机电一体化组装和调试技能竞赛的题目一套.docx
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机电一体化组装和调试技能竞赛的题目一套
一套技能大赛题目
机电一体化设备组装与调试
工作任务书
请你按要求在4h内完成下列工作任务
一、请按图1及其要求完成工件分拣设备的组装
电感式接近开关、光纤传感器，气缸等应根据控制要求选择安装位置，并调试至满足工件的分拣要求。
二、根据工作要求画出电气原理图，并完成电路、气路的连接。
（1）电气原理图应画在《工件分拣设备电气原理图》的图纸上（表004）；电气原理图的绘制，图形符号的使用应符合中华人民共和国国家标准，使用非中华人民共和国国家标准的图形符号时，应说明参照的标准名称。
（2）气动原理图应画在《工件分拣设备气动原理图》的图纸上（表005）；气动原理图的绘制，图形符号的使用应符合中华人民共和国国家标准，使用非中华人民共和国国家标准的图形符号时，应说明参照的标准名称。
（3）电、气路连接应符合工艺要求和安全要求，所有导线应放入线槽，凡是选手接的导线和气管应走向合理，并绑扎。
（4）元件、器件的金属外壳，应可靠接地。
（5）按照给定的I/O分配编程（表006）
三、按图1的要求以及附图2所给的尺寸及其完成设备的组装，并且按照选手画的气动原理图进行气路连接。
四、根据工件分拣设备的工作要求编写PLC控制程序和设置变频器参数。
（1）编写程序可用基本指令，也可以使用步进指令或功能指令；
（2）可用GX软件编程，也可用FX软件编程。
（3）变频器正转频率为25HZ，反转频率为30HZ，加减速时间小于1S。
五、设备调试。
（1）机械部件、传感器等元件的安装位置及其PLC的控制程序应相互配合，协调动作，保证分拣的准确。
（2）机械部件、传感器等元件的安装位置及其PLC的控制程序应保证皮带输送机启动和停止的位置和时间的准确。
（3）调节气路中的流量调节阀，使气缸活塞杆伸出和缩回的速度适中。
（4）机械手运行协调，夹持传送工件可靠（请将机械手的工件传送速度调试到满足设备控制要求）。
请你仔细阅读工件分拣设备的相关说明，避免完成工作任务时出错
一、工件分拣设备的部件与器件
工件分拣设备主要部件、器件和元件的名称和安装位置如图1所示：
1．供料部件
由供料盘和供料架组成。
供料盘推料拨杆由直流电动机拖动，供料架有光电传感器1作工件到位检测用。
2．夹运工件的气动机械手
由气爪、负责气爪前后移动的悬臂气缸与上下移动的手臂气缸和负责气爪左右摆动的旋转气缸组成。
气爪装有夹紧识别磁性开关，悬臂气缸和手臂气缸两端安装有磁性开关，机械手支架的两侧装有限止气缸左右摆动的电容式接近开关2和3。
3．进行工件传送分拣的皮带输送机
在传送带支架上的位置Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ分别安装工件推送气缸A、B、C，各气缸有对应的出料斜槽D、E、F，各气缸也装有检测活塞杆位置的磁性开关。
4.其它器件
控制气缸活塞杆运动方向的电磁阀，气源组件，指示灯，按钮，转换开关，蜂鸣器，三相交流电源控制板，接线排，双色警示灯，PLC，变频器等，可根据需要选择。
各器件的工作电压如下：
PLC工作电压：
AC220V；
变频器输入电压：
三相、AC380V
三相交流电动机电源电压：
AC380V；
光电传感器、接近开关、光纤传感器工作电压：
DC24V。
指示灯、蜂鸣器工作电压：
24V
双色警示灯：
24V
二、工件分拣设备的工作情况
工件分拣设备能自动完成金属工件、黑色塑料工件与白色塑料工件的传送、分拣与包装任务。
（一）工件分拣设备的启动
1.初始状态
通电后，双色警示灯闪亮，提示工件分拣设备送电。
此时，设备的相关部件应为初始状态。
相关部件的初始状态为：
（1）供料盘的拨杆停止转动。
（2）机械手停止在左限止位置，气爪松开，手臂气缸和悬臂气缸活塞杆缩回。
（3）传送带停止运行，分拣气缸A、B、C的活塞杆全部缩回复位。
2．启动
在设备相关部件为初始状态的情况下，才能按下启动按钮SB5使设备进入正式运行。
设备的方式运行由转换开关SA1转换旋钮的位置确定，转换开关SA1转换旋钮只能在设备停止的状况下改变位置。
设备启动若转换开关SA1转换旋钮在右位置按下启动按钮SB5，则指示灯HL1常亮指示设备处于方式一运行状态。
若转换开关在左位置按下启动SB5，则指示灯HL2常亮指示设备处于方式二运行状态。
系统启动后，当位置Ⅰ的机械手取件平台无工件时，供料盘的拨杆应立刻转动，直至位置Ⅰ的光电传感器检测到机械手取件平台有工件才停止。
若供料盘的拨杆转动5s没有工件到达位置Ⅰ的机械手取件平台，若此时处在工作方式一则指示灯HL1按1次/s的方式闪烁报警、工作方式二则指示灯HL2按3次/s的方式闪烁报警提示送料盘中没有工件，放入工件并将工件输送到位置Ⅰ的机械手取件平台，指示灯正常指示，拨杆停止转动。
（二）工件的传送与分拣
送料盘将工件送至位置Ⅰ的机械手取件平台，在位置Ⅰ的光电传感器检测到工件时，送料盘的直流电机停止转动，同时由机械手悬臂伸出→手臂下降到位→0.5s后气爪合拢夹持工件→手臂上升到位（这时送料盘直流电机转动，送出下一个工件）→悬臂缩回→机械手向右转动到右限止位置→悬臂伸出→手臂下降到位→等待气爪张开放下工件→放下工件后手臂上升到位→悬臂缩回→机械手向左转动到左限止位置。
（三）工作方式一
通过皮带输送机位置Ⅱ的进料口到达传送带上的工件在处于进料口距离传感器Ⅲ处三分之二的距离进行加工，加工时传送带带停止，此时HL1以5次/s闪烁表示工件正在加工，加工时间为2S，加工完成后当第二块物料放到传送带上时传送带继续运行进行分拣，分拣要求：
金属由C气缸推入F槽，白色塑料由B气缸推入E槽，黑色塑料由A气缸推入D槽。
当第二块物料分拣完毕，机械手继续搬运工件。
（四）工作方式二
对三种工件进行组合包装。
当落料口有物料时，传送带开始运行。
要求推入D槽的工件满足第一块为金属工件，第二块为白色塑料，第三块为黑色塑料。
推入E槽的工件满足第一块为白色塑料，第二块为黑色塑料，第三块为金属工件。
当D或E槽满足一块金属、一块白色塑料和一块黑色塑料时，禁止再向D或E槽推入工件。
当两槽同时满足分拣要求时进行包装，包装时设备在停止在当前状态，且HL1和HL2以8次/s闪烁，10S后包装完毕将料槽里的工件清空，设备继续运行。
（不满足分拣要求的工件由C气缸推入F槽，同时满足D、E槽时，优先推入D槽）。
在方式二运行过程中由于工件的特殊性质，皮带输送机只允许由A向C运行不允许反转或逆向运行。
传送带上只允许一个工件进行分拣，当传送带上的工件分拣完成后，机械手继续搬运工作。
（五）工件分拣设备的停止
需要停止工作，按下停止按钮SB6。
按下停止按钮SB6时，所有正在工作的部件，应完成当前工作并返回初始状态后，设备才能停止运行。
再次启动时料槽清空后，设备重新运行。
（六）断电时的保护
发生突然断电的意外时，应保持各处在断电瞬间的状态，恢复供电后，
指示灯HL4以3Hz的方式闪亮，按下继续运行按钮SB4，设备从断电瞬间保持的状态开始，按原来的的方式运行，同时方式指示灯继续常亮。
若断电前设备处于工作方式一时皮带输送机上的工件按金属进D槽，白色塑料进E槽，黑色塑料进F槽的方式分拣，当皮带上的工件分拣完毕后按断电前的方式分拣。
工作方式二，皮带输送机上有物料则该元件报废，应推入出料槽F。
当气缸缩回后设备继续运行。
附图2
组装尺寸
变频器参数设置：
气动原理图005
表006I/O分配表
输入
输出
序号
地址
说明
序号
地址
说明
1
X0
启动
1
Y0
处理盘电机
2
X1
停止
2
Y1
手爪夹紧
3
X2
物料检测光电传感器
3
Y2
手爪松开
4
X3
光电传感器
4
Y3
手臂上升
5
X4
电感式传感器
5
Y4
手臂下降
6
X5
光纤传感器Ⅰ
6
Y5
悬臂伸出
7
X6
光纤传感器Ⅱ
7
Y6
悬臂缩回
8
X7
机械手左限位
8
Y7
机械手左摆
9
X10
机械手右限位
9
Y10
机械手右摆
10
X11
悬臂伸出限位
10
Y11
气缸Ⅰ
11
X12
悬臂缩回限位
11
Y12
气缸Ⅱ
12
X13
手臂下降限位
12
Y13
气缸Ⅲ
13
X14
手臂上升限位
13
Y14
方式一运行指示灯HL1
14
X15
手爪传感器
14
Y15
方式二运行指示灯HL2
15
X16
气缸Ⅰ伸出限位
15
Y16
断电报警HL4
16
X17
气缸Ⅰ缩回限位
16
Y17
空
17
X20
气缸Ⅱ伸出限位
17
Y20
STF
18
X21
气缸Ⅱ缩回限位
18
Y21
STR
19
X22
气缸Ⅲ伸出限位
19
Y22
RH
20
X23
气缸Ⅲ缩回限位
20
Y23
RM
21
X24
方式设置SB1
21
Y24
RL
22
X25
方式设置SB2
22
Y25
绿色警示灯
23
X26
继续运行SB4
23
Y26
红色警示灯
24
Y27
空
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