附件1
2014年全国职业院校现代制造及自动化技术教师大赛
数控加工中心装调与维修（发那科）实操比赛
【样题】
（总时间：240分钟）
任
务
书
场 次： 工位号：
一、选手须知（请各位选手务必仔细研读）
1、本任务书总分为100分，考试时间为4小时（240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、故障诊断与维修项任务比赛开始120分钟后方可申请技术支持，但申请排除的故障不得分。
8、赛场提供的技术资料在电脑“D:\数控加工中心装调与维修参考资料”文件夹下。
二、实操比赛部分特别说明
1、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。
2、考察内容包括五个方面：任务一：电气设计；任务二：机电联调与故障排除；任务三：机床精度检测与调整；任务四：试切件加工；任务五：职业素养考核。
3、选手在“电气设计”（任务一）中，采用手工绘制的方式，绘图时注意图幅清晰，表示方法符合规范。
4、选手在“机电联调与故障排除”（任务二）的“加工中心故障诊断与维修”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；每个故障项的“选手排除（ ）、申请排除（ ）”内容是现场裁判确认填写项，参赛选手不得填写。
5、选手在进行“机床精度检测与调整”（任务三）过程中，操作过程必须经过裁判员确认后，所记录数值方可有效。
6、选手在进行“试切件加工”（任务四）环节前，需向裁判员示意，在裁判员监督下，与选手一起验证任务三中“加工中心功能验证”环节，并由裁判员逐一进行记载。
7、选手在进行“试切件加工”（任务四）环节时，加工前应向裁判示意，并经现场裁判员同意后，方可进行。加工后样件须经过现场裁判员的确认登记。
三、实操任务
任务一：电气设计
根据现场所提供的电气原理图，结合现场设备，在所提供的图纸模板（附图一、附图二）上完成加工中心刀库控制的主电路和控制电路的电气原理图设计。
具体要求如下：
1. 刀库相关输入输出信号定义：
表1 刀库相关输入信号定义
序号 | 信号地址 | 接口定义 | 备注 |
1 | X10.0 | 刀库计数信号 | |
2 | X10.1 | 伸出到位 | |
3 | X10.2 | 松刀到位 | |
4 | X10.3交流技巧 | 缩回到位 | |
5 | X10.4 | 紧刀到位 | |
6 | X10.5 | 松刀按钮 | |
7 | X10.7 | 定位完成 | |
| | | |
表2 刀库相关输出信号定义
序号 | 信号地址 | 接口定义 | 备注 |
1 | Y9.2 | 刀库正转 | 金装律师第三季 |
2 | Y9.3 | 刀库反转 | |
3 | Y9.4 | 刀库伸出 | |
4 | Y9.5 | 松刀输出 | |
5 | Y9.6 | 主轴定位 | |
6 | Y9.7 | 刀库缩回 | |
| | | |
2. 刀库控制要求，在自动方式或MDI方式或手动方式下能够控制刀库正反转运行，能正常换刀。
3. 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。
4. 连接线上应有识别标记或标注。
任务二：机电联调与故障排除
1.机床技术指标
表一 机床相关部件技术指标
项目名称 | futures 数值 | 单位 | 项目名称 | 数值 | 单位 |
主轴伺服电机的额定功率 | 1.5 | kW | X轴伺服电机编码器线数 | 串行 | |
主轴伺服电机的最高转速 | 6000 | r/min | X轴电机与丝杆传动比 | 1：1 | |
主轴伺服电机的额定电压 | 380 | V | X轴丝杠螺距 | 5 | mm |
主轴伺服电机额定电流 | 3.8 | A | X轴电机额定转速 | 4000 | r/min |
主轴伺服电机额定转速 | 1500 | r/min | Y轴伺服电机编码器线数 | 串行 | |
主轴伺服电机与主轴传动比 | 1：1 | | Y轴电机与丝杆传动比 | 1：1 | |
主轴伺服电机编码器线数 | 1024 | | Y轴丝杠螺距 | 5 | mm |
主轴定位时的定位精度 | 0.5 | 度 | Y轴电机额定转速 | 4000 | r/min |
主轴编码器类型 | 增量型 | | Z轴伺服电机编码器线数 | 串行 | |
| | | Z轴电机与丝杆传动比 | 1：1 | |
| | | Z轴丝杠螺距 | 5 | mm |
| | | Z轴电机额定转速 | 4000 | r/min |
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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 | | |
2ill什么意思 | 参考点位置及偏差 | 0 | 0 | 0 | mm | |
3 | 回参考点快移速度 | 2000 | 2000 | 2000 | mm/min | |
4 | 回参考点定位速度 | 400 | 400 | 400 | mm/min | |
5 | 最大快移速度 | 4000 | 4000 | 4000 | mm/min | |
6 | 最大加工速度facility是什么意思 | 2000 | 2000 | 2000 | 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 | 50～6000 | r/min | |
9 | 主轴控制方式 | 模拟量:0～10 | V | |
10 | 机床坐标显示（公制/英制） | 公制 | | |
11 | 刀库类型 | 斗笠式 | | |
12 | 刀库容量 | 6 | 把 | |
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2.参数设置
2.1完成数控系统相关参数设计，并写入到“表3 数控系统参数设置表”中。
表3 数控系统参数设置表
序号 | 参数名称 | 参数号 | 参数设定值 |
1 | 每个轴的快速倍率的F0速度 | | X/Y/Z | |
2 | 每个轴的参考计数器容量 | | X/Y/Z | |
3 | 主轴位置编码器每转脉冲数 | | |
4 | Z轴的伺服轴号 | | |
5 | 主轴电机最高钳制速度 | | |
6 | 手轮为有效状态 | | |
7 | 主轴模拟电压增益为0～10V输出 | | |
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2.2完成主轴驱动器相关参数设计，并写入到“表4 主轴驱动器参数设置表”中。
表4 主轴驱动器参数设置表
序号 | 参数名称 | lo参数号 | 参数设定值 |
1 | 主轴模拟量输入接口为模拟口1 | | |
2 | 主轴伺服电机的最高转速 | | |
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3.加工中心故障诊断与维修
3.1设备上电前检查
表5 设备上电前检查记录表
序号 | 检查事项 | 是否正常 | 故障原因 | 裁判确认 |
1 | 各电源的相电阻及对地电阻是否≥20MΩ。 | | | |
2 | 电源变压器的进出线顺序，务必检查。 | | |
3 | 开关电源的24V正负极是否正确。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。 | | |
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3.2.故障诊断排除
排除加工中心开机上电后所出现的故障，并填写“表6 故障描述及处理方案”中。
表6 故障描述与处理方案
序号 | 故障描述 | 处理方案 | 裁判确认 |
1 | 数控系统出现“变频器DC LINK电压低”报警，且继电器KA12不动作 | | 选手排除：（ ） 申请排除：（ ） |
2 | 停止按钮指示灯不亮，系统无法启动 | | 选手排除：（ ） 申请排除：（ ） |
3 | 系统一直处于“EMG”急停报警 | | 选手排除：（ ） 申请排除：（ ） |
4 | 电机移动时出现“SV0417伺服非法DGTL参数”报警 | | 选手排除：（ ） 申请排除：（ ） |
5 | 数控系统产生“抽屉原理公式SV0417伺服非法DGTL参数”报警 | | 选手排除：（ ） 申请排除：（ ） |
| | | 坚持英语 |
注意：每个故障项下面的“选手排除（ ）申请排除（ ）”内容是现场裁判确认填写项，参赛选手不得填写。
4.加工中心功能调试及验证
对下面所述的功能进行验证。如不符合所述要求的功能，请修改相关参数或PMC程序，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限位功能验证
（1） 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。
（2） 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。
（3） 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。
（4） 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） 为了保证机床的运行安全需先设置机床软限位，应在硬限位开关前约5mm处，将当前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。
4.3参考点功能验证
（1） 在“JOG”方式下，移动X、Y、Z轴到负限位开关和参考点开关之间，切换到“REF”方式。
（2） 按“+X”键，X轴以2000mm/min的速度正向移动寻找参考点开关。检测到参考点开关后，X轴以400mm/min的速度检测零脉冲，零脉冲检测完毕后，系统X轴的实际坐标显示0，回参考点成功。
（3） 按“+Y”键，Y轴以2000mm/min的速度正向移动寻找参考点开关。检测到参考点开关后，Y轴以400mm/min的速度检测零脉冲，零脉冲检测完毕后，系统Y轴的实际坐标显示0，回参考点成功。
（4） 按“+Z”键，Z轴以2000mm/min的速度正向移动寻找参考点开关。检测到参考点开关后，meritoriousZ轴以400mm/min的速度检测零脉冲，零脉冲检测完毕后，系统Z轴的实际坐标显示0，回参考点成功。
4.4进给轴功能验证
（1） 在“JOG”方式下，分别按“+X”、“-X”、“英语教师网+Y”、“-Y”、“+Z”和“-Z”键，对应轴以2500mm/min的速度正向移动或负向移动。
（2） 在“JOG”方式下，进给修调开关处于“100%”时，任意按“+X”、“-X”、“+Y”、“-Y”、“+Z”、“-Z”键，进给轴以2500mm/min的速度移动。此时顺时针或逆时针旋转进给修调开关，进给轴移动速度将比例增大或减小。
（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
4000mm/min的速度向正方向或负方向快速移动。用同样的方法测试Y、Z轴，并保证各轴运行正常。
（4） 在“JOG”方式下,按快速倍率处的“F0”键，然后同时按下“快速进给”和“+X”键或同时按下“快速进给”和“-X”键，X轴按300mm/min的速度向正方向或负方向快速移动；按“25”或“50”或“100”键，然后同时按下“快速进给”和“+X”键或同时按下“快速进给”和“-X”键，X轴按750mm/min或1500mm/min或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Y、Z轴，并保证各轴运行正常。
（5） 在“MDI”方式下，输入“G91G00X-10.Y10.；”，按一下“循环启动”键，机床将以3000mm/min的速度运行到“X-10，Y10”的位置。
（6） 在“MDI”方式下，输入“G91G01X-20.Y-20.Z-30.F200；”，按一下“循环启动”键，工作台运行到“X-20，Y-20，Z-30”的位置。
4.5主轴功能验证
（1） 在“JOG”方式下，按“主轴正转”键，主轴以2000rpm转速正转，按“主轴停止”键，主
轴停止旋转，按“主轴反转”键，主轴以2000rpm转速反转。
（2） 在“JOG”方式下，主轴倍率为“100%”时，按“主轴正转”或“主轴反转”键，主轴以2000rpm的速度正转或反转。此时拨动主轴倍率波段开关，主轴转速按比例增大或减小。
