教师组技能竞赛试题

12007年机电一体化技能竞赛试题（教师组）考试日期2007-11-考试用时210分钟开考时间工位号本份试卷共10页2图1零件分拣设备示意图中转盘警示灯滑槽零件提升机械手装置零件进口皮带输送机零件出口斜槽2零件出口斜槽1零件推出装置2零件推出装置1三相交流电动机在生产线的终端安装了一台零件分拣设备。生产线加工形状相同，但材料不同的两种零件。其中一种零件的材料为金属，另一种零件的材料为塑料。加工完毕后，将这两种零件放入中转盘，由中转盘将这两种元件送到相应的传动机构进行分拣。一、设备组成概述零件分拣设备如图1所示，由零件传送和分拣两部分组成：31.零件传送由中转盘、零件提升机构和机械手等组成。中转盘由DC24V直流电动机拖动，将生产线加工完毕的零件送入滑槽。零件提升机构由单出杆气缸和相应的控制元件、提升架等组成，将到达滑槽底部的零件提升到规定的位置，方便机械手抓取。机械手由气爪、负责气爪前后移动的单出双杆气缸、负责气爪上下移动的单出杆气缸和负责气爪左右摆动的旋转气缸组成。气爪装有夹紧位置传感器，气缸两端安装有用于检测活塞杆伸出与缩回位置的磁性开关，机械手的两旁装有限制旋转气缸左右旋转位置的传感器。机械手将经提升后的零件搬运到分拣装置的零件进口。2.零件分拣零件分拣由零件进口、皮带输送机、零件推出装置和零件出口斜槽等组成。皮带输送机由带变速箱的额定电压为380V，额定频率为50Hz的三相交流异步电动机拖动。皮带输送机将由机械手搬运来的零件输送到相应位置。零件推出装置由电感式（或电容式）传感器和单出杆气缸组成，传感器检测零件的材料并确定推出的位置，单出杆气缸的活塞杆伸出，将零件推入零件出口斜槽。单出杆气缸上装有磁性开关，检测活塞杆伸出和缩回的位置。二、设备工作情况描述1.有关元件的初始位置有关元件的初始位置如下表：序号元件名称初始位置1零件提升气缸（单出杆气缸）活塞杆伸出2机械手悬臂（旋转气缸）左侧极限位置3机械手悬臂气缸（单出双杆气缸）活塞杆缩回4机械手升降气缸（单出杆气缸）活塞杆缩回5机械手夹紧气缸（气爪气缸）气爪松开6零件推出气缸1（单出杆气缸）活塞杆缩回7零件推出气缸2（单出杆气缸）活塞杆缩回4设备工作前，必须确保各有关元件在初始位置。若其中有元件不在初始位置，则系统不能起动。2.工作循环在各有关元件初始位置正确的情况下，按下启动按钮SB4，中转盘启动。当零件提升机构的光电开关检测到有零件到达提升位置时，中转盘停止转动的同时，提升架上升，将零件提升到机械手夹持位置。提升架在该位置保持到将零件搬运到皮带输送机且推入零件出口斜槽。零件提升机构将零件提升到位时，机械手悬臂伸出→气爪下降到零件位置→气爪夹紧零件→气爪夹持零件上升到位→机械手悬臂缩回→机械手悬臂向右旋转到位→机械手悬臂伸出，对准零件进口→气爪夹持零件下降到极限位置→气爪松开零件，将零件从零件进口放在皮带输送机上→气爪回升到位→机械手悬臂缩回→机械手悬臂向左旋转到位待命。当皮带输送机零件进口位置的传感器识别有零件后，三相交流异步电动机以12Hz的频率启动，将零件向前输送。若零件的材料为金属，则在零件出口斜槽1的位置，皮带输送机停止，零件推出装置1的气缸活塞杆伸出，将金属零件推入零件出口斜槽1后，气缸活塞杆缩回；若零件的材料为塑料，则在零件出口斜槽2位置，皮带输送机停止，零件推出装置2气缸活塞杆伸出，将金属零件推入零件出口斜槽2后，气缸活塞杆缩回。零件推出装置的气缸活塞杆缩回后，零件提升机构的提升架下降回原位，中转盘转动，进行下一个零件的分拣。当推出2个零件后，拖动皮带输送机的三相交流异步电动机运行频率改变为20Hz，以加快零件分拣的速度。3.设备停止工作若设备机械手没有夹持零件，按下停止按钮SB5，设备将传送带上的零件分拣完成后，设备返回初始状态，停止工作；若设备机械手夹持有零件，按下停止按钮SB5，则机械手应继续将零件放5入传送带上，且在该零件被推入相应料槽后，设备返回初始状态，停止工作。4.设备的保护（1）中转盘无零件处理中转盘转动时间超过10s而零件提升机构的光电开关未检测到零件，则视为中转盘没有零件。此时蜂鸣器HA报警，直至零件提升机构的光电开关检测到有零件，蜂鸣器HA停止，恢复设备正常工作状态。（2）若因突发故障需进行急停，可按下急停按钮QS（按下后锁死），此时系统运行全部停止。此时，若机械手夹持有零件，则要保持夹持状态，以防止物料在急停时掉下发生事故。故障处理完毕后，可松开急停按钮QS，此时，系统将在停止时保持的状态上继续运行。（3）断电保持功能，如遇突然断电情况，在恢复供电后，设备接着断电前的状态继续运行。特别是在机械手夹持有零件有零件的情况下，断电时不容许零件掉落，以免发生安全事故。三、需要完成的工作任务1、画出PLC与外围设备的连接图要求：（1）用黑色铅笔绘图（2）用规定的符号和文字符号（3）绘图要求清晰规范2、安装、调试系统任务：请你根据控制系统的动作和控制要求，组装、调试该控制系统的设备。要求：（1）在完成规定的工作任务时，请注意：指示灯、蜂鸣器、按钮开关在按钮开关模块上。请通过安全插拔线与PLC主机相连。（2）所有的导线与接线端子的连接应牢固可靠；接线端子上连接的导线露铜不超过2毫米。6（3）导线必须放入线槽内。（4）连接满足题目控制要求的气路。（5）按照题目要求装配、调试系统。3、保存控制程序新建一个文件夹，将你编写的程序保存在计算机内，并且将保存的路径，存盘的文件名填在下边。不将程序存盘，造成后果由其本人负责存盘路径文件名四、系统使用的部分元件对应表序号系统中的元件按钮开关模块上的元件名称1启动按钮SB4SB42停止按钮SB5SB53急停开关QSQS4蜂鸣器HAHA7PLC与外围设备的连接图8机电一体化（教师组）技能竞赛评分表工位号存盘路径工作任务配分评分项目项目配分扣分标准扣分得分任务得分设备组装及电路、气路连接40设备组装（16分）部件安装位置错误、部件不到位、零件松动、皮带松紧不符要求，扣2分/处电路（20分）图形符号4符号、图形不符标准或未做说明，0.5分/个，最多扣4分电气原理与电路连接8电路原理错误或接线错误，最多扣8分连接工艺8接线端子导线超过2根、导线露铜过长、未入线槽、布线零乱：0.5分/每处，最多扣4分；接线端子连接的导线没有编号管或者编号错误，0.5分/处，最多扣4分。气路（4分）漏气，调试时掉管，0.5分/每处，气管过长或过短，影响美观或安全，1分/每处，最多扣4分程序与调试60中转盘动作6HL1未按要求亮灭，2分/处，最多扣6分机械手动作8不符合控制要求，2分/处，该项最多扣8分金属件处理10不能在位置1推出，扣5分；气缸、传送带动作不符合控制要求，2分/处；该项最多扣20分塑料件处理10不能在位置2推出，扣5分；气缸、传送带动作不符合控制要求，2分/处；该项最多扣10分传送带的运行频率4运行频率不符合要求的每处，2分/处，该项最多扣4分相关保护功能（22分）初始位保护2无初始位保护，扣2分无料报警4无此项功能，扣4分，报警不符合要求的，1分/处，该项最多扣4分正常停止4不可停止，扣4分；停止时不符合要求的，1分/处，该项最多扣4分急停6不可急停，扣6分；停止时不符合要求的，2分/处，该项最多扣6分断电保持6无此功能，，扣6分；急停不符合要求的，2分/处，该项最多扣6分9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。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赛场工作人员签名参赛选手签名确认（签工位号）10