“技能兴威”第一届威海市职业技能大赛“数控装调与技术改造”赛项样题

数控机床装调与技术改造赛项【样题】1/2612/26“技能兴威”威海市第一届职业技能大赛“数控机床装调与技术改造”实操比赛FANUC0iMF——样题（总时间：240分钟）任务书场次：工位号：目录一、 选手须知 3二、实操比赛部分特别说明 3三、赛题说明 4四、实操工作任务 5任务一：数控机床电气设计与安装(15分) 5任务二：数控机床机械部件装配与调试（15分） 6任务三：数控机床故障诊断与维修（20分） 73-1.参数设置（共计6分，第1题2分，其余每小题1分） 83-2.驱动或伺服设置（共计8分） 83-3.PMC及I/O总线故障排查（共计6分，每小题1） 8任务四：数控机床技术改造与功能开发（15分） 9任务五：数控机床精度检测（15分） 11任务六：试切件的编程与加工（10分） 13任务七：职业素养（10分）选手须知请各位选手赛前务必仔细研读本任务书总分为100分，本赛项为个人赛，考试时间为4小时（240分钟）。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。选手答题按照题目要求，将需要填写、绘图的部分，写入指定表格中,其他项目填写到赛卷记录表中。使用黑色水笔填写，表中数据文字涂改后需经选手签字注明、裁判确认，否则涂改项无效。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。禁止使用相机及手机对试题进行拍照，否则取消考试资格。参赛队的有效信息，必须书写在装订密封线以上。故障诊断与维修项任务比赛开始60分钟后方可申请技术支持，选手放弃后未查出的故障不给分（并每一个故障倒扣2分）。参赛队在比赛过程中遇到部分内容不能通过自行判断完成，导致比赛无法进行，60分钟后可以向裁判员申请求助本参赛队指导教师指导1次，经裁判长批准后，参赛队在赛场指定地点接受1位指导教师指导，指导时间不超过5分钟，求助指导所花费的时间计入比赛总时间之内二、实操比赛部分特别说明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。考察内容包括六个方面：任务一：数控机床电气设计与安装；任务二：数控机床机械部件装配与调试；任务三：数控机床故障诊断与维修；任务四：数控机床技术改造与功能开发；任务五：数控机床精度检测；任务六：试切件的编程与加工；任务七：职业素养与安全操作。选手在“数控机床电气设计与安装”（任务一）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。选手在“数控机床机械部件装配与调试”（任务二）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。选手在“机电联调与故障排除”（任务三）的“数控机床故障诊断与维修”环节中，完成自己所能排除的机床故障后，在指定空格处填写“报警号”、“故障原因”、“排除方法”，并需向裁判员示意，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（）”，是现场裁判确认填写项，参赛选手不得填写。选手在进行“数控机床技术改造与功能开发”（任务四）过程中，完成的每一个模块，均要在指定的表格中简述修正参数或“PMC梯形图”、如有硬件连接的应绘制“电气连接图”，完成任务后，向裁判示意功能验证，可以几个块的功能一起验证，也可每完成一个功能块申请一次验证，验证后由裁判确认完成有效。任务四项目按步骤评分，选手如果仅完成部分内容，应向裁判申请步骤验证，并按照评分标准给予完成部分的分值。选手在进行“试切件的编程与加工”（任务六）环节时，工件和刀具装夹后、加工前应向裁判示意，确认安全（装夹安全、操作者工服安全、安全眼镜佩戴安全），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。职业素养与安全操作（任务七），包括：遵守赛场纪律，爱护赛场设备；工位环境整洁，工具摆放整齐；符合安全操作规程等。三、赛题说明选手答题请在指定位置填写所要求的答题内容，同时赛场提供空白A4草稿纸两张，草稿纸内容不作为评分内容。本任务书1至6六个技术任务仅是工作任务分类，不代表完成任务的顺序。完成任务过程有交叉现象，即：在任务三系统故障没有得到彻底解决时，任务一有可能无法彻底完成，选手抽取的某些赛卷，在任务三中，“=1\*GB3①参数设置、=2\*GB3②驱动或伺服设置以及=3\*GB3③PMC及I/O总线故障排查”之间也存在交叉项，所以选手完成整套任务时，根据系统和机床运行情况，自行合理安排实施任务项的顺序。

四、实操工作任务任务一：数控机床电气设计与安装(15分)题目：完成YL-569型数控机床电气控制单元电气控制线路的设计与连接。（10分）根据现场提供的器件、工具及机床电气控制原理图，在所提供的图纸模板（见《赛卷记录表》附表1“数控机床电气设计与安装”记录表）上设计、绘制绘制项目要求的电气图。项目要求：1、正确绘制“机床三色灯”电路和“程序保护钥匙开关”电路图，并检查排除回路故障，实现三色灯功能和程序钥匙保护功能。2、检查排除冷却控制回路故障、补全控制电路，实现以下功能：按下控制面板上的“CLANTA”按键，冷却电机工作，同时“CLANTA”键上的发光二极管亮。2）机床自动或者MDI方式下，执行“M08”冷却电机启动，执行“M09”冷却电机停止。3）调试手动跳开冷却主回路空开后，显示“EX1201COLDSYSOVERLOAD”报警信息。具体要求如下：电气原理图绘制整齐、位置排布合理、图面清晰，表示方法符合规范。原理图上应有识别标记或标注。实现三色灯工作状态：=1\*GB3①报警：红灯亮，=2\*GB3②程序运行：绿灯闪烁，=3\*GB3③程序结束：黄灯亮。钥匙开关在保护状态，程序不能输入。接线前的准备工作要充分，接线时工具使用正确。接线符合工艺要求，凡是连接的导线，必须压接接线头，套上赛场提供的号码管，实物编号和原理图编号要一致。（输入、输出地址规范标注、其它线号可自定义）走线规范，信号线远离动力电源线。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。调试手动跳开冷却主回路空开后，显示“EX1201COLDSYSOVERLOAD”报警信息可在任务三后完成。任务二：数控机床机械部件装配与调试（15分）主轴的装配、检测与调整项目一、工件准备与清洁（1.5分）将零件摆放区的主轴零部件进行清点、核对，并按照正确的工艺步骤清洗或清洁，并按照安装工艺步骤将零部件码放到装配区，如发现零部件上有毛刺，按照正确的工艺方法去除毛刺。项目二、主轴轴承安装（3分）根据主轴安装工艺要求安装主轴轴承，正确选择轴承安装方向，轴承组对形式正确。项目三、主轴轴承回转精度调整（3分）调整前轴承外环与主轴后轴承接触圆之间回转，确认安装完成后，请裁判确认回转精度，=1\*GB3①前轴承外环与主轴后轴承接触圆之间回转跳动=2\*GB3②前轴承外环端面跳动。项目四、前轴承锁紧螺母锁紧（3分）当确认轴承系轴向预紧完成，请在记录表2上写出：=1\*GB3①前轴承预紧力（Nm），=2\*GB3②后轴承预紧力（Nm）。项目五、实测主轴套筒端面到主轴前轴承外环的深度（3分）1（大连主轴）实测主轴套筒端面到主轴前轴承外环的深度，并将=1\*GB3①用深度卡尺测量主轴套筒端面到主轴前轴承外环的长度K=2\*GB3②测量法兰（图纸零件号710）凸台高度K1=；=3\*GB3③按照工艺要求计算K1=K+;2（亚龙主轴）实测主轴套筒端面主轴隔套台的深度K1=;角接触球轴承（7012C)、轴承隔套内环、轴承隔套外环、角接触球轴承（7012C)、迷宫隔环内外环，测量叠加高度数值为K2=；主轴前端盖凹台深度H=；工艺要求K=K2-K1+0.2mm与H值的偏差结果修配主轴主轴前端盖。项目六、皮带轮及其它零件安装（1.5分）填入记录表2中上述每完成一步均应协助裁判员检测、确认，并将结果填写在附表2“主轴安装记录表”中。任务三：数控机床故障诊断与维修（20分）技术指标机床技术指标序号规格ZTXX-30A1三轴行程Metric2X轴最大行程450mm3Y轴最大行程350mm4Z轴最大行程380mm5主轴最前端面到工作面台（最小）140mm6主轴最前端面到工作面台（最大）520mm7主轴中心线到立柱前面距离430mm8工作台Metric9T型槽（槽数×槽宽×槽距）3×14×110mm10工作台最大载重150kg11工作台尺寸700×320mm12主轴Metric13主轴最高转速10000r/min14主轴电机功率7.5/11kW15锥口类型ISO40#16前支撑直径φ5517冷却有18具备可选齿轮箱无19主驱动系统主电机经皮带轮传动YL-569型数控机床电气控制单元主要规格参数序号名称主要部件、器件及规格1设备电气平台569型数控机床实训设备2数控系统FANUC0iMF53驱动单元发那科Bisvsp20-20-40/11-B4手轮单元手摇脉冲发生器5进给电机X/Y轴:BiSc8/3000-BZ轴:BiSc12/3000-B6主轴电机发那科BiI8/120007润滑单元电动润滑泵8数控机床机械单元大连ZTXX-30A铣床9漏电保护漏电动作电流≤30mA10数控控制台尺寸长×宽×高＝800×600×1800mm3-1.参数设置（共计6分，第1题2分，其余每小题1分）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。根据下表第三列“技术指标检验标准”，排除故障现象，并将故障现象、故障原因及修正参数写入到“《赛卷记录表》附表3-1数控系统参数设置表”中。序号检查事项技术指标检验标准1屏幕报警解除屏幕报警2伺服轴移动在MDI方式下，编辑G00或G01，让任一进给轴移动3轴位移精度在手轮、JOG或MDI移动X轴30mm，确认距离是否准确，如果不对调整正确。4显示伺服和主轴调整及运转监控画面如果没有此画面，通过参数设置出来5主轴准停位置在MDI方式下，执行M19确认主轴准停位置，如果位置不对（红线刻度），调整正确。3-2.驱动或伺服设置（共计8分）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。根据下表第二列“检查事项”和第三列“技术指标检验标准”要求，进行伺服相关参数调整与设置，并将过程、步骤写入到《赛卷记录表》“附表3-2伺服设置记录表”中。序号检查事项技术指标检验标准配分1是否有“主轴、伺服负载监控”画面在位置画面“POS”按扩展键，应出现“监控”软件键，可显示伺服轴及主轴的负载状态条1分2伺服轴无效将X轴无效1分3X/Y两轴联动精度与伺服优化调整=1\*GB3①应用系统配置的伺服优化功能检测当前X/Y轴执行“圆”时的运动精度。=2\*GB3②通过正确的伺服参数调整或系统自带的调整工具进行伺服优化，优化后采用下述=4\*GB3④的方法保存图形。=3\*GB3③应用电脑配置的SERVO_GUID软件进行速度环频率特性检测并进行调整。=4\*GB3④采用SERVO_GUID软件图形功能记录“圆”图形并保存，申请裁判确认。=5\*GB3⑤保存调整前、后结果。具体考核内容参照附表3-2伺服设置记录表中评分要求6分3-3.PMC及I/O总线故障排查（共计6分，每小题1）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。根据下表第二列“检查事项”和第三列“技术指标检验标准”，排除故障现象，达到“技术指标检验标准”中的要求，并将故障现象、故障原因及修正参数写入到“《赛卷记录表》附表3-3PMC及I/O总线故障排查记录表中”。序号检查事项技术指标检验标准1自动倍率是否有效MDI方式下运行G91G01X100Y100F500程序，倍率开关可进行运行速度修调2手轮功能是否有效在手轮方式下，各进给轴均可是实现移动控制。3JOG方式实现X\Y\Z轴移动在JOG方式下，均可实现X\Y\Z的正负向移动控制。4检查手动进给倍率开关与实际标定值是否一致在JOG方式下，旋转手动进给倍率开关，（外圈）应与实际标定值相符。5测试M45排屑器正转指令M45G04X1.M46G04X1.M99MDI方式下编辑M45G04X1.M46G04X1.M99排屑器正/反转正常6测试M19指令在执行M19，主轴可以实现准停。任务四：数控机床技术改造与功能开发（15分）假设赛设备中限位超程保护功能相关的PMC程序被误删，请竞赛选手按照下列要求重新开发数控机床限位超程保护功能，实现机床超程保护。地址分配：F1键X轴限位超程输入信号F2键Y轴限位超程输入信号F3键Z轴限位超程输入信号具体功能要求如下：新建子程序P101，新开发的数控机床超程保护功能PMC程序都存放在P101中。机床操作面板按键F1键作为X轴限位超程输入信号，X轴负向移动时按下F1键，系统报警显示换面报出“OT0507（X）负向超程（硬限位）”报警信息。X轴正向移动时按下F1键，系统报警显示换面报出“OT0506（X）正向超程（硬限位）”报警信息。机床操作面板按键F2键作为Y轴限位超程输入信号，Y轴负向移动时按下F2键，系统报警显示换面报出“OT0507（Y）负向超程（硬限位）”报警信息。Y轴正向移动时按下F2键，系统报警显示换面报出“OT0506（Y）正向超程（硬限位）”报警信息。机床操作面板按键F3键作为Z轴限位超程输入信号，Z轴负向移动时按下F3键，系统报警显示换面报出“OT0507（Z）负向超程（硬限位）”报警信息。Z轴正向移动时按下F3键，系统报警显示换面报出“OT0506（Z）正向超程（硬限位）”报警信息。超程保护功能，在自动运行方式、MDI方式、手轮方式三种方式下均有效。任务五：数控机床精度检测（15分）本任务基于：标准GB17421-1/2/4和GB-T20957[1].2-2007精密加工中心检验条件（2）标准检测方法和评价标准，包括圆度误差检测。5-1数控机床几何精度测量（15分）项目要求：1）依据GB-T20957[1].2-2007精密加工中心检验条件（2）中的部分测量标准，利用所提供的工具、量具、检具，按照下表5-1检测加工中心的几何精度，将检测的数据填入《赛卷记录表》“附表5-1几何精度检查表”中。2）工具、量具、检具选用合理，使用方法正确。3）每一项数据检测完成后，参赛选手应举手示意，经现场裁判确认后方可进行下一步操作。表5-1序号简图检验项目1主轴轴线和Z轴线运动间的平行度；在平行于Y轴线的YZ垂直平面内在平行于X轴线的ZX垂直平面内2主轴轴线和X轴线运动间的垂直度3Z轴线运动和Y轴线运动间的垂直度4工作台的基准T型槽和X轴线运动间的平行度5Y轴线运动和X轴线运动间的垂直度任务六：试切件的编程与加工（10分）项目要求：请根据现场提供的“加工试件”图纸，完成Φ108mm圆和相切方之轮廓加工试件的切削；请参赛选手自行安装调整虎钳并完成整个试切，工作人员不参与任何相关工作。用G代码编制“如下加工零件图”所示零件的加工程序，并运行加工。由于场地条件所限，不进行大面铣削，Z向尺寸不考核。26/26加工试件图：注：鉴于现场条件有限,要求选手准备毛坯尺寸按照公示的毛坯尺寸图准备，原则上要求预留加工量应小于2mm（不做銑面处理），铣刀单边轨迹加工。24/262023年“技能兴威”威海市第一届职业技能大赛“数控机床装调与技术改造”实操比赛FANUC0iMF——卷C（总时间：240分钟）赛卷记录表场次：工位号：任务一：数控机床电气设计与安装附表1“数控机床电气设计与安装”记录表（本题共15分）项目内容机床三色顶灯电路的设计、绘制配分得分裁判确认/选手签字1.机床三色灯主电路（2分）图形绘制正确1分任何一处错误扣0.3分，扣完为止符号标注正确1分任何一处错误扣0.3分，扣完为止2.机床三色顶灯控制图/程序钥匙开关控制图（5分）三色灯图形绘制正确1分任何一处错误扣0.3分，扣完为止三色灯图形符号正确1分任何一处错误扣0.3分，扣完为止程序钥匙开关绘制正确，符号标注正确1分每个错误扣0.3分，扣完为止输入输出地址标注正确1分地址每错一处扣0.3分，扣完为止3.现场动作验证（8分）评分内容考核内容考察点连接调试正确（3分）内容一、报警发生：红灯亮程序运行：绿灯闪程序结束：黄灯亮内容二、程序保护钥匙开关有效三色灯回路故障排除0.5分冷却泵控制故障排除0.5分三色灯实现考核内容之动作：三色灯状态征程程序钥匙保护有效1分内容二、热保护报警信息“EX1201COLDSYSOVERLOAD”显示手动断开排削空开，显示“EX1201COLDSYSOVERLOAD”报警。1分设计显示“EX1201COLDSYSOVERLOAD”报警梯形图接线工艺规范（共计1分）接线要求空开过热接线有交叉或压接端子不实，每处扣0.2分规范得0.5分号码管要求所接的每根线要有号码管且号码管上有相应号码,缺失每处扣0.2分规范得0.5分附表2任务二“数控机床机械部件装配与调试”记录表（本题共15分）序号项目内容配分得分裁判、选手签字项目一工件准备与清洁1.5项目二前后轴承组装配方向3项目三调整前轴承外环与主轴后轴承接触圆之间回转跳动=mm,前轴承外环端面跳动=mm3项目四前后轴承锁紧螺母锁紧力，前轴承=Nm后轴承=Nm3项目五1（大连主轴）实测主轴套筒端面到主轴前轴承外环的深度K=法兰（图号710）凸台高度K1=；工艺要求K1=K+;2（亚龙主轴）实测主轴套筒端面主轴隔套台的深度K1=;角接触球轴承（7012C)、轴承隔套内环、轴承隔套外环、角接触球轴承（7012C)、迷宫隔环内外环，测量叠加高度数值为K2=；主轴前端盖凹台深度H=；工艺要求K=K2-K1+0.2mm与H值的偏差结果修配主轴主轴前端盖。3项目六其他零件安装1.5合计=SUM(ABOVE)15附表3任务三：数控机床故障诊断与维修（本题共20分）附表3-1数控系统参数设置表（总分6分，每个故障申请排除倒扣2分）序号故障现象处理方案配分裁判/选手签字1屏幕原因1解决方法主轴SP报警原因0.5解决方法已排除（）未排除（）申请排除（）SV0417报警原因0.5解决方法已排除（）未排除（）申请排除（）2在MDI方式下，编辑G00或G01，让任一进给轴移动位置画面显示互锁“*”信号原因1解决方法已排除（）未排除（）申请排除（）3在手轮、JOG或MDI移动X轴30mm，确认距离是否准确，如果不对调整正确原因1解决方法已排除（）未排除（）申请排除（）4显示伺服和主轴调整及运转监控画面原因1解决方法已排除（）未排除（）申请排除（）5在MDI方式下，执行M19确认主轴准停位置，如果位置不对（红线刻度），调整正确原因1解决方法已排除（）未排除（）申请排除（）总分=SUM(ABOVE)6附表3-2伺服设置记录表（总分8分，每个故障申请排除倒扣2分）序号故障现象或要求处理方案配分裁判/选手签字1在位置画面“POS”按扩展键，应出现“监控”软件键，可显示伺服轴及主轴的负载状态条原因1分解决方法已排除（）未排除（）申请排除（）2将X轴伺服无效建议采用伺服放大器拆除功能原因1分解决方法已排除（）未排除（）申请排除（）3伺服优化参数调整1分1分2分2分完成（）未完成（）申请放弃（）总8分附表3-3PMC及I/O总线故障排查记录表（总6分每个故障申请排除倒扣2分）序号故障现象或要求处理方案配分裁判/选手签字1MDI方式下运行G91G01X100Y100F500程序，倍率开关可进行运行速度修调无效原因1分解决方法已排除（）未排除（）申请排除（）2在手轮方式下，各进给轴手轮移动机床无效原因1分解决方法已排除（）未排除（）申请排除（）3在点动（JOG）方式下，X/Y轴不能负向移动原因1分解决方法已排除（）未排除（）申请排除（）4检查手动进给倍率开关与实际标定值是否一致原因1分解决方法已排除（）未排除（）申请排除（）5MDI方式下执行M45，排屑器正转原因1分解决方法已排除（）未排除（）申请排除（）6机床不能进行M19原因1分解决方法已排除（）未排除（）申请排除（）任务四：数控机床技术改造与功能开发（15分）附表4-1.“功能开发”作业记录表（15分）数控机床限位超程保护功能开发，假设赛设备中限位超程保护功能相关的PMC程序被误删，请竞赛选手按照下列要求重新开发数控机床限位超程保护功能，实现机床超程保护。地址分配：F1键X轴限位超程输入信号F2键Y轴限位超程输入信号F3键Z轴限位超程输入信号序号检测项目得分12分22分3.2分42分5最终动作确认功能实现7分任务五：数控机床精度检测（15分）附表5-1数控机床几何精度测量记录表（15分）序号内容实测值配分得分裁判、选手签字1主轴轴线和Z轴线运