资源描述
2011年绍兴市中等职业学校学生技能大赛
暨省中等职业学校学生技能大赛选拔赛
数控机床装调与维修竞赛试题
工位号：
一、 竞赛设备及工艺过程描述
本装置由华中数控系统、交流伺服模块、变频调速模块、刀架控制模块、变压器、其他功能模块等组成，机械装置包括十字滑台。
竞赛的工作目标：参赛队在规定的时间内，根据任务书的要求，以现场操作的方式，完成数控车床部分电气设计、电路连接、参数设置及机电系统联调、PLC参数设置、数控功能调试等。
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，设计一台数控车床的部分电气控制电路。
（2） 根据器件安装布局图，完成变频器、伺服驱动器、步进驱动器、开关电源、电器元件等的安装工作，安装在实验台上。
（3） 根据提供的电路图和由选手自行设计的电路图，按照给定的接口说明，连接数控系统、伺服驱动模块、变频调速模块、刀架控制模块等电路。
2、参数设置、PLC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、变频器参数等，记录于附录的参数表中。
（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）根据任务书的功能要求及系统的故障诊断，调整参数设置并完成数控车床实验台的调试。
（4）调试完成后，备份参数和PLC数据。
3、排除故障。
三、具体工作要求
注意：任务1、2、3在华中数控HNC-21TD综合实验台上操作；
任务4、5、6 在HSV-18ST数控原理及维修综合实验台上操作。
任务1：电路设计
根据表1所给的电器元件，完成华中数控HNC-21TD综合实验台的电源回路设计。
表1
序号
代号
名 称
主要电器元件及规格
数量
备注
1
+T-QF1
空气开关
DZ47 3P 10A
1个
2
+T-QF2
空气开关
DZ47 3P 6A
1个
3
+T-QF3
空气开关
DZ47 1P 3A
1个
4
+T-QF4
空气开关
DZ47 1P 3A
1个
5
+T-TC2
伺服变压器
AC380V/AC200V
1台
6
变频器
西门子变频器，工作电源，AC 380V
1台
7
主轴电机
三相异步电机
1只
8
+T-KM1,KM2
交流接触器
2个
9
+T-RC3
三相灭弧器
1个
10
+M-M2
电动刀架
四工位电动刀架
1台
11
+T-TC1
控制变压器
AC380V/AC220V/AC110V/AC24V
1个
12
+T-AP1
整流桥
HC1101
1个
13
+T-VC1
开关电源
AC220V/DC24V
1个
14
Z轴交流伺服驱动器
松下交流伺服驱动器
1台
15
KA4，KA5
继电器
2个
16
+T-RC1，RC2
单相灭弧器
2个
任务2：设备安装
根据提供的安装布局图，将变频器、伺服驱动器、交流接触器、PLC输入、输出板、开关电源、步进驱动器等电器部件安装在实验台上。
图1 器件安装布局图
任务3：电路连接
根据所提供的附录中的电路图和由选手自行设计的电路图，完成实验台的电路连接。
任务4：参数设置（口令：HIG）
1、设定的数控系统X和Z轴参数并记录于附录4、5的表格中；
2、设定台安变频器中参数，并记录于附录6的表格中；。
3、检测实验台的反向间隙，并进行补偿设定，将其记录于附录表7中；
4、备份系统参数和PLC参数，存放在“D:\2011数控机床装调维修\XX”文件夹下（XX：工位号）。
任务5：基本功能测试
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。
任务6：故障设定与分析
1、进入PLC的编辑状态，自定义自动润滑开的输出信号点，退出PLC并进行重新编译，修改系统参数中的用户PLC参数，设定自动润滑开的间隔时间为20，每次润滑的延续时间为10；进入系统，观察自定义输出信号是否有输出，并将过程记录于附录8中。
2、在PLC中，将主轴电机的最低转速设为50 rpm，最大转速为800 rpm；在MDI方式下，运行MO3S1000，观察电机运行现象，并记录于附录9中。
3、将刀架信号输入点中的刀架正转、反转及4把刀的输入信号记录于附录表中，并将刀架正转信号和反转信号进行互换，重新编译后，运转刀架并记录下现象，分析原因，记录于附录10中。
4、将X轴的步进电机驱动器电源线A+,A-互换，进入系统让手动X轴运行，将故障现象记录下来；将DIR+,DIR-任意取消一根，运行X轴与正常情况下进行比较，记录于附录中；将X轴的CP+,CP-进行互换，运行X轴与正常情况下进行比较，记录于附录11中。
5、将坐标轴参数中的外部脉冲当量的分子分母比值进行改变（增加或减少）观察机床坐标轴运动时指令位置与实际位置是否一致，并记录于附件中；将X轴的轴参数中的运行拍数设置为零，退出系统后进行X轴的回零操作观察故障现象并记录于附录12中。
6、将Z轴参数中的定位允差与最大跟踪误差分别设为5和1000，并快速移动Z轴，观察现象并记录于附录13中。
7、将刀具的换刀超时时间设为3s，换刀时有什么故障现象？将换刀时间更改为10s，将刀具锁紧时间更改为0.1s，换刀时有什么故障现象，并用手扳动刀架，判断刀架是否锁紧，观察刀具是否到位。将故障现象及分析记录于附录14中。
四、注意事项
1、进行电气接线时，要规范、正确，否则极易烧坏器件。由于错误接线等原因造成数控系统、伺服系统、交流电机、变频器等损坏的，加倍扣分。
2、选手应在试卷指定页内完成实验台电源回路设计图，并在指定页内记录数控系统、变频器等的参数。
3、选手提交最终的备份数据，存放在“D:\2011数控机床装调维修\XX”文件夹下（XX：工位号），选手的试卷用工位号标识。不得写上姓名或与身份有关的信息。
4、比赛中，选手认定器件有故障可提出，经裁判测定完好时扣分，器件确实损坏酌情补时。
附录1：HNC-21 数控装置接口图
附录2：电源回路绘制专用页（横向画图）
附录3：其他电气原理图
1、数控系统电气原理图-继电器与输入输出开关量
2、PLC输入图、PLC输入板
3、PLC输出图
伺服复位
4、数控系统电气原理图-继电器板图
5、手摇接线图
6、步进电机回路
7、Z轴伺服模块接线图
8、主轴变频器与电机及控制器的连接图
附录4：数控系统轴参数（X轴主要参数）设置记录表：
序号
参数号
设定值
序号
参数号
设定值
1
26
2
27
3
28
4
29
5
30
6
31
7
32
8
33
9
34
10
35
11
36
12
37
13
38
14
39
15
40
16
41
17
42
18
43
19
44
20
45
21
46
22
47
23
48
24
49
25
50
附录5：数控系统轴参数（Z轴主要参数）设置记录表：
序号
参数号
设定值
序号
参数号
设定值
1
26
2
27
3
28
4
29
5
30
6
31
7
32
8
33
9
34
10
35
11
36
12
37
13
38
14
39
15
40
16
41
17
42
18
43
19
44
20
45
21
46
22
47
23
48
24
49
25
50
附录6：变频器主要参数设置记录表
序号
参数号
设定值
序号
参数号
设定值
1
28
2
29
3
30
4
31
5
32
6
33
7
34
8
35
9
36
10
37
11
38
12
39
13
40
14
41
15
42
16
43
17
44
18
45
19
46
20
47
21
48
22
49
23
50
24
51
25
52
26
53
27
54
附录7：反向间隙参数设置记录表
序号
参数名称
参数设定值
附录8：自动润滑自定义记录
附录9：主轴电机转速上下限设置记录
附录10：刀架正反转设置记录
附录11：步进电机驱动器记录
附录12：坐标轴脉冲当量设置记录
附录13：定位允差和跟踪误差设定记录
附录14：换刀和刀具锁紧时间设置记录
2011年绍兴市中等职业院校技能大赛暨省中等职业院校技能大赛选拔赛——数控机床装调与维修竞赛项目试题评分表
工位号： 总成绩：
评分内容
配分
重点检查内容
扣分
得分
备注
电路设计
6
电源回路
器件安装
2
变频器、伺服驱动器、交流接触器、开关电源、步进驱动器等安装及装配工艺
电路连接
17
电源回路
刀架正反转电路
外部运行允许
伺服允许
主轴控制电路
进给轴控制电路
辅助功能电路
布线工艺要求
参数设置
25
数控系统参数设置
变频器功能参数设置
数控系统进给轴、主轴参数设置
PLC参数设置
数据备份
基本功能调试
10
冷却功能
换刀功能
数控功能调试
30
主轴控制功能
换刀控制功能
进给轴控制功能
故障验证与分析
职业素养与安全意识
10
现场操作安全保护是否符合安全操作规程
工具摆放、导线接头等的处理是否符合职业岗位的要求
是否有分工又有合作，配合紧密
遵守赛场纪律，尊重赛场工作人员，爱惜赛场设备和器材，保持工位的整洁
操作起始时间： 操作结束时间：
操作用时： 裁判员签字：
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