2013年江西省第十届中等职业学校技能竞赛节电工电子技术技能比赛

“亚龙杯”机电一体化设备组装与调试项目

××生产线分拣设备组装与调试

任

务

书

                                                                          2013年3月

请你在270 min内，按要求完成下列工作任务 

一、按分拣设备部件组装图（见附页，图号为001）及其要求和说明，在铝合金工作台上组装××生产线分拣设备。

二、按分拣设备气动系统图（见附页，图号为002）及其要求和说明，连接××生产线分拣设备的气路。

三、请你仔细阅读××生产线分拣设备的有关说明，根据如表1所示的PLC输入输出端子（I/O）分配，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003）上，画出××生产线分拣设备的电气原理图，并在标题栏的“设计”和“制图”行填写自己的工位号。

表1  PLC输入输出端子（I/O）分配表

输入端子输出端子序号三菱PLC功能说明序号三菱PLC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实现高中低三段速4X3B位置光纤开关4Y35X4C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11X12手臂下降到位11Y12悬臂伸出12X13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调试部件选择SB423Y26警示灯绿24X27选择确认SB324Y27警示灯红

四、根据你画出的电气原理图，连接××生产线分拣设备的电路。电路的导线必须放入线槽，凡是你连接的导线，必须套上写有编号的编号管。

五、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××生产线分拣设备的PLC控制程序和设置变频器的参数。

六、请你调整传感器和位置或灵敏度，调整机械零件的位置，完成××生产线分拣设备的整体调试，使该设备能正常工作，完成物件的加工、分拣和组合。

××生产线分拣设备 

××生产线分拣设备各部分的名称如图1所示；气动机械手各部分的名称如图2所示。

××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和分拣、组合。

图1 ××生产线分拣设备各部分的名称

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：

机械手的悬臂靠在左限止位置，手臂气缸的活塞杆缩回，悬臂气缸的活塞杆缩回，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。上述部件在初始位置时警示灯绿闪烁。若上述部件不在初始位置，警示灯红闪烁，请自行选择一种复位方式进行复位。只有上述部件在初始位置时，设备才能启动，否则设备不能启动。

图2机械手各部分的名称

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。

当设备上电时，触摸屏首先进入首页进行用户登录，界面如图3所示。用户名为自己的工位号；密码为“235A”，且密码显示要用字符“****”星号显示。

图3触摸屏首页

当输入的用户名或密码错误，界面弹出“您输入的用户名或密码错误，点击返回后重新登录！”的对话框，点击返回后重新登录。如果用户登录连续出错三次，则界面弹出“您连续登录出错超过了三次，请等待30秒后重新登录”的对话框”,在等待30秒后自动消失，再次进行登录操作。此时系统要记录当前错误登录的时间信息，在异常记录界面要显示错误登录的时间信息，以备查看，触摸屏界面效果如图4所示。

图4 登录对话框

当输入正确的的用户名和密码之后进入主界面，如图5所示。

图5 主界面效果图

工作方式一：

1. 启动

当设备需要进行维护调试时，点击主界面上的“调试界面”按钮进入调试操作界面。如果各个部件没有经过调试时，部件调试按钮为“白色”。当要对转盘部件进行调试时，则点击界面上的“转盘调试”按钮，此时“转盘调试”按钮变为“黄色”且转盘开始动作，当动作结束之后“转盘调试”按钮颜色变为“绿色”；当调试出现故障（用按钮模块上的SB3当做模拟故障情况）即按下SB3时“转盘调试”按钮颜色变为“红色闪烁”，蜂鸣器报警且“调试信息栏”显示“XX部件出现故障”的信息，其他部件调试过程以此类推，其各个部件运行调试功能的工作方式如表2所示。当完成了所有的部件调试后，“调试信息栏”显示“所有部件调试完成，可以启动运行！”的信息

注意：各部件调试运行期间，只有完成当前部件调试后，才能选择下一个调试部件，上次调试时间记录为记录上一次调试完成时间，首次调试时时间无显示。

调试部件   工作方式   

供料盘调试功能   转动2秒→停1秒→转动3秒→停1秒→转动4秒→停止   

机械手调试功能   手爪夹紧→松开→手臂下降→上升→手臂伸出→缩回→手臂右转→左转→停止   

传送带调试功能   正转25HZ→正转30HZ→正转35HZ→反转25HZ→反转30HZ→反转35HZ→停止   

推料气缸调试功能   推料气缸顺推逆回一次后停止   

表2 各个部件的启动和工作方式

图6触摸屏调试界面

工作方式二:

1. 启动

按下启动按钮SB5或触摸屏运行界面里启动键设备启动指示灯HL5和触摸屏上的运行指示灯以亮2秒灭1秒的方式闪亮，表示设备处于正常工作状态。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25 Hz。

2. 工作

设备启动后，皮带继续以30HZ速度运行，若第一个放入的物料为金属时，要进行双料处理即将第一个金属送到A位置输送带停止，等待下一个物料，当第二个物料放入落料口时，皮带继续以30HZ速度运行，若待加工元件为金白组合时，金属工件在C位置处，白塑料工件在B位置处左右加工一次，若待加工元件为金黑组合时，先将金属推人III槽返回口，将黑色塑料工件（输送带以35HZ的频率运行）送至D位置处，机械手将其抓走，放入料盘当中，当做废料处理，处理完成后进行下一次放料。若待加工元件为金金组合时，第一个金属工件B位置处左右加工两次，第二个金属工件在A位置处左右加工两次，加工完成后进行分拣。若第一次放入的元件为非金属时，则是单料处理，加工在位置B左右加工两次后进行分拣：

（1）推入出料斜槽Ⅰ的元件为先金属料元件，后白色塑料元件的组合套件。

（2）推入出料斜槽Ⅱ的元件为先白色塑料元件，后金属料元件的组合套件。

（3）如果同时满足I槽和II槽的分拣要求时，第一次I槽优先，第二次II槽优先，第三次I槽优先，以此类推，即交替优先。

（4）不符合出料斜槽I和出料斜槽II分拣要求的，则送的出料斜槽III（用作物料返回口）。

（5）如果输送带上有黑色塑料元件时，则送到位置D。在元件到达位置D后，皮带输送机停止运行。机械手手臂下降→手指合拢抓取元件→手臂上升→悬臂缩回→机械手向左转动→悬臂伸出→手指松开，元件掉在处理盘内→悬臂缩回→机械手向右转动→悬臂伸出后在原位停止。元件掉进处理盘后，直流电机转动3 s后停止。若机械手臂在抓取物料的过程中，物料掉落则机械手立即停止，同时报警，触摸屏上的停止指示灯和报警指示灯红色闪亮，直到故障排除后，按“启动”设备继续运行。

（6）在位置A、B和C处的气缸活塞杆复位和位置D的元件搬走后，三相交流电动机的运行频率改变为25 Hz转动拖动皮带输送机由位置A向位置D运行。这时才可向皮带输送机上放入下一个待加工元件。

（7）计算产品的合格率，在触摸屏主界面数据监控栏里显示，如图5所示界面。产品的合格率公式为：合格率=合格产品数÷产品总数×100%

3. 元件包装要求

当满足了出料斜槽I或出料斜槽II套数要求时，则对其进行包装。若在I槽包装时，蜂鸣器鸣叫3次，若在II槽进行包装时，则蜂鸣器鸣叫5次。

 4. 停止和异常情况处理

（1）手动停止：按下停止按钮SB6或触摸屏上的停止按钮时，应在完成当前元件的分拣和处理后，设备停止在初始位置，在初始位置警示灯绿闪烁，不在初始位置，警示灯绿闪烁。

（2）在停止状态下，按下触摸屏上的复位按钮时，则将系统的所有数据清零。运行状态和急停状态下，数据部能清零。

（3）紧急停止：若在运行过程中遇到需要紧急停止的意外情况，可按急停开关QS，设备应保持立即停止时的状态，同时触摸屏历史记录界面里 “紧急停止次数”栏中显示累计紧急停止的次数。待意外消除，松开急停开关QS，按下启动按钮SB5或触摸屏运行监控界面的启动键，设备继续运行。

（4）意外断电处理

当设备在意外情况下掉电，恢复供电时， HL1~HL4顺序点亮，延时3S后设备回到初始状态，指示灯灭。同时触摸屏历史记录界面里 “异常断电次数”栏中显示累计次数。

5. 触摸屏异常情况记录界面

    触摸屏历史数据界面包含了急停次数显示、异常断电次数显示、掉料次数显示以及上次登录时间记录显示等信息，界面效果如图7所示：

图7触摸屏历史数据界面

三、你需要记录的文字和数据

1、你使用的PLC型号是         ，它采用         输出方式。

2、16位数据传送指令是         ，32位数据传送指令是         。

3、你使用的变频器型号是         ，根据题目要求，在设置变频器参数时，传送带高速运行时将变频器         参数设置为35HZ, 传送带中速运行时将变频器         参数设置为30HZ, 传送带低速运行时将         参数设置为25HZ，设置电机额定电压的参数是         ，设置电机额定频率的参数是         。