2021年度威海市职业技能竞赛技术文件-数控装调样题

数控装调与技术改造样题1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，每参赛队由三人组成，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，4-2项和5-2项直接填入任务书的表格中，其它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、绘制项目要求电气控制原理图，最后按照电气控制原理图完成排屑机构的接线及调试。项目要求：正确绘制“排屑电机电气控制”原理图，包括排屑电机控制主电路、排屑控制输入输出回路、排屑电机报警回路，请根据下述备注地址接线。备注地址：信号内容名称信号地址信号内容名称信号排屑电机正转信号输出Y2.6排屑电机反转信号输出Y2.5排屑电机正转按钮输入X0.5排屑电机反转按钮输入X1.5排屑电机正转灯输出Y0.5排屑电机反转灯输出Y1.5排屑电机报警X3.6并根据设计的电气原理图完成该部分主电路、控制电路、过热报警的连接工作，保证连接正确可靠。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。排屑机构的控制要求，按下控制面板上的“CHIPCW”按键，排屑电机正转工作，同时CHIPCW键上的发光二极管亮。按下控制面板上的“CHIPCCW”按键，排屑电机反转工作，同时CHIPCCW键上的发光二极管亮。机床自动或者MDI方式下，执行“M45”排屑器正转，执行“M46”排屑器反转。接线前的准备工作要充分，接线时工具使用正确。手动跳开排削主回路空开后，显示“EX1200CHIPSYSOVERLOAD”报警信息。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。功能调试可在任务三结束后调试。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）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+;项目六、皮带轮及其它零件安装：（1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，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屏幕出现报警屏幕出现FSSB报警及其它报警，解除。2轴移动报警在点动（JOG）或手轮、快速方式下有伺服报警，解除。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轴移动速度确认在MDI方式下，编程G54G91G01X300F2000倍率100%时，机床运行速度应为2000mm/min，如果不正确，通过参数修正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。6确认Z轴运动方向Z轴在JOG方式下，按+/-向按钮，运动方向符合ISO定义方向，如果不是，通过参数修正。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是否显示伺服信息画面通过参数修改，显示“伺服信息画面”，并根据伺服信息画面。抄写Z轴电机编码器规格号和S/N号写在“附表3-2伺服设置记录表”中。1分2伺服轴无效将Y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。（背隙误差小于0.005mm)=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，注意：调整前后图形分别保存到选手文件夹中。=4\*GB3④采用SERVO_GUID软件功能对“圆”进行图形保存，并采用适当的功能减少换向点尖峰，调整前、后的图形分别保存在选手文件夹中。=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使PMC编辑存储功能有效选手能够进PMC编辑画面2手轮快速最大速度是否等于1000mm/min在手轮方式下，各进给轴均可是实现快速移动，并且速度大于1000mm/min3JOG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。5MDI方式执行程序段机床能够在MDI方式运行G91G01X100F100程序段6检查快速倍率F0\25%\FF50%\F100%在机床操作面板上分别按：F0、25%、50%、100%，应符合按键速度比率任务四：数控机床技术改造与功能开发（15分）4-1功能开发（15分）通过参数及PMC程序，增加虚拟控制第4轴。在竞赛设备上增加虚拟第四轴并将该轴命名为A，在MDI方式下执行程序G91G01A100F100，综合显示界面内的A轴坐标值有变化。在JOG下可是可通过“A+”和“A-”按键实现A轴的虚拟运动。A轴的坐标值在0～359.999间进行舍入。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）NAS试件加工（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。PAGE19/32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。PAGE20/32“数控机床装调与技术改造”样题1（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）项目内容完成排屑电机主电路及控制电路的设计、绘制。配分得分裁判确认/选手签字1.排屑电机主电路（2分）主电路绘制正确2分本小项2分正反转绘制正确1分，标注、线号正确1分转接插头XS41和XS42可不绘制2.排屑电机控制电路一，（共计5分，正确得分，不正确不得分）评分点：=1\*GB3①地址必须正确=2\*GB3②图形符号（按钮、发光二极管等）=3\*GB3③公共线绘制正确排屑器正反转控制输出电路排屑器正反转继电器控制电路排屑器正转控制输出（0.5分）排屑器反转控制输出（0.5分）排屑正转继电器控制（0.5分）排屑反转继电器控制（0.5分）此页2分每纵向图0.4分5）手动正转按钮回路（0.6分）6）手动反转按钮回路（0.6分）7）排屑器正转LED（0.6分）8）排屑器反转LED（0.6分）9）排屑器报警LED（0.6分）考核图和接线即可3.现场动作验证（8分）评分内容评分细节内容8分连接调试正确（1分）排屑电机主电路、控制电路、报警输出连接主电路、电机接线正确得1分，（不考查副面板XS41/XS42接线）0.5分控制电路电路接线正确得1分0.5分接线工艺规范（共计1分）接线要求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分功能测试（3分）手动操作验证机床在手动方式下，按下控制面板上的“CHIPCW”及“CHIPCCW”按键，排屑器工作正常。完成得0.5分MDI及自动方式验证机床自动或者MDI方式下，输入“M45”排屑器正转，或“M46”排屑器反转，工作正常。完成得0.5分报警信息显示手动断开排削空开，现示“EX1200CHIPSYSOVERLOAD”报警。完成得2分设计现示“EX1200CHIPSYSOVERLOAD”报警梯形图：完成得3分附表2任务二“数控机床机械部件装配与调试”记录表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+;3项目六其他零件安装2合计15附表3任务三：数控机床故障诊断与维修附表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屏幕出现FSSB配置报警和SP1996主轴参数报警原因1解决方法已排除（）未排除（）申请排除（）2对Y轴在点动（JOG）或手轮、快速方式下有伺服报警原因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在MDI方式下，编程G54G91G01X300F2000倍率100%时，机床运行速度应为2000mm/min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（）6Z轴在JOG方式下，按+/-向按钮，运动方向符合ISO定义方向原因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系统可以显示“伺服信息”画面，并通过伺服信息画面抄录编码器规格和S/N号原因1分解决方法已排除（）未排除（）申请排除（）2将Y轴伺服无效建议采用拆除伺服放大器轴功能原因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1PMC不能进入编辑存储功能，在PMC菜单设置也无效原因1分解决方法已排除（）未排除（）申请排除（）2在手轮方式下，各进给轴均可是实现大于1000mm/min。原因1分解决方法已排除（）未排除（）申请排除（）3JOG方式X\Y\Z轴移动移动时出现“*”互锁信号原因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（）5机床能够在MDI方式运行G91G01X100F100程序段不执行原因1分解决方法已排除（）未排除（）申请排除（）6在机床操作面板上分别按：F0、25%、50%、100%，不符合按键速度比率原因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）序号检测项目123.45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a):mmb):mm1.51.52主轴轴线和X轴线运动间的垂直度/300mm2.1检验工具