2015年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赛项样题
工件处理设备组装与调试
工作任务书(B)
一、工作任务与要求
1. 按《工件处理设备组装图》（图号01）组装工件处理设备，并满足图纸提出的技术要求。
2. 按《工件处理设备电气原理图》（图号为02）连接电路，你连接的电路应符合工艺规范要求。
3. 按《工件处理设备气动系统图》（图号03）连接工件处理设备的气路，使其符合工艺规范要求。
4. 请你正确理解工件处理设备的检测和分拣要求、意外情况的处理等，制作触摸屏的各界面，编写工件处理设备的PLC控制程序和设置变频器的参数。
注意：在使用计算机编写程序时，请你随时保存已编好的程序，保存的文件名为工位号+A（如3号工位文件名为“3A”）。
5. 请你安装、调整传感器的位置和灵敏度，调整机械部件的位置，完成工件处理设备的整体调试，使工件处理设备能按照要求进行生产。
二、工件处理设备说明
1. 工件处理设备为先对金属件和白塑料件两种工件（黑色塑料件为生产过程中出现的不合格工件）进行加工，然后进行表面处理，再分拣打包的机电一体化设备。
2. 工件处理设备高速运行时，变频器的输出频率为30Hz；工件处理设备低速运行时，变频器的输出频率为25Hz（工件由A向B方向运行为传送带正转方向）。
工件处理设备各部件名称及位置如图1所示：
图1 工件处理设备各部件名称及位置
工件处理设备有“调试”和“运行”两种模式，由其按钮模块上的转换开关SA2选择。当SA2在左挡位时，选择的模式为“运行”；当SA2在右挡位时，选择的模式为“调试”。
工件处理设备上电后，绿色警示灯闪烁，指示系统电源正常，同时触摸屏进入首页界面如图2所示。将PLC拨到运行状态，若系统不处于初始状态，则按钮模块上的指示灯HL1闪烁（每秒闪烁一次）；若处于初始状态，则指示灯HL1熄灭。
工件处理设备的初始状态是：机械手的悬臂靠在右限止位置，悬臂和手臂气缸的活塞杆缩回，手指张开，斜槽气缸的活塞杆缩回。料盘的直流电机、传送带的三相电动机不转动。若上电时有某个部件不处于初始状态系统应进行复位，复位方式自行设定。
（一）工件处理设备的系统调试
将按钮模块上的转换开关SA2置于“调试”档位，触摸屏“首页界面”对应的“调试”指示灯常亮，如图2（a）所示。此时按下触摸屏上的调试键，将弹出“输入密码框”，如图2（b）所示，输入正确密码：235后，则可以进入触摸屏“调试界面”界面如图3所示。若密码不正确则弹出“重新输入密码”的对话框如图2（c）所示，可重新输入新的密码；若重新输入的密码还不正确，则弹出“你不能进行设备调试进”的提示，如图2（d）所示。这时需要再次按下触摸屏上的调试键才能进入工件处理设备调试界面。
(a) （b）
1.输送机的调试
在如图3所示的触摸屏“工件处理设备调试”界面上，按下输送机键，其对应的指示灯常亮，传送带以频率60Hz正转，5s后变为高速（30Hz）正转，30Hz对应的指示灯亮，如图4所示。高速正转5s后变为低速（25Hz）反转，低速反转5s后传送带停止运行的同时斜槽三气缸伸出→斜槽二气缸伸出→斜槽一气缸伸出→斜槽的气缸同时缩回，斜槽气缸缩回到位后，其对应的指示灯熄灭，调试完成。可进行反复调试。在此过程中，“调试界面”上的变频器和气缸对应的监控指示灯随其动作动态变化（动作时指示灯亮）。
2.机械手的调试
按下触摸屏的“调试界面”上的机械手键，其对应的指示灯常亮，如图5所示。每按一次机械手键机械手完成一个组合动作，共四个组合动作，其动作顺序如下：旋转气缸左转→旋转气缸右转、悬臂伸出→悬臂缩回、手臂下降→手臂上升、手爪合拢→手爪张开，手爪张开到位后其对应的指示灯熄灭，检测完成。可进行反复调试。
3.料盘的调试
按下触摸屏的“调试界面”上的料盘键，其对应的指示灯常亮，如图6所示。料盘的直流电机转动；再按一次料盘键，料盘的直流电机停止转动，其对应的指示灯熄灭，调试完成。可进行反复调试。
工件处理设备调试完成后，可按下触摸屏的“调试界面”上的返回首页键，返回触摸屏的首页界面。
（二）工件处理设备的运行
1.生产设定
将工件处理设备按钮模块上的转换开关SA2置于“生产”档位，如图2所示触摸屏“首页界面”对应的“运行”指示灯常亮，此时按下如图1所示的运行键可以进入触摸屏“工件处理设备运行”界面，如图7所示。此时可在“设定”区域设置斜槽一和斜槽二储存的工件种类：“1”代表金属件、“2”代表白塑料件、“3”为两种工件的组合（组合由一个金属件和一个白塑料件构成，入槽顺序：先金后白，），两条斜槽都没有设定工件种类时，设备不能启动。
2.生产过程
工件种类设定后，按下触摸屏“工件处理设备”上的启动键，触摸屏上的“运行指示”灯常亮，此时可以向进料口放入工件，进料口的光电传感器检测到工件后，传送带高速正向运行，将工件送往相应的地方进行下一个工序的工作。只有当前的工件被处理完后才可放下一个工件。
加工：
若放入的工件是符合包装要求的金属件或白塑料件，则送往位置C处后停止，并进行加工：工件在此处加工时间为3s，加工期间“加工指示”灯常亮。在加工期间若按下按钮模块上的按钮SB1，则为加工故障，此时“加工指示”灯闪烁（每秒闪烁一次），同时正在进行加工的工件由该处的气缸将其推入斜槽三。待释放按钮模块上的按钮SB1后，“加工指示”灯熄灭，加工故障解除，此时可重新向进料口投放下一个工件。
若放入的元件是不符合包装要求的金属件或白塑料件，则传送带高速正向运行，将工件直接送往位置C处后停止，并由该处的气缸将其推入斜槽三。
若放入工件的是黑塑料件，则该工件为不合格产品，传送带低速正向运行，将工件直接送往位置D 处，再由机械手搬运到料盘（机械手动作要合理）。工件放入料盘后，料盘的直流电机转动5s，进行不合格工件处理。
表面处理：
加工完成后，“加工指示”灯熄灭，同时进入表面处理工序：加工完成的工件送往位置D处后，由该处的机械手将其搬运到平台进行表面处理，表面处理时间为2s。表面处理期间“表面处理”灯常亮。表面处理完成后“表面处理”灯熄灭。
入仓：
表面处理完成后，机械手将工件搬运回到位置D后, 传送带低速反向运行并按设定要求将工件送往相应的斜槽，由其气缸推入斜槽。
打包：
斜槽设定为工件种类为“1”或“2”时，该斜槽每推入3个工件就进行打包一次；斜槽设定的工件种类为“3”时，该斜槽每推入两个组合工件就进行打包一次。同时触摸屏生产界面上“打包数量”处显示两个斜槽已完成打包的总包数。每次打包时间为3s，打包期间“打包指示”灯闪烁（每秒闪烁一次），提示正在打包，打包期间可向正在打包的斜槽推入工件。
每次需完成的打包总数为“5”。
数据显示：
运行期间，在触摸屏生产界面上“变频器输出频率”处显示驱动三相电动机的变频器当前的输出频率。
3. 工件处理设备停止运行
（1）自动停止：
系统在完成每次需打包的总数后自动停止，触摸屏上的“运行指示”灯熄灭，同时斜槽设定的数据和打包次数清零。
此时可重新设定斜槽工件种类进行生产，若不需要再生产可按下触摸屏的上的返回首页键，返回触摸屏的首页界面；若完成生产后5s没设定斜槽工件种类，触摸屏自动返回到触摸屏的“首页界面”。
（2）按停止按钮停止
按下触摸屏“工件处理设备运行”界面上的停止按钮，设备在完成当前设置后停止。
三、组装与调试记录 （工位号： ）
1. 工件处理设备使用的变频器的电源电压为 ，电源电压的频率为 ,变频器的额定功率是 ， 连接在变频器上电动机的最大功率为 ；（2分）
2. 使用的触摸屏型号是： ；使用的PLC输入点数： ；（1分）
3. 在《工件处理设备组装图》上料盘的两个安装尺寸：“尺寸A”为 mm，“尺寸B”为 mm；（1分）
4. 触摸屏从首页进入“工件处理设备调试界面”的条件 ；要调试设备的机械手，应按下触摸屏“工件处理设备调试界面”上的 按键，要从触摸屏的“工件处理设备调试” 界面进入“工件处理设备运行”界面，应先按“工件处理设备调试” 界面的 ；按触摸屏 上的运行按键。（2分）
5. 工件处理设备高速运行时，变频器的输出频率为 Hz，电动机旋转磁场的转速是 圈/分钟；工件处理设备低速运行时，变频器的输出频率为 Hz，电动机旋转磁场的转速是 圈/分钟；（2分）
6. 安装在出料斜槽处的推料气缸型号为 ，该气缸从活塞的左侧进气时，活塞杆伸出；要使活塞杆缩回，应从活塞的 进气。在气缸的两端安装的磁性开关，用于检测 ，该磁性开关的型号为
。（2分）
7. 工件处理设备使用的光纤传感器中，放大器的型号为 ，其作用是 ；光纤的型号为 ，其作用是 。（2分）
8. 在PLC的梯形图中，一个元件的常开触点的图形符号是 ，常闭触点的图形符号是 ；PLC的指令中，表程序结束的指令是 ，驱动某个元件的指令是 。（2分）
9. 带动料盘中拨杆转动的电机是 流电动机，其型号是 。
（1分）
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