通用机电设备.docx
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通用机电设备
2016年全国职业院校技能大赛中职组
“通用机电设备安装与维护”赛项
竞
赛
试
题
样
卷
场次：
赛位号：
结束时间：
注意事项
1.试题完成总分为100分，试题完成总时间为5小时。
2.参赛队应在5小时内完成竞赛试题规定内容。
比赛时间到，比赛结束，选手应立即停止操作，根据裁判要求离开比赛场地，不得延误。
3.选手应将设计的PLC测试程序及触摸屏工程，保存在计算机“D:
\场次号+工位号（文件夹名）\XX程序或XX工程。
如“第一场第六工位”保存D盘为：
0106\二维送料部件测试程序。
4.赛场提供的资料、图片、部件测试源程序等信息，在计算机桌面的“通用机电设备安装与维护参考资料”文件夹内。
5.选手的试卷用工位号标识，不得写上姓名或与身份有关的信息，否则成绩无效。
6.不准携带移动存储器材，不准携带手机等通讯工具，违者取消竞赛资格。
7.根据赛场提供的工量具清单，装配图样，检查工量具及零部件。
8.比赛中如出现下列情况时另行扣分：
（1）调试过程中设备各部件之间发生严重撞击，损坏设备，扣5-10分。
（2）在完成工作任务过程中，因操作不当导致触电扣10分。
（3）因违规操作而损坏赛场设备零部件的扣分：
PLC主机、变频器、伺服系统、步进系统扣10分/台，仪表及工量具、传感器等扣5分/件，其它设施及系统零部件（除螺丝、螺母、平垫、弹垫外）扣2分/个。
后果严重的取消竞赛资格。
（4）扰乱赛场秩序，干扰裁判的正常工作扣10分，情节严重者，经执委会批准，由裁判长宣布，取消参赛资格。
9.试题中“过程检测与记录”表中所列项目需裁判确认的部分，参赛选手须先举手示意，由裁判签字确认后有效。
10.记录附表中数据用黑色水笔填写，表中数据文字涂改后无效。
11.选手应合理安排装调工作的顺序和时间。
一、二维送料部件的维护与测试
（一）项目要求
根据图样选择合适的拆卸、装配工艺，正确完成二维送料部件的拆卸、装配与调整、电路气路的连接、伺服驱动器的参数设置及部件的功能测试。
1.装配要求及参数设置
零部件名称
二维送料部件（十字滑台）
零部件图号
THMDZW-2.1
技术资料
设备总装图/二维送料部件（十字滑台）部件装配图/电气控制原理图、I/O分配表/气动控制原理图/东元伺服手册
序号
项目
内容及要求
1
准备工作
准备工、量具。
2
部件拆卸
拆卸二维工作台部件，并对零件进行清理、清洗、修配。
3
底板（18）
清洗、清理配合面,锁紧可靠。
4
导轨副（17）安装
1）基准直线导轨与定位基准面接触可靠；
2）两根直线导轨的平行度允差≤0.02mm；
3）导轨螺丝锁紧可靠，锁紧力矩2.75-3.2N.m。
5
底板两轴承座（3、30）
两轴承座轴心连线与导轨副的运动平行度（上母线，侧母线）允差≤0.03mm（芯棒检测）。
6
丝杆一组件
1）丝杆轴心线相对于两直线导轨的平行度（上母线、侧母线）允差≤0.05mm（两端100mm内）；
2）测量出相对两导轨对称度误差；
3）固定端预紧可靠，测量出游动端间隙。
7
中滑板
清洗、清理配合面；测量出螺母支座（活灵）与中滑板之间的间隙，选择适当的调整垫片，调整螺母支座与中滑板之间间隙。
8
导轨副（82）安装
1）与定位基准面接触可靠；
2）与下直线导轨的垂直度允差≤0.03mm；
3）导轨螺丝锁紧可靠，锁紧力矩9.55-10.55N.m。
9
中滑板两轴承座（3、30）
两轴承座轴心连线与导轨副的运动平行度（上母线，侧母线）允差≤0.03mm（芯棒检测）。
10
角接触轴承
测量选择合适的内、外圈隔环。
11
丝杆二组件
1）丝杆轴心线相对于两直线导轨的平行度（上母线、侧母线）允差≤0.05mm（两端100mm内）。
2）固定端预紧可靠。
12
上滑座
清洗、清理配合面；用塞尺测量螺母支座（活灵）与上滑座之间间隙，选择适当调整垫片，调整螺母支座与上滑座之间间隙。
13
气动夹手
调整夹钳摆动板（64）与夹钳支撑板（65）之间的尺寸，开口间距2-3mm。
14
同步带
同步带的张紧力适当。
15
传感器
传感器位置正确，感应距离1-2mm。
16
气路连接
按气动回路图进行气路连接。
17
伺服驱动器参数设置
1）控制模式为外部位置控制模式；
2）驱动器上电马上激磁，忽略CCW和CW驱动禁止机能；
3）惯量比设定；
4）脉冲命令形式：
脉冲+方向；脉冲命令逻辑：
正逻辑；
5）电子齿轮比设为2:
1；
6）X轴电机顺时针方向旋转，Y轴电机逆时针方向旋转。
18
部件整体测试
参见“二维送料部件（十字滑台）部件测试操作流程”，下载部件测试程序，对部件进行整体测试，使各个传感器、执行机构能够满足功能要求。
2.编程检测X轴的运动
利用扩展模块，根据电气原理图、PLCI/O分配表、功能要求，完成电路连接，程序编写，测试X轴的运动。
H蜂鸣器自身报警频率为1Hz（占空比50%）
●功能要求
通过操作控制柜“扩展模块”的“SB1”按钮、“SB2”按钮、“SA1”旋钮及实训平台的“急停”按钮，能实现下列功能：
1）在“SA1”旋钮为“开”的条件下启动有效，且具有相应的极限保护功能；
2）按下“SB1”按钮→HL2绿灯亮→中滑板向X轴负方向（靠近转塔）移动→到达右极限，电机停止→X轴超程，H蜂鸣器报警→HL2绿灯灭，HL1红灯亮；解除超程需在“SA1”旋钮为“关”的条件下，同时按下“SB1”、“SB2”按钮→中滑板向X轴正方向移动（点动）→超程解除，报警解除，HL1红灯灭。
3）按下“SB2”按钮→HL2绿灯亮→中滑板向X轴正方向（远离转塔）移动→到达左极限，电机停止→X轴超程，H蜂鸣器报警→HL2绿灯灭，HL1红灯亮；解除超程需在“SA1”旋钮为“关”的条件下，同时按下“SB1”、“SB2”按钮→中滑板向X轴负方向移动（点动）→超程解除，报警解除，HL1红灯灭。
4）按下“急停”按钮，HL1红灯灭，HL2绿灯灭，所有执行机构停止。
●电路连接
1）接线符合工艺要求，接线时除连接三菱PLC端子、电源端子用U型端子压接，其他均用黑色管型端子压接；接线时需套上赛场提供的号码管，号码管上的编号用记号笔编写，使实物编号与接线图编号保持一致；
2）线槽内的导线长度不超过10cm；
3）接线工作完毕参赛选手应盖好线槽盖，整理工作现场。
2．过程检测与记录
选手自检后，把数值填入相应的表格，并举手示意，操作演示给裁判确认。
二维送料部件（十字滑台）过程考核内容
序号
项目
要求
自检记录
裁判确认
1
导轨副（17）
平行度允差≤0.02mm
螺丝锁紧力F≥2.75N.m
2
底板两轴承座（3、30）
平行度允差≤0.03mm（上母线）
平行度允差≤0.03mm（侧母线）
3
丝杆一组件
平行度允差≤0.05mm（上母线）
平行度允差≤0.05mm（侧母线）
测出对称度误差
游动端间隙
深度尺寸：
止口尺寸：
游动间隙：
4
中滑板
间隙允差≤0.05mm
测量差值：
垫片厚度：
5
导轨副（82）
垂直度允差≤0.04mm
螺丝锁紧力F≥9.55N.m
6
中滑板两轴承座（3、30）
平行度允差≤0.03mm（上母线）
平行度允差≤0.03mm（侧母线）
7
角接触轴承（丝杆二）
测量丝杆二上角接触轴承游隙
选择合理内外隔圈
轴承安装形式
轴承1游隙：
轴承2游隙：
内隔圈厚度：
外隔环厚度：
轴承游隙值：
隔圈厚度差：
8
丝杆二组件
平行度允差≤0.05mm（上母线）
平行度允差≤0.05mm（侧母线）
9
上滑座
测出间隙，并选择合适垫片
测量差值：
垫片厚度：
10
气动夹手
开口间距2-3mm
11
部件整体测试
部件进行整体测试，使各个传感器、执行机构能够满足功能要求。
传感器：
□
运动：
□
12
X轴超程检测
检测X轴的运动，并检测X轴方向各个传感器及执行机构运行。
功能：
1□、2□、3□、
4□
二、步进电机控制的转塔部件的装配、调整与检测
1.项目要求
根据图样选择合适的装配工艺，正确完成转塔部件的装配与调整、电路气路的连接、步进驱动器的参数设置及部件的功能测试。
（1）装配要求及参数设置
零部件名称
自动冲床及转塔部件
零部件图号
THMDZW-2.2
技术资料
设备总装图/自动冲床及转塔部件装配图/电气控制原理图、I/O分配表/气动控制原理图/M542步进驱动器使用手册
序号
项目
要求
1
准备工作
清点零件，准备工、量具；并对零件进行清理与清洗.
2
下模盘
1）下模盘（53）的径向跳动，径向跳动允差≤0.03mm；
2）上模盘（51）与下模盘（53）同轴度允差≤0.04mm。
3
气动定位装置
定位销导向轴（22）插拔自如，定位精确。
4
08B链条（25）
1）对链接进行清洗维护保养；
2）链条（25）张紧度合适，卡口方向正确。
5
模具
1）1号工位为腰孔模、2号工位为方孔模、3号工位为圆形模；
2）调整下模盘下料孔（13）与下模盘（53）之间的间隙，下模盘下料孔与下模盘之间的间隙为0.05mm＜δ＜0.1mm；
3）冲头高度调整，冲头距上模总成打击头距离允差6±0.5mm；
4）手动试模使模具工作平稳、灵活，上、下模具对中，不允许有卡阻现象.
6
传感器
传感器位置正确，感应距离1-2mm
7
气路连接
按气动回路图进行气路连接
8
步进驱动器参数设置
1）驱动器输出的RMS电流为1.36A
2）步进电机静止时，驱动器为半流工作模式
3）电机运行一圈需10000个脉冲（单指电机）
9
部件整体测试
参见“自动冲床及转塔部件测试操作流程”，下载部件测试程序，对部件进行整体测试，使各个传感器、执行机构及三副模具能够满足功能要求。
（2）编程检测模盘运动定位精度
主要利用扩展模块，根据电气原理图、PLCI/O分配表、功能要求，完成电路连接，程序编写，测试模盘运动定位精度。
H蜂鸣器自身报警频率为1Hz（响1秒，停1秒）
通过操作控制柜“扩展模块”的“SB1”按钮、“SB2”按钮、“SA1”旋钮及实训平台的“急停”按钮，能实现下列功能：
①开机HL1红灯亮，HL2绿灯灭；
②在“SA1”旋钮为“开”的条件下启动有效；
③按下“SB2”按钮→各执行机构回到初始状态（定位气缸缩回、模盘回原点）；
④按下“SB1”按钮→HL1红灯灭，HL2绿灯亮→模盘顺时针（从上向下看）旋转90°→上下模盘定位气缸伸出→定位到位→延时2秒→H蜂鸣器报警1声→定位气缸缩回，完成2号工位的动作；重复上述动作，依次完成3号、4号、1号工位的动作；动作完成HL1红灯亮，HL2绿灯灭；
⑤按下“急停”按钮，HL1红灯亮，HL2绿灯灭，所有执行机构停止，再次启动需复位。
2.过程检测与记录
选手自检后，把数值填入相应的表格，并举手示意，操作演示给裁判确认。
自动冲床及转塔部件过程考核内容
序号
项目
要求
自检记录
裁判确认
1
下模盘
径向跳动允差≤0.03mm
同轴度允差≤0.04mm
2
模具
间隙允差0.05mm＜δ＜0.1mm
3
距离允差6±0.5mm
4
部件功能检测
检测各个传感器及执行机构运行正确，功能完善
传感器：
□
运动：
□
5
调试模盘运动定位程序编制
编写程序，调试模盘运动定位的精度。
功能：
1□、2□、
3□、4□、5□
三、变频器控制的自动上下料机构（仓库）调整与测试
1.项目要求
根据选择合适的装配工艺，正确传感器位置的调整、电路气路的连接、交流变频器参数设置及部件的功能测试。
装配要求及参数设置
零部件名称
自动上下料机构
零部件图号
THMDZW-2.3
技术资料
设备总装图/自动上下料机构装配图/电气控制原理图、I/O分配表/气动控制原理图/变频器FR-D700使用手册
序号
项目
要求
1
准备工作
清点零件，准备工、量具；并对零件进行清理与清洗
2
传感器
传感器位置正确，感应距离1-2mm
3
气路连接
按气动回路图进行气路连接
4
交流变频器参数设置
1）外部/PU组合运行模式1
2）低速运行频率14H
3）Z变频器运行加速斜坡时间为2S；减速斜坡时间为0S
5
部件整体测试
参见“自动上下料机构测试源程序”，下载部件测试程序，对部件进行整体测试，使各个传感器、执行机构能够满足功能要求。
2.过程检测与记录
选手自检后，把数值填入相应的表格，并举手示意，操作演示给裁判确认。
自动冲床及转塔部件过程考核内容
序号
项目
要求
自检记录
裁判确认
1
部件功能检测
检测各个传感器及执行机构运行正确，功能完善
传感器：
□
运动：
□
四、设备整机联调与加工
1.项目要求
开始本工作任务前，必须先完成二维送料部件、转塔部件和自动上下料机构的单独整体测试，方可进行设备联机总调试，未进行单独整体测试的必须在裁判的监督下检测各个部件的功能，否则不允许进行本工作任务。
根据通用机电设备的工作原理及电气控制要求，将整机调试PLC源程序下载到PLC中进行联机调试，保证设备能正常运转。
依据工业现场设备生产要求，优化程序、系统参数，满足实际生产需要，连续加工3个产品（见附件）。
（1）触摸屏工程制作
根据提供的源程序、中间变量分配表及触摸屏界面样图（存放位置：
桌面/“通用机电设备安装与维护参考资料”/触摸屏工程图片），制作触摸屏工程，能够达到下列要求:
图2（详见电脑中“样图1”）
●“开机显示界面”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“开机显示界面”；
2）“开机显示界面”的内容如图2所示,界面主体为纯白色FFFFFF，边框为绿色008000；
3）方框内填写参赛选手的“场次”及“工位号”；
4）点击“点击进入系统”按钮，可以进入“控制显示界面”，按钮的颜色为淡绿色99FF99。
●“信息化管理界面”的组态及功能要求，具体如下：
1）“信息化管理界面”的内容如图3所示,界面主体为纯白色FFFFFF，边框为绿色008000；
2）触摸屏界面，分别对加工孔数、加工块数、加工孔位进行监控，未加工为红色FF0000，已加工为绿色008000。
3）按下“返回”按钮能使本界面返回到开机显示界面；
4）按下“退出系统”按钮能使本界面退出本系统工程界面。
图3（详见电脑中“样图2”）
（2）装配要求及参数设置
零部件名称
THMDZW-2型综合实训平台
零部件图号
THMDZW-2.0
技术资料
设备总装图/二维送实部件装配图/自动冲床及转塔部件装配图/自动上下料机械装配图/模具装配图/加工产品零件图/整机调试程序（需向裁判申请）
序号
项目
要求
1
气动夹手
1）调整气动夹手的高度，使夹手相对于下模固定块高出1-2mm
2）气动夹手与铸件底座平行度允差≤0.03mm
2
防护装置
装配设备上所有的防护罩等防护设施
3
各部件的位置
调整好各部件的位置关系，能完成自动加工功能
4
程序下载
把源程序下载到PLC中
5
产品加工
自动连续完成3个产品的加工
2.过程检测与记录
选手自检后，把数值填入相应的表格，并举手示意，操作演示给裁判确认。
整机联调过程考核内容
序号
项目
要求
自检记录
裁判确认
1
气动夹手
下模固定块高出1-2mm
平行度允差≤0.03mm
五、安全文明生产
1.劳保用品穿戴整齐，规范。
2.工、量、检具摆放整齐，规范。
3.能遵守场地及其它设备、工具的安全文明生产要求。
4.对废油、废弃物处理正确并符合环保等特殊要求。
附件：
产品加工图纸
技术要求：
1.孔口无翻边；
2.孔口无毛刺；
3.材料为铝板170×150×0.5。
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