XX生产设备的组装与调试

一、××加工设备情况简介

××加工设备（以下简称加工设备）是将毛坯（试件为金属件）用机械手搬运到加工传送带上，再由传送到各加工位置进行加工的设备。该加工设备由毛坯放置台，气动机械手，皮带输送机等部件组成，各部件和一些主要元件的名称、安装位置如图1所示。

漫射型光电传感器 单出杆气缸A 单出杆气缸B 毛坯放置台 光电传感器 工作位置1 工作位置2 气手爪 机械手手臂 机械手悬臂 旋转气缸 电容式 接近开关 出料斜槽1 电感式 接近开关 出料斜槽2 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

图1 ××加工设备示意图 加工设备中各元、器件的作用如表1所示。 元器件名称 双控电磁阀1 双控电磁阀2 双控电磁阀3 双控电磁阀4 单控电磁阀1 单控电磁阀2 按钮SB1 按钮SB4 按钮SB5 指示灯HL1 蜂鸣器 - 1 -

作用 机械手旋转气缸 机械手悬臂气缸 机械手手臂气缸 机械手手指气缸 单出杆气缸A 单出杆气缸B 代替过载保护装置触点 加工设备启动按钮 加工设备停止按钮 皮带输送机等待指示 过载报警 将需要加工的毛坯放在毛坯放置台上，由机械手搬运，通过皮带输送机的进料孔放上传送带，由皮带输送机将毛坯传送到工作位置1时停止，进行第一道工序的加工。再由皮带输送机将工件（毛坯经加工但还没有完成加工的物件，称做工件）传送到工作位置2，进行第二道工序的加工。然后皮带输送机反向运转，将工件传送回位置1，进行第三道工序的加工。

毛坯经三道工序加工，成为产品，由皮带输送机将其传送到位置2，由气缸B活塞杆伸出，将产品推入出料斜槽2。

加工设备完成一个产品的加工后，紧接着完成下一个产品的加工。

二、加工设备的动作和控制要求

接通加工设备的电源前，应将动作过的保护元件的触点复位，并使机械手处于左极限位置和各气缸活塞杆处于缩回的位置。

1. 毛坯完好（试件为金属件）时，加工设备的动作

接通电源后，若保护元件触点的状态、机械手和各气缸活塞杆的位置正确，按下SB4，指示灯HL1亮，设备开始工作。

在毛坯放置台的光电传感器检测到有毛坯时，气动机械手悬臂伸出→手臂下降→气爪将工件夹紧。夹紧1s后，手臂上升→悬臂缩回→转动至右侧极限位置→然后悬臂伸出→手臂下降→气爪放松，通过进料孔将工件放到皮带输送机的传送带上。机械手放下夹持的工件1s后，手臂上升→悬臂缩回→转动至左侧极限位置停止。

当皮带输送机进料孔位置的漫射型光电传感器检测到工件后，指示灯HL1熄灭，拖动皮带输送机的交流电动机以25Hz的频率起动，皮带输送机中速运转传送毛坯。当毛坯运行到工作位置1时，皮带输送机停止3s，进行第一道工序的加工。

完成毛坯加工，拖动皮带输送机的交流电动机以15Hz的频率起动，皮带输送机低速运转传送被加工过的工件到工作位置2时，停止3s，进行第二道工序的加工。完成后，拖动皮带输送机的交流电动机以25Hz的频率起动，皮带输送机中速运转传送工件返回工作位置1，停止3s，进行第三道工序的加工，使工件变为成品。

工件变为成品后，拖动皮带输送机的交流电动机以25Hz的频率起动，皮带输送机中速运转传送成品到工作位置2停止，由气缸B的活塞杆伸出→将成品推入出料斜槽2→气缸B的活塞杆缩回。

气缸B的活塞杆缩回后，指示灯HL1亮，表示设备准备又一次进行将毛坯变为成品的加工。

为了保证设备的工作，只允许一个工件在皮带输送机上传送与加工，因此必须保证只有在皮带输送机停机等待（指示灯HL1亮）的期间，机械手才能向通过进料孔向传送带放毛坯。但若皮带运输机停机等待时间超过10s，指示灯HL1由亮变为每秒闪1次，提示尽快将毛坯搬运到皮带输送机，直到皮带输送机位置B的漫射型光电传感器检测到毛坯后自动熄灭。

2. 当毛坯有缺陷（试件为塑料件）时，加工设备的动作

放置台上的毛坯有缺陷，则机械手将有缺陷的毛坯搬运到传送带上后，指示灯HL1熄灭，

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由皮带输送机将有缺陷的毛坯传送到工作位置1时停止，由气缸A活塞杆伸出→将有缺陷的毛坯推入出料斜槽1→气缸A活塞杆缩回。气缸A活塞杆缩回后，指示灯HL1亮。

【提示】漫射型光电传感器对不同材质的物件，有不同的检测距离，。

3. 加工设备的保护装置

（1）原位保护 系统工作前，必须确保各器件在原点位置，当不符合原点位置要求时，按下SB4系统也不能起动。原点位置要求：

①过载保护装置的触点（按钮SB1常开触点断开）复位；

②机械手气爪松开，机械手手臂、悬臂气缸活塞杆缩回，机械手停止在左侧的极限位置； ③皮带输送机拖动电动机停转，两个单出杆气缸活塞杆缩回。

（2）断电时的保护 突然断电，设备停止工作，但若机械手夹持的毛坯不能松开。恢复供电后，设备应接着断电前所处的工作状态运行。但如果工件进行第二道工序加工时发生断电，该工件将报废。即电源恢复后，该工件应以中速返回到工作位置1，由气缸A推出，再继续正常运行。

（3）过载保护 当皮带输送机发生过载时，过载触点动作（按钮SB1按下，常开触点接通），此时蜂鸣器鸣叫，提示发生过载。若过2s后过载仍未消除，则皮带输送机停止运行。此时机械手仍继续夹持零件直至传送到皮带输送机的下料位置停下等待。当过载消除（按钮SB1复位，常开触点断开）后，蜂鸣器停止鸣叫。按钮SB1复位后，按下启动按钮SB4，皮带输送机重新按停止的状态上继续运行。若是传送带上有工件，则该工件应该当作有缺陷处理，即在过载解除后，该工件应被推入出料斜槽1，然后HL1发光，等待机械手从皮带轮输送机进料口放入下一个毛坯。

（4）设备的正常停止 设备在工作过程中，按下停止按钮SB5，设备在完成当前毛坯的加工并将该成品推入出料斜槽2后，设备恢复到原位后停止。

三、工作任务

任务1：根据加工设备示意图，调节各部件位置，完成设备的组装。 要求：

（1）应保证组装后，设备的机械手能把毛坯准确地从毛坯放置台搬运到皮带输送机的进料孔。

（2）应保证三相交流异步电动机转轴与皮带输送机传动轴的同心度，以电动机拖动皮带输送机时，不发生震动为符合要求。

任务2：按加工设备的动作和控制要求，画出电气原理图并完成电路连接。 要求：

（1）电气原理图的绘制，图形符号的使用应符合中华人民共和国国家标准。使用非中华人民共和国国家标准的图形符号时，应说明参照的标准名称；

（3）电气原理图应画在《加工设备电气控制原理图》的图纸上。

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（4）电路连接应符合工艺要求和安全要求，所有导线应放入线槽，导线与接线端子连接处应套编号管并有相应的编号。

（5）元件、器件的金属外壳，应可靠接地。

任务3：按加工设备的动作和控制要求，画出气动系统图并完成气路连接。 要求：

（1）气动系统图的绘制，图形符号的使用应符合中华人民共和国国家标准。使用非中华人民共和国国家标准的图形符号时，应说明参照的标准名称；

（2）气动系统图应画在《加工设备气动系统图》的图纸上。

（3）不得使用漏气的气管和管路附件；气管与管接头的连接应牢固、可靠。 任务4：根据加工设备的动作和控制要求编写PLC控制程序和设置变频器参数 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。 任务5：调试加工设备的机械部件和PLC控制程序 要求：

（1）机械部件、传感器等元件的安装位置及其PLC的控制程序应相互配合，协调动作，保证分拣和加工的准确；

（2）机械部件、传感器等元件的安装位置及其PLC的控制程序应保证皮带输送机启动和停止的位置和时间的准确。

（3）调节气路中的流量调节阀，使气缸活塞杆伸出和缩回的速度适中。 注意：

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请您在完成工作任务的过程中，遵守安全操作规程 加工设备电气控制原理图 设 计 绘 图

图 号 比 例 电工电子技术技能竞赛组委会 - 5 -

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加工设备气动系统图 设 计 绘 图 图 号 比 例 电工电子技术技能竞赛组委会 机电一体化设备组装与调试（教师组）技能竞赛评分表

工位号 项工作目配分 评分项目 扣分标准 任务 配分 设 备 部件安装位置、皮带松紧、零件松动等，2分/处，本任务最10 组 多扣10分 装 短路或熔断调试时短路，10分/次；交卷后通电短路，扣20器熔断 分；调试过程中熔断器熔断，5分/次 电路图（10分） 电气原理 6 电路原理、标注错误1分/处，最多扣5分 符号不符标准且未做说明，0.5分/个，最多图形符号 4 扣4分 电路连接（10分） 连接错误，1分/处；接线端子连接的导线正确与安全 7 没有编号管，0.5分/个，最多扣3分 接线端子导线超过2根、导线露铜过长、连接工艺 3 布线零乱：2分/每处，最多扣3分 气动系统图与气路（10分） 气动原理错误，2分/每处；元件图形符号气动系统图 6 不符标准，1分/个；最多扣6分 漏气，调试时掉管，0.5分/每处，气管过长，气路连接 4 电 影响美观或安全，1分/每处，最多扣4分 路 毛坯完好时设备的动作（30分） 与 30 动作指示灯 5 HL1不能按要求亮灭，2分/个 气 不能搬运毛坯，扣10分；机械手动作顺序路 机械手动作 10 与要求不符，2分/处。 皮带输送机动作与要求不符，皮带速度与要求不符，15 动作 气缸动作与要求不符，3分/处 毛坯有缺陷时设备的动作（10分） 有缺陷的毛坯不能推入槽1，不得分。动作不符要求，指示灯HL1亮灭不符要求，2分/处 保护与停止（20分） 正常停止 3 按停止按钮，设备不能停止不得分 各元器件未复位，按SB4设备启动，2分/原位保护 5 处，最多扣5分 6 过载时蜂鸣器不鸣响、设备不动作、排除过载保护 故障后设备动作不符要求，2分/处，最多扣6分 恢复供电后设备动作不符要求，2分/处，断电保护 6 最多扣6分 扣分 任得务 分 得分 评委签名

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赛场情况记录

记录情况 情况与后果 情 况 记 录 参赛选手 签名确认 赛场纪律 违反赛场规定和纪律，故意损坏赛场设施或设备经监考老师警告第一次扣5分，第二次扣10分，第三次取消竞赛资格。 安全文明操作情况记录 安全操作 带电进行电路连接或改接未触电者，扣5分/次；造成触电，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 取消竞赛资格离场时间 工作时间记录 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

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