全國機(jī)電一體化設(shè)備組裝與調(diào)試競(jìng)賽工作任務(wù)書

1、2010年全國機(jī)電一體化設(shè)備組裝與調(diào)試競(jìng)賽工作任務(wù)書本次組裝與調(diào)試的機(jī)電一體化設(shè)備為某配料裝置。請(qǐng)你仔細(xì)閱讀配料裝置的說明和應(yīng)完成的工作任務(wù)與要求，在240 min內(nèi)按要求完成指定的工作任務(wù)。工作任務(wù)與要求 一、按警示燈與接料平臺(tái)組裝圖（附頁圖號(hào)01）組裝警示燈和接料平臺(tái)。二、按配料裝置組裝圖（附頁圖號(hào)02）組裝配料裝置，并滿足圖紙?zhí)岢龅募夹g(shù)要求。三、按配料裝置氣動(dòng)系統(tǒng)圖（附頁圖號(hào)03）連接配料裝置的氣路，并滿足圖紙?zhí)岢龅募夹g(shù)要求。四、根據(jù)PLC輸入輸出端子（I/O）分配表，如表1所示，在賽場(chǎng)提供的圖紙（附頁圖號(hào)04）上畫出配料裝置電氣控制原理圖并連接電路。你畫的電氣控制原理圖和連接的電路應(yīng)符

2、合下列要求：表1 PLC輸入輸出端子（I/O）分配表輸入端子功能說明輸出端子功能說明三菱PLC西門子PLC松下PLC三菱PLC西門子PLC松下PLCX0I0.0X0執(zhí)行或啟動(dòng)按鈕SB5Y0Q0.0Y2皮帶正轉(zhuǎn)X1I0.1X1復(fù)位或停止按鈕SB6Y1Q0.1Y3皮帶低速X2I0.2X2急停按鈕Y2Q0.2Y4皮帶中速X3I0.3X3參數(shù)選擇/廢料按鈕SB4Y3Q0.3Y5皮帶高速X4I0.4X4功能選擇開關(guān)SA1Y4Q0.4Y0（空）X5I0.5X5功能選擇開關(guān)SA2Y5Q0.5Y1送料直流電機(jī)X6I0.6X6接料平臺(tái)光電傳感器Y6Q0.6Y6蜂鳴器X7I0.7X7接料平臺(tái)電感式傳感器Y7Q0.

3、7Y7指示燈HL3（紅）X10I1.0X8接料平臺(tái)光纖傳感器Y10Q1.0Y8指示燈HL4（黃）X11I1.1X9傳送帶進(jìn)料口來料檢測(cè)Y11Q1.1Y9指示燈HL5（綠）X12I1.2XA位置A來料檢測(cè)Y12Q1.2YA指示燈HL6（紅）X13I1.3XB旋轉(zhuǎn)氣缸左到位檢測(cè)Y13Q1.3YB手指夾緊X14I1.4XC旋轉(zhuǎn)氣缸右到位檢測(cè)Y14Q1.4YC手指松開X15I1.5XD懸臂伸出到位檢測(cè)Y15Q1.5YD旋轉(zhuǎn)氣缸左轉(zhuǎn)X16I1.6XE懸臂縮回到位檢測(cè)Y16Q1.6YE旋轉(zhuǎn)氣缸右轉(zhuǎn)X17I1.7XF手臂上升到位檢測(cè)Y17Q1.7YF懸臂伸出X20I2.0X10手臂下降到位檢測(cè)Y20Q2.0

4、Y10懸臂縮回X21I2.1X11手指夾緊到位檢測(cè)Y21Q2.1Y11手臂上升X22I2.2X12氣缸伸出到位檢測(cè)Y22Q2.2Y12手臂下降X23I2.3X13氣缸縮回到位檢測(cè)Y23Q2.3Y13氣缸伸出X24I2.4X14氣缸伸出到位檢測(cè)Y24Q2.4Y14氣缸伸出X25I2.5X15氣缸縮回到位檢測(cè)Y25Q2.5Y15氣缸伸出X26I2.6X16氣缸伸出到位檢測(cè)Y26Q2.6Y16X27I2.7X17氣缸縮回到位檢測(cè)Y27Q2.7Y171. 電氣控制原理圖中各元器件的圖形符號(hào)，按“關(guān)于2008年全國中等職業(yè)學(xué)校電工電子技術(shù)技能大賽機(jī)電一體化設(shè)備組裝與調(diào)試競(jìng)賽項(xiàng)目使用統(tǒng)一圖形符號(hào)的通知”教

5、職成司函200831號(hào)中指定的圖形符號(hào)繪制。通知中沒有指定圖形符號(hào)的元器件，可自行編定其圖形符號(hào)，但要在電氣控制原理圖中用圖例的形式予以說明。2. 凡是你連接的導(dǎo)線，必須套上寫有編號(hào)的編號(hào)管。交流電機(jī)金屬外殼與變頻器的接地極必須可靠接地。3. 工作臺(tái)上各傳感器、電磁閥控制線圈、送料直流電機(jī)、警示燈的連接線，必須放入線槽內(nèi)；為減小對(duì)控制信號(hào)的干擾，工作臺(tái)上交流電機(jī)的連接線不能放入線槽。五、請(qǐng)你正確理解配料裝置的調(diào)試、配料要求以及指示燈亮滅方式、正常工作過程和故障狀態(tài)的處理等，編寫配料裝置的PLC控制程序和設(shè)置變頻器的參數(shù)。注意：在使用計(jì)算機(jī)編寫程序時(shí)，請(qǐng)你隨時(shí)保存已編好的程序，保存的文件名為工位

6、號(hào)+A（如3號(hào)工位文件名為“3A”）。六、請(qǐng)你調(diào)整傳感器的位置和靈敏度，調(diào)整機(jī)械部件的位置，完成配料裝置的整體調(diào)試，使配料裝置能按照要求完成調(diào)試與配料。配料裝置說明 配料裝置各部件和器件名稱及位置如圖1所示：圖1 配料裝置部件示意圖料倉光電傳感器電感式傳感器光纖傳感器機(jī)械手位置A警示燈氣缸氣缸氣缸進(jìn)料口接料平臺(tái)出料槽出料槽出料槽圖2 SA1與SA2的擋位與功能SA1SA2左擋位左擋位右擋位右擋位調(diào)試配料參數(shù)設(shè)置功能鎖定配料裝置設(shè)置了“調(diào)試”和“配料”兩種功能。用轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1進(jìn)行功能變換，用SA2設(shè)置功能的參數(shù)和鎖定選擇的功能。當(dāng)SA1在左擋位時(shí)（常閉觸點(diǎn)閉合，常開觸點(diǎn)斷開），選擇的功能為調(diào)試

7、；當(dāng)SA1在右擋位時(shí)（常閉觸點(diǎn)斷開，常開觸點(diǎn)閉合），選擇的功能為配料。當(dāng)SA2在左擋位時(shí)（常閉觸點(diǎn)閉合，常開觸點(diǎn)斷開），為功能參數(shù)設(shè)置；當(dāng)SA2在右擋位時(shí)（常閉觸點(diǎn)斷開，常開觸點(diǎn)閉合），為功能鎖定，如圖2所示。一、配料裝置的調(diào)試配料裝置在安裝、更換元器件后和每次配料前，都必須對(duì)配料裝置進(jìn)行調(diào)試。接通配料裝置電源后，綠色警示燈閃爍，指示電源正常。將SA1置“調(diào)試”擋位， SA2置“參數(shù)設(shè)置”擋位（SA1、SA2在該擋位簡稱調(diào)試參數(shù)選擇擋位），然后按按鈕SB4進(jìn)行調(diào)試參數(shù)（需要調(diào)試的元件或部件）選擇，并用由HL4、HL5、HL6組成的指示燈組的狀態(tài)指示調(diào)試參數(shù)，調(diào)試參數(shù)對(duì)應(yīng)的指示燈組狀態(tài)如表2所示

8、。在調(diào)試參數(shù)選擇擋位，按一次SB4，選擇一個(gè)調(diào)試參數(shù)。用SB4切換調(diào)試參數(shù)的方式自行確定。確定調(diào)試參數(shù)后，再通過操作SB5和SB6兩個(gè)按鈕進(jìn)行調(diào)試。按下SB5為執(zhí)行或啟動(dòng)，按下SB6為復(fù)位或停止。表2 調(diào)試參數(shù)對(duì)應(yīng)指示燈組的狀態(tài)狀態(tài)HL4HL5HL6調(diào)試參數(shù)0循環(huán)閃爍循環(huán)閃爍循環(huán)閃爍調(diào)試皮帶輸送機(jī)1滅滅亮調(diào)試送料直流電機(jī)2滅亮滅調(diào)試機(jī)械手3亮滅滅調(diào)試氣缸、完成調(diào)試，皮帶輸送機(jī)停止，送料直流電機(jī)停止；機(jī)械手停留在右限止位置、懸臂縮回到位、手臂上升到位、手指夾緊；氣缸、活塞桿處于縮回的狀態(tài)。這些部件在完成調(diào)試的位置稱為初始位置。1. 皮帶輸送機(jī)的調(diào)試要求皮帶輸送機(jī)在調(diào)試的每一個(gè)頻率段都不能有不轉(zhuǎn)、

9、打滑或跳動(dòng)過大等異常情況。在調(diào)試參數(shù)選擇擋位，按參數(shù)選擇按鈕SB4，選擇指示燈組為“0”狀態(tài)，指示燈HL4、HL5、HL6均以亮0.5s、滅1s，并以流水燈的方式循環(huán)閃爍（按HL4HL5HL6 HL4的順序循環(huán)），即為皮帶輸送機(jī)的調(diào)試。然后按下按鈕SB5，皮帶輸送機(jī)的三相交流異步電動(dòng)機(jī)（以下簡稱交流電機(jī)）以5Hz的頻率轉(zhuǎn)動(dòng)，接著按下按鈕SB6，交流電機(jī)停止運(yùn)行；再按下按鈕SB5，交流電機(jī)以20Hz的頻率轉(zhuǎn)動(dòng)，然后按下按鈕SB6，交流電機(jī)停止運(yùn)行，以此方式操作，可調(diào)試交流電機(jī)分別在5Hz，20Hz，40Hz和60Hz的頻率轉(zhuǎn)動(dòng)。在調(diào)試交流電機(jī)以60Hz的頻率轉(zhuǎn)動(dòng)后，再按SB5，調(diào)試從5Hz的頻率

10、開始并如此循環(huán)。2. 送料直流電機(jī)的調(diào)試要求送料直流電機(jī)啟動(dòng)后沒有卡阻、轉(zhuǎn)速異常或不轉(zhuǎn)等情況。在調(diào)試參數(shù)選擇擋位，按參數(shù)選擇按鈕SB4，選擇指示燈組為“1”狀態(tài)，指示燈HL4與HL5滅，HL6常亮，即為送料直流電機(jī)的調(diào)試。然后按下按鈕SB5，送料直流電機(jī)啟動(dòng)、按下SB6按鈕，送料直流電機(jī)停止，如此交替按下SB5和SB6，可調(diào)試送料直流電機(jī)的運(yùn)行。3. 機(jī)械手的調(diào)試要求各氣缸活塞桿動(dòng)作速度協(xié)調(diào)，無碰擦現(xiàn)象；每個(gè)氣缸的磁性開關(guān)安裝位置合理、信號(hào)準(zhǔn)確；最后機(jī)械手停止在右限止位置，氣手指夾緊，其余各氣缸活塞桿處于縮回狀態(tài)。在調(diào)試參數(shù)選擇擋位，按參數(shù)選擇按鈕SB4，選擇指示燈組為“2”狀態(tài)，指示燈HL4

11、與HL6滅，HL5常亮，即為機(jī)械手的調(diào)試。然后按下按鈕SB5，旋轉(zhuǎn)氣缸轉(zhuǎn)動(dòng)、按下SB6按鈕，旋轉(zhuǎn)氣缸轉(zhuǎn)回原位。再按下按鈕SB5，懸臂氣缸活塞桿伸出，按下按鈕SB6，懸臂氣缸活塞桿縮回。再按下按鈕SB5，手臂氣缸活塞桿下降，按下按鈕SB6，手臂氣缸活塞桿上升；再按下按鈕SB5，手指松開，按下按鈕SB6，手指夾緊；如此交替操作按鈕SB5、SB6可調(diào)試各個(gè)氣缸運(yùn)動(dòng)情況。4. 氣缸、的調(diào)試要求各氣缸活塞桿動(dòng)作速度協(xié)調(diào)，無碰擦現(xiàn)象；最后各個(gè)氣缸活塞桿處于縮回狀態(tài)。 在調(diào)試參數(shù)選擇擋位，按參數(shù)選擇按鈕SB4，選擇指示燈組為“3”狀態(tài)，指示燈HL4常亮、HL5與HL6滅，即為氣缸、的調(diào)試。然后按下按鈕SB5

12、，氣缸活塞桿伸出、按下按鈕SB6，氣缸活塞桿縮回。再按下按鈕SB5，氣缸活塞桿伸出，按下按鈕SB6，氣缸活塞桿縮回。再按下按鈕SB5，氣缸活塞桿伸出，按下按鈕SB6，氣缸活塞桿縮回。如此交替操作按鈕SB5、SB6，可調(diào)試各個(gè)氣缸運(yùn)動(dòng)情況。二、配料裝置的配料某材料由金屬、白色非金屬和黑色非金屬原料按一定比例配置，再經(jīng)過其他生產(chǎn)工藝加工而成，配料裝置僅為該材料配料。金屬、白色非金屬和黑色非金屬原料配置的比例不同，構(gòu)成該材料系列中的不同類型，該配料裝置為系列材料中的M型和F型材料配料。先將SA1置于右擋位（配料擋位）、SA2置于左擋位（參數(shù)設(shè)置擋位），然后用按鈕SB4進(jìn)行配料類型選擇，并用由HL4、

13、HL5、HL6組成的指示燈組的狀態(tài)指示配料類型，配料類型對(duì)應(yīng)的指示燈組狀態(tài)如表3所示。在此擋位，按一次SB4，選擇一個(gè)配料類型。用SB4切換配料類型的方式自行確定。表3 配料類型對(duì)應(yīng)指示燈組的狀態(tài)序號(hào)HL4HL5HL6運(yùn)行功能1亮亮滅為M型材料配料2滅亮亮為F型材料配料選定配料類型后，SA1不變，將SA2置于右擋位，鎖定配料類型。然后按啟動(dòng)按鈕SB5，配料裝置才能為選定的材料類型配料。為了保證配料裝置在為每一種類型的材料配料的可靠和正確顯示，避免由于誤操作可能帶來的不良后果，要求程序編寫時(shí)必須考慮以下要求：（1）配料裝置相關(guān)部件必須停留在初始位置時(shí)，才能選擇配料類型。（2）SA2置于左擋位（參

14、數(shù)設(shè)置擋位）時(shí)，按下SB5啟動(dòng)按鈕配料裝置不能啟動(dòng)。（3）SA2置于右擋位（鎖定擋位）后，再按SB4參數(shù)選擇按鈕不能選擇配料類型。1. 為M型材料配料M型材料中，金屬、白色非金屬和黑色非金屬原料的比例是：111，數(shù)量和送達(dá)要求是：每個(gè)槽中的數(shù)量為2，送達(dá)出料槽中的為金屬原料，出料槽中的為黑色非金屬原料，出料槽中的為白色非金屬原料。對(duì)送達(dá)原料，沒有先后順序的要求配料裝置的動(dòng)作及其要求：按下啟動(dòng)按鈕SB5，指示燈HL4由常亮變?yōu)榱?s、滅1s的方式閃爍，指示燈HL5保持常亮，指示配料裝置處在“為M型材料配料”運(yùn)行狀態(tài)，交流電機(jī)以20Hz頻率運(yùn)行。當(dāng)接料平臺(tái)無原料時(shí)，送料直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，將原料送達(dá)接料

15、平臺(tái)后停止。若送料直流電機(jī)連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)5s仍沒有原料送到接料平臺(tái)，則蜂鳴器鳴叫報(bào)警，提示料倉中沒有原料。將原料放入料倉且有原料送達(dá)接料平臺(tái)后，蜂鳴器停止鳴叫。原料送達(dá)接料平臺(tái)，手指松開手臂下降手指合攏夾持原料延時(shí)0.5s手臂上升。若抓取的原料符合分送要求則機(jī)械手轉(zhuǎn)動(dòng)到左限止位置懸臂伸出手臂下降手指松開將原料從傳送帶進(jìn)料口放上皮帶輸送機(jī)手臂上升懸臂縮回手指合攏機(jī)械手轉(zhuǎn)動(dòng)到右限止位置停止，完成一次原料的搬運(yùn)。若抓取的原料不符合分送要求，則懸臂伸出手指松開將原料重新放回料倉懸臂縮回手指合攏，停止在初始位置。機(jī)械手將原料搬離接料平臺(tái)，送料直流電機(jī)立即轉(zhuǎn)動(dòng)，送出下一原料。原料搬運(yùn)到傳送帶上，到達(dá)指定的出斜槽

16、位置后，直接推出，皮帶輸送機(jī)不需要停止。完成配料后，配料裝置自動(dòng)停止。 提示：接料平臺(tái)處裝有一個(gè)光電傳感器、一個(gè)光纖傳感器和一個(gè)電感式傳感器，可通過檢測(cè)到的信號(hào)區(qū)別送達(dá)接料平臺(tái)原料的種類。2. 為F型材料配料F型材料中，金屬、白色非金屬和黑色非金屬原料的比例是：123，數(shù)量和送達(dá)要求是：送達(dá)出料槽和出料槽各1組（1個(gè)金屬、2個(gè)白色、3個(gè)黑色為1組），先送出料槽，送完出料槽再送出料槽。送料順序?yàn)椋合群谏俳饘伲詈蟀咨?。配料裝置的動(dòng)作及其要求：按下啟動(dòng)按鈕SB5，HL6指示燈由常亮變?yōu)榱?s、滅1s的方式閃爍，HL5保持常亮，指示配料裝置處在為“F型材料配料”運(yùn)行狀態(tài)。皮帶輸送機(jī)以20Hz頻率運(yùn)

17、行。送料與機(jī)械手搬運(yùn)原料的動(dòng)作及其要求，與為M型材料配料的動(dòng)作及其要求相同。原料到達(dá)傳送帶上，重量合格才能被送到出料槽和出料槽。原料到達(dá)位置A，皮帶輸送機(jī)停止對(duì)原料進(jìn)行重量檢測(cè)， HL3以亮1s滅1s的方式指示原料在進(jìn)行重量檢測(cè)，重量檢測(cè)時(shí)間為5s；重量檢測(cè)完畢，HL3熄滅。重量檢測(cè)期間，機(jī)械手搬運(yùn)的原料到達(dá)傳送帶進(jìn)料口上方時(shí)，應(yīng)停止在此位置，待被檢測(cè)原料的重量檢測(cè)完畢，再將原料放上傳送帶。若重量檢測(cè)完畢沒有原料送到傳送帶，則被檢測(cè)原料在此處等待。當(dāng)下一原料被放入傳送帶上后，交流電機(jī)重新以20Hz的頻率轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)皮帶輸送機(jī)輸送原料，當(dāng)經(jīng)過重量檢測(cè)并合格的原料到達(dá)指定的出斜槽位置后，直接推出，皮帶輸送機(jī)不需要停止。若在重量檢測(cè)期間按按鈕SB4，則為原料重量不合要求，當(dāng)原料重量檢測(cè)不合格時(shí)，該原料送入出料槽。送達(dá)出料槽和出料槽中的原料數(shù)量符合要求后，配料裝置自動(dòng)停止。三、裝置停止1. 正常停止 在配料過程中，按停止按鈕SB6，裝置應(yīng)完成當(dāng)前配料工作（即出料槽中送達(dá)的原料數(shù)量達(dá)到配料要求）后停止。2. 緊急停止 配料裝置運(yùn)行過程中如果遇到各類意外事故，需要緊急停止時(shí)，請(qǐng)按下急停開關(guān)QS，配料裝置立刻停止運(yùn)行并保持急停瞬間的狀態(tài)，同時(shí)蜂鳴器鳴叫報(bào)警。再啟動(dòng)時(shí)，必須復(fù)位急停開關(guān)，然后再按啟動(dòng)按鈕SB