YL335B样题2.docx
《YL335B样题2.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《YL335B样题2.docx（18页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
YL335B样题2
题2：
自动线装配与调试
任
务
书
1、竞赛设备及工艺过程描述
YL-335B自动生长线由供料、加工、装配、分拣和输送等5个工作站组成，各工作站均设置一台S7-200系列的PLC承担其控制任务，个PLC之间通过PPI通信方式实现互连，构成分布式的控制系统。
系统主令工作信号由连接到输送站PLC的触摸屏人机界面提供，整个系统的主要工作状态除了在人机界面上显示之外，尚需由安装在装配单元的警示灯显示上点复位、启动、停止、报警灯状态。
自动生产线的工作目标是：
根据工件材质不同，分为以下两种方式：
（1）如果是非金属工件，则将供料单元料仓内的工件送往加工单元的物料台，完成加工操作后，把加工好的工件送往装配单元的装配台，然后把装配单元料仓内的白色和黑色两种不同颜色的小圆柱零件嵌入到装配台上的工件中，完成装配后的成品送往分拣单元分拣输出。
（2）如果是金属工件，则不进行加工，直接将供料单元料仓内的工件送往装配单元的物料台，把装配单元料仓内的白色和黑色两种不同颜色的小圆柱零件嵌入到装配台上的工件中，完成装配后的成品送往分拣单元分拣输出。
已完成加工和装配工作的工件如图1所示。
2、需完成的工作任务
（一）自动生产线设备部件安装
完成YL-335B自动生产线的供料、加工、装配、分拣单元和输送单元的部分装配工作，并把这些工作单元安装在YL-335B工作桌面上。
1、YL-335B自动生长线各作单元装置部分的安装位置如图所示。
图中，长度单位为毫米
2、各工作单元装置部分的装置要求如下：
（1）供料、加工和装配等工作单元装置部分的装置工作已经完成。
（2）分拣单元的传送带支撑座已经安装在底板上，尚须继续完成其余部件的安装和调试。
分拣单元装置部分总装配图如图所示。
（3）输送单元的直线导轨和底板组件已装配好，须将该组件安装在工作台上，并完成其余部件的装配，直至完成整个工作单元的机械安装和调试。
输送单元传动组件和机械手装置的正视和俯视示意图如图3所示，图4给出抓取机械手装置的装配图。
（2）气路连接及调整
1、按照图5和图6所示的分拣单元、输送单元气动系统图完成两工作单元的气路连接。
2、接通气源后检查供料、加工和装配单元各气缸初始位置是否符合下列要求，如不符合请适当调整。
⑴供料单元的推料气缸和顶料气缸均处于缩回状态。
料仓内已经有足够物料。
⑵加工站的滑动工件台的伸缩气缸处于伸出状态；用于夹紧工件的气动手指处于张开状态；冲压气缸处于缩回位置。
⑶装配站的挡料气缸处于伸出状态，顶料气缸处于缩回状态。
料仓上已经有足够物料。
装配机械手的升降气缸处于提升状态，伸缩气缸处于缩回状态，气爪处于松开状态。
3、完成气路调整，确保各气缸运行顺畅和平稳。
（3）电路设计和电路连接
根据生长线的运行要求完成电路设计和电路连接。
1、根据控制要求，设计输送单元的电气控制电路，包括PLC的I/O端子分配、伺服电机及其驱动器控制电路。
2、设计分拣单元的电气控制电路，并根据所设计的电路图连接电路。
电路图应包括PLC的I/O端子分配和变频器主电路及控制电路。
3、按照给定的装置侧的接口信号分配表，设计供料、加工和装配单元的电气控制电路，然后连接电路。
供料单元、加工单元、装配单元装置侧接线端口中间层信号分配表如表1、表2和表3所示，接线端口中输入端上层为传感器电源+24V端，下层为0V端。
输出端口下层包括DC24V稳压电源+24V端和0V端。
由相应端子处标示牌标识。
表1供料单元装置侧的接线端子口信号端子的分配
输入端口中间层
输出端口中间层
端子号
设备符号
信号线
端子号
设备符号
信号线
2
1B1
顶料到位
2
1Y
顶料电磁阀
3
1B2
顶料复位
3
2Y
推料电磁阀
4
2B1
推料到位
5
2B2
推料复位
6
SC1
出料台物料检测
7
SC2
物料不足检测
8
SC3
物料有无检测
9
SC4
金属材料检测
10#~17#端子没有连接
4#~14#端子没有连接
表2加工单元装置侧的接线端口信号端子的分配
输入端口中间层
输出端口中间层
端子号
设备符号
信号线
端子号
设备符号
信号线
2
SC1
加工台物料检测
2
3Y
夹紧电磁阀
3
3B2
工件加紧检测
3
4
2B2
加工台伸出到位
4
2Y
伸缩电磁阀
5
2B1
加工台缩回到位
5
1Y
冲压电磁阀
6
1B1
加工压头上限
7
1B2
加工压头下限
8#~17#端子没有连接
6#~14#端子没有连接
表3装配单元装置侧的接线端口信号端子分配
输入端口中间层
输出端口中间层
端子号
设备符号
信号线
端子号
设备符号
信号线
2
SC1
零件不足检测
2
1Y
挡料电磁阀
3
SC2
零件有无检测
3
2Y
顶料电磁阀
4
SC3
左料盘零件检测
4
3Y
回转电磁阀
5
SC4
右料盘零件检测
5
4Y
手抓夹紧电磁阀
6
SC5
出料台物料检测
6
5Y
手抓下降电磁阀
7
1B1
顶料到位检测
7
6Y
手臂伸出电磁阀
8
1B2
顶料复位检测
8
AL1
红色警示灯
9
2B1
挡料状态检测
9
AL2
橙色警示灯
10
2B2
落料状态检测
10
AL3
绿色警示灯
11
5B1
摆动汽缸左限检测
12
5B2
摆动汽缸右限检测
13
6B2
手抓夹紧检测
14
4B2
手抓下降到位检测
15
4B1
手抓上升到位检测
16
3B1
手臂缩回到位检测
17
3B2
手臂伸出到位检测
（四）各站PLC网络连接
系统的控制方式应采用PPI协议通信的分布式网络控制，并制定输送单元作为系统主站。
系统主令工作信号有触摸屏人机界面提供，但系统紧急停止信号有输送单元的按钮/指示灯模块的急停按钮提供。
安装在工作桌面上的警示灯应能显示整个系统的主要工作状态，例如：
复位、启动、停止、报警等。
（5）连接触摸屏并组态用户界面
触摸屏应连接到系统中主站的PLC编程口。
组态用户界面应具有下列功能：
1、提供系统工作方式（单站/全线）选择信号和系统复位、启动和停止信号。
2、在人机界面上设定分拣单元变频器的最高运行频率（40Hz~50Hz）。
3、指示网络的运行状态（正常、故障）。
4、指示各个工作单元的运行、故障状态。
其中故障状态包括：
（1）供料单元的供料不足状态和缺料状态。
（2）装配单元的供料不足状态和缺料状态。
（3）输送单元抓取机械手装置越程故障（左和右极限开关动作）。
5、指示全线运行时系统的紧急停止状态。
（六）程序编制及调试
系统的工作模式分拣为单站工作和全线运行模式。
从单站工作模式切换到全线运行方式的条件是：
各工作站均处于停止状态，各站的按钮/指示灯模块上的工作方式选择开关置于全线模式，此时若人机界面中选择开关切换到全线运行模式，系统进入全线运行状态。
要从全线运行方式切换到单站工作模式，仅限当前工作周期完成后人机界面中选择开关切换到单站运行模式才有效。
在全线运行方式下，各工作站仅通过网络接受来自人机界面的主令信号，除主站急停按钮外，所有本站主令信号无效。
1、单站运行模式测试
单站运行模式下，各单元工作的主令信号和工作状态显示信号来自其PLC旁边的按钮/指示灯模块，并且，按钮/指示灯模块上的工作方式选择开关SA应置于“单站方式”位置。
各站的具体控制要求为：
（1）供料站单元运行工作要求
1 设备上电和气源接通后，若工作单元的两个气缸满足初始位置要求，且料仓内有足够的待加工工件，则“正常工作”指示灯HL1常亮，表示设备准备好。
否则，该指示灯以1Hz频率闪烁。
2 若设备准备好，按下启动按钮，工作单元启动，“设备运行”指示灯HL2常亮。
启动后，若出料台上没有物料则应把工件推到出料台上。
出料台上的工件被人工取走后，若没有停止信号，则进行下一次推出工件操作。
3 若在运行中按下停止按钮，则；在完成本工作周期任务后，各工作单元停止工作，HL2指示灯熄灭。
4 若在运行中料仓内工件不足，则工作单元继续工作，但“正常工作”指示灯HL1以1Hz的频率闪烁，“设备运行”指示灯HL2保持常亮。
若料仓内没有工件，则HL1指示灯和HL2指示灯均已2Hz频率闪烁。
工作站在完成本周期任务后停止。
除非向料仓补充足够的工件，否者工作站不能在启动。
（2）加工站单站运行工作要求
1 设备上电和气源接通后，若工作单元的两个气缸满足初始位置要求，则“正常工作”指示灯HL1常亮，表示设备准备好。
否则，该指示灯以1Hz频率闪烁。
2 若设备准备好，按下启动按钮，工作单元启动，“设备运行”指示灯HL2常亮。
当待加工工件送到加工台上并被检测到后，设备执行将工件夹紧，送往加工区域冲压，完成冲压动作后返回待料位置的工件加工工序。
如果没有停止信号输入，当再有待加工工件送到加工台上时，加工单元有开始下一周期工作。
3 在工作过程中，若按下停止按钮，加工单元在完成本周期的动作后停止工作。
HL2指示灯熄灭。
（3）装配站单站运行工作要求
1 设备上电和气源接通后，若工作单元的两个气缸满足初始位置要求，料仓上已经由足够的小圆柱零件；工件装配台上没有待装配工件。
则“正常工作”指示灯HL1常亮，表示设备准备好。
否则，该指示灯以1Hz频率闪烁。
2 若设备准备好，按下启动按钮，装配单元启动，“设备运行”指示灯HL2常亮。
如果回转台上的左料盘内没有小圆柱零件，就执行下料操作；如果左料盘内有零件，而右料盘内没有零件，执行回转台回转操作。
3 如果回转台上的右料盘内有小圆柱零件且装配台上有待装配的工件，执行装配机械手抓取小圆柱零件，放入待装配工件中的控制。
4 完成装配任务后，装配机械手应返回初始位置，等待下一次装配。
5 若在运行过程中按下停止按钮，则小圆柱零件供料机构应立即停止供料，在装配条件满足情况下，装配单元在完成本次装配后停止工作。
6 在运行中发生“零件不足”报警时，指示灯HL3以1Hz的频率闪烁，HL1和HL2灯常亮；在运行中发生“零件没有”报警时，指示灯HL3以亮1秒，灭0.5秒的方式闪烁，HL2熄灭，HL1常亮。
（4）分拣站单元运行工作要求
1 设备上电和接通气源后，若工作单元三个气缸满足初始位子要求，则“正常工作”指示灯HL1常亮，表示设备准备好。
否则，该指示灯以1Hz频率闪烁。
2 若设备准备好，按下启动按钮，装配单元启动，“设备运行”指示灯HL2常亮。
当传送带入料口人工放下已装配的工件时，变频器既启动，驱动传动电机以频率为30Hz的速度，把工件带到分拣区。
3 如果金属工件上的小圆柱工件为白色，则该工件对应到达1号滑槽中间，传送带停止，工件对应被推到1号槽中；如果塑料工件上的小圆柱工件为白色，则该工件到达2号滑槽中间，传送带停止，工件对应被推到2号滑槽中间，传送带停止，工件对应被推到2号槽中；如果工件上的小圆柱工件为黑色，则该工件对应到达3号滑槽中间，传送带停止，工件对应得被推到3号槽中。
工件被推入滑槽后，该工作单位的一个工作周期结束。
仅当工件被推入滑槽后，才能再次向传送带下料。
如果在运行期间按下停止按钮，该工作单元在本周期结束后停止运行。
（5）输送站单站运行工作要求
单站运行的目标是测试设备传送工件的功能。
要求其他各工作单元已经到位，并且在供料单元的出料台上放置一个工件。
具体测试过程要求如下：
1 输送单元在通电后，按下复位按钮SB1，执行复位操作，使抓取机械手装置回到原点位置。
在复位过程中，“正常工作”指示灯HL1以1Hz的频率闪烁。
当抓取机械手装置回到原点位置，且输送单元各个气缸满足初始位置的要求，则复位完成，“正常工作”指示灯HL1常亮。
按下启动按钮SB2，设备启动，“设备运行”指示灯HL2也常亮，开始功能测试过程。
2 抓取机械手装置从供料站出料台抓取工件，抓取的顺序是：
手臂伸出→手爪加紧抓取工件→提升台上升→手臂缩回。
3 抓取动作完成后，伺服电机驱动机械手装置向加工站移动，移动速度不小于300mm/s。
4 机械手装置移动到加工站物料台的正前方后，既把工件放到加工站物料台上。
抓取机械手装置在加工站放下工件的顺序是:
手臂伸出→提升台下降→手爪松开放下工件→手臂缩回。
5 放下工件动作完成2秒后，抓取机械手装置执行抓取加工站工件的操作。
抓取的顺序与供料站抓取工件的顺序相同。
6 抓取动作完成后，伺服电机驱动机械手装置移动到装配站物料台的正前方。
然后把工件放到装配站物料台上。
期动作顺序与加工站放下工件的顺序相同。
7 放下工件动作完成2秒后，抓取机械手装置执行抓取装配站工件操作。
抓取的顺序与供料站抓取工件的顺序相同。
8 机械手手臂缩回后，摆台逆时针旋转90˚，伺服电机驱动机械手装置从装配站向分拣站运送工件，到达分拣站传送带上方入料口后罢工件放下，运动顺序与加工站放下工件的顺序相同。
9 放下工件动作完成后，机械手手臂缩回，然后执行返回原点的操作。
伺服电机驱动机械手装置以500mm/s的速度返回，返回900mm后，摆台顺时针旋转90˚，然后以100mm/s的速度低速返回原点停止。
当抓取机械手装置返回原点后，一个测试周期结束。
当供料单元的出料台上放置了工件时，再按一次启动按钮SB2，开始新的一轮的测试。
2、系统正常的全线运行模式测试
全线运行模式下个工作站部件的工作顺序以及对输送站机械手装置运行速度的要求，与单站运行模式一致。
全线运行步骤如下：
（1）系统在上电，PPI网络正常后开始工作。
触摸人机界面上的复位按钮，执行复位操作，在复位过程中，绿色警示灯以2Hz的频率闪烁。
红色和黄色灯均熄灭。
复位过程包括：
使输送站机械手装置回到原点位置和检查各工作站是否处于初始状态。
个工作站的初始状态时指：
1 各工作单元气动执行元件均处于初始位置。
2 供料单元料仓内有足够的的待加工工件。
3 装配单元料仓内有足够的小圆柱零件。
4 输送站的紧急停止按钮按下。
当输送站机械手装置回到原点位置，且各工作站均处于初始状态，则复位完成，绿灯警示灯常亮，表示允许气动系统。
这时若触摸屏人机界面上的启动按钮，系统启动，绿灯和黄灯警示灯均常亮。
（2）供料站的运行
系统启动后，若供料站的出料台上没有工件，则应把工件推到出料台上，并向系统发出出料台上有工件信号。
若供料站的料仓内没有工件或工件不足，则向系统发出报警或预警信号。
出料台上的工件被输送站机械手取出后，若系统仍然需要推出工件进行加工，则进行下一次推出工件操作。
（3）输送站运行1
当工件推到供料站出料太后，输送站抓取机械手装置应执行抓取供料站工件的操作。
动作完成后，根据工件材质不同，分为以下两种输送方式：
1 若是非金属工件，伺服电机驱动机械装置移动到加工站物料台正前方，把工件放到加工站的加工台上；
2 若是金属工件，伺服电机驱动机械装置移动到装配站物料台正前方，把工件放到装配站的加工台上。
（4）加工站运行
加工站加工台的工件被检出后，执行加工过程。
当加工好的工件重新送回待料位置时，向系统发出冲压加工完成信号。
（5）输送站运行2
系统接收到加工完成信号后，输送站机械手应执行抓取以加工工件的操作。
抓取动作完成后，伺服电机驱动机械手装置移动到装配站物料台的正前方。
然后把工件放到装配站物料台上。
（6）装配站运行
装配站物料台的传感器检测到工件到来后，开始执行装配过程。
装入动作完成后，向系统发出装配完成信号。
如果装配站的料仓或料槽内没有小圆柱工件或工件不足，应向系统发出报警或预警信号。
（7）输送站运行3
系统接收到装配完成的信号后，输送站机械手应抓取已装配的工件，然后从装配站向分拣站运送工件，到达分拣站传送带上方入料口后把工件放下，然后执行返回原点操作。
（8）分拣站运行
输送站机械手装置放下工作、缩回到位后，分拣站的变频器即启动，驱动传东电机以80%最高运行频率（由人机界面制定）的速度，把工件带入分拣区进行分拣，工件分拣原则与单站运行相同。
当分拣气缸活塞杆推出工件并返回后，应向系统发出分拣完成信号。
（9）仅当分拣站分拣工作完成，并且输送站机械手装置回到原点，系统的一个工作周期才认为结束。
如果在工作周期期间没有触摸过停止按钮，系统工作结束，警示灯中的黄色灯熄灭，绿色灯仍保持常亮。
系统工作结束后若再按下启动按钮，则系统又重新工作。
三、异常工作状态测试
（1）工件供给状态的信号警示
如果发生来自供料站或装配站的“工件不足”的预警信号或“工件没有”的报警信号，则系统动作如下：
1 如果发生“工件不足”的预警信号警示灯中红色灯以1Hz的频率闪烁，绿色和黄色灯保持常亮。
系统继续工作。
2 如果发生“工件没有”的报警信号，警示灯中红色灯以亮1秒，灭0.5秒的方式闪烁；黄色灯熄灭，绿色灯保持常亮。
若“工件没有”的报警信号来自供料站，且供料站物料台上已推出工件，系统继续运行，直至完成该工作周期尚未完成的工作。
当该工作周期工作结束，系统将停止工作，除非“工件没有”的报警信号消失，系统不能再启动。
（2）急停与复位
系统工作过程中按下输送站的急停按钮，则系统立即全线停止。
再急停复位后，应从急停钱的断点开始继续运行。
但若急停按钮按下时，输送站机械手装置正在向某一目标点移动，则急停复位后输送站机械手装置应首先返回原点位置，然后再向原目标点。
四、注意事项
⑴进行电气接线时，各工作单元的启动/停止按钮应接入。
编程时，允许使用启动/停止按钮作单站动作调试用，或作为网络故障时单站工作控制用，但不列入控制要求。
⑵选手应在试卷指定页内完成输送单元的电气控制电路设计图、分拣单元变频器主电路和控制电路设计图
⑶选手提交最终的PLC程序，存放在“D:
\2010自动线\XX”文件夹下（XX:
工位号）。
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（竞赛时每组发放两套试题，选手将所有答案集中写在其中一套上并在试卷的封面标明“答卷”，两套试题一并收回）。
⑷比赛中如出现下列情况时另行扣分：
①调试过程中由于撞击造成抓取机械手不能正常工作扣15分。
②选手认定器件有故障可提出更换，经裁判测定器件完好时每次扣3分，器件确实损坏每更换一次补时3分钟。
⑸由于错误接线等原因引起PLC、步进电机及驱动器、变频器和直流电源损坏，取消竞赛资格。
输送单元的电气控制电路设计图绘制专用页
输送单元的电气控制电路设计图绘制专用页（续）
分拣单元变频器主电路和控制电路设计图
升级会员 