全国高职院校技能邀请赛.DOC

1、 全 国 高 职 院校技能邀 请赛 数 控机床安装、 调试与维 修技 术竞赛项 目 样题 全国高职院校技能邀请赛数控机床安装、调试与维修技术竞赛项 目样题 1 一、 竞赛设备 及工 艺过 程描述 （本 样题 以西 门 子系 统为 例） 本装置由西 门 子 802C base line数 控系 统 、交流伺服模 块 、 变频调 速模 块 、冷却控制模 块 、刀架控制模 块 、 变压 器、 网 孔板、其 它辅 助功能模 块 等 组 成，机械装置包括十字滑台。 竞赛 的工作目 标 是： 参赛队 在 规 定 时间内 ，根据任 务书 的要求，以 现场 操作的方式，完成 数 控 车 床（西 门 子 802

2、C base line数 控系 统 ）的 电气设计 、电 路 连 接 、十字滑台的机械装配、 参数设 置及机 电 系 统联调 、 PLC 的 调试 、数 控功能 调试 。 二、 需要完成的工作任 务 1.电 路 设计 、 设备 安装和 电 路 连 接 (1)根据任 务书 要求， 设计 一台 数 控 车 床（按照 参赛 院校 选 定的 数 控系 统 ）的部分 电气 控制 电 路。 (2)根据器件安装布局 图 ，完成本装置 变频 器、伺服 驱动 器、 电 器元件等的安装工作，安装在装置背面的 网 孔板上。 (3)根据提供的 电 路 图 和由 选 手自行 设计 的 电 路 图 ，按照 给 定的 I/

3、O分配表及接口 说 明， 连 接伺服 驱动 模 块 、 变频调 速模 块 、刀架控制模 块 、冷却控制模 块 等 电 路。 2.按照机械装配工 艺 ，完成十字滑台的 机械装配和 调试 。 3.参数设 置、 PLC的 调试 (1)根据 现场 提供的 数 控系 统 、 变频 器、 驱动 器等技 术 手 册 ， 查 找 并 确定需要 设 定的 数 控系 统参数 、 变频 器 参数 、伺服 驱动 器 参数 ， 记录 于附 录 的 参数设 置表中。 (2)按照 参数设 置表中的 参数 ，完成 数 控系 统 、 变频 器、 驱动 器模 块参数设 置。 (3)竞赛 装置配 备 基本的 PLC 程序，根据任

4、务书 的的功能要求及系 统 的故障 诊断 ， 编写调试 PLC程序、 调 整 参数设 置 并 完成 数 控 车 床的 调试 。 (4)调试 完成后， 备份数 据。 4.编 制 数 控功能 测试 程序。 三、 具体的工作要求 任 务 1： 电 路 设计 全国高职院校技能邀请赛数控机床安装、调试与维修技术竞赛项 目样题 2 根据 数 控 车 床功能和端子 排接口定 义 （表 1、表 3、表 4），完成 数 控 车 床刀架、冷却 电 机控制 电 路和主 电 路 设计 ，分 别 绘 制于附 录 2、附 录 3专 用 页 中。 表 1 端子排（一）接口定 义 序号 名 称 功能定 义 序 号 名 称 功

5、能定 义 1 I0.0 X 正限位 21 Q0.4 刀架正 转 2 I0.1 Z 正限位 22 Q0.5 刀架反 转 3 I0.2 X 参 考点 23 Q0.6 - 4 I0.3 Z 参 考点 24 Q0.7 - 5 I0.4 X 负 限位 25 Q1.0 三色灯 -黄 6 I0.5 Z 负 限位 26 Q1.1 三色灯 -绿 7 I0.6 过载 信 号 27 Q1.2 三色灯 -红 8 I0.7 急停 报 警 28 Q1.3 - 9 I1.0 刀位 1 29 1 启动 按 钮 C端 10 I1.1 刀位 2 30 2 启动 按 钮 NO 端 11 I1.2 刀位 3 31 3 启动 按 钮

6、灯 12 I1.3 刀位 4 32 4 启动 按 钮 灯 13 I1.4 - 33 5 停止按 钮 C端 14 I1.5 - 34 6 停止按 钮 NC 端 15 I1.6 超程 释 放信 号 35 7 停止按 钮 灯 16 I1.7 就 绪 信 号 36 8 停止按 钮 灯 17 Q0.0 主 轴 正 转 37 9 急停按 钮 C端 18 Q0.1 主 轴 反 转 38 10 急停按 钮 NC 端 19 Q0.2 冷却 39 P24 系 统电 源正 20 Q0.3 - 40 0V 系 统电 源 负 X3 X 轴编码 器接口 X5 Z 轴编码 器接口 表 2 端子排（二）接口定 义 序号 名

7、称 功能定 义 序 号 名 称 功能定 义 1 1.56 X 轴 速度信 号 8 3.14 Z 轴 速度信 号 2 1.14 X 轴 速度信 号 9 3.65 Z 轴 使能信 号 3 1.65 X 轴 使能信 号 10 3.09 Z 轴 使能信 号 全国高职院校技能邀请赛数控机床安装、调试与维修技术竞赛项 目样题 3 4 I 9 X 轴 使能信 号 11 24V 外部 电 源 24V 5 24V 外部 电 源 24V 12 0V 外部 电 源 0V 6 0V 外部 电 源 0V 13 4.56 主 轴 速度信 号 7 3.56 Z 轴 速度信 号 14 4.14 主 轴 速度信 号 表 3 端

8、子排（三）接口定 义 序号 名 称 定 义 序 号 名 称 定 义 1 24V X 正限位 传 感器 电源 + 25 24V 开关电 源 24V 2 SA1 X 正限位 传 感器 输出 26 0V 开关电 源 0V 3 0V X 正限位 传 感器 电源 - 27 24V 开关电 源 24V 4 24V X 参 考点 传 感器 电源 + 28 0V 开关电 源 0V 5 SA2 X 参 考点 传 感器 输出 29 L 控制 变压 器 TC2输出 6 0V X 参 考点 传 感器 电源 - 30 N 控制 变压 器 TC2输出 7 24V X 负 限位 传 感器 电源 + 31 V50 控制 变压

9、 器 TC2输入 8 SA3 X 负 限位 传 感器 输出 32 W50 控制 变压 器 TC2输入 9 0V X 负 限位 传 感器 电源 - 33 U22 伺服 变压 器 TC1输出 10 24V Z 正限位 传 感器 电源 + 34 V22 伺服 变压 器 TC1输出 11 SA4 Z 正限位 传 感器 输出 35 U21 伺服 变压 器 TC1输入 12 0V Z 正限位 传 感器 电源 - 36 V21 伺服 变压 器 TC1输入 13 24V Z 参 考点 传 感器 电源 + 37 U12 主 轴电 机 14 SA5 Z 参 考点 传 感器 输出 38 V12 主 轴电 机 15

10、0V Z 参 考点 传 感器 电 39 W12 主 轴电 机 全国高职院校技能邀请赛数控机床安装、调试与维修技术竞赛项 目样题 4 源 - 16 24V Z 负 限位 传 感器 电源 + 40 U31 冷却 电 机 17 SA6 Z 负 限位 传 感器 输出 41 V31 冷却 电 机 18 0V Z 负 限位 传 感器 电源 - 42 W31 冷却 电 机 19 24V 开关电 源 输 出正 43 U41 刀架 电 机 20 0V 开关电 源 输 出 负 44 V41 刀架 电 机 21 LTY 三色灯 -黄输 出 45 W41 刀架 电 机 22 LTG 三色灯 -绿输 出 46 U1 总

11、电 源 U1 23 LTR 三色灯 -红输 出 47 V1 总电 源 V1 24 COM 三色灯 -公共端 48 W1 总电 源 W1 表 4 继电 器模 组 接口定 义 ： 序 号 名 称 定 义 序 号 名 称 定 义 1 1NO - 20 7NC 刀位 1 2 1NC X 正限位 21 7C 开关电 源 24V 3 1C 开关电 源 24V 22 8NO - 4 2NO - 23 8NC 刀位 2 5 2NC X 参 考点 24 8C 开关电 源 24V 6 2C 开关电 源 24V 25 9NO - 7 3NO - 26 9NC 刀位 3 8 3NC X 负 限位 27 9C 开关电

12、源 24V 9 3C 开关电 源 24V 28 10NO - 10 4NO - 29 10NC 刀位 4 11 4NC Z 正限位 30 10C 开关电 源 24V 12 4C 开关电 源 24V 31 +24V 开关电 源 24V 13 5NO - 32 A1 X 正限位 传 感器 输入 14 5NC Z 参 考点 33 A2 X 参 考点 传 感器 输入 15 5C 开关电 源 24V 34 A3 X 负 限位 传 感器 输入 全国高职院校技能邀请赛数控机床安装、调试与维修技术竞赛项 目样题 5 16 6NO - 35 A4 Z 正限位 传 感器 输入 17 6NC Z 负 限位 36 A

13、5 Z 参 考点 传 感器 输入 18 6C 开关电 源 24V 37 A6 Z 负 限位 传 感器 输入 19 7NO - 任 务 2.设备 安装 根据提供的 数 控 车 床器件安装布局 图 （ 图 1）， 将变频 器、伺服 驱动 器、交流接 触 器、 继电 器、 断 路器等 电气 部件安装在装置背面的 网 孔板上。 图 1 器件安装布局 图 任 务 3： 电 路 连 接 根据提供的 电 路 图 和由 选 手自行 设计 的 电 路 图 ，按照 给 定的 I/O分配表及接口 说 明 （表 1、表 2、表 3、表 4）， 连 接伺服 驱动 模 块 、 变频调 速模 块 、刀架控制模 块 、冷却控

14、制模 块 等 电 路 。 全国高职院校技能邀请赛数控机床安装、调试与维修技术竞赛项 目样题 6 具体工作任 务 如下： (1)根据附 录 1 中的 电气 原理 图 （ 图号 SW-01）和端子排接口定 义 （表 1、表 3）， 连 接 数 控 车 床 开关电 源供 电 部分的控制 电 路（ 启动 、停止）和主 电 路。 (2)根据附 录 1 中的 电气 原理 图 （ 图号 SW-03、 SW-04）和端子排接口定 义 （表 1、表 2、表 3） ,连 接 X、 Z轴 伺服 驱动 控制 电 路和主 电 路。 (3)根据附 录 1 中的 电气 原理 图 （ 图号 SW-02）和端子排接口定 义 （

15、表 1、表 2、表 3） ,连 接 变频 器控制 电 路和主 电 路，其中主 轴编码 器 电缆 直接 连 接到数 控系 统 X6 接口。 (4)根据附 录 1 中的 电气 原理 图 （ 图号 SW-05）和端子排接口定 义 （表 1、表 3、表 4）， 连 接限位、 参 考点、急停控制 电 路。 (5)根据附 录 1 中的 电气 原理 图 （ 图号 SW-7）和端子排接口定 义 （表 1、表 3）， 连 接三色灯 电 路、 电 子手 轮电 路、 RS232 通 讯电 路。 (6)根据自行 设计 的 电动 刀架 电气 控制原理 图 ， 连 接 电动 刀架主 电 路和控制 电 路。 (7)根据自行

16、 设计 的冷却 电 机 电气 控制原理 图 ， 连 接冷却 电 机主 电 路和控制 电 路。 任 务 4：十字滑台的安装 与调试 根据提供的 电 机、 联轴 器、 电 机 支座、 轴 承支座、直 线导轨 、滑 块 、等高块 、 滚 珠 丝 杠、螺母、螺母支座、 轴 承、 运动 平台等，其中 滚 珠 丝 杠、 轴 承已装成 组 件，要求 选 手根据 安装装配工 艺 要求和 提供的零部件 进 一步自行完成十字滑台的装配。底座已 经 安放型材 桌 面上， 图 2 是装配完成后的效果 图 。 注：装配要求 导轨 、 滚 珠 丝 杠平行度 误 差 小于 5丝 ；十字滑台 两 根 滚 珠 丝 杠垂直度误

17、差 小于 6丝 ； 工作台面的平面度 误 差小于 8丝 。 全国高职院校技能邀请赛数控机床安装、调试与维修技术竞赛项 目样题 7 图 2 全国高职院校技能邀请赛数控机床安装、调试与维修技术竞赛项 目样题 8 任 务 5： 参数设 置、 PLC 的 调试 5.1 功能 参数设计 (1)将 需要 设 定 变频 器的 参数记录 于附 录 4 的表格中。 (2)将 需要 设 定伺服 驱动 器的 参数记录 于附 录 5 的表格中。 (3)将 需要 设 定的 数 控系 统 PLC参数 （ 14510、 14512） 记录 于附 录 6 的表格中。 (4)将 需要 设 定的 数 控系 统 X 和 Z轴参数记

18、录 于附 录 7、 8 的表格中，要求最大 轴 速度 3000mm/min，点 动 速度 2000mm/min，点 动 快速速度 3000 mm/min。 (5)将 需要 设 定的 数 控系 统 主 轴参数记录 于附 录 9 的表格中，要求点 动 速度 500rpm，最大 转 速 1400rpm。 5.2 功能 参数设 置，根据 参数 表 设 置 数 控系 统 （ 数 控系 统 的口令是：EVENING）、 变频 器、伺服 驱动 器的 参数 。 5.3数 控 车 床 PLC程序 编 制 与调试 （在提供的基本程序上修改） (1)将数 控系 统 的 PLC程序 传输 到 PC 机。 (2)定 义

19、 用 户键 K7 为 刀架功能 键 ，在 JOG模式下按 K7 键电动 刀架工作。 (3)编写 冷却控制程序（ K9 键为 冷却功能手 动 控制 键 ）。 (4)将编写 好的 PLC程序 传输 到 数 控系 统 ， 并 完成 PLC程序的 调试 。 任 务 6： 数 控功能 测试与编 制 数 控功能 测试 程序 6.1 主 轴 功能模 块 的 调试 (1)在 参 考点（ REF）模式下手 动转动 主 轴 ，主 轴 返回 参 考点， 显 示 参 考点标 志，且坐 标值清 零。 (2)在手 动 （ JOG）模式下按主 轴 正 转键 ，主 轴 以 500rpm的速度按 顺时针方向旋 转 （ 从 正面

20、看）；按主 轴 反 转键 ，主 轴 以 500rpm的速度按逆 时针 方向旋 转 （ 从 正面看）；按主 轴 停止 键 ，主 轴 停止。 (3)在手 动输 入（ MDA）模式下， 运 行 M03S*，主 轴 以指令速度正 转运 行，运 行 M04S*，主 轴 以指令速度反 转运 行， 运 行 M05，主 轴 停止。 (4)调 整主 轴编码 器反 馈 速度 与 主 轴 指令速度匹配。 6.2电动 刀架模 块 的 调试 (1)在手 动 （ JOG）模式下，按一下 换 刀控制按 键 （ K7）， 电动 刀架正 转 到下 个 刀位，然后反 转锁紧 。 (2)在手 动输 入（ MDA）模式下， 输 入

21、T0*,电动 刀架 换 刀到指定刀位（ 4全国高职院校技能邀请赛数控机床安装、调试与维修技术竞赛项 目样题 9 个 刀位）。 6.3 冷却系 统 的 调试 (1)在手 动 （ JOG）模式下，按一下冷却系 统 功能按 键 （ K9），冷却系 统启动 ，再次按一下，冷却系 统 停止。 (2)在手 动输 入（ MDA）模式下， 运 行 M08，冷却系 统启动 ， 运 行 M09，冷却系 统 停止。 6.4进给轴 的 调试 (1)在 参 考点（ REF）模式下，利用 减 速 开关 ， X、 Z轴 沿正方向回 参 考点，该轴显 示 参 考点 标 志，同 时 坐 标值清 零。 (2)在手 动 （ JOG

22、）模式下，按 X 或 Z 轴 方向 键 ， 车 床 X 或 Z 轴 以2000mm/min 的 进给 速度移 动 。 (3)在手 动 （ JOG）模式下，同 时 按 X 或 Z 方向 键 和快速 叠 加 键 ， 车 床 X或 Z轴 以 3000mm/min 的 进给 速度快速移 动 。 (4)在手 动 （ JOG）模式下，移 动 X、 Z轴 到 极 限位置，系 统 出 现对应 的硬限位 报 警。 (5)根据硬限位位置 进 行 软 限位 参数调试 ，要求 软 限位提前硬限位 5mm触发 。 (6)手 轮 功能 调试 ： 顺时针转动 手 轮 ， 进给轴 沿正方向移 动 ；逆 时针转动 手轮 ， 进

23、给轴 沿 负 方向移 动 。 (7)丝 杠螺距、 传 送比、反向 间 隙 补偿 等 参数调试 。 6.5 完成 PLC 程序、 试车数 据 备份 。 6.6 编 制 数 控功能 测试 程序。 根据零件 图 （ 图 3）及 假定 的 工 艺条 件 ，要求 选 手自行 编 制 数 控 功能 测试程序 ， 并 自 动运 行程序，通 过 十字滑台、主 轴电 机、冷却 电 机 的 动 作 过 程 ， 测试 整机功能。 要求 进给 切削 时开启 冷却功能。 假定 工 艺条 件：工件材 质为 45#钢 ，毛坯 为 直 径 54mm， 长 200mm的棒料；刀具 选 用 （假定各刀具刀偏 为 零） ： 1 号 端面刀加工工件端面， 2 号 端面外 圆 刀粗加工工件 轮 廓， 3号 端面外 圆 刀精加工工件 轮 廓， 4号 外 圆 螺 纹 刀加工 导 程 为 3mm，螺距 为 1mm的 单头 螺 纹 。