2009全国职业院校技能大赛 中职组机电一体化设备组装与调试技能比赛
??生产设备组装与调试
任
务
书
中等职业学校电工电子技术技能比赛执委会
中国·天津 2009年6月
工作任务与要求 ××生产设备是为某工作机械加工其中一个部件的机电一体化设备，该设备生产部件时有零件加工、零件检测和零件组装等三道工序。
请你按要求，在4h（四小时）内，完成××生产设备的部分组装和调试：
一、按××生产设备的机械手总装图（见附页，图号为001）及其要求和说明，组装机械手。 二、按××生产设备部分部件组装图（见附页，图号为002）及其要求和说明，将本次任务需要的部件安装在工作台上。
三、请你仔细阅读××生产设备的有关说明，然后根据你对设备及其工作过程的理解，在赛场提供的图纸（见附页，图号为004）上绘制××生产设备的电气控制原理图，并在标题栏的“设计”和“制图”行填写自己的工位号。
四、根据你画出的电气控制原理图，连接××生产设备的控制电路。 要求：1. 凡是你连接的导线，必须套上写有编号的编号管。
2. 工作台上各传感器、电磁阀控制线圈、直流电动机、警示灯的连接线，必须放入线槽内；为减小对控制信号的干扰，工作台上交流电动机的连接线不能放入线槽。
五、根据气动系统图（见附页，图号为003）及其要求和说明，连接××生产设备的气路。 六、请你正确理解设备的正常工作过程和故障状态的处理方式，编写××生产设备的PLC控制程序和设置变频器的参数。
七、请你调整传感器的位置和灵敏度，调整机械零件的位置，完成××生产设备部分部件整体调试，使该设备能按要求完成各工序的规定任务。
气源组件 警示灯 电磁阀组 出料斜槽 机械手装置 处理盘 拨杆 接料口 线槽 线槽 A 进料口 线槽 B C D 三相交流异步电动机 接线端子排 图1 ××生产设备部分部件位置及其名称
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××生产设备及其调试要求 ××生产设备部分部件的名称和位置如图1所示，其中气动机械手各部分的名称如图2所示。
接通设备电源后，绿色警示灯闪亮。首先检查各运动元件或部件是否能正常运动，然后按零件加工、零件检测和零件组装的顺序完成部件的生产。
左限止位置 右限止位置 手臂 悬臂 一、设备运动元件或部件的检查
运动元件或部件的检查在验收（评分）时由完成设备组装与调试的工作人员（选手）根据验收人员（评委）的指令，完成：
旋转气缸 1. 检查皮带输送机的运行
使拖动皮带输送机的三相交流异步电动机分别在8Hz，30Hz，45Hz和60Hz的频率下启动，皮带输送机不应有传送带打滑或不运动、跳动过大等异常情况。
气手指 立柱 2. 检查各气动执行元件的运动 演示各气缸的运动情况，并最终使机械 手在左限止位置，气手指松开，其余各气缸图2 机械手各部分名称 活塞杆处于缩回的状态，且处理盘、皮带输
送机的拖动电动机不转动，这些规定的位置称作设备初始位置。
若检查中运动元件或部件出现不能正常工作的情况，应予以调整。设备的各运动元件或部件检查完后，设备的各运动部件必须在规定的位置。
二、零件加工工序
检查各运动元件或部件且确认能正常工作后，按下按钮SB1，设备进入零件加工工序。
1. 设备运行
在设备处于初始位置时，按下启动按钮SB5，三相交流异步电动机以35Hz的频率启动带动皮带输送机由位置A向位置C方向运行，运行指示灯HL1长亮，指示设备处在零件加工的工作状态。
2. 加工零件
有金属、白色塑料和黑色塑料三种毛坯需要该设备加工成三种零件。皮带输送机运行后，可向传送带的进料口上放第一个毛坯，下一个毛坯可在设备加工零件时放入传送带的进料口。若放上传送带上的为金属毛坯，则皮带输送机将金属毛坯输送到位置A后停止3s，由加工装置（其安装与调试不属本次工作任务）将金属毛坯加工成金属零件；若放上传送带上的为白色塑料毛坯，则皮带输送机将白色塑料毛坯输送到位置B后停止3s，由加工装置（其安装与调试不属本次工作任务）将白色塑料毛坯加工成白色塑料零件；若放上传送带上的为黑色塑料毛坯，则皮带输送机将黑色塑料毛坯输送到位置C后停止3s，由加工装置（其安装与调试不属本次工作任务）将黑色塑料毛坯加工成黑色塑料零件。
3. 加工完成
零件加工完成后，由相应位置的气缸活塞杆伸出，将零件推入对应的出料斜槽；气缸活塞杆缩回后，皮带输送机按原来的速度与方向运行。
4. 设备停止
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在设备运行状态下，按下停止按钮SB6，设备应完成当前的零件加工，且皮带输送机上没有毛坯和加工好的零件时，设备停止工作，指示灯HL1熄灭。
三、零件检测工序
释放按钮SB1，按下SB2，设备进入零件检测工序。
1. 设备运行
在设备处于初始位置时，先在皮带输送机的位置C与D之间放上待检测的一组（4个零件，零件之间留6～10mm距离）零件，然后按下启动按钮SB5，三相交流异步电动机以35Hz的频率启动带动皮带输送机由位置D向位置C方向运行，运行指示灯 HL1以1Hz的频率闪亮，指示设备处在零件检测的工作状态。
2. 零件检测
在皮带输送机上的4个待检测零件中，若某种零件为单一零件（即只有一个这种颜色或材质的零件），则该零件为不合格零件，其余为合格零件。在检测过程中，零件不能从皮带输送机上掉下。
3. 零件的分送
（1）合格的金属零件由A位置气缸推入对应的出料斜槽，合格的白色塑料零件由B位置气缸推入对应的出料斜槽，合格的黑色塑料零件由C位置气缸推入对应的出料斜槽。皮带输送机由位置C向位置D方向运行时，三相交流异步电动机以25Hz的频率带动皮带输送机运行。皮带输送机由位置D向位置C方向运行时，三相交流异步电动机以35Hz的频率带动皮带输送机运行。零件到达推出位置时，皮带输送机应停止运行，相应气缸将零件推入对应的出料槽后自动缩回。如皮带输送机上还有零件，则当气缸活塞杆缩回后，皮带输送机又自动启动并按相应的频率运行。
（2）不合格的零件由皮带输送机送往位置D。当零件到达位置D时，机械手的悬臂伸出→手臂下降→气手指合拢抓取零件→延时1s→手臂上升→悬臂缩回→机械手向右转动→悬臂伸出→气手指松开，零件掉在处理盘内→悬臂缩回→机械手转左→回原位后停止。零件掉入处理盘后，拖动处理盘拨杆转动的直流电动机立即转动，转动3s后停止。
4. 设备停止
当该组4个零件经过检测并分送和处理完成后，设备自动停止运行，指示灯HL1熄灭。待放上另一组（4个）零件，再按下启动按钮SB5，设备按上述过程进行再次检测与分送。
四、零件组装工序
当SB1和SB2两个按钮都处于按下状态时，设备进入零件组装工序。
1. 设备运行
在设备处于初始位置时，按下启动按钮SB5，三相交流异步电动机以35Hz的频率启动带动皮带输送机由位置A向位置C方向运行，运行指示灯 HL1以4Hz的频率闪亮，指示设备为零件组装的工作状态。
2. 放入零件
皮带输送机运行后，从进料口放入合格的零件。只有当传送带上的零件被推入出料斜槽或被机械手取走后，才可以从皮带输送机的进料口放入下一个零件。
3. 零件组装
在传送带上的零件由相应位置的气缸活塞杆推出，经出料斜槽分送到零件组装机构（本次任务不需组装和调试组装机构）进行组装。零件的分送要求是：
（1）在位置A对应的出料斜槽分送到组装机构的零件必须满足是由2个白色塑料零件和1个黑色塑料零件组合成的套件。
（2）在位置B对应的出料斜槽分送到组装机构的零件必须满足是由第一个是金属零件，第二个白色塑料零件，第三个是黑色塑料零件排列成的套件。
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（3）同时满足位置A对应的出料斜槽和位置B对应的出料斜槽要求的零件，应优先经位置A对应的出料斜槽分送到组装机构。
（4）不满足组合和排列关系的金属零件应推入位置C对应的出料斜槽，塑料零件则送往位置D。 （5）当皮带输送机由位置C向位置A方向送零件时，三相交流异步电动机以25Hz的频率带动皮带输送机运行。零件到达推出位置时，皮带输送机停止运行，相应气缸将元件推入对应的出料斜槽后自动缩回，皮带输送机恢复运行。
（6）当有零件件到达位置D时，机械手的悬臂伸出→手臂下降→气手指合拢抓取零件→延时1s→手臂上升→悬臂缩回→机械手向右转动→悬臂伸出→气手指松开，零件件掉在处理盘内→悬臂缩回→机械手转左→回原位后停止。元件掉入处理盘后，拖动处理盘拨杆转动的直流电动机不需转动。
4. 设备停止
在设备运行状态下，按下停止按钮SB6，设备应完成当前的零件分送或处理，设备停止工作，指示灯HL1熄灭。若没有转换工序，设备重新启动进行零件组装，应紧接着位置A对应的出料斜槽和位置B对应的出料斜槽中已有的零件数据去继续完成零件的组装。
五、非正常情况处理
本次工作任务，只考虑以下两种非正常情况：
1. 机械手没有抓住零件
零件到达位置D，机械手悬臂伸出、手臂下降，气手指合拢时没有抓住零件。应压下急停开关，待机械手气手指松开、手臂上升后停止并由蜂鸣器鸣响报警。待查明原因并排除故障后，释放急停开关，机械手手臂下降重新抓取零件并按原程序运行，同时蜂鸣器停止鸣响。
2. 工序转换错误操作
工序之间的转换，应在设备停止的情况下进行。若设备在某道工序的运行过程中进行转换的操作，则错误操作指示灯HL2立即以5Hz闪亮报警，设备按转换前的工序继续运行，待将传送带上的毛坯或零件按转换前的工序要求处理完毕后，设备自动停止运行，指示灯HL1和HL2熄灭。再按下SB5后，设备按转换后的工序后重新启动运行。
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2009全国职业院校技能大赛机电一体化试题
