贵州第三届装备制造职工职业技能大赛.doc

贵州省第三届装备制造职工职业技能大赛
“数控机床装调与维修工”比赛（实操样题）
第一部分
（总时间：210分钟）

任

务

书

（样题）
大赛组委会
2018年06月

参赛选手须知：
1、本任务书总分为100分，考试时间为210分钟；
2、选手在实操过程中应该遵守竞赛规则和安全守则，确保人身和设备安全。如有违反，则按照相关规定在考试的总成绩中扣除相应分值；
3、记录表中数据用黑色水笔填写，表中数据文字涂改后无效；
4、考试过程中考生不得使用自带U盘及其它移动设备拷贝相关文件；
5、禁止使用相机及手机对试题进行拍照，否则取消考试资格；
6、参赛队的有效信息，必须书写在装订密封线以上；
7、在实操比赛过程中需按照任务书的要求完成，总成绩由现场过程得分与操作结果作业得分两部分组成。
8、考察内容包括四个方面：
任务一：机械组件装配与调整；任务二：电气设计与线路连接；任务三：机电联调与故障排除；任务四：职业素养考核。
9、选手在“机械组件装配与调整”（任务一）中的精度检测环节中，在记录检测数据时，应向裁判示意，并经裁判确认方为有效。
10、选手在“电气设计与线路连接”（任务二）中，设备上电前必须进行认真检查电源。对于选手自行连接的线路，须经裁判员或现场技术人员检查后方可上电。
11、选手在“机电联调与故障排除”（任务三）的“数控铣床故障诊断与维修”环节中，完成自己所能排除的机床故障后，需向裁判员示意，在裁判员的监督下，验证所完成的故障排除情况；每个故障项下面的“已排除（ ）、未排除（ ）、申请排除（ ）”内容是现场裁判确认填写项，参赛选手不得填写。

任务一：机械组件装配与调整 （15分）
请根据现场配备的工量具及机床附件，利用提供的工作台、伺服电机等零部件，参考工作台装配图，完成工作台的装配与调整。
具体要求及检测项目：
1.装配前的准备工作要充分，安装面应清理。
2.装配工艺合理，装配顺序和方法及装配步骤正确、规范。
3.在装配及调试过程中正确使用工具、量具，读数准确，数据处理正确。
4.在装配及调试的过程中零部件及工、量具的摆放应整齐，分类明确。
5.根据提供的“附图一”，完成工作台的安装与调整。

任务二：电气设计与线路连接 （30分）
在所提供的图纸模板（附图一）上手绘完成加工数控铣床冷却回路的接线图，并根据提供的电气原理图及设计的电气图纸完成配电箱线路的连接工作，保证连接正确可靠。
具体要求：
1.电气图纸上连接线绘制整齐、位置排布合理、图面清晰，表示方法符合规范。
2.连接线上应有识别标记或标注；
3.利用现场提供的电器元件，实现对数控铣床冷却回路的控制，用电器型号选择正确。
4.接线前的准备工作要充分，接线时工具使用正确。
5.接线符合工艺要求，凡是连接的导线，必须压接接线头；用线按照图纸标注；套上赛场提供的号码管，实物编号和接线图编号要一致。
6.实训设备上的连接线必须放入线槽内，外露部分走线整齐，信号线与强电线应分开走线，防止干扰。
注意：选手在设备上电前需自行先检查所连接线路的正确性，并经裁判或现场技术人员检查无误后方可通电运行。

任务三：机电联调与故障排除（50分）

1. 机床技术指标
表一 基本配置
序号
名称
规格
数量
备注
1
设备电气平台
YL-559型0i mate MD数控铣床实训设备
1台

2
电气控制柜
800mm×350mm ×1800 mm
1台

3
机械安装台
620mm ×620 mm ×770mm
1台

4
数控系统
发那科 0i mate-MD
1台

5
驱动模块
发那科βis 伺服驱动系统
2套

6
冷却电机
三相异步电机
1只

7
主轴电机
发那科βi系列主轴电机
1只

8
运动执行模块
两轴滑台及附件
1套

9
电源模块
开关电源1只，控制变压器1只、伺服变压器1只
1套

10
电器元件
漏电保护开关1个、熔断器1只、过载保护器1只等
1套

11
测量量具

1套
自备
12
装配接线工具

1套
自备

表二 机床技术指标要求：
序号
项目名称
要求
单位
备注
X轴
Y轴
Z轴

1
回参考点方向
正向
正向
正向

2
参考点位置及偏差
0
0
0

3
回参考点快移速度
1500
1500
1500
mm/min

4
回参考点定位速度
500
500
500
mm/min

5
最高快移速度
15000
15000
12000
mm/min

6
最高加工速度
5000
5000
5000
mm/min

7
正负软极限设置
根据机床实际情况进行设置
μm
正确设置
8
主轴速度范围
50～5000
r/min

9
主轴控制方式
串行控制

10
机床坐标显示（公制/英制）
公制

11
外置存储设置类型
CF卡

2. 参数设置
2.1赛场提供的技术资料（在电脑“F:\数控机床装调与维修参考资料”文件夹下）。
2.2完成数控系统相关参数设定，并将数值写入到“附表2 数控系统参数设置表”中。
1）设定X、Y、Z轴的伺服轴号；
2）设定每个轴的快速倍率的F0速度为3000；
3）设定每个轴的手动进给速度为1000；
3）设定伺服轴在半闭环控制时的速度环积分增益为3000；
4）设定每个轴的参考计数器容量为5000；
3. 数控铣床故障诊断与维修
3.1设备上电前检查
根据“附表3”中的项目，检查设备的电气连接，并填写相关内容。
3.2设备上电过程记录
根据“附表4”中的项目，记录设备上电是否正常。如不正常，需填写原因及解决方法。
3.3故障诊断排除
排除数控铣床开机上电后所出现的故障，并将出现的故障原因与处理方案填入“附表5 故障现象与处理方案”中。
4. 数控铣床功能验证
根据赛场所提供的技术资料，对下面所述的功能进行验证。如不符合所述要求的功能，请修改相关参数，完成该功能的调试。
4.1急停功能验证
在数控系统正常上电后，按下“急停”按钮，数控系统出现“EMG”（急停）报警，各功能运行停止；松开“急停”按钮，急停解除。
4.2限位、参考点功能验证
1）在“JOG”方式下，按“-X”，移动X轴到负限位开关和参考点开关之间。切换到“REF”方式，X轴以1500mm/min的速度正向移动寻找参考点开关。检测到参考点开关后，该轴以500mm/min的速度检测零脉冲，实际坐标显示为0，系统回参考点成功。
2）在“JOG”方式下，按“-Y”键，移动Y轴到负限位开关和参考点开关之间。切换到“REF”方式，Y轴以1500mm/min的速度正向移动寻找参考点开关。检测到参考点开关后，该轴以500mm/min的速度检测零脉冲，实际坐标显示为0，系统回参考点成功。
3）在“JOG”方式下，按“-Z”键，移动Z轴到负限位开关和参考点开关之间。切换到“REF”方式，Z轴以1500mm/min的速度正向移动寻找参考点开关。检测到参考点开关后，该轴以500mm/min的速度检测零脉冲，实际坐标显示为0，系统回参考点成功。
4）在“JOG”方式下,将X轴移动到正向超程的位置，机床应急停并提示正向超程；将X轴移动到负向超程的位置，机床应急停并提示负向超程。如机床超程后，按下“超程解除”键并保持，系统复位后，在手动方式下，按住该轴与报警相反的方向键，将限位挡块移出限位开关内，解除超程。
5）在“JOG”方式下,将Y轴移动到正向超程的位置，机床应急停并提示正向超程；将Y轴移动到负向超程的位置，机床应急停并提示负向超程。如机床超程后，按下“超程解除”键并保持，系统复位后，在手动方式下，按住该轴与报警相反的方向键，将限位挡块移出限位开关内，解除超程。
6）在“JOG”方式下,将Z轴移动到正向超程的位置，机床应急停并提示正向超程；将Z轴移动到负向超程的位置，机床应急停并提示负向超程。如机床超程后，按下“超程解除”键并保持，系统复位后，在手动方式下，按住该轴与报警相反的方向键，将限位挡块移出限位开关内，解除超程。
7）为了保证机床的运行安全，需设置机床软限位，应设设在硬限位开关前约5mm处，将该软限位的实际位置值输入到相应的参数上，并对机床的软限位功能验证，使其有效。
4.3进给轴功能验证
1）在“JOG”方式下，分别按“+X”、“-X”、+Y”、“-Y”、 “+Z”和“-Z”键，对应轴以1500mm/min的速度正向移动或负向移动。
2）在“JOG”方式下，进给轴倍率为“100%”时，任意按“+X”、“-X”、 +Y”、“-Y”、“+Z”、“-Z”键，进给轴以1500mm/min的速度移动。此时拨动进给轴倍率波段开关，机床移动速度按比例增大或减小。
3）在“JOG”方式下，同时按下“+X”和“快速进给”键或同时按下“-X”和“快速进给”键，X轴按3000mm/min的速度向正方向或负方向快速移动。用同样的方法测试Z轴、Y轴并保证各轴运行正常。
4）在“MDI”方式下，输入“G00X30. Y-10. Z-20.；”，按下“循环启动”键后，机床将以1500mm/min的速度运行到X30、Y-10、Z-20的位置。
5）在“MDI”方式下，输入“G01X35.Y20.Z10.F100.；”, 按下“循环启动”键后，工作台运行到G01X35. Y20.Z10.的位置。
4.4主轴功能验证
1）在“MDI”方式下，输入“M03 S300；”后，按下“循环启动”键后，主轴以300rpm的速度正转。
2）在“MDI”方式下，输入“M04 S300；”后，按下“循环启动”键后，主轴以300rpm的速度反转。
3）在“MDI”方式下，输入“M05；”后，按下“循环启动”键后，主轴停止旋转。
4）在“JOG”方式下，主轴倍率“100%”时，按“主轴正转”键，主轴以500rpm的速度正转。按“主轴停止”键，主轴停止旋转。按“主轴反转”键，主轴以500rpm的速度反转。
4.5冷却功能验证
1）在“JOG”方式下，按一下“冷却”键，信号Y5.7有输出，冷却开，再按下“冷却”键，信号Y5.7无输出，冷却关。
2）在“MDI”方式下，输入“M08；”或“M09；”，按一下“循环启动”键，冷却开或冷却关。
5. PLC程序的编写与功能验证
在提供的PMC程序基础上，增加“主轴倍率修调”功能，完成通过操作面板上的主轴倍率波段开关改变主轴转速，主轴对应转速应与操作面板上的主轴倍率档位一致。
具体要求如下：
程序编写应符合规范，应有相应注释。
编写好的程序应存储在电脑“D：/PLC”的文件夹中。
相关输入信号说明：
输入信号
功能
备注
X001.1
主轴倍率A

X001.3
主轴倍率B

X001.5
主轴倍率F

附表1 记录表
序号
项目
技术要求
完成情况
（自检记录）
裁判确认
1
十字滑台X轴与Z轴垂直度
≤0.03mm

注：每项任务完成后，须经现场裁判确认后，方可进行下一步检测。
附表2 数控系统参数设置表
序号
参数名称
参数号
参数设定值
1
X、Y、Z轴的伺服轴号
1022

2
每个轴的快速倍率的F0速度
1421
X/Y/Z

3
每个轴的手动进给速度
1423
X/Y/Z

4
串行主轴控制
8133#5

5
伺服轴在半闭环控制时的速度环积分增益
1825
X/Y/Z

6
每个轴的参考计数器容量
1821
X/Y/Z

7
主轴电机种类
3716

附表3上电检查表
序号
检查事项
是否正常
故障原因及解决方法
备注
1
各电源的相电阻及对地电阻。若中间经过空开.交流接触器.保险等器件，应手动令这些器件导通测量。

2
电源变压器的进出线顺序，务必检查。

3
开关电源，24V正负是否正确。之间是否有短路现象。

4
检查交流电源线路与直流电源线路应无短路现象。

附表4 上电过程记录表
检查
事项
技术指标检验标准
是否正常
故障原因及解决办法
备注
机床总电源
将所有空气开关全部拉下。并将数控系统、驱动器、变频器、I/O Link的电源线拆下。合上总电源开关，测量单相、三相电压是否正常，符合系统要求。

根据电气图纸，逐步合上空开或保险，检查各电源电压是否正常。按从强到弱，从前到后顺序进行。

数控系统电源
启动系统，测量系统电源插头24V电压是否正常，对应脚号的极性是否正确。

I/O Link电源
测量I/O Link电源插头24V电压是否正常，对应脚号的极性是否正确。

驱动器电源
测量驱动器电源插头24V电压是否正常，对应脚号的极性是否正确。
测量驱动器三相220V电源电压输入是否正确。

系统上电
断开总电源，将数控系统电源插头、I/O Link电源插头、驱动器电源插头插入，启动系统

附表5 故障现象与处理方案
序号
故障现象
处理方案
1

原因

解决方法

已排除（ ） 未排除（ ） 申请排除（ ）
2

原因

解决方法

已排除（ ） 未排除（ ） 申请排除（ ）
3

原因

解决方法

已排除（ ） 未排除（ ） 申请排除（ ）
4

原因

解决方法

已排除（ ） 未排除（ ） 申请排除（ ）
5

原因

解决方法

已排除（ ） 未排除（ ） 申请排除（ ）
6

原因

解决方法

已排除（ ） 未排除（ ） 申请排除（ ）
注意：每个故障项下面的“已排除（ ） 未排除（ ）申请排除（ ）”内是现场裁判确认填写项，参赛选手不得填写。
附图一

任务四：职业素养与安全意识（5分）
要求：
1.现场操作安全保护符合安全操作规程，穿戴符合职业岗位要求；
2.比赛结束后物品摆放整齐、节约使用耗材；
3.爱惜赛场的设备和器材，保持工位的整洁，遵守竞赛纪律，尊重裁判员、工作人员等；
4.机器人停止姿态合理，不影响人员和设备安全和正常操作。