《四川机电一体化技能比赛试卷2.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《四川机电一体化技能比赛试卷2.doc（13页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、 第三届全国技工院校技能大赛四川省选拔赛 机电一体化项目技能比赛试卷 (2010年9月12日，比赛时间240分钟) 815L型自动化生产线系统软件设计、调试与优化任务书第三届全国技工院校技能大赛四川省选拔赛组委会中国成都2010年9月设备组成及工作情况描述 815L型自动化生产线是机电一体化设备组成的系统，由环形传输分拣单元（含上料单元）、四轴四自由度机器人搬运单元、恒速加工转台单元、工件装配单元、立体仓库单元、人机界面模块部分组成。此系统能实现自动上料，工件的传输与分拣，工件在上料位、加工位、装配位及仓储位等位置的自动搬运（并能在工件搬运过程中将工件翻面），工件的模拟钻孔加工，根据要求将小配
2、件装配到大工件内，成品的分类存放。设备总体结构如图一及表一所示：图一编号名称编号名称编号名称编号名称控制模块安放区环形传输分拣单元立体仓库单元双工位电脑台工具及元件抽屉机器人搬运单元人机界面模块四工位实训台电子调试台恒速加工转台单元计算机系统带刹车万向轮示波器工件装配单元键盘抽屉表一一、 设备各功能单元描述1、 环形传输分拣单元（含上料单元）序号项目名称规格/内容图片1功能通过上料单元将存储的载体物料安放到传送带上，通过变频器带动环形输送带多速运行，并且可以对物料进行分类与筛选，再将目标物料送出传送带。2结构组成环形输送带、垂直储料装置、物料固定装置、物料分拣装置、分拣安装板、传感器固定架、分
3、类料筒、物料升举装置3电气元件三相异步电动机、电磁阀及气动元件、电容传感器、电感传感器、色标传感器、光电反射传感器、光电编码器4传送带总长1220mm5装配工件3种 金属（大）、白（大）、蓝（大）正反面检测到位传感器出料传感器旋转编码器气动电磁阀组推杆气缸A推杆气缸B上料气缸顶料气缸色标传感器材质传感器正反面检测传感器送料升降气缸送料台传感器接口单元J7驱动接口T1光纤放大器出料传感器送料气缸表二图二、环形传输分拣单元元件位置图2、机器人搬运单元序号项目名称规格/内容图片1功能通过可行走的四自由度机器人，完成工件由上料位、加工位、装配位及仓储位等位置的搬运工作。2结构组成直线导轨、同步带、同步
4、轮、机器人底座、机器人主体、传感器安装板、抓手气缸、旋转气缸3电气元件步进电机、直流电机、电磁阀及气动元件、电容传感器、微动开关4工作半径210mm5行走范围1020mm6机器人负荷0.2kg7运动部件5轴 手腕旋转、手腕水平、手臂升降、手臂旋转、左右行走、抓手松紧。行走原点传感器减速点传感器机器人底座机器人手腕机器人手抓机器人手臂极限位传感器行走驱动步进电机接口单元J9电磁阀组光轴导轨驱动同步带表三 图三、机器人搬运单元元件位置图3、恒速加工转台单元序号项目名称规格/内容图片1功能检测到机器人搬运的物料信号后，启动双闭环直流控制系统，根据物料性质选择不同的转速，将工件恒速地送到主轴加工区进行
5、模拟钻孔加工。2结构组成四工位转盘、蜗杆减速箱、联轴器、转头支撑杆、转头装置、防护外壳、电机支撑架、线路板安装装置3电气元件直流励磁电机、光电编码器、电容式传感器、电磁阀及气动元件、接口线路板、电磁离合器、转头电机4转盘容量4工件5电机功率40w6反馈方式光电编码器表四钻头升降气缸直流电动机旋转编码器蜗杆减速箱四工位转台电磁离合器虎钳气缸转台定位传感器物料到料传感器电磁阀组接口单元J8模拟钻头图四、恒速加工转台单元元件位置图.4、工件装配单元序号项目名称规格/内容图片1功能根据要求选择黑色或白色小配件装配在大工件上2结构组成配件料筒、装配台、装配手臂、移动平台、推料气缸、移动气缸、螺旋式旋转气
6、缸、气动吸盘、真空发生器3电气元件光电传感器、光电编码器、磁性开关、电磁阀及气动元件、接口线路板5装配工件2种 黑（小）、白（小）物料台传感器装配气缸吸盘推料气缸电磁阀组接口单元J11工件选择气缸表五图五、工件装配单元元件位置图5、立体仓库单元序号项目名称规格/内容图片1功能将装配好的工件进行分类存放2结构组成X轴滚珠丝杆、Y轴滚珠丝杆、联轴器、出入料台、3行4列仓库架、电机安装架、传感器安装架、Z轴垂直移动机构3电气元件光电传感器、伺服电机、磁性开关、电磁阀及气动元件、接口线路板表六Z轴伺服电机X轴伺服电机下限位传感器垂直方向原点传感器上限位传感器右限位传感器入库气缸成品检验传感器堆垛机手抓
7、仓库架体电磁阀组驱动接口板T3水平原点传感器右限位传感器接口单元J12入库台传感器图六、立体仓库单元元件位置图二、 工程任务描述因工厂准备生产某一新型产品，所以必须设计出满足此产品加工要求的系统软件，并通过联机调试，使系统程序得以优化。系统功能具体要求如下：系统启动运行前，各单元的运动部件必须停放在初始位置上系统才能启动。各单元的运动部件初始位置为：环形传送带单元上料推杆、顶料杆、送料推杆、升降台顶料杆都处于收回状态，带动传送带的电机处于静止状态。 机器人搬运单元机器人抓手处于张开状态，机器人手臂处于上摆限位，直行步进电机原点设在左限位传感器位置、旋转步进电机原点设在左限位位置。恒速加工转台单
8、元钻头升降杆在上升限位，虎钳在收回状态，离合器断开，直流电机处于静止状态。工件装配单元配件推杆在收回状态，配件旋转臂在右限位，左料筒处于左限位退回状态。 仓库单元堆垛机X轴处于X轴原点传感器位置，堆垛机Z轴处于Z轴原点传感器位置，入仓推杆处于退回状态，抓手张开。按下人机界面“系统复位按钮”，各单元运动部件回到以上初始位置。按下人机界面“启动按钮”后，驱动环形皮带的电机开始以25H正转。在环形皮带正转（顺时针方向）时，上料机构间隔一定时间送出一个大工件（皮带上已有5个工件时，应暂停上料），应保证前后相邻工件中心间距约为60mm100mm（可通过人机界面调整此间距）。当上料单元缺料则人机界面显示一
9、红色指示灯并以5Hz频率闪烁，缺料超过10s（可通过人机界面调整此时间）后若环形皮带上已无工件则环形皮带停止。系统应控制环形传输分拣单元的推料气缸A和推料气缸B交替将蓝色工件（废料）推入各气缸对应的废料筒（奇数次送上皮带的蓝色工件推入A,偶数次送上皮带的蓝色工件推入B）。当送料台空时，将符合要求的工件送出；送料台上有工件或未处于等待位时，环形传输分拣单元应停止等待。送出到送料台的工件应符合金属工件-白色工件-金属工件的交叉送出顺序（奇数次送出金属工件，偶数次送出白色工件），不满足顺序的工件暂时停留在环形皮带上，等待系统通过对环形皮带正反转（电机反转频率35Hz）的灵活控制使离送料台最近的符合顺
10、序的工件移动最短距离到达送料台，送料气缸再将其送出。送料台传感器检测到工件送出到位时，升降气缸提升到位，机器人搬运单元将工件搬运（对于放反的工件应使其翻转）到恒速加工转台单元进行模拟钻孔，加工3s后，再将工件搬运到工件装配单元进行装配。要求金属大工件内配黑色小工件，白色大工件内配白色小工件。装配好的产品由机器人搬运到仓库等待入库。从送料台到仓库的生产流程中，一次只能有一个工件。立体仓库单元的控制要求为：装配完成的工件由机器人搬运到入仓台上通过光电传感器进行检测。合格的工件按从上到下S型存放产品（即最上层从第一仓位开始存放，最上层存满后第二层从最后一个仓位开始存放），不合格的工件放到最下层。通过
11、人机界面可实时观察仓库各仓位情况（空仓黑色表示，金属产品灰色表示，白色产品白色表示，不合格产品红色表示）。按下人机界面“停止按钮”后，上料单元立即停止，其余单元应在完成其工位的工件加工后停止，环形传输分拣单元上若有不符合顺序要求的工件则将其作为废料处理。按下人机界面“紧急停止按钮”后，系统全部停在当前位置。工程任务要求：1、系统控制程序设计请根据以上控制要求并参照系统各单元的I/O分配表设计PLC控制程序、。要求：（1）在使用计算机编写程序时，应随时保存已编写好的程序。保存的文件名为工位号；（2）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、系统调试与程序优化按设计的PLC控制程序，
12、仔细调整系统各单元中机械元件相关位置、气动元件气阀的开度、电气元件各传感器的位置和灵敏度参数、各驱动机构的参数设置等，检查该系统各单元的相关动作是否定位准确，运行正常，符合控制要求。注意： 请您在完成工作任务的过程中，遵守安全操作规程系统各单元的I/O分配表(一) 环形传送带单元传送电机编码器推料伸出限位顶料传感器推料传感器出料台传感器A推杆伸出限位A工件位传感器B推杆伸出限位B工件位传感器正反判断传感器正反检测位传感器送料气缸伸出限位升降气缸上升限位送料升降台传感器顶料气缸电磁阀推料气缸电磁阀A推杆气缸电磁阀B推杆气缸电磁阀送料气缸电磁阀升降气缸电磁阀STFSTRRHRMRL（X0）3（X1
13、）4（X2）5（X3）6（X4）7（X5）8（X6）9（X7）10（X10）11（X11）12（X12）14（X14）15（X15）16（X16）27（Y0）28（Y1）29（Y2）30（Y3）32（Y4）33（Y5）37(Y10)38(Y11)39(Y12)40(Y13)41(Y14)(二) 机器人搬运单元2（X0）3（X1）4（X2）5（X3）6（X4）15（Y4）16（M+）17（M-）33（Y3）38（PGO-）39（DOG）40（STOP）30(Y0)31(Y20)Y5Y6步进旋转原点传感器摆动气缸上摆传感器摆动气缸下摆传感器抓手电机左转传感器抓手电机右转传感器抓手气缸电磁阀抓手直流
14、右转继电器抓手直流左转继电器摆动气缸下摆电磁阀步进直行原点传感器步进直行减速传感器步进执行限位传感器1CP-1UD-抓手电机右转抓手电机左转(三) 恒速转台加工单元回转盘放料传感器回转盘定位传感器主轴上升限位主轴下降限位虎钳气缸伸出限位主轴下降电磁阀虎钳气缸电磁阀7（X5）8（X6）9（X7）10（X10）11（X11）22（Y12）23（Y13）双闭环电路启动回转盘启动离合器B工件选择A工件选择主轴电机启动18（Y7）20（Y10）21（Y11）25（Y14）26（Y15）27（Y16） (四) 工件装配单元7（X5）8（X6）9（X7）12（X12）13（X13）28（Y13）32（Y16
15、）35（Y20）36（Y21）装配台传感器旋转气缸左旋限位旋转气缸右旋限位料筒气缸伸出限位配件推杆伸出限位旋转气缸电磁阀装配吸盘电磁阀料筒气缸电磁阀配件推杆电磁阀(五) 仓库单元入仓台传感器入仓气缸伸出限位入仓气缸缩回限位X轴原点传感器Z轴原点传感器装配检查传感器抓手气缸电磁阀入仓伸出电磁阀X轴左限位传感器X轴右限位传感器Z轴上限位传感器Z轴下限位传感器2PP1PP1NP2NP2（X0）3（X1）4（X2）5（X3）6（X4）10（X10）25（Y10）26（Y11）42（1LSP）43（1LSN）48（2LSP）49（2LSN）17(Y0)18(Y1)19(Y2)22(Y4) 第三届全国技工
16、院校技能大赛四川省选拔赛机电一体化项目技能比赛试卷2（考核时间：240分钟）总 分 工位号 评 分 表 项目总配分评分点配分评 分 标 准扣分得分系统控制程序设计、调试、优化系统复位、启动初始位检查 系统复位不符合要求扣分；启动初始位检查不符合要求扣分上料单元功能工件间距及调整功能不符合系统要求扣分；缺料报警指示不符合要求扣分；送料功能不符合要求扣1分；停止时间调整不符合要求扣1分；环形传输分拣单元废料处理不符合要求扣分；变频器参数设置及正反转控制不符合要求扣分；送料台、升降气缸控制不符合要求扣分；合格原料顺序处理不符合要求扣-分机器人单元动作不符合要求每处扣分；定位不准确每处扣分恒速加工转台
17、单元动作不符合要求扣分；定位不准确每处扣分工件装配单元动作不符合要求扣分；定位不准确每处扣分立体仓库单元动作不符合要求每处扣分；定位不准确每处扣分人机界面及系统停止功能人机界面功能（不包含上料单元参数调整功能）不符合要求扣分；停止不符合要求扣分；急停不符合要求扣分说明：每小项扣分不能超过该小项的配分。赛场情况记录记录情况情况与后果情 况 记 录安全文明操作情况记录赛场纪律违反赛场规定和纪律，经监考老师警告第一次扣10分，第二次取消考试资格；故意损坏赛场设施或设备，取消竞赛资格。安全操作规范调试时短路或者熔断器熔断，扣5分/次；交卷后通电短路，扣20分；带电进行电路连接或改接，扣5分/次。其他不符合安全操作规程及劳动保护要求的行为扣10分。文明生产乱摆放工具，乱丢杂物，完成任务后不清理工位扣5分。工作时间记录取消竞赛资格离场时间因其他原因离场时间完成工作任务离场时间考评员签字：参赛选手 签名确认：
