机电一体化技术进展和技能竞赛2015-5讲稿

机电一体化技术进展和技能竞赛2015_5讲稿第一页，共118页。

机电一体化是一个新兴的边缘学科，正处于发展阶段，代表着机械工业技术革命的发展方向。一般认为，机电一体化技术是一门跨学科的综合性高技术，是由微电子技术、计算机技术、信息技术、机械技术及其他技术相融合而构成的一门独立的交叉学科。第二页，共118页。美国IEEE于1996年对机电一体化的定义:在工业产品和过程的设计和制造中，机械工程和电子与智能计算机控制的协同集成，包括以下11个方面： （1）成型和设计；（2）系统集成；（3）执行器和传感器；（4）智能控制；（5）机器人；（6）制造；（7）运动控制；（8）振动和噪声控制；（9）微器件和光电子系统；（10）汽车系统；（11）其他应用第三页，共118页。 目前，国际上普遍采用日本机械振兴协会的定义： “机电一体化是在机械的主功能、动力功能、信息功能和控制功能上引进微电子技术，并将机械装置与电子装置用相关软件有机结合而构成的系统的总称”第四页，共118页。机电一体化技术的发展历程机电一体化的核心技术机电一体化技术的发展趋势第五页，共118页。机电一体化技术的发展历程机电一体化技术的发展历程大体上可以分为3个阶段。第一阶段（又称初级阶段）是20世纪60年代以前，这一时期人们不自觉地利用电子技术并使之得到比较广泛的承认。第二阶段，机电一体化技术和产品得到了极大发展。第三阶段，各国均开始极大关注和支持机电一体化技术和产品。第六页，共118页。20世纪60年代以前为第一阶段，称其为“萌芽阶段”。 在这一时期，人们自觉或不自觉的利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。特别是在二次世界大战期间，战争刺激了机械产品与电子技术的结合，出现了许多性能相当优良的军事用途的机电产品。这些机电结合的军事用途的技术，在战后转为民用，对战后经济的恢复和技术的进步起到了积极的作用。第七页，共118页。70年代到80年代为第二阶段。称其为“蓬勃发展阶段”。在这一时期，人们自觉地、主动地利用计算机技术、通信技术和控制技术，即所谓的3C技术(Computer、Control、Communication简称3C)的巨大成果创造新的机电一体化产品。70年代初，日本学者新造了一个英文字：“MechaTronics”(=MECHANICS+ELECTRONICS)。此新名词反映了多学科融合、交叉的意义，特别是包含了机械学科与信息学科的“渗透”与“融合”。第八页，共118页。各国均开始极大关注和支持机电一体化技术和产品。日本和美国在机电一体化技术的发展及产品开发和应用方面处于世界领先地位。日本机电一体化技术着重用于家用电器方面，美国则在大型电站设备、航空航天和制造设备方面独占鳌头。第九页，共118页。机电一体化技术已应用在生活、生产的各个方面第十页，共118页。第十一页，共118页。电脑绣花机第十二页，共118页。雕刻机第十三页，共118页。自动麻将机第十四页，共118页。从90年代后期开始为第三阶段，称其为“智能化阶段”，机电一体化技术向智能化新阶段迈进。大量的智能化机械产品不断涌现。光学、通信技术、微细加工技术等进入了机电一体化，出现了光机电一体化和微机电一体化的新分支。同时对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法，以及学科体系和发展趋势都进行了深入研究。人工智能技术、神经网络技术及光纤技术也为机电一体化技术开辟了广阔的发展天地。第十五页，共118页。加工中心第十六页，共118页。宝马生产线第十七页，共118页。数控机械手

ABB机械手第十八页，共118页。好奇号火星车登陆、探测火星第十九页，共118页。机电一体化的核心技术机电一体化技术是信息技术向“机械母体”渗透的结果，即：

机电一体化＝机械技术母体+信息技术子体1)机械部分——是整个产品的母体，包括机架、工作机构、传动和动力装置等，具体实现人们最终需要的各种功能；2)信息处理部分——包括控制装备和计算机，是处理信息的部分，是产品的“神经”；3)传感器部分——包括各种传感器，是信息的“转换”部分，是产品的“感官”。第二十页，共118页。机电一体化的核心技术主要包括以下5个方面：

1)机械制造技术这是机电一体化技术的基础。它和后面的其他几项技术的关系，是皮和毛的关系。机械技术的着眼点在于如何与机电一体化技术相适应，利用其高、新技术来更新概念。实现结构上、材料上、性能上变更，满足减小重量、缩小体积、提高精度、提高刚度及改善性能要求。第二十一页，共118页。机械本体机械部分是系统的一个重要部分，需从实现最优控制的角度将机械部分与电气控制部分一体化进行考虑。机械结构要求具有足够的刚度、精度、抗振性、热稳定性和精度保持性。进给系统的机械传动链采用滚珠丝杠、静压丝杠和无间隙齿轮副等，以尽量减小反向间隙。机床采用塑料减摩导轨、滚动导轨或静压导轨，以提高运动的平稳性并使低速运动时不出现爬行现象。由于采用了宽调速的进给伺服电动机和宽调速的主轴电动机，可以不用或少用齿轮传动和齿轮变速，这就简化了机床的传动机构。第二十二页，共118页。a)线性滑轨 b)滚珠丝杠c)自润式丝杠 d)线性轴承第二十三页，共118页。静压轴承 静压导轨磨床第二十四页，共118页。单轴定位系统 直线电机2轴定位系统第二十五页，共118页。2)信息处理技术主要是计算机，特别是单片机技术、嵌入式系统芯片技术。概而述之，在机电一体化技术中“电”代表的技术内涵大体上可以用下面的公式来加以表示；

单片机（嵌入式芯片）技术+PLC技术+通信技术这里应特别注意通信技术在机电一体化技术中的意义。近年来蓬勃发展的现场总线技术(FIELDBUS)，不仅是一种技术，更重要的是一种思想。它不仅对过程控制系统有重要意义，在单体装备上的应用也取得很大的成功。第二十六页，共118页。控制器机电一体化产品中的控制器，多采用微型计算机或专用集成电路。视系统规模及实际需要决定，可以是各种不同的型式，如PLC、工业控制机、CNC、通用或专用的单片计算机以及嵌入式芯片等第二十七页，共118页。工控机嵌入式一体式工作站

第二十八页，共118页。可编程控制器（PLC）第二十九页，共118页。4轴运动控制卡步进/伺服运动控制卡第三十页，共118页。嵌入式芯片CPU卡第三十一页，共118页。人机界面是在操作人员和机器设备之间作双向沟通的桥梁，用户可以自由的组合文字、按钮、图形、数字等来处理或监控管理及应付随时可能变化信息的多功能显示屏幕。随着机械设备的飞速发展，以往的操作界面需由熟练的操作员才能操作，而且操作困难，无法提高工作效率。但是使用人机界面能够明确指示并告知操作员机器设备目前的状况，使操作变的简单生动，并且可以减少操作上的失误，即使是新手也可以很轻松的操作整个机器设备。使用人机界面还可以使机器的配线标准化、简单化，同时也能减少PLC控制器所需的I/O点数，降低生产的成本同时由于面板控制的小型化及高性能，相对的提高了整套设备的附加价值。人机界面的应用第三十二页，共118页。触摸屏第三十三页，共118页。第三十四页，共118页。文本显示器第三十五页，共118页。图形显示器第三十六页，共118页。组态画面第三十七页，共118页。统计报表第三十八页，共118页。操作面板第三十九页，共118页。动态曲线第四十页，共118页。工业控制网络的应用工业控制网络是一种把整个工厂中各个生产流程和自动化控制系统通过各种通信设备组织为一个整体的一种通信网络。在这个通信网络中，可有各种不同结构、遵守各种不同通信协议的通信系统存在，其中主要是工业以太网和工业现场总线（Profibus、CAN、CC-Link等）。第四十一页，共118页。工业以太网IndustrialEtherenet－－按IEEE802.3标准建立的开放的通信系统，用于传输大量数据，可与远程网络连接工业现场总线FieldBUS－－按现场总线标准建立的开放的通信系统，用于现场控制和数据交换点到点通信PtP－－用于2个点之间的通信，如PLC与PLC、PLC与PC、PLC与人机界面、打印机、条码扫描器、读卡器等设备连接。第四十二页，共118页。西门子PLC的通信网络第四十三页，共118页。利用工业控制网络技术，可把各机电一体化设备通过网络组成一个整体，实现车间或生产线的协调控制和远程控制。

例：啤酒罐装生产线第四十四页，共118页。

3)传感器技术包括各种物理量的传感器，特别是“数字传感器”技术。这里要特别指出“光纤传感器”近年来取得了长足的进展，对机电一体化技术有重要影响。传感器的问题集中在提高可靠性、灵敏度和精确度方面，提高可靠性与防干扰有着直接的关系。为了避免电磁干扰，目前有采用光纤电缆传感器的趋势。对外部信息传感器来说，目前主要发展非接触型检测技术。第四十五页，共118页。传感器检测部分把系统在工作过程中包括本身和外界环境的各种信息收集起来送往控制装置。控制装置可以根据这些信息来确定下一步的动作。这些信息包括温度、湿度、压力、流量、位置、速度、电压、电流、光强、颜色等各种与控制相关的物理量及其变化情况，需由敏感元件进行检测。但由于控制器一般只能接受一定规格的电信号(例如0～5V的电压信号、4～20mA的电流信号等)，而各种敏感元件却往往只能输出各种不同的电气参数，因此必须通过特定的装置－－变送器将各种电参数转换为规格化的电量。敏感元件和变送器的结合即称之为传感器。第四十六页，共118页。常用传感器磁尺及位置量测器 电感式接近开关

第四十七页，共118页。电容式接近开关第四十八页，共118页。光电开关。第四十九页，共118页。光纤传感器第五十页，共118页。光电编码器第五十一页，共118页。压力传感器第五十二页，共118页。角度传感器扭力传感器第五十三页，共118页。温度传感器第五十四页，共118页。双轴倾角传感器Range:±15°Percision:digital:+/-0.01°Resolution:0.001°Temperaturestability:Zeropoint:Sensitivity:<5*10-4°/K<1*10-3°/KDigitalOutput:RS232indegreesTransmissionrate:2400or9600BaudFormat:ASCIIOperatingtemp.Range:Storagetemp.Range:-25°C...+85°C-40°C...+85°CSupplyvoltage:+5VDC...+24VDCCurrentconsumption:ca.35mAProtectionclass:IP65Connection:ConnectororPigtail第五十五页，共118页。磁性开关第五十六页，共118页。超声波传感器

在液罐上方安装空气传导型超声发射器和接收器，根据超声波的往返时间，就可测得液体的液面。第五十七页，共118页。超声波液位传感器第五十八页，共118页。物料叠放高度测量第五十九页，共118页。超声波多普勒测量车速第六十页，共118页。视觉、触觉传感器的应用高速机械手第六十一页，共118页。目前传感器技术已经在越来越多的领域得到应用，被广泛用于工业、农业、商业、交通、环境监测、医疗诊断、军事领域（目标跟踪、导弹制导、自动探测、通信指挥系统等）

、航空航天（卫星测控、海洋探测）、现代办公设备、智能楼宇、生物工程、环境保护、安全防范和家用电器等领域。现代工业生产尤其是自动化生产过程中，需要用各种传感器监视和控制生产过程的各个参数，传感器是机电一体化系统的关键基础器件，直接影响到机电一体化技术的水平。第六十二页，共118页。 4)自动控制技术这是近年来最活跃的技术领域。特别是人工智能控制技术有了很快的发展，对机电一体化技术产生了深远的影响。现在，“模糊控制”技术已经相当普遍，甚至还出现了“混沌”控制的产品。第六十三页，共118页。“模糊控制”技术：经典控制理论中向来是通过传递函数之类的数学模型对目标（输出）进行控制，从而达到期望值，但是模糊控制理论与此不同，模糊控制的意思可用顶棍的技巧来类比：再向左一点，棍子就不倒了，或向右一点根子就不倒了，类似这种不精确，不能准确使用数学模型进行量化的控制方法，大体上就称之为模糊控制。 模糊控制器的设计参数容易选择调整。算法简单，执行快，容易实现。不需要很多的控制理论知识，容易普及推广。正因为模糊控制具有以上显著的优点，很多国际著名的专家学者指出：“模糊控制是21世纪的控制技术”，将有非常广阔的发展前途和产品市场。第六十四页，共118页。

“混沌”控制技术混沌理论是近来与相对论、量子力学鼎足而立的三大理论之一。它解决了传统因果论不能解决的问题。传统因果论从牛顿的力学开始，认为有怎样的因，就有怎样的果。但如果背后影响的因素太复杂，就很难理出有怎样的因果关系。大自然中有太多无法用因果论来描述的现象，例如急流里面的漩涡，杨柳树枝随风飘逸的形状，一股炊烟变幻的图形，甚至高速公路上堵车的车阵，这些都不是简单的因果关系可以描述它接下来的行为。混沌就是指确定性系统产生的一种对初始条件具有敏感依赖性的回复性非周期运动。混沌理论的经典是“蝴蝶效应”：巴西有一只蝴蝶拍动翅膀引起的微小气流，几星期后可能变成席卷北半球美国得克萨斯州的一场龙卷风。这一思想已被变成了一项非常有用的技术，称之为混沌控制。实质上，混沌控制的思想就是使蝴蝶效应为你所用－－使初始条件的小变化产生随后行为的大变化。应用“混沌控制”理论使我们有可能设计出能完全实现这一要求的控制方案。第六十五页，共118页。

5)传动技术各种传动及传动控制技术，包括：机械传动、液压传动、气压传动、电力传动和磁力传动等。这些传统的技术在微电子技术的支撑下，各显所长，竞相发展，最终实现人们需要的各种动作和功能。电机作为驱动机构已被广泛采用，但在快速响应和效率等方面还存在一些问题。目前，正在积极发展内部装有编码器的电机以及“控制专用组件－传感器－电机”三位一体的伺服驱动单元。第六十六页，共118页。

伺服电机及驱动器 步进电机数字驱动器第六十七页，共118页。变频器第六十八页，共118页。液压伺服缸第六十九页，共118页。同步阀第七十页，共118页。液压马达第七十一页，共118页。气缸及电磁换向阀第七十二页，共118页。伺服技术在装配线上的应用飞锯日本小松全伺服驱动折弯机返回目录页第七十三页，共118页。机电一体化技术的发展趋势（一）绿色化

机电一体化技术的功能可归结为：①提高机械系统的性能，完成传统机械系统不能完成的功能；②提高机械系统的智能化程度，使人在更舒适的环境中工作；③提高机械系统的可回收性；④降低机械系统的原材料消耗；⑤降低机械系统的能耗；⑥降低机械系统对环境的污染。可以看出其中至少有3条以上是和环境保护有关的。因而，进入21世纪，机电一体化技术的使命是要能提供一种高性能、高原料利用率、低能耗、低污染、环境舒适和可回收的智能化机械产品，即提供一种能满足可持续性发展的绿色产品。第七十四页，共118页。（二）智能化 智能化是机电一体化与传统机械自动化的主要区别之一，也是21世纪机电一体化的发展方向。

人工智能在机电一体化建设者的研究日益得到重视，机器人与数控机床的智能化就是重要应用。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法，模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。近几年，处理器速度的提高和微机的高性能化、传感器系统的集成化与智能化为嵌入智能控制算法创造了条件，有力地推动着机电一体化产品向智能化方向发展。智能机电一体化产品可以模拟人类智能，具有某种程度的判断推理、逻辑思维和自主决策能力，从而取代制造工程中人的部分脑力劳动。第七十五页，共118页。（三）网络化20世纪90年代,计算机技术的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育等人们日常生活都带来了巨大的变革，同样也给机电一体化技术带来了重大影响，例如通过网络对机电一体化设备进行远程控制。各种网络将全球经济、生产连成一片。由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾,而远程控制的终端设备本身也就是机电一体化产品。现场总线和局域网技术使家用电器网络化已成大势。利用家庭网络(homenet)将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统(ComputerIntegratedApplianceSystem,CIAS)，使人们在家里分享各种高技术带来的便利与快乐。因此机电一体化产品无疑朝着网络化方向发展。第七十六页，共118页。智能家居网络第七十七页，共118页。（四）微型化

微型化兴起于20世纪80年代末,是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。微机电系统泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品,并向微米、纳米级发展。近十余年来，微机电系统作为机电一体化技术的新尖端分支而倍受重视,它高度融合了微机械技术、微电子技术和软件技术，发展难点在于微机械并不是简单地将大尺寸的机械按比例缩小，而是由于结构的微型化，在材料、机构设计、摩擦特性、加工方法、测试与定位及驱动方式等方面都产生了一些特殊问题。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活,可进入一般机械无法进入的空间，并易于进行精细操作，因此在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势，在生物医学、航空航天、信息技术、工农业乃至国防等领域，都有广阔的应用前景。第七十八页，共118页。目前，利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术，在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。当这一成果用于实际产品时，就没有必要再区分机械部分和控制器部分了。那时，机械和电子完全可以“融合”，机械本体，执行机构、传感器、CPU等可集成在一起，体积很小，并组成一种智能化的元件。这种微型化是机电一体化的重要发展方向。第七十九页，共118页。微型机器人第八十页，共118页。（五）模块化 机电一体化产品和技术可分为机械、电子和软件三大部分。模块化技术是这三者的共同技术。模块化技术可以减少产品的开发和生产成本，提高不同产品间的零部件通用化程度，提高产品的可装配性、可维修性和可扩展性等。融合机械、电子和软件三大部分的机电一体化模块代表了未来产品的发展方向，具有高度自主性、良好的协调性和自组织性的特点。总之，模块化设计与制造是机电一体化系统的基本方法和发展趋势。随着微处理器性能价格比的迅速提高和微机械电子（MEMS）技术的飞速发展，各种机电一体化模块将越来越多地出现在市场上。利用这些模块，可以迅速方便地设计和制造出各种新的机电一体化产品。第八十一页，共118页。机电一体化奔向“工业4.0”2013年4月的汉诺威工业博览会上，德国政府正式推出“工业4.0”战略，其目的是为了提高德国工业的竞争力，在新一轮工业革命中占领先机。该战略已经得到德国科研机构和产业界的广泛认同，西门子公司已经开始将这一概念引入其工业软件开发和生产控制系统。2015年3月5日，十二届全国人大三次会议上，提出要借鉴德国版工业4.0计划，制定和实施《中国制造2025》规划，力争在2025年将我国从工业大国转型为工业强国。第八十二页，共118页。工业4.0时代到来打造未来工厂“工业4.0”概念即是以智能制造为主导的第四次工业革命，或革命性的生产方法。该战略旨在通过充分利用信息通讯技术和信息物理系统（Cyber-PhysicalSystem)相结合的手段，将制造业向智能化转型。（从以设备为主体的大批量生产转型为以产品为主体的多品种小批量生产方式）第八十三页，共118页。第四次工业革命18世纪引入机械制造设备定义为工业1.0；20世纪初的电气化为工业2.0；始于20世纪70年代的生产工艺自动化定义为工业3.0；以智能制造为主导的第四次工业革命，或革命性的生产方法，即“工业4.0”。第八十四页，共118页。Industry4.0_工业发展的未来工业4.0，你准备好了吗第八十五页，共118页。RFID(射频识别：radiofrequencyidentification)是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。RFID的基本工作原理：标签能在一定范围内主动发送某一频率的信号；或者在标签进入磁场后，通过接收解读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息。解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。在智能制造系统中，某个产品的制造工艺参数、工序步骤、所需的零配件等信息均已保存在中央信息系统中，凭借附着在工件或托盘上的标签，利用RFID技术，控制系统可了解某个工件目前的制作状况及当前的加工要求，把工件送到相应的工位，并提供相应的材料或零部件，进行相应工序的加工制造。RFID技术的应用第八十六页，共118页。AGV技术的应用AGV是(AutomatedGuidedVehicle)的缩写，意即"（自动导引运输车）"，是指装备有电磁或光学等自动导引装置，它能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车，AGV属于轮式移动机器人(WMR――WheeledMobileRobot)的范畴。无人搬运滚筒式自动装卸小车智能搬运车第八十七页，共118页。工业4.0的核心是互联。一些专家预测，到2030年，互联网和其他服务联网的系统将使所有行业实现智能化，并取代传统的机械和机电一体化产品服务。第八十八页，共118页。工业4.0是生产设备之间的互联：第一台PLC的使用作为工业3.0的起点，其核心是各种数控机床、工业机器人自动化设备在生产环节的推广，我们可以把它理解为单机设备智能化水平不断提升并广泛普及推广。工业4.0的核心是单机智能设备的互联，不同类型和功能的智能单机设备的互联组成智能生产线，不同的智能生产线之间的互联组成智能车间，智能车间的互联组成智能工厂，不同地域、行业、企业的智能工厂的互联组成一个制造能力无所不在的智能制造系统，这些单机智能设备、智能生产线、智能车间及智能工厂可以自由的、动态的组合，以满足不断变化的制造需求。设备和产品的互联：产品和生产设备之间能够通信，使得产品能理解制造的细节以及自己将被如何使用。同时，它们能协助生产过程，回答诸如“我是什么时候被制造的”、“哪组参数应该被用来处理我”、“我应该被传送到哪”等等问题。虚拟和现实的互联：信息物理系统（CPS）是工业4.0的核心，它通过将物理设备连接到互联网上，让物理设备具有计算、通信、控制、远程协调和自治等五大功能，从而实现虚拟网络世界与现实物理世界的融合。第八十九页，共118页。机电一体化进一步发展的方向是互联，将机电一体化的产品通过有线/无线等方式纳入到信息物理融合系统网络（CPS）中，使工业生产实现动态监测、自我调整、人机互动并以最优生产方式完成生产实践。机电一体化设备和产品将通过进一步的发展，迎接工业4.0的到来，促进“中国制造2025”规划的实施和进程。第九十页，共118页。技能竞赛促进机电一体化的专业建设通过各类技能竞赛，引领机电类、自动化类专业的专业建设和课程改革；促进工学结合人才培养模式的改革、创新与推广。紧贴产业需求为社会培养具有实践能力、创新能力的高素质技能型专门人才。第九十一页，共118页。赛项简介星光计划－工业控制项目技能大赛（中职）（高职）电气安装与维修（中职）机电一体化设备组装与调试（中职）自动化生产线安装与调试（高职）第九十二页，共118页。电气安装与维修赛项（中职）按照施工单及电气原理图完成配用电装置、照明装置、电气控制系统的安装，按照维修工作票排除生产设备电气控制电路故障并填写相关记录。第九十三页，共118页。工业控制对电气自动化设备进行安装、编程、调试与维修。中职赛项需要掌握基本电路的设计能力、PLC的编程能力和继电控制回路的故障诊断等能力。高职赛项需要掌握基本电路的设计能力、PLC的编程能力、工业控制网络的组网能力、变频器及人机界面的应用能力和继电控制回路的故障诊断等能力。第九十四页，共118页。在高仿真的工业装置中根据任务书完成自动化生产线安装、调试、运行维修；需要掌握基本电路的设计、PLC的编程、PLC之间的通信、变频器的远程控制及人机界面的应用等能力自动化生产线安装与调试（高职）第九十五页，共118页。机电一体化设备组装与调试（中职）第九十六页，共118页。全国职业院校技能大赛

机电一体化设备组装与调试

赛项简介第九十七页，共118页。机电一体化设备组装与调试竞赛设备－－亚龙YL-235光机电一体化实训考核装置第九十八页，共118页。竞赛平台的硬件配置机电一体化设备组装与调试技能竞赛演示第九十九页，共118页。工作任务：（4H，2人）1.按组装图组装机电一体化设备和相关部件；2.按机电一体化设备电气控制原理图连接电路；3.按机电一体化设备的气动系统图连接的气路；4.根据机电一体化设备的工作说明和要求编写PLC控制程序与设置变频器参数；5.制作触摸屏页面，设置通信参数，实现对机电一体化设备的监控；6.对机电一体化设备进行调试，达到任务书规定的工作要求和技术要求；7.应用相关的理论知识和工作过程知识，填写机电一体化设备组装与调试记录。第一百页，共118页。专业知识及技能要求1.机械组装考查选手机械组装图阅读能力。评价选手机械装配、调试的技能与工艺水平。2.电路安装考查选手电气控制原理图和安装图的阅读与理解能力，评价选手按照电路图安装与调试电气控制电路的技能与工艺水平。3.传感器及其应用考查选手使用常见的传感器如电感、电容、光电、光纤传感器和磁性开关等的能力。第一百零一页，共118页。专业知识及技能要求4.可编程控制器（PLC）及其应用考查选手使用基本指令、步进指令和常用的功能指令，按工作要求编写PLC控制程序的能力。5.触摸屏的使用考查选手制作触摸屏页面中的部件、设置相关参数；制作触摸屏的页面和实现页面之间的切换；使用触摸屏实现对机电一体化设备进行监控的能力。第一百零二页，共118页。专业知识及技能要求6.变频器的使用考查选手根据电路图连接变频器电路，根据设备的工作要求，设置变频器的输出频率等变频器的应用能力；7.气动考查选手气动元件选择，气动系统安装与调试的能力。8.机电设备调试考查选手根据机电设备的工作要求，调整机械零件、部件的相对位置，使各机构协调动作；能根据机电设备的生产流程和要求，修改控制程序或相关器件的参数，实现设备功能的能力。第一百零三页，共118页。机械构件的装配与调整★皮带输送机的安装与调整；★传动装置同轴度的调整；★搬运机械手设备安装与调试；★物件分拣设备的安装与调试；★送料设备的安装与调试；第一百零四页，共118页。按照装配图尺寸安装，要注意安装顺序，紧固件的固定方法，定位肩胛对准、硬靠山的位置等。紧固螺丝先不要旋得太紧。第一百零五页，共118页。★皮带输送机的安装与调整（主辊筒与皮带辊筒的平行、皮带过松或过紧）；★传动装置同轴度的调整（电机轴与主辊筒轴）第一百零六页，共118页。★搬运机械手设备安装与调试 注意机械手上下高度、前后伸缩、左右旋转位置的调整定位；左右两边缓冲器、靠山、接近开关的位置调整；悬臂与摆动气缸转轴的紧固等问题。第一百零七页，共118页。★送料设备的安装与调试； 注意高度尺寸、在桌面的安装位置、光电开关的安装位置等第一百零八页，共118页。★物件分拣设备的安装与调试 注意安装尺寸、与对应的气缸对齐、所接传感器不能搞错返回第一百零九页，共118页。气动系统的安装与调试选用该装置配置的单出杆气缸、单出双杆气缸、旋转气缸等气动执行元件和单控电磁换向阀、双控电磁换向阀和磁性开关等气动控