2024年自动线安装与调试竞赛试题

发布 2023-12-27 13:50:07 阅读 8241

[,自动线装配与调试。任。务。

书。工位号:

一、竞赛设备及工艺过程描述。

yl-335b自动生产线由供料、装配、加工、分拣和输送等5个工作站组成,各工作站均设置一台plc承担其控制任务,各plc之间通过rs485串行通信的方式实现互连,构成分布式的控制系统。

系统主令工作信号由连接到输送站plc的触摸屏人机界面提供,整个系统的主要工作状态除了在人机界面上显示外,尚须由安装在装配单元的警示灯显示启动、停止、报警等状态。

自动生产线的工作目标是:按计划对一批白色或黑色塑料工件进行嵌入零件装配和压紧加工,然后进行成品搭配分拣。所嵌入的零件是金属或白色的小园柱零件,已装配和加工的成品工件如图1所示。

图1 已完成装配和压紧加工的工件。

成品搭配分拣成两种套件,第一种套件由一个内嵌金属零件的白色工件和一个内嵌白色零件的白色工件组合而成,第二种套件由一个内嵌金属零件的黑色工件和一个内嵌白色零件的黑色工件组合而成。每当一套套件在分拣单元被分拣推出到相应的出料槽后,即被后序的打包工艺设备取出。

二、需要完成的工作任务。

一)自动生产线设备部件安装。

完成yl-335b自动生产线的供料、装配、加工、分拣单元和输送单元的部分装配工作,并把这些工作单元安装在yl-335b的工作桌面上。

2、yl-335b自动生产线各工作单元装置部分的安装位置如图5所示。图中,长度单位为毫米。

图5 yl-335b自动生产线设备俯视图。

1、各工作单元装置侧部分的装配要求如下:

加工和装配工作单元装置侧部分的机械部件安装、气路连接工作已完成,选手须进一步按工作任务要求完成该单元在工作桌面上的定位,并进行必要的调整工作。

完成供料单元装置侧部分部件的安装和调整以及工作单元在工作台面上定位。装配的效果图如图2所示。

图2 供料单元装配效果图。

完成分拣单元分拣单元装置侧部分部件的安装和调整以及工作单元在工作台面上定位。装配的效果图如图3所示。

图3 分拣单元装置侧装配效果图。

完成输送单元在工作台面上定位,装置侧各部件的安装和调整。输送单元装置侧装配效果图如图5所示。

图4 输送单元装置侧效果图。

(二)气路连接及调整。

1、按照图6、图7和图8所示的供料、分拣和输送单元气动系统图完成该三个工作单元的气路连接,并调整气路,确保各气缸运行顺畅和平稳。

图6 供料单元气动系统原理图。

图7 分拣单元气动系统原理图。

图8 输送单元气动系统原理图。

2、检查加工和装配单元各气缸初始位置是否符合下列要求,如不符合请适当调整。

加工单元的冲压气缸处于缩回状态、夹紧工件的气动手指处于张开状态,控制滑动加工台的直线气缸处于伸出状态。

装配站的挡料气缸处于伸出状态,顶料气缸处于缩回状态。装配机械手的升降气缸处于提升状态,伸缩气缸处于缩回状态,气爪处于松开状态。

完成气路调整,确保各气缸运行顺畅和平稳。

三)电路设计和电路连接。

1、装配单元的电气接线已经完成,表1(a)、(b) 列出了plc的i/o分配表,作为程序编制的依据。

表1(a) 装配单元plc(s7-200系列)的 i/o信号表。

表1(b) 装配单元plc(fx系列)的 i/o信号表。

2、加工单元的电气接线已经完成,请根据实际接线确定plc的i/o分配,作为程序编制的依据。

3、供料单元plc侧已经完成接线,请核查接线端口所对应的i/o信号,确定i/o分配,然后据此完成装置侧的电气接线。

4、设计分拣单元的电气控制电路,并根据所设计的电路图连接电路。电路图应包括plc的i/o端子分配和变频器主电路及控制电路。电路连接完成后应根据运行要求设定变频器有关参数(其中要求斜坡下降时间或减速时间参数不小于1s),变频器有关参数应以**形式记录在所提供的电路图上。

5、设计输送单元的电气控制电路,并根据所设计的电路图连接电路;电路图应包括plc的i/o端子分配、伺服电机及其驱动器控制电路。电路连接完成后应根据运行要求设定伺服电机驱动器有关参数,参数应以**形式记录在所提供的电路图上。

6、说明: 所有连接到接线端口的导线应套上标号管,标号的编制自行确定。

plc侧所有端子接线必须采用压接方式。

四)各站plc网络连接。

对不同厂家plc的系统,所指定的网络通信方式如下:

采用西门子s7-200系列时,指定为ppi方式,并指定输送单元作为系统主站。

采用三菱fx系列时,指定为n:n方式,并指定输送单元作为系统主站。

五)连接触摸屏并组态用户界面。

触摸屏应连接到系统中主站plc的相应接口。在tpc7062ks人机界面上组态画面,要求用户窗口包括欢迎界面、输送站测试界面和主界面三个窗口。

1、欢迎界面是启动界面,触摸屏上电后运行,欢迎界面屏幕上方的标题文字向左循环移动,循环周期约14秒,当触摸欢迎界面上任意部位时,都将切换到输送站测试界面。欢迎界面如图9所示,其中的位**件存放在个人计算机的“d:\技术文档\”文件夹中。

图9 欢迎界面。

2、输送站测试界面应按照下列功能要求自行设计:

输送站测试包括抓取机械手装置单项动作测试和直线运动机构驱动测试。测试界面应能实现两项测试内容的切换。

使用界面中的开关、按钮等元件,提供抓取机械手装置单项动作测试的主令信号。单项动作测试包括:升降气缸的提升/下降;手臂伸缩气缸的伸出/缩回;气动手指的夹紧/松开;摆动气缸的左旋/右旋。

使用界面中的指示灯元件,显示测试时各气缸的工作状态。

使用界面中的选择开关元件,提供直线运动机构驱动测试时运行速度的档次信号。界面上应能显示当前抓取机械手沿直线导轨运动的方向和速度数值。

测试界面应提供切换到主界面的按钮,在单站测试完成条件下,可切换到主窗口界面。

3、主窗口界面如图10所示。其界面组态应具有下列功能:

图10 主窗口界面。

提供系统工作方式(单站/全线)选择信号和系统启动信号。

在人机界面上可设定计划生产套件总数,并生产过程中显示尚须完成的套件总数。

在人机界面上设定分拣单元变频器的运行频率(40hz~50hz)。

在人机界面上动态显示输送单元机械手装置当前位置(以原点位置为参考点,度量单位为毫米)。

指示网络的运行状态(正常、故障)。

指示各工作单元的运行、故障状态。其中故障状态包括:

供料单元的供料不足状态和缺料状态。

装配单元的供料不足状态和缺料状态。

输送单元抓取机械手装置越程故障(左或右极限开关动作),以及工作单元运行中的紧急停止状态。发生上述故障时,有关的报警指示灯以闪烁方式报警。

当系统停止全线运行时,若工作方式选择到单站方式,按下“返回”按钮,返回到输送站测试界面。

(六)程序编制及调试。

系统的工作模式分为单站测试和全线运行模式。系统上电后应首先进入单站测试模式。仅当所有单站在停止状态且选择到全线方式,以及人机界面中选择开关置为全线运行方式,系统才能投入全线运行。

若需从全线运行模式切换到单站测试模式,仅当系统工作停止后人机界面中选择开关切换到单站模式才有效。各工作站要进行单站测试,其按钮/指示灯模块上的方式选择开关应置于单站方式。

1、单站测试模式。

供料站单站测试要求:

设备上电和气源接通后,若工作单元的两个气缸满足初始位置要求,且料仓内有足够的待加工工件,出料台上没有工件,则“正常工作”指示灯hl1常亮,表示设备准备好。否则,该指示灯以1hz 频率闪烁。

若设备准备好,按下启动按钮sb1,工作单元将处于启动状态。这时按一下推料按钮sb2,表示有供料请求,设备应执行把工件推到出料台上的操作。每当工件被推到出料台上时,“推料完成”指示灯hl2亮,直到出料台上的工件被人工取出后熄灭。

工件被人工取出后,再按sb2,设备将再次执行推料操作。

若在运行中料仓内工件不足,则工作单元继续工作,但“正常工作”指示灯hl1以1hz的频率闪烁。若料仓内没有工件,则hl1指示灯和hl2指示灯均以2hz频率闪烁。设备在本次推料操作完成后停止。

除非向料仓补充足够的工件,工作站不能再启动。

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