自动螺钉输送机大赛

　一、比赛形式

• 本项比赛为团体赛，参赛者以团队形式参加本次大赛，每支队伍不超过3名学生和2名指导教师。
• 初赛阶段：本项比赛内容为电气控制应用设计，初赛采用场外作业、提交作品方式。参赛队在指定时间按初赛要求完成作品设计，并在指定时间提交：

　　      A、作品申报表(见附件)电子档和纸质档各一份;

　　      B、初赛论文电子档：包含《比赛要求》(见后文)中第(1)项“电子原理图设计制作”、第(2)项“自动螺丝输送机及平面二维移动机械手的PLC控制编程”及第(3)项“完成给定方案的系统程序的编写”。

　　备注：电子档发送到大赛组委会指定邮箱，并刻录光盘一份连同纸质档一同寄至大赛组委会。通过初审的作品和参赛队进入决赛。

• 决赛阶段：决赛由工程演示、工程答辩、实操调试等环节组成，由评审专家组现场打分。
• 本项比赛重点考察学生电气控制应用设计能力、工程实践能力、团队协作意识、自主学习能力、解决实际工程问题的能力和综合工程实践素养。

　　二、参赛人员

• 参赛人员
  　大赛面向全国全日制在校大学生(高职、本科、研究生)
• 参赛队员基本知识要求
  　电气原理图基本知识
  　电气接线与安装基本知识
  　PLC应用基本知识
  　电机驱动应用基本知识
  　人机界面通讯基本知识
  　自动控制系统基本知识
  　传感器应用基本知识
  　气动技术基本知识

　　三、控制对象说明

　　被控对象：所选被控对象为自动螺钉装配机械手装置。自动螺钉装配机械手装置具备高效率、高可靠性、性价比高等优点，在自动化装配的电子行业、机械行业等各行业使用非常广泛。因此选用该装置作为本次比赛的被控对象，具有很强的代表性和可行性。该装置分为自动螺钉输送机和X-Y螺钉装配机械手，如图1：　　

 　　(一) 自动螺钉输送机
　　1、 机构说明　　

 　　2、 功能编号说明　　

 　　3、 螺钉输送工作流程说明：
　　(1)、 料筒电机(M1)启动后，齿轮传动料筒转动把料仓里的螺钉回转，回转过程中螺钉自动掉入导料槽;
　　(2)、 直震器(ZZQ)和料筒电机(M1)同时启动，导料槽固定在直震器上，当直震器震动时螺钉料有序移动，同时毛刷电机(M2)启动，毛刷电机把掉入导料槽里不规则螺钉扫出，余下螺钉规则向外输送;
　　(3)、 当加料检测(PH1)传感器检测有料长达5S后，加料电机(M1)、直震器(ZZQ)全部停止工作，直到PH1在检测到无料后再次启动输送螺钉;
　　(4)、 等待网络通讯(X-Y机械手控制PLC-2)发来的螺钉装配信号等待工作;
　　(5)、 当得到装配信号或指令后，出料阀(YV1)得电动作，气缸后位(1B1)检测到位至少1S后复位出料汽缸(YV1);
　　(6)、 同时吹气阀(YV2)得电动作(把掉入透明管的螺钉吹到电批锁嘴上)，吹气阀(YV2)得电至少2S后自动复位;
　　(7)、 锁丝扳手(BS)启动，锁丝阀(YV3)得电(气缸带动转动的扳手把螺钉锁在底板上)，扭矩(NJ)到达后，先复位扳手(BS)再复位锁丝阀(YV3);
　　(8)、 当锁丝阀(YV3)复位后气缸上位(2B1)检测到位，网络通讯发出螺钉装配完成信号给(X-Y机械手PLC-2)。

　　4、 基本参数：
　　        PLC-1型号：和利时LM3106、LM3400
　　        料筒速度：V=60r/min   
               工作气压：0.4—0.8MPa

　　(二) X-Y螺钉装配机械手
　　1、机构说明：　　

　　2、功能编号说明　　

 　　3、机械参数:
　　(1)、 X轴移动行程400mm;
　　(2)、 X轴电机每转一圈移动10mm
　　(3)、 Y轴移动行程400mm
　　(4)、 Y轴电机每转一圈移动10mm

　　4、电气参数:
　　(1)、 PLC控制器：和利时LM3106
　　(2)、 人机界面：和利时HT7700T、7英寸彩色人机界面
　　(3)、 驱动电机: 和利时56YBG250C-BASSBL-0241
　　(4)、 电机驱动器: 和利时SH-20504

　　5、动作流程:(注：H—行，L—列，比如H10L10代表第10行、第10列的螺钉孔)

　　例:(用X-Y机械手分别在螺丝板坐标的(H10L10、H11L11、H12L12、H13L13)四个螺钉孔处安装四颗螺钉)。
　　(1)、 按下启动按钮SB1，X轴电机(M3)自动回零位参考点SQ2、Y轴电机(M4) 自动回零位参考点SQ5;
　　(2)、 自动回零后，机械手自动运转到H10位置,同时Y轴自动运转到L10位置，发一个网络通讯信号到自动螺钉输送机控制PLC-1，并完成第一颗螺钉的装配工作;
　　(3)、 完成第一颗螺钉装配后自动移动到(H11L11)坐标位置，依次完成第二颗、第三颗螺钉装配;
　　(4)、 完成四颗螺钉装配后X-Y机械手自动回零，完成装配任务。

　　四、比赛说明及评审方式

　　比赛要求：按要求将螺M5螺钉在一块附有螺孔的平板(300mm×300mm)上，自动安装出比赛给定图形：大写字母“H”，长120mm，宽75mm(即长9个螺钉，宽6个螺钉)，并通过触摸屏实时显示螺钉的动态安装过程和监控运行状态;参赛团队需在初赛阶段、决赛阶段完成内容如下：

　　(1)电气原理图设计制作：
　　    控制系统的整体配电;
　　    PLC整体网络结构;
　　    PLC输入/输出电路设计;
　　    电机驱动电气接线设计。

　　(2)自动螺丝输送机及平面二维移动机械手的PLC控制编程：
　　    自动螺丝输送机单步控制程序编写;
　　    二维移动机械手单步控制程序编写。

　　(3)完成给定方案的系统程序的编写：
　　    自动螺丝输送机系统程序编写;
　　    二维移动机械手系统程序编写;
　　    PLC通讯网络程序设计。

　　(4)决赛现场在指定时间内完成工程演示、工程答辩、实操调试三个环节。

　　(5)决赛现场工程演示(15分钟)：以PPT形式介绍工程背景及工艺流程、电气原理图设计、PLC控制编程思想及技巧。

　　(6)决赛现场工程答辩(15分钟)：决赛现场解答专家评审针对作品提出的问题。

　　(7)决赛现场实操调试(2小时)：根据专家现场提出的要求，完成：
　　    电气元件的按图安装与接线;
　　    以触摸屏、PLC、驱动元件等完成装配螺丝机械手自动控制系统设计;
　　    确保调试操作规范性与调试完成运行。
　　    备注：初赛阶段重点考核比赛要求中第(1)项~第(3)项，决赛阶段现场考核比赛要求中第(4)项~第(7)项

• 初赛需提交内容
  　作品申报表,：电子档和纸质档各一份;
  　初赛论文：包含比赛要求中(1)~(3)项，电子档。
  　备注：电子档发送到大赛组委会指定邮箱，并刻录光盘一份连同纸质档一同寄至大赛组委会。
• 决赛现场
  　决赛阶段部分由现场工程演示、工程答辩、实操调试考试三个环节组成。
  　工程演示：参赛团队以PPT形式介绍工程背景，对其组成结构、设计原理、功能、使用说明电气原理图设计合理性、电控设备选型与连接设计易用性、控制算法实用性、可行性等进行描述，时间控制在10-15分钟。
  　工程答辩：参赛团队现场解答专家评审针对作品提出的问题，时间控制在10-15分钟。
  　实操调试：参赛选手在同一实践平台上完成下述工作：
  　电气接线：根据设计电路进行电气接线，包括PLC与电机驱动、传感器等的电气连线;
  　PLC控制：完成PLC控制程序编程与调试;
  　人机界面：完成触摸屏组态监控界面的设计与调试;
  　运行：指定时间完成调试，成功运行并具有稳定性。
• 评审标准　　

•  赛前培训
  　报名参赛的团队，可选择参加组委会组织的赛前培训，有关赛前培训内容另行通知。

　　五、附注

• 赛程安排
  　参赛报名：2012年6月1日——2012年10月20日
  　初赛提交：2012年10月18日——2012年11月10日
  　初赛评审：2012年10月22日——2012年11月20日
  　公布决赛名单：2012年11月25日
  　决 赛：2011年12月16日
• 备注：
  　　1、初赛需提交内容：作品申报表——电子档和纸质档各一份;初赛论文——包含比赛要求中(1)~(3)项，电子档。电子档发送到大赛组委会指定邮箱，并刻录光盘一份连同纸质档一同寄至大赛组委会;
  　　2、邮件寄送包裹单请注明“‘和利时杯’电气控制应用设计大赛”字样;
  　　3、参赛团队可向组委会借用大赛专用PLC设备，同时组委会将以优惠价格提供大赛用电控设备，申请借用/购买电控设备的团队请发邮件至以上联系人邮箱，注明“电气控制大赛电控设备借用/购买”字样，并在邮箱中标明大赛报名信息;
  　　4、参赛团队在比赛准备期间，可以参考“全国工业自动化人才认真该培训项目”官方网站 www.iaat.org.cn 相关比赛视频教程、技术参考资料等;
  　 

参数资料:

自动螺钉输送机大赛自动螺钉输送机大赛