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1、12012 年机电一体化设备组装与调试技能竞赛年机电一体化设备组装与调试技能竞赛生产线分拣设备组装与调试 任任务务书书学生组 2012 年 5 月2请你在 270min 内，按要求完成下列工作任务 一、按分一、按分拣设备拣设备部件部件组组装装图图（ （见见附附页页， ，图图号号为为 001）及其要求和）及其要求和说说明，在明，在铝铝合金工作台合金工作台上上组组装装生生产线产线分分拣设备拣设备。 。二、按分二、按分拣设备拣设备气气动动系系统图统图（ （见见附附页页， ，图图号号为为 002）及其要求和）及其要求和说说明，明，连连接接生生产线产线分分拣设备拣设备的气路。的气路。三、三、请请你仔你仔
2、细阅读细阅读生生产线产线分分拣设备拣设备的有关的有关说说明，然后根据你明，然后根据你对设备对设备及其工作及其工作过过程程的理解，在的理解，在赛场赛场提供的提供的图纸图纸（ （见见附附页页， ，图图号号为为 003）上，画出）上，画出生生产线产线分分拣设备拣设备的的电电气原气原理理图图，并在，并在标题栏标题栏的的“设计设计”和和“制制图图”行填写自己的工位号。行填写自己的工位号。四、根据如表四、根据如表 1 所示的所示的 PLC 输输入入输输出端子（出端子（I/O）分配，在）分配，在赛场赛场提供的提供的图纸图纸（附（附页图页图号号 04）上画出分装机）上画出分装机电电气原理气原理图图并并连连接接
3、电电路。路。表表 1 PLC 输输入入输输出端子（出端子（I/O）分配表：）分配表：序号输入地址功能说明序号输出地址功能说明1X0进料口位置光电开关1Y0皮带正转2X1托盘 D 位置光电开关2Y1皮带反转3X2A 位置电感接近开关3Y2速度控制 14X3B 位置光纤开关4Y3速度控制 2用两个端口用两个端口实现实现三种速度三种速度5X4C 位置光纤开关5Y4处理盘直流电机6X5旋转缸左到位6Y5蜂鸣器7X6旋转缸右到位7Y6手指缸夹紧8X7悬臂伸出到位8Y7手指缸松开9X10悬臂缩回到位9Y10旋转缸左转10X11手臂上升到位10Y11旋转缸右转311X12手臂下降到位11Y12悬臂伸出12X
4、13手指夹紧到位12Y13悬臂缩回13X14A 位置伸出到位13Y14手臂上升14X15A 位置缩回到位14Y15手臂下降15X16B 位置伸出到位15Y16A 位置气缸伸出(单电控)16X17B 位置缩回到位16Y17B 位置气缸伸出(单电控)17X20C 位置伸出到位17Y20C 位置气缸伸出(单电控)18X21C 位置缩回到位18Y21指示灯 HL119X22急停按钮 QS19Y22指示灯 HL220X23启动按钮 SB520Y23指示灯 HL321X24停止按钮 SB621Y24指示灯 HL422X25转换开关 SA122Y25指示灯 HL523X26选择确认 SB323Y26警示灯红
5、24X27调试选择 SB424Y27警示灯绿你画的你画的电电气原理气原理图图和和连连接的接的电电路路应应符合下列要求：符合下列要求：1、电气原理图的相关图形符号要符合国家标准；2、凡是你连接的导线，必须套上写有编号的编号管。交流电机金属外壳与变频器的接地极必须可靠接地。3、工作台上各传感器、电磁阀控制线圈、送料直流电机、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，工作台上交流电机的连接线不能放入线槽。五、五、请请你正确理解你正确理解设备设备的正常工作的正常工作过过程和故障状程和故障状态态的的处处理方式，理方式，编编写写生生产线产线分分拣拣设备设备的的 PLC 控制程序和控制程序和设
6、设置置变频变频器的参数。器的参数。4六、六、请请你按触摸屏界面制作和你按触摸屏界面制作和监监控要求的控要求的说说明，制作触摸屏一个界面，明，制作触摸屏一个界面，设设置和置和记录记录相关参数，相关参数，实现实现触摸屏触摸屏对该对该生生产线产线的的监监控。控。七、七、请请你你调调整整传传感器和位置或灵敏度，感器和位置或灵敏度，调调整机械零件的位置，完成整机械零件的位置，完成生生产线产线分分拣设拣设备备的整体的整体调试调试，使，使该设备该设备能正常工作，完成物件的加工、分能正常工作，完成物件的加工、分拣拣和和组组合。合。生产线分拣设备 生产线分拣设备各部分的名称和位置如图 1 所示，气动机械手各部分
7、的名称如图 2 所示，图 1 中的 4 个传感器请根据生产任务的要求选择它们的类型和调整其参数。生产线生产金属圆柱形和塑料圆柱形两种元件，该生产线的分拣设备的任务是将金属元件、白色塑料元件和黑色塑料元件进行加工、分拣。图图 1 机械机械组组装装图图名称名称5一、部件的初始位置启动前，设备的运动部件必须在规定的位置，这些位置称作初始位置。有关部件的初始位置是：机械手的悬臂靠在右限止位置，手臂气缸的活塞杆缩回，悬臂气缸缩回， 6图图 2 机械手布置机械手布置图图名称名称悬臂手臂手指气动马达立柱右限止位置左限止位置手指松开，位置 A、B、C 的气缸活塞杆缩回，处理盘、皮带输送机的拖动电动机不转动。初
8、次上电（设备前次断电前处于非运行状态）时，若上述部件在初始位置，绿色警示灯闪亮，表示系统准备好，等待设备启动，若上述部件不在初始位置，红色警示灯闪亮，按下按钮 SB5 后设备执行复位操作，其操作步骤请自行确定，红色警示灯闪烁 10 秒若仍然没有按下按钮 SB5 进行复位，则蜂鸣器鸣叫 3 秒后系统自动执行复位操作（切换到工作方式一和方式二时，警示灯的闪亮不做参考）。二、设备的工作要求该生产线设置了“调试”和“运行”两种工作方式。工作方式一用于可按规定对设备的各个工作设备进行调试检查;工作方式二用于对元件进行加工和分拣。 SA1 朝左位置，设备按工作方式一进行，触摸屏 XXX 生产线调试维护模块
9、单元边框显示红色，XXX 生产线运行监模块单元边框为白色，控触摸屏界面显示效果如图 3 所示。SA1 朝右位置时，按工作方式二进行，触摸屏 XXX 生产线运行监模块单元边框为红色，XXX 生产线调试维护模块单元边框显示白色，触摸屏界面显示效果如图 4 所示。工作方式转换只能在设备启动前或者停止状态下操作方可有效。7图 3 选择开关 SA1 在左位置上时触摸屏显示效果图 3 选择开关 SA1 在右位置上时触摸屏显示效果工作方式一：工作方式一：1. 启动设备通过按钮 SB4 点动次数选择对应的调试部件，选择完成后按下确认按钮 SB3选定部件调试，此时再按 SB4 无效。选定调试部件后，再按触摸屏上
10、的“启动调试”按钮开始调试，启动后触摸屏对应的“显示框”显示效果为黄灯闪烁，说明当前正在调试该部件；当在调试部件运行过程中按下“模拟故障”按钮，则立即停止当前调试，保持当前状态，“显示框”变为红灯闪烁。再按一下“模拟故障”按钮，解除故障，设备继续调试，当按下停止调试按钮时，则要完成当前周期结束后设备停止。调试完成后显示框变为绿灯常亮，说明该部件调试完成，此时再松开 SB3 按钮，重新选择调试部件进行调试。各机构工作8方式可参考表 2 和表 3 所示。调试部件SB4SB3指示灯 HL1HL4蜂鸣器工作方式传送带部件4 次二进制数 4鸣叫 4 次15HZ,30HZ 和 45HZ 按顺序都运行 3
11、秒后停止推料气缸部件3 次二进制数 3鸣叫 3 次推料气缸一次顺推逆回一个周期后停止机械手部件2 次二进制数 2鸣叫 2 次从初始位置开始运行一个周期后回到初始位置停止供料盘部件1 次按下确认，松开重选二进制数 1鸣叫 1 次转动 3 秒停止表表 2 各个部件的启各个部件的启动动和工作方式和工作方式触摸屏显示效果举例：例如当前选择的是机械手部件调试，则触摸屏显示效果如下所示：未选择机械手部件调试前未选择机械手部件调试前 选择机械手调试部件后选择机械手调试部件后 运行时运行时 黄灯闪烁黄灯闪烁 模拟故障时模拟故障时 红灯闪烁红灯闪烁调试完成调试完成 绿灯常亮绿灯常亮表表 3 触摸屏触摸屏显显示效
12、果示效果工作方式二工作方式二:1. 启动通过触摸屏上任务分配里的输入框，预置 I 槽和 III 槽的加工套数，按启动按钮 SB5或按触摸屏上的“启动”按钮，设备启动。皮带输送机按由位置 A 向位置 D 的方向低速运行，拖动皮带输送机的三相交流电动机的运行频率为 15Hz。HL1 长亮。设备启动后，当待加工元件从进料口放上皮带输送机时，皮带输送机由低速运行变9为中速运行，此时拖动皮带输送机的三相交流电动机的运行频率为 30 Hz。同时，HL2以 2 次/s 的方式闪烁，提示不能再从进料口放入元件。当待加工元件为金属物料时,在BC 之间来回 2 次进行加工，当待加工元件为黑色物料和白色物料时，在
13、AB 之间来回1 次进行加工。加工完成后，皮带输送机以运行频率为 45HZ 高速运行，将已加工的元件送到相应位置进行分拣：(1)推入出料斜槽 I 和出料斜槽 III 的元件必须是为金属元件、黑色塑料元件与白色塑料元件的组合套件（多个不同材料的元件构成一组套件）。如果斜槽 I 的预置加工套数为奇数则推入出料斜槽 I 的同组套件，先推入白色塑料元件，再推入黑色塑料元件，最后推入金属元件；如果斜槽 I 的预置加工套数为偶数则推入斜槽 I 的同组套件，先推入金属元件，再推入白色塑料元件，最后推入黑色塑料元件。如果斜槽 III 的预置加工套数为奇数则推入出料斜槽 III 的同组套件由两个白色塑料元件、一
14、个黑色塑料元件构成；如果斜槽 III 的预置加工套数为偶数则推入斜槽 III 的同组套件由两个黑色塑料元件、一个白色塑料元件构成。（2）推入出料斜槽 II 的元件为不符合斜槽 I 和斜槽 III 的推入要求的元件以及急停过程处理的元件。（3）当金属元件同时符合斜槽 I 和斜槽 III 的推入要求时，应优先推入斜槽 I。当塑料元件同时符合斜槽 I 和斜槽 III 的推入要求时，应优先推入斜槽 III。（4） 元件包装要求：在工作过程中，当 I 槽或 III 槽满足一套时，要求对该槽进行 6s 的包装，包装期间指示灯 HL2 以 4 次/s 的方式闪烁。包装完成后,触摸屏总的加工套数+1， HL1
15、 变为长亮。2. 设备的停止（1）自动停止：当斜槽 I 和斜槽 III 同时完成触摸屏预置的加工套数之后，系统自动10停止在初始位置。 （2）手动停止：按下停止按钮 SB6 或触摸屏的“停止”按钮时，应在完成当前工件的分拣和处理后，设备停止在初始位置，此时计数无需清零，待再次放入一个工件时（不要按启动按钮），设备接着未完成的要求继续工作即可。 （3）急停：按下 QS 急停按钮或触摸屏上的“急停”按钮时，设备立即停止，蜂鸣器叫5 秒停止。等松开 QS 按钮时 如果在按下急停时物料在加工流程，则输送带启动并用 15HZ 的速度将物料送至 D区域，指示灯 HL1 常亮，输送带停止工作，机械手向右转动
16、悬臂伸出手臂下降手指合拢抓取工件手臂上升悬臂缩回机械手向左转动悬臂伸出悬臂缩回悬臂再伸出伸出到位延时 1 秒后手指松开，工件掉在处理盘内悬臂缩回机械手回原位后停止；工件掉入处理盘后，处理盘电机转动对掉入盘内的工件进行处理，处理时间为 2 秒，处理时间到后处理盘电机停止转动。如果在按下急停时物料不在加工流程，则输送带启动并用 15HZ 的速度将物料送至A 区域，由推料气缸推入 II 槽表示废料。 处理完物料后，设备停止清除计数并回到初始状态。等待按下启动按钮。（4）意外断电处理当设备在意外情况下掉电，恢复供电时，设备继续掉电前的状态继续工作。三、触摸屏说明该生产系统的触摸屏只有一个画面，画面分为了标题栏、调试单元和运行监控单元三大部分，各单元的内容和元件摆放位置如图 4 所示。标题栏的名称为“xxx 自动化生产线运行演示界面”然后用一个时钟来表示当前的系统时间。 “调试维护单元”的功能已在前面方式一的功能里做了详细的说明，这里不再叙述，功能效果
