(2015)机电一体化项目(235A)国赛任务书5283.pdf

全国职业院校技能大赛中职组机电一体化设备组装与调试赛项 插装机器人组装与调试 工 作 任 务 书（02）中国.山东.潍坊 2015.6 工作任务与要求 一、按零件抓取位置部件组装图（图号 00-1）、上一工位送件机构组装图（图号 00-2）、传感器支架及导块组装图（图号 00-3）组装插装机器人的部件，按插装机器人组装图（图号 01）组装插装机器人，并满足图纸提出的技术要求。二、按插装机器人电气原理图（图号为 02）连接插装机器人的控制电路，你连接的电路应符合工艺规范要求。图 1 零件及其插装位置 三、按插装机器人气动系统图（图号 03）连接插装机器人的气路，使其符合工艺规范要求。四、请你正确理解插装机器人的零件插装要求、意外情况的处理等，制作触摸屏的界面，编写插装机器人的 PLC 控制程序和设置变频器的参数。注意：在使用计算机编写程序时，请你随时在计算机 E 盘保存已编好的程序，保存文件名为工位号加 A（如 03 号工位文件名为“03A”）。五、请你安装、调整传感器的位置和灵敏度，调整机械部件的位置，完成插装机器人的整机调试，使插装机器人能按照要求完成插装生产任务。六、请你填写组装与调试记录中的有关内容。注意！本次组装与调试的插装机器人，用触摸屏控制。你可以同时使用触摸屏和按钮模块上按钮、开关控制，但没有加分。你也可以单独使用按钮模块上的按钮、开关控制。这时，你需要在插装机器人电气原理图上画出增加的电路，但原电路不能改动。单独使用按钮模块上的按钮、开关控制不能得触摸屏的相关分。插装机器人说明 生产某产品的自动生产线上的某一个工作位置（以下简称本工位），插装机器人要在产品上插入 3 种零件，产品上零件的插装位置及插装的零件如图1 所示。图中 A 为白色塑料零件，B 为金属零件，C 为黑色塑料零件。插装机器人各部件名称及其安装位置如图 2所示。图 3 接通电源时触摸屏的首页界面 图 4 要求输入密码时的首页界面 图 5 输错密码时的首页界面 图 6 再次输错密码时的首页界面 图 7 插装机器人的调试界面 图 2 插装机器人部件名称及其安装位置 零件 A 抓取位置 上一工位零件入口 零件 B 抓取位置 零件 C 抓取位置 零件插装位置 出口导块 到下一工位产品出口 废品出口 电感、光纤传感器 光电传感器 推送气缸 三相交流电动机 插装的零件 上一工位送件机构 插装机器人运行前，机械手停靠在零件C 抓取位置的上方、手臂缩回、手爪夹紧、推送气缸的活塞杆缩回、各电动机不转动为初始状态。若插装机器人的上述部件不在初始状态，用手动方式使其处于初始状态。接通电源、PLC 通电后，有关部件在初始状态，绿色警示灯亮，同时插装机器人的触摸屏显示首页界面如图 3 所示。按调试键，可对插装机器人进行调试；按运行键，可使插装机器人运行；按关机键，则触摸屏显示界面黑屏，PLC 停止输出；你只有断开插装机器人的电源后重新接通，才能重新启动触摸屏。一、插装机器人的调试 按下触摸屏首页界面上的调试键，界面出现要求输入密码的对话框如图4 所示。输入正确密码“135”，则界面切换到插装机器人的调试界面，可进行插装机器人的调试。若输入的密码不正确，则弹出要求重新输入密码的对话框如图 5 所示。输入正确密码，可进入调试界面。输入密码仍然不对，则弹出如图6 所示的警告。你只有断开插装机器人的电源后重新接通，才能操作插装机器人。调试机器人图 8 按下调试部位键的调试界面 图 9 调试时零件的插装要求 的界面如图 7 所示，在插装机器人的调试界面上，先按下本工位调试键或工位间调试键（按下一个键后按第二个键，后按的一个键无效）。就可对操作机器人进行调试。（一）本工位调试 按下插装机器人的调试界面上的本工位调试键，该键变色点亮。再按下调试键，调试键变色点亮如图 8 所示同时，机械手到零件抓取位置抓取零件，按如图 9 所示的要求插装。改变产品的插装位置时，拖动皮带输送机运行的三相交流异步电动的三相电源的频率为25Hz。在调试过程中，按下暂停键（只有选择了调试种类并按按下调试键，按暂停键才有效），运行部件停止，可对本工位相关部件的安装位置、产品插装位置等进行调整。调整完成后，再按暂停键，当前调试的部件接着暂停时的状态继续运行。完成零件的插装，本工位调试自动停止，调试键恢复原色；需要再次进行本工位调试，可按下调试键；在调试过程中或调试自动停止后按下停止键，终止本工位调试，本工位调试键恢复原色。在按下停止键、本工位调试键恢复原色后，才可按工位间调试键进行工位间部件的调试，或按返回首页键，触摸屏界面回到首页。（二）工位间调试 按下插装机器人的调试界面上的工位间调试键，该键变色点亮。再按下调试键，调试键变色点亮的同时，上一工位的直流电动机转动，同时变频器输出频率为 50Hz 的三相交流电，使皮带输送机的三相交流异步电动机转动。直流电动机带动拨杆送出一个零件停止，送出的零件到达传送带上，将零件送到插装位置停止 2s，然后变频器输出频率为 25Hz 的三相交流电使皮带输送机运行，将零件送到推送气缸位置停止，由推送气缸将零件送到废品出口槽后自动停止。对工位间相关部件进行调整、终止工位间调试、返回首页界面等，需要操作的按键，与本工位调试需要操作的按键相同。二、插装机器人的运行 在插装机器人首页界面，按下运行键，并输入正确密码“246”（输入密码错误，触摸屏出现的情况与前述选择调试时的情形相同。），进入如图 10 所示的插装机器人运行界面。插装机器人有两种工作方式，两种工作方式只能选择一种。可按插装机器人运行界面的工作方式键选择，插装机器人按选择的工作方式运行。选择工作方式，该工作方式键变色，按下启动键，运行指示灯亮。如图 11 所示。（一）工作方式一 图 10 插装机器人的运行界面 图 12 插装机器人的数据记录界面 图 13 完成一定数量插装的数据记录界面 图 11 按下启动按钮的触摸屏运行界面 按插装机器人运行界面上的工作方式一键，再按启动键后，上一工位送件机构的直流电动机转动，同时变频器输出 25Hz 的三相交流电，使皮带输送机的三相交流异步电动机转动。送件机构随机从零件 A、零件 B、零件 C 三种零件中送出一个零件；送出的零件到达皮带输送机，直流电机停止转动；皮带输送机上的零件到达插装位置时，皮带输送机停止。停止 2s 后皮带输送机仍按变频器输出25Hz时的速度运行，调整产品上的插装位置。完成产品上的插装位置调整后，皮带输送机停止，机械手抓取零件到插装位置进行插装。机械手插装零件后，再次调整产品上的零件插装位置，直到产品上所有插装位置都插装上需要的零件。产品上所有插装位置都插装上需要的零件后，变频器输出频率为 50Hz 的三相交流电使皮带输送机运行 5s，将完成零件插装的产品送到“到下一工位产品出口”。将完成插装的产品送到下一工位后，自动按上述方式完成下一产品的零件插装。直到按下停止键。插装过程中，可按插装机器人运行界面上的查询键，弹出如图 12 所示的数据记录界面。在界面中，插装状态显示当前产品的插装情况，在某位置插装零件后，该位置变为绿色。完成插装产品数表示完成插装并送入下一工位的产品数量。零件使用统计的数量为在插装过程中，使用零件的总数，包括在插装过程中废品的零件数量和从机械手手爪中脱落的零件数量。图 13 所示为没有意外情况下完成 24 个产品插装，现在正进行第25 个产品插装且在位置和位置插装了零件的数据记录。按下数据记录界面中的返回键，界面回到插装机器人运行界面。在正常情况下，按触摸屏的插装机器人运行界面上的停止键，完成当前产品的插装后停止运行，界面自动返回首页。（二）工作方式二 在 插装机器人运行 界面上未选择工作方式或终止了工作方式一的情况下，可选择工作方式二。按下工作方式二键，工作方式二键变色，再按下启动键，运行指示灯亮，上一工位送件机构的直流电动机转动，同时，变频器输出 25Hz 的三相交流电，使皮带输送机的三相交流异步电动机转动。上一工位送件机构随机从零件 A、零件 B、零件 C 三种零件中送出不相同的两个零件后，机械手才能从零件抓取位置抓取零件进行插装。两个零件送到传送带后的插装要求、插装过程、记录的数据等与工作方式一相同。（三）意外情况 1.零件抓取位置缺零件 机械手在零件抓取位置没有抓到零件时，机械手停在零件抓取位置，手爪张开 3s 后再抓一次，若还没有抓到零件，则机械手返回初始状态、触摸屏上的蜂鸣器应鸣叫报警。报警时按插装机器人运行界面上的急停键，蜂鸣器停止鸣叫，插装机器人运行界面上的故障指示灯亮，待补充零件后，再次按操作机器人运行界面上的急停键，插装机器人运行界面上的故障指示灯熄灭，机械手重新抓取零件到插装位置。2.机械手抓取的零件脱落 机械手抓取的零件在前往插装位置途中，零件脱落时，机械手停止运行，界面上的故障指示灯亮。按插装机器人运行界面上的急停键，界面上的故障指示灯熄灭，机械手返回零件抓取位置，重新抓取零件到插装位置进行插装。3.上一工位送来两个相同零件 在工作方式二中，上一工位送来两个相同零件，这时，将送来的两个零件视为不合格零件，不合格零件形成废品。不合格零件由皮带输送机送到推送气缸处，推送气缸活塞杆伸出将其推送到废品出口槽内后，开始下一个产品的零件插装。组装与调试记录 工位号 1.本次组装与调试的插装机器人，让机械手转动的气动执行元件的名称是 ，型号为 。（1 分）2.拖动皮带输送机的电动机为 电动机，该电动机的磁极对数为 ，当该电动机的电源频率为 50Hz 时，其旋转磁场的转速为 r/min，改变该电动机的电源频率时，电动机的 也改变。（2 分）3.在插装机器人的插装位置，安装的传感器为 ，这个传感器的型号为 。（1 分）4.本次组装与调试的插装机器人，使用磁性开关（接近开关）检测气缸中 活塞杆的位置，在电路图中，磁性开关的图形符号为 。（0.5 分）5.插装机器人的推送气缸为双作用单出单杆气缸，在气动系统图中，双作 用单出单杆气缸的图形符号为 。（0.5 分）6.在电路图中，用图形符号表示 ，表示 。（1 分）7.本次组装与调试的操作机器人，在上一工位零件进入口附近的一个支架上安装了一个检测光通量小的光纤传感器（检查黑色元件）、一个检测光通量大的光纤传感器（检测白色元件）和一个 传感器；当上一工位送来零件 A 时，能检查到信号的传感器为 ，当上一工位送来零件 B 时，能检查到信号的传感器为 ，当上一工位送来零件 C 时，能检查到信号的传感器为 。（2 分）8.在本次组装与调试的过程中，测量尺寸用的 300mm 钢直尺，刻度为 010mm 区间，钢直尺的最小刻度为 ；刻度为 100300mm 区间，钢直尺的最小刻度为 。（1分）9.本次组装与调试的插装机器人，使用的变频器输出的额定功率为 ，输出的频率范围为 。（1 分）10.本次组装与调试的插装机器人，使用的 PLC 的输入端子数为 ，输出端子数为 。（1 分）11.将输入继电器 X5（西门子为 I 0.5）的常开触点串联在某一支路上，使用的指令是 ；将输出继电器 Y5（西门子为 Q 0.5）的常闭触点并联在某一支路上，使用的指令是 ；（1 分）12.驱动计时器 T2（西门子为 T 0.2）开始计时且设定计时时间为 0.5s 的指令为 ；（1 分）13.本次组装与调试的插装机器人，触摸屏与 PLC 之间通信时，在触摸屏上选择的 PLC 型号为 ，选择的通信方式为 。（1 分）14.组装与调试插装机器人过程，在绑扎未进线槽的导线时，扎带绑扎的间距为 mm，在安装台面上线夹子安装间距为 mm。