亚龙杯全国职业院校机电类专业教师教学能力大赛技能大赛.docx
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亚龙杯全国职业院校机电类专业教师教学能力大赛技能大赛
2016年北京市高职院校技能大赛
“机械设备装调与控制技术”赛项
（总时间：
240分钟）
（样题）
任
务
书
一、注意事项
1.选手在竞赛过程中应该遵守相关的竞赛规程和安全守则，如有违反，则按照相关规定在竞赛的总成绩中扣除相应分值。
2.竞赛时间为4小时（240分钟）。
3.竞赛需要的所有资料都以电子版的形式保存在所在赛位计算机的桌面上。
4.选手在竞赛结束后，所有文档一并上交。
5.严禁考生将自带参数、梯形图或其它数据拷贝进PLC,违反者将取消考试资格。
6.无特殊注明的情况均按照相关行业规范、技术准则进行。
7.选手严禁携带任何通讯、存储设备，如有发现将取消其参赛资格。
8.选手应将设计的触摸屏工程和PLC程序保存在计算机“E:
\2016机械设备装调与控制技术\场次号\赛位号\”文件夹下。
二、需要完成的比赛任务
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）、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，编写PLC程序，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、比赛具体任务及要求
任务1、送料部件（十字滑台）装配与调整（20分）
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）的装配与调整，使送料部件（十字滑台）的导轨、丝杠等运动正常。
技术要求：
1.装配前的准备工作要充分，安装面应清理。
2.在装配的过程中要求按装配的一般原则进行装配。
3.装配工艺合理，装配顺序和方法及装配步骤正确、规范。
4.在装配及调试过程中正确使用工具、量具，读数准确，数据处理正确。
5.在装配及调试的过程中零部件及工、量具的摆放应整齐，分类明确。
6.在装配过程中，注意轴承的组合形式看清图纸，按送料部件（十字滑台）部装图（附图一）上的组合形式进行装配，装配轴承时方法及工、量具使用正确。
7.粗调靠近底板基准面A（4）侧（磨削面）直线导轨1（5）与底板基准面A（4）的平行度。
8.细调直线导轨1（5）与底板基准面A（4）的平行度允差≤0.02mm，自检合格后，把检测数据填写在附表1中，填写好数据后，参赛选手应举手示意，由裁判在附表1中签字确认方可有效。
9.以“要求8”中的直线导轨1（5）为基准，粗调另一根直线导轨1（5）与“要求8”中的直线导轨1（5）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，把检测数据填写在附表1中，填写好数据后，参赛选手应举手示意，由裁判在附表1中签字确认方可有效。
10.调整轴承座调整垫片（62）及轴承座1（27）使丝杠1（3）两端等高，要求丝杆1（3）两端的等高允差≤0.05mm，调整丝杠1（3）轴线位于两直线导轨1（5）的对称中心，并测量与其中一根直线导轨的平行度误差，要求在≤0.04mm。
自检合格后把检测数据填写在附表1中，填写好数据后，参赛选手应举手示意，由裁判在附表1中签字确认方可有效。
11.调整螺母支座与中滑板之间的垫片，用手柄加同步带转动丝杠，中滑板移动平稳灵活。
12.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。
13.细调直线导轨2（39）与中立板基准面B（47）的平行度允差≤0.015mm。
自检合格后，把检测数据填写在附表1中，填写好数据后，参赛选手应举手示意，由裁判在附表1中签字确认方可有效。
14.以“要求13”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13”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≤0.015mm，自检合格后，把检测数据填写在附表1中，填写好数据后，参赛选手应举手示意，由裁判在附表1中签字确认方可有效。
15.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，把检测数据填写在附表1中，填写好数据后，参赛选手应举手示意，由裁判在附表1中签字确认方可有效。
16.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≤0.03mm，调整丝杠2（40）轴线位于两直线导轨2（39）的对称中心，并测量与其中一根直线导轨的平行度误差，要求在≤0.02mm。
自检合格后，把检测数据填写在附表1中，填写好数据后，参赛选手应举手示意，由裁判在附表1中签字确认方可有效。
17.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。
18.各零件不错装、漏装、损坏。
19.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，使送料部件（十字滑台）达到一定的技术要求。
任务2、转塔部件装配与调整（15分）
根据转塔部件部装图（附图二）和赛场提供的零部件，完成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.装配前的准备工作要充分，安装面应清理。
2.在装配的过程中要求按装配的一般原则进行装配。
3.装配工艺合理，装配顺序和方法及装配步骤正确、规范。
4.在装配及调试过程中正确使用工具、量具，读数准确，数据处理正确。
5.在装配及调试的过程中零部件及工、量具的摆放应整齐，分类明确。
6.在装配过程中，注意轴承的组合形式看清图纸，按机械式冲料机构和转塔部件部装图（附图二）上的组合形式进行装配，装配轴承时方法及工、量具使用正确。
7.正确使用工具、量具，测量上、下模盘轴承外圈固定端盖（137）与下模盘固定轴（130）之间的间隙，并选择相应的青稞纸垫在上、下模盘轴承外圈固定端盖（137）与下模盘固定轴（130）之间。
把检测数据及选择青稞纸的厚度填写在附表2中，填写好数据后，参赛选手应举手示意，由裁判在附表2中签字确认方可有效。
8.正确使用工具、量具，调整下模盘（129）的径向跳动，用百分表检测下模盘（128）径向跳动，使下模盘的径向跳动在0.02mm～0.05mm以内，附表2填写完成后，参赛选手应举手示意，由裁判在附表2中签字确认方可有效。
9.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。
10.正确使用工具、量具，完成上、下模盘2根传动链条（70）长度的截取和张紧度的调整工作，装配方法正确，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。
11.各零件不错装、漏装、损坏。
12.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（10分）
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。
技术要求：
1.上、下模盘共六个模具工位，每个模具工位有编号对应，2号工位装圆孔模具，4号工位装方孔模具，5号工位装腰孔模具。
2.装配调整好模具后，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。
裁判把检测数据填写在评分记录表中（附表3）。
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”，“手动调试模式”开关打到“开”，手动检验模具是否装配、调整对中（注意：
需完成任务4后进行）。
5.按模具装配图（附图三），把模具装配完全，使模具工作平稳、灵活，上、下模具对中，不允许有卡阻现象。
任务4、电气控制电路连接（7分）
根据赛场提供的电气接线图、PLC的I/O分配表（表1），完成机械设备未完成的线路连接等工作，使设备的各种元器件（传感器、透明继电器、电磁铁、电磁阀等）能正常工作，达到设备正常运转的通电要求。
技术要求：
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。
3.接线完毕参赛选手应举手示意，经裁判和现场技术支持人员检查后方可通电。
表1PLC的I/O分配表
三菱FX3UPLCI/O分配表
输入地址
名称
输出地址
名称
X3
暂停SB1
Y000
伺服电机X脉冲
X4
启动SB2
Y001
伺服电机Y脉冲
X5
原点SB3
Y002
转塔步进电机脉冲
X6
手动/自动XK1
Y003
转塔步进电机方向
X7
交流电机原点
Y004
电机正转
X10
步进电机原点
Y005
电机低速
X11
伺服电机Y轴原点
Y006
电机中速
X12
伺服电机Y轴左极限
Y007
电机反转
X13
伺服电机Y轴右极限
Y010
电机停止
X14
伺服电机X轴原点
Y011
电磁离合
X15
伺服电机X轴左极限
Y012
电磁制动
X16
伺服电机X轴右极限
Y013
固定夹电磁铁
X17
十字台检测物体传感器
Y014
定位电磁阀
X20
X轴正按钮SB4
Y015
原点电磁铁
X21
X轴负按钮SB5
Y016
伺服电机X方向
X22
Y轴正按钮SB6
Y017
伺服电机Y方向
X23
Y轴负按钮SB7
X24
FR
X25
定位气缸缸1到位
X26
定位气缸缸2到位
西门子S7-200SMARTPLCI/O分配表
输入地址
名称
输出地址
名称
I0.3
暂停SB1
Q0.0
伺服电机X脉冲
I0.4
启动SB2
Q0.1
伺服电机Y脉冲
I0.5
原点SB3
Q0.2
伺服电机X方向
I0.6
手自动XK1
Q0.3
转塔步进电机脉冲
I0.7
伺服电机X轴左极限
Q0.4
交流电机正转
I1.0
伺服电机X轴右极限
Q0.5
交流电机低速
I1.1
伺服电机Y轴原点
Q0.6
交流电机中速
I1.2
伺服电机Y轴左极限
Q0.7
伺服电机Y方向
I1.3
伺服电机Y轴右极限
Q1.0
电机停止
I1.4
伺服电机X轴原点
Q1.1
电磁离合
I1.5
交流电机原点
Q1.2
电磁制动
I1.6
步进电机原点
Q1.3
固定夹电磁铁
I1.7
十字台检测物体传感器
Q1.4
定位电磁阀
I2.0
X轴正按钮SB4
Q1.5
原点电磁铁
I2.1
X轴负按钮SB5
Q1.6
交流电机反转
I2.2
Y轴正按钮SB6
Q1.7
转塔步进电机方向
I2.3
Y轴负按钮SB7
I2.4
FR
I2.5
定位气缸缸1到位
I2.6
定位气缸缸2到位
任务5、变频器、伺服电机驱动器、步进驱动器参数设置（5分）
根据赛场提供的《FR-E700使用手册》、《东元伺服TSTE手册（中文）》、《M542步进驱动器使用手册》等资料，完成变频器、伺服电机驱动器、步进驱动器相关参数的设定工作，使设备能正常运转。
技术要求：
1.变频器参数设置要求：
（1）变频器以“外部／PU组合运行模式1”方式运行；
（2）根据电机实际参数设置变频器的上限频率；（3）变频器运行加、减速斜坡时间为1S；（4）通过变频器STF、RM端子组合启动变频器正转、中速运行，通过变频器STR、RL端子组合启动变频器反转低速运行，其中中速要求为20Hz，低速要求为10Hz。
2.伺服驱动器参数设置要求：
（1）伺服驱动器控制模式为位置控制模式；
（2）伺服驱动器上电后马上激磁，忽略CCW和CW驱动禁止机能；（3）伺服驱动器脉冲命令控制形式：
脉冲+方向，脉冲命令逻辑为正逻辑；（4）电子齿轮比设为3:
1。
3.M542步进驱动器动态电流设置为1.69A，三菱系统：
细分设置为4000，西门子系统：
细分设置为8000。
半波电流输出。
参数设置完后，填写附表1中，填写好数据后，参赛选手应举手示意，由裁判在附表4中签字确认方可有效。
任务6、触摸屏工程设计（8分）
根据赛场提供的设备照片和《Smart_Panel手册》资料，创建系统工程，并建立与PLC通讯连接和组态“待机显示界面”、“控制显示界面”、“电机状态显示界面”的相应功能，将组态好的触摸屏工程保存至“E:
\2016机械设备装调与控制技术\场次号\赛位号\触摸屏工程”文件夹下，触摸屏变量见表2。
表2触摸屏变量表
三菱系统
西门子系统
名称
地址
名称
地址
开始指示灯
M0
开始指示灯
M0.0
停止指示灯
M1
停止指示灯
M0.1
复位指示灯
M2
复位指示灯
M0.2
开始按钮
M80
开始按钮
M10.0
停止按钮
M81
停止按钮
M10.1
复位按钮
M82
复位按钮
M10.2
工位
C-16-Bit-2
工位
VW0
物料到位检测
X17
物料到位检测
I1.7
X轴电机方向
Y16
X轴电机方向
Q0.2
Y轴电机方向
Y17
Y轴电机方向
Q0.7
交流电机正转
Y4
交流电机正转
Q0.4
交流电机低速
Y5
交流电机低速
Q0.5
交流电机中速
Y6
交流电机中速
Q0.6
交流电机反转
Y7
交流电机反转
Q1.6
要求实现以下功能：
1.“待机显示界面”的组态及功能要求，具体如下：
（1）触摸屏上电进入的第一界面为“待机显示界面”；
（2）触摸屏幕任意位置均可切换到“控制显示界面”；
（3）“待机显示界面”的内容如图1所示。
图1待机显示界面
1.在“状态显示界面”下的要求，具体界面参考图2所示；
（1）按下退出系统按钮能使本界面退出本系统工程界面。
（2）按下电机界面按钮能使本界面切换到电机状态界面。
（3）按下返回按钮能使本界面返回到待机界面。
（4）按下开始、停止、复位三个按钮可以控制实训对象的开始、停止、复位操作，且对应的指示灯均有相应变换。
（5）物料检测：
有物料时显示物料到位，指示灯变为鲜绿；无物料时显示无物料，指示灯变为暗绿。
（6）工位显示窗口：
实时显示加工位置。
（7）根据提供的变量表添加触摸屏配套的控制变量，实现上述功能。
图2状态显示界面
2.在“电机状态界面”下的要求，具体界面参考图3所示；
（1）按下返回按钮能使本界面返回状态显示界面。
（2）交流电机和伺服电机运行状态指示灯，电机在哪个状态下对应那个指示灯由红色变绿色。
（3）根据提供的变量表添加触摸屏配套的控制变量，实现上述功能。
图3电机状态界面
任务7、PLC程序设计（17分）
根据机械设备的工作原理及以下具体要求、加工图纸（图4）和赛场提供的资料，设计编写PLC控制程序，并保存在电脑的“E:
\2016机械设备装调与控制技术赛项\场次号\赛位号\”文件夹下。
把PLC程序下载到设备里，进行联机调试，并保证设备能正常运转，达到机械设备的预期效果。
技术要求：
1.试加工图纸（图4）上11个孔，分别对应1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11十一个数字，要按照图纸上的尺寸要求和11个数字的先后顺序加工出此零件。
2.根据加工工艺要求编写设备控制程序，设备运行操作由西门子Smart700IE触摸屏控制。
3.PLC程序的控制要求：
（1）设计编写的PLC程序有手/自动状态切换功能，在自动状态下或手动状态下十字滑台X轴、Y轴伺服电机都要有超行程保护。
（2）控制程序具有手/自动状态切换、“开始”、“停止”、“复位””功能。
（3）复位完成后在自动状态下，按下“开始”按钮，十字滑台X轴、Y轴伺服电机动作过程见图5控制流程图。
（4）十字滑台X轴、Y轴伺服电机在运动过程中，按“暂停”按钮，十字滑台X轴、Y轴伺服电机停止,按“开始”按钮，十字滑台X轴、Y轴伺服电机继续下一步动作。
（5）十字滑台X轴、Y轴伺服电机行走完11个孔工位的轨迹后回到原点，十字滑台一周期运动结束。
（6）手动状态下，操作X+（SB4）、X-（SB5）、Y+（SB6）、Y-（SB7）按钮，X轴和Y轴伺服电机可以手动操作前后移动。
（7）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验证。
图4加工图
图5控制流程图
任务8、设备联机总调试（13分）
根据机械设备的工作原理及电气控制要求结束以上7个任务后，选手举手示意裁判，经裁判同意后方可进行设备联机总调试。
技术要求：
1.调试皮带张紧度，其下垂量≤15mm。
2.把已装配调试好的模具的上模取下，在无上模的情况下运行已装配好和接好线的设备，保证设备能正常运转，按要求模拟加工正确。
3.调试设备无误后，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。
任务9、职业素养（5分）
该项得分、扣分情况按照以下考核要求由裁判裁定记录:
操作规范、工具摆放、赛位整洁、团队合作、符合职业岗位要求等。
操作起始时间：
操作结束时间：
选手签字：
裁判员签字：
日期：
附表1：
记录表
序号
项目
次数
测量值1
（最小示值）（mm）
测量值2
（最大示值）（mm）
裁判确认（签名）
1
直线导轨1（5）与底板基准面A（4）的平行度
第1次
第2次
2
两根直线导轨1（5）的平行度
第1次
第2次
3
丝杠1（3）的等高度
第1次
第2次
4
丝杠1（3）与直线导轨1（5）之间平行度
第1次
第2次
5
直线导轨2（39）与中滑板基准面B（47）的平行度
第1次
第2次
6
两根直线导轨2（39）的平行度
第1次
第2次
7
中滑板上直线导轨2（39）与底板上直线导轨1（5）的垂直度
第1次
第2次
8
丝杠2（40）的等高度
第1次
第2次
9
丝杠2（40）与直线导轨2（39）之间平行度
第1次
第2次
附表2：
记录表
序号
项目
次数
测量值1
（最小示值）（mm）
测量值2
（最大示值）（mm）
裁判确认（签名）
1
下模盘轴承外圈固定端盖（137）与下模盘固定轴（130）之间的间隙
第1次
第2次
2
下模盘轴承外圈固定端盖（137）与下模盘固定轴（130）之间青稞纸的厚度
第1次
第2次
3
下模盘（129）的径向跳动
第1次
第2次
附表3：
记录表
序号
项目
次数
测量值1
（最小示值）（mm）
测量值2
（最大示值）（mm）
裁判确认（签名）
1
下模盘下料孔（125）与下模盘（129）之间的间隙
第1次
第2次
2
下模盘下料孔（125）与铸件底板之间铜垫片的厚度
第1次
第2次
附表4：
记录表
SW1
SW2
SW3
SW4
SW5
SW6
SW7
SW8
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