，设备的运动部件必须在规定的位置，这些位置称作初始位置。有关部件的初始位置是：

机械手的悬臂靠在左限止位置，手臂气缸的活塞杆缩回，悬臂气缸的活塞杆缩回，

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手指松开。位置A、B、C的气缸活塞杆缩回。处理盘、皮带输送机的拖动电动机不转动。上述部件在初始位置时警示灯绿闪烁。若上述部件不在初始位置，警示灯红闪烁，请自行选择一种复位方式进行复位。只有上述部件在初始位置时，设备才能启动，否则设备不能启动。

图2机械手各部分的名称

二、设备的工作要求

该生产线设置了“调试”和“运行”两种工作方式。工作方式一用于可按规定对设备的各个工作设备进行调试检查;工作方式二用于对元件进行加工和分拣。

当设备上电时，触摸屏首先进入首页进行用户登录，界面如图3所示。用户名为自己的工位号；密码为“235A”，且密码显示要用字符“****”星号显示。

图3触摸屏首页

当输入的用户名或密码错误，界面弹出“您输入的用户名或密码错误，点击返回后重新登录！”的对话框，点击返回后重新登录。如果用户登录连续出错三次，则界面弹出“您连续登录出错超过了三次，请等待30秒后重新登录”的对话框”,在等待30秒后自动消失，再次进行登录操作。此时系统要记录当前错误登录的时间信息，在异常记录界面要显示错误登录的时间信息，以备查看，触摸屏界面效果如图4所示。

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图4 登录对话框

当输入正确的的用户名和密码之后进入主界面，如图5所示。

图5 主界面效果图

工作方式一：

1. 启动

当设备需要进行维护调试时，点击主界面上的“调试界面”按钮进入调试操作界面。如果各个部件没有经过调试时，部件调试按钮为“白色”。当要对转盘部件进行调试时，则点击界面上的“转盘调试”按钮，此时“转盘调试”按钮变为“黄色”且转盘开始动作，当动作结束之后“转盘调试”按钮颜色变为“绿色”；当调试出现故障（用按钮模块上的SB3当做模拟故障情况）即按下SB3时“转盘调试”按钮颜色变为“红色闪烁”，

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蜂鸣器报警且“调试信息栏”显示“XX部件出现故障”的信息，其他部件调试过程以此类推，其各个部件运行调试功能的工作方式如表2所示。当完成了所有的部件调试后，“调试信息栏”显示“所有部件调试完成，可以启动运行！”的信息

注意：各部件调试运行期间，只有完成当前部件调试后，才能选择下一个调试部件，上次调试时间记录为记录上一次调试完成时间，首次调试时时间无显示。

调试部件 供料盘调试功能 机械手调试功能 左转→停止 工作方式 转动2秒→停1秒→转动3秒→停1秒→转动4秒→停止 手爪夹紧→松开→手臂下降→上升→手臂伸出→缩回→手臂右转→正转25HZ→正转30HZ→正转35HZ→反转25HZ→反转30HZ→反转传送带调试功能 35HZ→停止 推料气缸调试功能 推料气缸顺推逆回一次后停止 表2 各个部件的启动和工作方式

图6触摸屏调试界面

工作方式二:

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1. 启动

按下启动按钮SB5或触摸屏运行界面里启动 键设备启动指示灯HL5和触摸屏上的运行指示灯以亮2秒灭1秒的方式闪亮，表示设备处于正常工作状态。皮带输送机按由位置A向位置D的方向低速运行，拖动皮带输送机的三相交流电动机的运行频率为25 Hz。

2. 工作

设备启动后，皮带继续以30HZ速度运行，若第一个放入的物料为金属时，要进行双料处理即将第一个金属送到A位置输送带停止，等待下一个物料，当第二个物料放入落料口时，皮带继续以30HZ速度运行，若待加工元件为金白组合时，金属工件在C位置处，白塑料工件在B位置处左右加工一次，若待加工元件为金黑组合时，先将金属推人III槽返回口，将黑色塑料工件（输送带以35HZ的频率运行）送至D位置处，机械手将其抓走，放入料盘当中，当做废料处理，处理完成后进行下一次放料。若待加工元件为金金组合时，第一个金属工件B位置处左右加工两次，第二个金属工件在A位置处左右加工两次，加工完成后进行分拣。若第一次放入的元件为非金属时，则是单料处理，加工在位置B左右加工两次后进行分拣：

（1）推入出料斜槽Ⅰ的元件为先金属料元件，后白色塑料元件的组合套件。 （2）推入出料斜槽Ⅱ的元件为先白色塑料元件，后金属料元件的组合套件。 （3）如果同时满足I槽和II槽的分拣要求时，第一次I槽优先，第二次II槽优先，第

三次I槽优先，以此类推，即交替优先。

（4）不符合出料斜槽I和出料斜槽II分拣要求的，则送的出料斜槽III（用作物料返回

口）。

（5）如果输送带上有黑色塑料元件时，则送到位置D。在元件到达位置D后，皮带输

送机停止运行。机械手手臂下降→手指合拢抓取元件→手臂上升→悬臂缩回→机械手向左转动→悬臂伸出→手指松开，元件掉在处理盘内→悬臂缩回→机械手向右转动→悬臂伸出后在原位停止。元件掉进处理盘后，直流电机转动3 s后停止。若机械手臂在抓取物料的过程中，物料掉落则机械手立即停止，同时报警，触摸屏上的停止指示灯和报警指示灯红色闪亮，直到故障排除后，按“启动”设备继续运行。 （6）在位置A、B和C处的气缸活塞杆复位和位置D的元件搬走后，三相交流电动机的运行频率改变为25 Hz转动拖动皮带输送机由位置A向位置D运行。这时才可向皮

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带输送机上放入下一个待加工元件。

（7）计算产品的合格率，在触摸屏主界面数据监控栏里显示，如图5所示界面。产品的合格率公式为：合格率=合格产品数÷产品总数×100%

3. 元件包装要求

当满足了出料斜槽I或出料斜槽II套数要求时，则对其进行包装。若在I槽包装时，蜂鸣器鸣叫3次，若在II槽进行包装时，则蜂鸣器鸣叫5次。

4. 停止和异常情况处理

（1）手动停止：按下停止按钮SB6或触摸屏上的停止按钮时，应在完成当前元件

的分拣和处理后，设备停止在初始位置，在初始位置警示灯绿闪烁，不在初始位置，警示灯绿闪烁。

（2）在停止状态下，按下触摸屏上的复位按钮时，则将系统的所有数据清零。运

行状态和急停状态下，数据部能清零。

（3）紧急停止：若在运行过程中遇到需要紧急停止的意外情况，可按急停开关QS，

设备应保持立即停止时的状态，同时触摸屏历史记录界面里 “紧急停止次数”栏中显示累计紧急停止的次数。待意外消除，松开急停开关QS，按下启动按钮SB5或触摸屏运行监控界面的启动键，设备继续运行。 （4）意外断电处理

当设备在意外情况下掉电，恢复供电时， HL1~HL4顺序点亮，延时3S后设备回到初始状态，指示灯灭。同时触摸屏历史记录界面里 “异常断电次数”栏中显示累计次数。 5. 触摸屏异常情况记录界面

触摸屏历史数据界面包含了急停次数显示、异常断电次数显示、掉料次数显示以及上次登录时间记录显示等信息，界面效果如图7所示：

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图7触摸屏历史数据界面

三、你需要记录的文字和数据

1、你使用的PLC型号是 ，它采用 输出方式。 2、16位数据传送指令是 ，32位数据传送指令是 。 3、你使用的变频器型号是 ，根据题目要求，在设置变频器参数时，传送带高速运行时将变频器 参数设置为35HZ, 传送带中速运行时将变频器 参数设置为30HZ, 传送带低速运行时将 参数设置为25HZ，设置电机额定电压的参数是 ，设置电机额定频率的参数是 。

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