2014江苏机电一体化技能竞赛模拟题高职学生组1

20XXXX职业院校技能大赛电工电子技术技能比赛机电一体化设备安装与调试（高职学生组）工作任务书江苏·XX20XX年XX月说明：一、本试卷依据20XX’江苏省职业学校技能大赛电工电子类实施方案的要求和2001年颁布的《维修电工高级》国家职业标准命制；二、请参赛选手仔细阅读试题的具体考核要求，并按要求完成操作或进行笔答；三、操作技能竞赛时要遵守考场纪律，服从赛场管理人员指挥，以保证竞赛安全顺利进行。

本竞赛在亚龙公司335B机电一体化装置上进行本竞赛项目满分100分。

本项目比赛时间为360分钟。

注意：1、请您在完成工作任务的过程中，严格遵守安全操作规程；2、选手应随时注意存盘，将编写的程序保存在“D:\机电技能大赛\工位号\程序”文件夹下。

一、竞赛设备及工艺过程描述YL-335B自动生产线由供料、输送、装配、加工和分拣等5个工作站组成，各工作站均设置一台PLC承担其控制任务，各PLC之间通过RS485串行通信的方式实现互连，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的触摸一、竞赛设备及工艺过程描述YL-335B 自动化生产线由供料、装配、加工、分拣和输送等5个工作站组成，各工作站均设置一台PLC 承担其控制任务，PLC之间通过RS485串行通信的方式实现互连，构成分布式的控制系统。

系统主令工作信号由连接到装配站 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外，系统全线运行状态下尚须由安装在装配单元的棒式警示灯来显示相关状态:1)系统上电后黄色指示系统待机;2)系统启动后绿色指示系统运行;3)系统运行过程中如果出现暂停/急停时要增加红灯闪亮;4)系统报警时三个灯同时亮。

（具体要求见后面内容）。

自动生产线的工作目标是：对一批金属或白色塑料或黑色塑料工件进行嵌入零件装配和压紧加工，然后按规格要求分拣成品。

二、自动生产线设备机械部件安装1、完成 YL-335B 自动生产线的供料、装配、加工和分拣单元的部分装配工作，并安装在 YL-335B 的工作桌面上。

YL-335B 自动生产线各工作单元装置部分的安装位置如图1所示。

图中，长度单位为毫米。

520 310510 310图1 YL-335B自动生产线设备俯视图2、各工作单元装置侧部分的装配要求如下：(1)供料、加工单元装置侧部分的装配工作已经完成，请完成各单元在设备台面上的定位工作。

(2)完成输送单元设备侧的安装，在搬运站底板上装配导轨,同步带总成及传感器、电磁阀总成，并在规定位置装配导轨滑块、大溜板、机械手总成及磁性开关。

(3)完成分拣单元设备侧的安装，皮带输送机构总成、皮带驱动机构总成、选料机构总成、磁性开关、传感器及传感器支架，将机构总成安装到分拣站底板上。

(4)完成装配单元设备侧的安装，支架装配，小工件供给机构总成（气缸、磁性开关、传感器及支架），装配机械手总成（气缸、磁性开关、传感器及传感器支架），电磁阀总成，将装配好的机械机构安装到装配站底板上。

完成装配、分拣和输送单元设备侧的安装和调整后，按照提供的安装图纸完成各上述五个工作单元在工作台面上定位工作。

三、气路连接及调整1、按照供料、加工、分拣和输送单元气动系统设计要求完成各工作单元的气路连接，并调整气路，确保各气缸运行顺畅和平稳。

2、接通气源后检查各单元气缸初始位置是否符合下列要求，如不符合请适当调整。

其中装配站的挡料气缸处于伸出状态，顶料气缸处于缩回状态。

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。

其余各工作单元气缸初始位置请按各单元气动控制设计的合理化要求确定。

3、完成气路调整，确保各气缸运行顺畅和平稳。

四、电路设计和电路连接1、供料、加工单元设备侧和PLC侧电气接线已经完成，装配、传送单元设备侧电气接线已经完成，请根据所提供电路器件和系统运行要求测试并确定供料、加工站的PLC控制单元的I/O。

2、设计分拣单元的电气控制电路，并根据所设计的电路图安装和连接设备侧和PLC侧电气线路。

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。

电路连接完成后应根据运行要求设定变频器有关参数，变频器参数应记录在所提供的电路图上。

变频器功能特殊设计要求为：A 系统加减速时间分别为1S、0.5S；第二加减速时间为4S、2S。

B 系统转矩提升为5；第二功能转矩提升为25。

C为了避开系统的机械共振点，系统在运行过程中不可以出现21HZ 到24HZ、41HZ－45HZ的频率。

D 系统运行过程中当处于全线运行时变频器根据触摸屏设置的频率运行，其他情况下，全部由变频器下方的可调电位器进行手动设置变频器运行频率。

根据设计好的分拣站PLC的I/O分配表与电气控制原理图连接分拣站的电路，并在连接到接线端子排的导线末端套上带有编号的编号管。

3、设计输送单元的电气控制电路，并根据所设计的电路图安装和连接电路；电路图应包括PLC的I/O端子分配电路、伺服电机及其驱动器控制电路。

电路连接完成后应根据运行要求设定伺服电机驱动器有关参数，参数应以表格形式记录在所提供的电路图上。

伺服驱动器的参数要求为：A、选择控制模式为位置控制；B、指令脉冲输入方式为方向+脉冲方式；C、电机每旋转一转的脉冲数设置为6000；D、当左或右限位动作，则会发生Err38行程限位禁止输入信号出错报警。

根据设计好的输送站PLC的I/O分配表与电气控制原理图连接分拣站的电路，并在连接到接线端子排的导线末端套上带有编号的编号管。

五、各站PLC网络连接三菱FX系列指定为N:N方式，并指定输送单元作为系统主站。

系统主令工作信号主要由触摸屏人机界面提供，安装在装配单元上的警示灯应能显示整个系统的主要工作状态。

六、连接触摸屏并组态用户界面触摸屏应连接到系统中主站PLC的相应接口。

在TPC7062KS人机界面上组态画面，要求用户窗口包括欢迎界面、输送站测试界面、分检站测试界面和主界面四个窗口。

1、欢迎界面是启动界面，触摸屏上电后运行，欢迎界面屏幕上方的标题文字向左循环移动，循环周期约14秒。

欢迎界面上设置有显示系统网络状态、系统初始状态的两个指示灯，和切换到主站测试界面或联机运行界面的两个按钮。

当系统网络状态正常时，网络状态指示灯被点亮；当系统各工作站已准备好且处于初始位置时，系统初始状态指示灯被点亮。

建立为系统建立一个新用户，用户名为你的工位号，密码为888888，在任何状态下触摸欢迎界面的测试模式按钮，输入用户信息切换到输送、分检站测试界面，当进入测试界面测试成功后，显示系统网络状态、系统初始状态的两个指示灯以1HZ的速度闪烁，指示测试成功。

仅当系统网络状态正常且系统已在初始状态，测试成功的条件下，才可以按触摸欢迎界面的运行模式按钮，才能切换到联机运行界面；若任一条件不满足而触摸运行模式按钮，则系统不予响应，并且弹出提示框，显示“系统不满足运行条件，不能切换到联机运行方式！”。

触摸提示框上的确定按钮后，提示框消失。

图2 欢迎界面欢迎界面如图2所示，其中的位图文件存放在个人计算机的“桌面\技术文档\”文件夹中。

2、输送站测试界面应按照下列功能要求自行设计：⑴输送站测试包括抓取机械手装置单项动作测试和直线运动机构驱动测试。

测试界面应能实现两项测试内容的切换。

⑵使用界面中的开关、按钮等元件，提供机械手装置单项动作测试的主令信号。

单项动作测试包括：升降气缸的提升/下降；手臂伸缩气缸的伸出/缩回；气动手指的夹紧/松开；摆动气缸的左旋/右旋。

⑶使用界面中的指示灯元件，显示测试时各气缸的工作状态。

⑷使用界面中的开关元件，提供直线运动机构驱动测试时运行速度的档次信号。

界面上应能显示当前抓取机械手沿直线导轨运动的方向和速度数值。

直线运动机构驱动测试包括左、右点动移动，高(400mm/s)、中(300mm/s)、低(100mm/s)三速速度选择。

⑸测试界面应提供切换到主功能界面的按钮，在输送站测试完成条件下，可切换到主功能界面。

3、数据统计界面应按照下列功能要求自行设计：此页面工功能只有在全线运行情况下有效，且在全线运行时提供切换按钮，能够随时进入进行查看，查看完后可以通过本页面的返回按钮回到主页面状态，且不影响主页面中的设备运行情况。

⑴在全线工作时要求实时显示变频器的实际输出电流。

⑵以表格形式输出各种成品的数量、废品总的数量、成品比例及设备已经处理的工件总数量。

4、主界面应按照下列功能要求自行设计：⑴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、急停信号，按下急停按钮后系统立即停机，恢复后接着原来的断点继续运行。

⑵在人机界面上设定分拣单元变频器的运行频率偏移值（要求范围为10－60HZ），如果设置值不在这个范围则弹出“速度设置错误”提示,要求采用报警窗口实现。

⑶在人机界面上显示分拣单元变频器的实际输出电流，同时显示分检站皮带机的编码器脉冲当量。

⑷在人机界面上动态显示输送单元机械手装置当前位置（以原点位置为参考点，度量单位为毫米）。

⑸指示网络的运行状态（正常、故障）。

⑹指示各工作单元的运行、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（左或右极限开关动作）。

⑺当供料单元或装配单元发生缺料故障且超过5秒钟未能处理，弹出提示框，发出处于缺料状态的工作单元等待加料的提示。

只有当相应的加料工作完成后，触摸提示框的确认按钮，才能使提示框消失。

七、程序编制及调试系统的工作模式分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，此时如果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，除输送站按钮外，所有本地主令信号无效。

1、系统初始复位及启动系统在供料、装配、分拣各站PLC先通电，输送站PLC通电后1秒后开始工作。

首先各站开始自动执行复位操作，在复位过程中，绿色棒式警示灯以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。

各工作站初始状态是指：①各工作站的紧急停止按钮均未按下。

②各工作单元均处于初始位置。

③供料单元料仓内有足够的待装配零件，装配单元料仓内有足够的小圆柱零件。

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，绿色棒式警示灯常亮，表示允许启动系统。

2、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。