教育部機(jī)電設(shè)備的組裝與調(diào)試訓(xùn)練課題1

××加工設(shè)備的組裝與調(diào)試一、××加工設(shè)備情況簡介××加工設(shè)備（以下簡稱加工設(shè)備）是將工件（試件為金屬件）用機(jī)械手搬運(yùn)到分揀傳送帶上，再由傳送到各分揀位置進(jìn)行分揀的設(shè)備。該加工分揀設(shè)備由毛坯放置臺(tái)，氣動(dòng)機(jī)械手，皮帶輸送機(jī)等部件組成，各部件和一些主要元件的名稱、安裝位置如圖1所示。圖1××加工設(shè)備示意圖光電傳感器光電傳感器毛坯放置臺(tái)氣手爪機(jī)械手手臂機(jī)械手懸臂旋轉(zhuǎn)氣缸漫射型光電傳感器電容式接近開關(guān)電感式接近開關(guān)單出桿氣缸B單出桿氣缸A出料斜槽1出料斜槽2工作位置1工作位置2 加工設(shè)備中各元、器件的作用如下表所示。序號(hào)元器件名稱作用1雙控電磁閥2機(jī)械手旋轉(zhuǎn)氣缸2雙控電磁閥3機(jī)械手懸臂氣缸3雙控電磁閥4機(jī)械手手臂氣缸4雙控電磁閥5機(jī)械手手指氣缸5單控電磁閥1單出桿氣缸A6單控電磁閥2單出桿氣缸B7按鈕SB4加工設(shè)備啟動(dòng)按鈕8按鈕SB5加工設(shè)備停止按鈕9蜂鳴器缺料報(bào)警10急停按鈕設(shè)備緊急停止按鈕11指示燈HL1單步運(yùn)行指示燈12指示燈HL2單周運(yùn)行指示燈13指示燈HL3連續(xù)運(yùn)行指示燈14紅色警示燈待機(jī)指示15綠色指示燈運(yùn)行指示16指示燈HL4包裝指示燈二、加工設(shè)備的動(dòng)作和控制要求接通加工設(shè)備的電源后，紅色警示燈亮，通過按試運(yùn)行按鈕檢查設(shè)備各個(gè)部件是否運(yùn)行正常，試運(yùn)行各部件的動(dòng)作順序：手臂伸出→手爪下降→手爪抓緊→手爪上升→手臂縮回→手臂右轉(zhuǎn)→手臂左轉(zhuǎn)→手爪放松→傳送帶電機(jī)以25Hz速度反轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)2S停止→傳送帶電機(jī)以35Hz速度正轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)2S停止→推料1推出到位后縮回→推料2推出到位后縮回；試運(yùn)行結(jié)束后，設(shè)備的各個(gè)部件應(yīng)使機(jī)械手處于左極限位置和各氣缸活塞桿處于縮回的位置。1.設(shè)備分揀的動(dòng)作接通電源后，若緊急停止按鈕觸點(diǎn)的狀態(tài)、機(jī)械手和各氣缸活塞桿的位置正確，按下SB4，紅色警示燈滅，綠色指示燈亮，設(shè)備開始工作。若工件放置臺(tái)上的工件為金屬件時(shí)，當(dāng)工件放置臺(tái)上的紅外傳感器檢測到工件后→氣動(dòng)機(jī)械手懸臂伸出→手臂下降→氣爪將工件夾緊。夾緊1s后，手臂上升，物料提升裝置下降→懸臂縮回→轉(zhuǎn)動(dòng)至右側(cè)極限位置→然后懸臂伸出→手臂下降→氣爪放松，通過進(jìn)料孔將工件放到皮帶輸送機(jī)的傳送帶上。機(jī)械手放下夾持的工件1s后，手臂上升→懸臂縮回→轉(zhuǎn)動(dòng)至左側(cè)極限位置停止。當(dāng)皮帶輸送機(jī)進(jìn)料孔位置的漫射型光電傳感器檢測到工件后，拖動(dòng)皮帶輸送機(jī)的交流電動(dòng)機(jī)以25Hz的頻率起動(dòng)，皮帶輸送機(jī)中速運(yùn)轉(zhuǎn)傳送工件。當(dāng)工件運(yùn)行到工作位置1時(shí)，皮帶輸送機(jī)停止，氣缸1伸出，將金屬工件推入1號(hào)槽并計(jì)數(shù)，氣缸1縮回，皮帶運(yùn)輸機(jī)重新啟動(dòng)，等待下一個(gè)工件的到來。若機(jī)械手搬送的工件為塑料件時(shí)，則皮帶輸送機(jī)以25Hz的中速將塑料工件運(yùn)到位置1后，拖動(dòng)皮帶輸送機(jī)的交流電動(dòng)機(jī)再以35Hz的高速將該工件運(yùn)送到位置2后停止，氣缸2伸出，將塑料工件推入2號(hào)槽并計(jì)數(shù)，氣缸2縮回，皮帶運(yùn)輸機(jī)重新啟動(dòng)，等待下一個(gè)工件的到來。當(dāng)兩個(gè)工件槽中任一個(gè)的工件達(dá)到3個(gè)后，則系統(tǒng)停機(jī)3秒進(jìn)行包裝；包裝期間，包裝指示燈HL4按1秒的周期閃爍，各設(shè)備在此期間都返回原位，如此時(shí)按下停止按鈕，則設(shè)備在包裝結(jié)束并對該槽計(jì)數(shù)清零后返回待機(jī)狀態(tài)。但未達(dá)三個(gè)工件的槽計(jì)數(shù)紀(jì)錄扔保持，重新按啟動(dòng)按鈕后，該槽應(yīng)在原有計(jì)數(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行計(jì)數(shù)。2.系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求（1）系統(tǒng)設(shè)有單步、單周、自動(dòng)連續(xù)運(yùn)行三種工作方式。①當(dāng)系統(tǒng)處于單步運(yùn)行方式時(shí)，包裝功能關(guān)閉，單步運(yùn)行指示燈HL1亮；每按一次啟動(dòng)按鈕，設(shè)備將按如下步序一步一步的工作：氣動(dòng)機(jī)械手懸臂伸出→手臂下降→氣爪將工件夾緊。夾緊1s后，手臂上升→懸臂縮回→轉(zhuǎn)動(dòng)至右側(cè)極限位置→然后懸臂伸出→手臂下降→氣爪放松，通過進(jìn)料孔將工件放到皮帶輸送機(jī)的傳送帶上→傳送帶啟動(dòng)開始工件分揀流程，并于分揀過程結(jié)束后傳送帶自行停止，同時(shí)手臂上升→懸臂縮回→轉(zhuǎn)動(dòng)至左側(cè)極限位置停止。②當(dāng)系統(tǒng)處于單周運(yùn)行方式時(shí)，包裝功能關(guān)閉，單周運(yùn)行指示燈HL2亮；按一次啟動(dòng)按鈕，則設(shè)備在完成一個(gè)工件的分揀后自行返回待機(jī)狀態(tài)。③當(dāng)系統(tǒng)處于自動(dòng)連續(xù)方式時(shí)，自動(dòng)連續(xù)運(yùn)行指示燈HL3亮；按一次啟動(dòng)按鈕，則設(shè)備將連續(xù)分揀多個(gè)工件，直到按下停止按鈕。（2）當(dāng)傳送帶上最后一個(gè)工件推掉后，如15秒后機(jī)械手仍無工件搬運(yùn)到傳送帶上，則傳送帶自行停止運(yùn)行，直到有工件的到來；同時(shí)蜂鳴器以1秒周期鳴叫，提醒往物料放置臺(tái)上放工件。（3）原位保護(hù)系統(tǒng)工作前，必須確保各器件在原點(diǎn)位置，當(dāng)不符合原點(diǎn)位置要求時(shí)，按下SB4系統(tǒng)也不能起動(dòng)。原點(diǎn)位置要求：①緊急停止按鈕復(fù)位；②機(jī)械手氣爪松開，機(jī)械手手臂、懸臂氣缸活塞桿縮回，機(jī)械手停止在左側(cè)的極限位置；③皮帶輸送機(jī)拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，兩個(gè)單出桿氣缸活塞桿縮回。（4）設(shè)備的緊急停止按下緊急停止按鈕，設(shè)備停止工作，此時(shí)待機(jī)指示燈與運(yùn)行指示燈同時(shí)亮，以告知注意；若機(jī)械手此時(shí)夾持有工件則不能松開。緊急停止按鈕復(fù)位后，按下啟動(dòng)按鈕SB4，紅色警示燈滅，設(shè)備應(yīng)接著停止前所處的工作狀態(tài)運(yùn)行。（5）設(shè)備的正常停止 不管系統(tǒng)處于何種工作方式，設(shè)備在工作過程中，按下停止按鈕SB5，設(shè)備都應(yīng)在完成當(dāng)前工件的分揀后，設(shè)備恢復(fù)到原位后才能停止（連續(xù)運(yùn)行時(shí)各槽工件計(jì)數(shù)紀(jì)錄保持）。設(shè)備停止后，綠色運(yùn)行指示燈滅，紅色警示待機(jī)燈亮。（6）機(jī)械手的動(dòng)作：不管設(shè)備處于何種工作方式，當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕且工件放置臺(tái)傳感器動(dòng)作后，機(jī)械手動(dòng)作；當(dāng)設(shè)備處于連續(xù)工作方式時(shí)，機(jī)械手亦為連續(xù)工作方式，直到按下停止按鈕。（7）斷電保護(hù)設(shè)備在運(yùn)行時(shí)若斷電，則分不同的運(yùn)行方式進(jìn)行不同的處理。若系統(tǒng)處于單步、單周工作方式，則恢復(fù)供電后，系統(tǒng)繼續(xù)接著斷電前的工序運(yùn)行。若系統(tǒng)處于連續(xù)運(yùn)行方式，若傳送帶上無工件，則系統(tǒng)繼續(xù)接著斷電前的工序運(yùn)行；但若傳送帶上有工件，則系統(tǒng)恢復(fù)供電后，傳送帶電機(jī)以25HZ速度反轉(zhuǎn)啟動(dòng)，將傳送帶上的工件送回漫射型光電傳感器區(qū)后停止進(jìn)行人工分揀，當(dāng)該工件被人工分揀后，系統(tǒng)繼續(xù)正常連續(xù)分揀工序。不論設(shè)備處于何種工作方式，斷電時(shí)如機(jī)械手夾持有工件，都不能松開，恢復(fù)供電后，均要按啟動(dòng)按鈕后設(shè)備方能動(dòng)作。三、工作任務(wù)任務(wù)1：根據(jù)加工設(shè)備示意圖，調(diào)節(jié)各部件位置，完成設(shè)備的組裝。要求：（1）應(yīng)保證組裝后，設(shè)備的機(jī)械手能把毛坯準(zhǔn)確地從毛坯放置臺(tái)搬運(yùn)到皮帶輸送機(jī)的進(jìn)料孔。（2）應(yīng)保證三相交流異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸與皮帶輸送機(jī)傳動(dòng)軸的同心度，以電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)皮帶輸送機(jī)時(shí)，不發(fā)生震動(dòng)為符合要求。任務(wù)2：按加工設(shè)備的動(dòng)作和控制要求，畫出電氣原理圖并完成電路連接。要求：（1）電氣原理圖的繪制，圖形符號(hào)的使用應(yīng)符合中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)。使用非中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)的圖形符號(hào)時(shí)，應(yīng)說明參照的標(biāo)準(zhǔn)名稱；（3）電氣原理圖應(yīng)畫在《加工設(shè)備電氣控制原理圖》的圖紙上。（4）電路連接應(yīng)符合工藝要求和安全要求，所有導(dǎo)線應(yīng)放入線槽，導(dǎo)線與接線端子連接處應(yīng)套編號(hào)管并有相應(yīng)的編號(hào)。（5）元件、器件的金屬外殼，應(yīng)可靠接地。任務(wù)3：按加工設(shè)備的動(dòng)作和控制要求，畫出氣動(dòng)系統(tǒng)圖并完成氣路連接。要求：（1）氣動(dòng)系統(tǒng)圖的繪制，圖形符號(hào)的使用應(yīng)符合中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)。使用非中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)的圖形符號(hào)時(shí)，應(yīng)說明參照的標(biāo)準(zhǔn)名稱；（2）氣動(dòng)系統(tǒng)圖應(yīng)畫在《加工設(shè)備氣動(dòng)系統(tǒng)圖》的圖紙上。（3）不得使用漏氣的氣管和管路附件；氣管與管接頭的連接應(yīng)牢固、可靠。任務(wù)4：根據(jù)加工設(shè)備的動(dòng)作和控制要求編寫PLC控制程序和設(shè)置變頻器參數(shù)要求：（1）在使用計(jì)算機(jī)編寫程序時(shí)，應(yīng)隨時(shí)保存已編寫好的程序。保存的文件名為工位號(hào)；（2）編寫程序可用基本指令，也可以使用步進(jìn)指令或功能指令。任務(wù)5：調(diào)試加工設(shè)備的機(jī)械部件和PLC控制程序要求：（1）機(jī)械部件、傳感器等元件的安裝位置及其PLC的控制程序應(yīng)相互配合，協(xié)調(diào)動(dòng)作，保證分揀和加工的準(zhǔn)確；（2）機(jī)械部件、傳感器等元件的安裝位置及其PLC的控制程序應(yīng)保證皮帶輸送機(jī)啟動(dòng)和停止的位置和時(shí)間的準(zhǔn)確。（3）調(diào)節(jié)氣路中的流量調(diào)節(jié)閥，使氣缸活塞桿伸出和縮回的速度適中。注意：注意：請您在完成工作任務(wù)的過程中，遵守安全操作規(guī)程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)加工設(shè)備電氣控制原理圖電工電子技術(shù)技能競賽組委會(huì)繪圖圖號(hào)比例加工設(shè)備氣動(dòng)系統(tǒng)圖加工設(shè)備氣動(dòng)系統(tǒng)圖電工電子技術(shù)技能競賽組委會(huì)設(shè)計(jì)繪圖圖號(hào)比例機(jī)電一體化設(shè)備組裝與調(diào)試（教師組）技能競賽評分表工位號(hào)工作任務(wù)配分評分項(xiàng)目項(xiàng)目配分扣分標(biāo)準(zhǔn)扣分得分任務(wù)得分設(shè)備組裝10部件安裝位置、皮帶松緊、零件松動(dòng)等，2分/處，本任務(wù)最多扣10分電路與氣路30短路或熔斷器熔斷調(diào)試時(shí)短路，10分/次；交卷后通電短路，扣20分；調(diào)試過程中熔斷器熔斷，5分/次電路圖（10分）電氣原理6電路原理、標(biāo)注錯(cuò)誤1分/處，最多扣5分圖形符號(hào)4符號(hào)不符標(biāo)準(zhǔn)且未做說明，0.5分/個(gè)，最多扣4分電路連接（10分）正確與安全7連接錯(cuò)誤，1分/處；接線端子連接的導(dǎo)線沒有編號(hào)管，0.5分/個(gè)，最多扣3分連接工藝3接線端子導(dǎo)線超過2根、導(dǎo)線露銅過長、布線零亂：2分/每處，最多扣3分氣動(dòng)系統(tǒng)圖與氣路（10分）氣動(dòng)系統(tǒng)圖6氣動(dòng)原理錯(cuò)誤，2分/每處；元件圖形符號(hào)不符標(biāo)準(zhǔn)，1分/個(gè)；最多扣6分氣路連接4漏氣，調(diào)試時(shí)掉管，0.5分/每處，氣管過長，影響美觀或安全，1分/每處，最多扣4分毛坯完好時(shí)設(shè)備的動(dòng)作（30分）動(dòng)作指示燈5HL1不能按要求亮滅，2分/個(gè)機(jī)械手動(dòng)作10不能搬運(yùn)毛坯，扣10分；機(jī)械手動(dòng)作順序與要求不符，2分/處。皮帶輸送機(jī)動(dòng)作15動(dòng)作與要求不符，皮帶速度與要求不符，氣缸動(dòng)作與要求不符，3分/處毛坯有缺陷時(shí)設(shè)備的動(dòng)作（10分）有缺陷的毛坯不能推入槽1，不得分。動(dòng)作不符要求，指示燈HL1亮滅不符要求，2分/處保護(hù)與停止（20分）正常停止3按停止按鈕，設(shè)備不能停止不得分原位保護(hù)5各元器件未復(fù)位，按SB4設(shè)備啟動(dòng)，2分/處，最多扣5分過載保護(hù)6過載時(shí)蜂鳴器不鳴響、設(shè)備不動(dòng)作、排除故障后設(shè)備動(dòng)作不符要求，2分/處，最多扣6分?jǐn)嚯姳Ｗo(hù)6恢復(fù)供電后設(shè)備動(dòng)作不符要求，2分/處，最多扣6分評委簽名