682023年广西职业院校技能大赛高职组《机电一体化项目》赛项样题（任务书CDEF）(1).docx
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样题
2023年广西职业院校技能大赛
高职组《机电一体化项目》赛项
样题
任务书C\D\E\F
第1页共55页
样题
1.任务书共55页，附页图纸30页，故障排查表1页，如出现任务书缺页、字迹不清等问题，请及时向裁判申请更换任务书。
2.竞赛任务完成过程配有两台编程计算机，参考资料（竞赛平台相关的器件手册等）放置在“D:
\参考资料”文件夹下。
3.参赛团队应在3内完成任务书规定内容；选手在竞赛过程中创建的程序文件必须存储到“D:
\技能竞赛\竞赛编号”文件夹下，
未存储到指定位置的运行记录或程序文件均不予给分。
4.选手提交的试卷不得出现学校、姓名等与身份有关的信息，否则成绩无效。
5.由于错误接线、操作不当等原因引起PLC、触摸屏、变频器、工业机器人控制器及I/O组件、伺服放大器的损坏，将依据大赛规程进行处理。
6.在完成任务过程中，请及时保存程序及数据。
场次：
工位号：
日期：
第3页共55页
样题
一、机电一体化项目
组装、编程、调试一条小型自动化生产线
现有一条小型自动化生产线，需要按客户要求进行组装、编程、调试。
其中包括设计、安装、调试机械部件和电气系统，并能完成设备控制系统和人机界面编程，对自动化生产线进行维护、维修、系统集成与技术改进等
工作。
机电一体化项目试题主要考核选手组装、编程、调试一条小型自动化生产线的能力，该生产线由颗粒上料站、加盖拧盖站、检测分拣站、机器人搬运站、智能仓储站5个单元组成。
大赛为期1天，完成6个工作任务，并实现生产过程自动化，累计完成时间为6小时，由2位选
手以团队方式进行完成。
本次大赛机电一体化项目的工作任务、内容及时间分配如下表：
场次
模块名称
模块内容
完成时间
任务类型
上午场
工作任务A
单元的机械安装与调试
3小时
机械装调
工作任务B
单元的电气接线与调试
电气接线
下午场
工作任务C
单元的编程与调试
3小时
编程调试
工作任务D
单元的故障检修
设备维护
工作任务E
自动线系统程序优化与调试
编程优化
全场
工作任务F
职业素养
第3页共55页
样题
竞赛设备说明
竞赛平台主要由颗粒上料单元、加盖拧盖单元、检测分拣单元、工业机器
人搬运单元、智能仓储单元等组成，实现空瓶上料、颗粒物料上料、物料分拣、
颗粒填装、加盖、拧盖、物料检测、瓶盖检测、产品分拣、机器人搬运合格产
品入盒、盒盖包装、贴标、入库等自动生产全过程。
图0-1自动化生产线示意图
本系统工作过程概述如下：
（一）颗粒上料单元圆盘输送机构将空瓶输送到上料输送线上，圆盘空瓶到位检测传感器检测到空瓶，圆盘输送机构停止。
上料输送带将空瓶输送到主输送带，当空瓶到达填装位后，填装定位机构将空瓶固定，主输送带停止；同时根据任务要求供料机构推出对应颜色物料；填装机构将到位的颗粒物料吸取放到空物料瓶内；物料瓶内填装物料到达设定的颗粒数量后，填装定位气缸松开，主输送带启
动，将物料瓶输送到下一个工位。
图0-2物料装瓶
第5页共55页
样题
（二）物料瓶被输送到加盖拧盖单元的加盖机构下，加盖定位机构将物料瓶固定，加盖机构启动加盖流程，将盖子（白色或蓝色）加到物料瓶上；加上盖子的物料瓶继续被送往拧盖机构，到拧盖机构下方，拧盖定位机构将物料瓶固定，
拧盖机构启动，将瓶盖拧紧。
图0-3加盖拧盖
（三）拧盖完成的物料瓶经过检测分拣单元进行检测：
进料检测传感器检测拧盖完成的物料瓶是否到位，回归反射传感器检测瓶盖是否拧紧；检测机构检测物料瓶内部颗粒数量是否符合要求；对拧盖与颗粒均合格的物料瓶进行瓶盖颜色判别区分；拧盖或颗粒不合格的物料瓶被分拣机构推送到废品输送带上进行分拣；
拧盖与颗粒均合格的物料瓶被输送到主输送带末端，等待机器人搬运。
第5页共55页
合格品
不合格品
图0-4合格与不合格品示意图
（四）工业机器人搬运单元两个升降台机构存储包装盒和包装盒盖；升降台A将包装盒推向物料台上；6轴机器人将物料瓶抓取放入物料台上的包装盒内；包装盒4个工位放满物料瓶后，6轴机器人从升降台B上吸取盒盖，盖在包装盒上；6轴机器人根据瓶盖的颜色对盒盖上标签位进行分别贴标，贴完4个标签后通知智能仓储
单元入库。
样题
第6页共55页
物料瓶放入物料盒
盖上盒盖
盖贴上标签
图0-5包装过程
（五）智能仓储单元堆垛机构把机器人单元物料台上的包装盒体叉取出来，然后按
要求依次放入仓储相应仓位。
两个3×3的仓库每个仓位均安装一个检测传感器对仓位空满状态进行检测，堆垛机构水平轴为一个精密转盘机构，垂直机构为涡轮丝杆升降机构，
均由精密伺服电机进行高精度控制；行走轴为同步带传动，采用步进电机控制。
注意：
如需接线，现场没有准备好的线号，可以手写线号。
样题
任务C单元程序编写与调试
任务情境：
选手在完成任务A/B的机械装调和电气接线后，现需要团队负责完成颗粒上料单元、加盖拧盖单元、检测分拣单元、机器人搬运单元、智能仓储单元的PLC程序与机器人程序编写，从空瓶上料、颗粒物料上料、物料分拣、颗粒填装、加盖、拧盖、物料检测、瓶盖检测、产品分拣、机器人搬运合格产品入盒、盒盖包装、贴标、成品入库的工序，保证能够进行正确运行，系统符合专业技术规范。
在规定时间内完
成整套生产线的程序编写与调试，以便生产线后期能够实现生产过程自动化。
配分
竞赛时间
信息资料
30/100
任务C/D/E（3小时）
详见D盘
任务一、颗粒上料单元程序编写与调试
1、任务概要
现需要团队负责完成颗粒上料单
元的控制程序设计与调试工作，以便生产线后期能够实现生产过程自动化。
设备状态：
工作单元已完成挂板的电气安装、台面模块安装接线，尚未开展单元的编程与调试工作。
颗粒上料单元
2、任务描述
完成颗粒上料单元控制程序、触摸屏工程设计并进行单机调试，保证能够进行正确运行，
以便生产线后期能够实现生产过程自动化。
在任务完成时，你需要检查确认以下几点：
（1）已经完成单元的机械安装、电气接线和气路连接，并确保器件的动作准确无误。
（2）设置变频器参数，高速设置为45Hz,低速设置为15Hz,加速度设置为0.5s,减速度
第7页共55页
样题
为0.5s。
（3）选手自行调整安装RFID检测机构位置，无具体位置要求，但需满足后续的任务
要求。
（4）颗粒上料机构料筒A和料筒B位置图如图C-1所示，其中料筒A放蓝色物料，料筒B
放白色物料。
料筒A
图C-1料筒A和料筒B位置
（5）根据任务书提供的监控画面数据监控表设计触摸屏画面，利用本单元触摸屏进行单站调试运行，包含启动、停止、复位、手动/自动等，组态画面如C-2所示，指示灯输入信号为1时为绿色，输入信号为0时保持灰色。
输出信号强制控制按钮强制输出1时为红色，按钮强制输出0时为灰色；系统控制面板中启动按钮为绿色，复位按钮为黄色，停止按钮为红色。
触摸屏上必须设置一个手动/自动按钮，当该开关处于“手动”状态时，且单元处于“单机”状态，输出信号强制控制按钮有效；当该开关处于“自动”状态时，
单元运行功能有效。
表C-1颗粒上料单元监控画面数据监控表
序号
名称
类型
功能说明
1
吸盘填装限位
位指示灯
吸盘填装限位指示灯
2
推料气缸A后限
位指示灯
推料气缸A前限指示灯
3
推料气缸B后限
位指示灯
推料气缸B前限指示灯
第8页共55页
样题
4
启动
位指示灯
启动状态指示灯
5
停止
位指示灯
停止状态指示灯
6
复位
位指示灯
复位状态指示灯
7
单/联机
位指示灯
单/联机状态指示灯
8
物料瓶上料检测
位指示灯
物料瓶上料检测指示灯
9
颗粒填装位检测
位指示灯
颗粒填装位检测指示灯
10
料筒A物料检测
位指示灯
料筒A物料检测指示灯
11
料筒B物料检测
位指示灯
料筒B物料检测指示灯
12
颗粒到位检测
位指示灯
颗粒到位检测指示灯
13
填装定位气缸后限
位指示灯
填装定位气缸后限指示灯
14
填装升降气缸上限
位指示灯
填装升降气缸上限指示灯
15
填装升降气缸下限
位指示灯
填装升降气缸下限指示灯
16
上料输送带电机启停
标准按钮
上料输送带电机启停手动输出
17
主输送带电机启停
标准按钮
主输送带电机启停手动输出
18
旋转气缸
标准按钮
旋转气缸电磁阀手动输出
19
升降气缸
标准按钮
升降气缸电磁阀手动输出
20
取料吸盘
标准按钮
取料吸盘电磁阀手动输出
21
定位气缸
标准按钮
定位气缸电磁阀手动输出
22
推料气缸A
标准按钮
推料气缸A电磁阀手动输出
23
推料气缸B
标准按钮
推料气缸B电磁阀手动输出
24
变频电机正转
标准按钮
变频电机正转手动输出
25
变频电机反转
标准按钮
变频电机反转手动输出
26
变频电机高速
标准按钮
变频电机高速手动输出
第9页共55页
样题
序号
名称
类型
功能说明
27
变频电机中速
标准按钮
变频电机中速手动输出
28
变频电机低速
标准按钮
变频电机低速手动输出
29
手动/自动
开关
手动/自动模式切换
30
启动
标准按钮
与实体启动按钮功能相同
31
停止
标准按钮
与实体停止按钮功能相同
32
复位
标准按钮
与实体复位按钮功能相同
33
RFID界面
界面切换按钮
切换到RFID界面
颗粒上料单元界面
输入信号状态监控
升降气缸
启动停止
操盐
推料B
集位单机/联机
高速
系统控制按钮
启动复位
物料筑上封
检测
羊动自动
重统誉雪
判固物技
锰测
RFID界面
变频器正转
上料输送带电机名停
填装护晓红填装升晓气虹下保应
停
变频器
输出信号强制控制
系统状态指示灯
填装实应气缸后限应
变频器反转
变频器
中速
吸盘填装限应
料阅物料检测
颗粒到位碰测
变频器速
料盘取吸
颗氧生装位
旋转
缸
写
图C-2颗粒上料单元组态画面
（6）根据任务书提供I/0分配表，完成控制程序设计。
表C-2I/0分配表
序号
名称
功能描述
备注
1
XO
上料传感器感应到物料，X0闭合
2
X1
颗粒填装位感应到物料，X1闭合
第10页共55页
样题
3
X4
检测到料筒A有物料，X4闭合
4
X5
检测到料筒B有物料，X5闭合
5
X6
输送带取料位检测到物料，X6闭合
6
X7
填装定位气缸后限位感应，X7闭合
7
X10
按下启动按钮，X10闭合
8
X11
按下停止按钮，X11闭合
9
X12
按下复位按钮，X12闭合
10
X13
按下联机按钮，X13闭合
11
X14
填装升降气缸上限位感应，X14闭合
12
X15
填装升降气缸下限位感应，X15闭合
13
X20
吸盘填装限位感应，X20闭合
14
X21
推料气缸A后限位感应，X21闭合
15
X22
推料气缸B后限位感应，X22闭合
16
X23
填装旋转气缸左限感应，X23闭合
17
X24
填装旋转气缸右限感应，X24闭合
18
X25
圆盘空瓶到位检测，X25闭合
19
Y0
Y0闭合上料输送带运行
20
Y1
Y1闭合主输送带运行
21
Y2
Y2闭合填装旋转气缸旋转
22
Y3
Y3闭合填装升降气缸下降
23
Y4
Y4闭合吸盘拾取
24
Y5
Y5闭合定位气缸伸出
25
Y6
Y6闭合推料气缸A推料
26
Y7
Y7闭合推料气缸B推料
27
Y10
Y10闭合启动指示灯亮
第11页共55页
28
Y11
Y11闭合停止指示灯亮
29
Y12
Y12闭合复位指示灯亮
30
Y23
Y23闭合变频电机正传
31
Y24
Y24闭合变频电机反转
32
Y25
Y25闭合变频电机高速档
33
Y26
Y26闭合变频电机中速档
34
Y27
Y27闭合变频电机低速档
35
Y30
Y30闭合圆盘电机运行
（1）上电，系统处于“停止”状态。
“停止”指示灯亮，“启动”和“复
位”指示灯灭。
（2）在“停止”状态下，按下“复位”按钮，该单元复位，复位过程中，“复位”指示灯闪烁（2Hz），所有机构回到初始位置。
复位完成后，“复位”指示灯常亮，“启动”和“停止”指示灯灭。
“运行”或“复位”状态下，按
“启动”按钮无效。
（3）在“复位”就绪状态下，按下“启动”按钮，单元启动，“启动”
指示灯亮，“停止”和“复位”指示灯灭。
（4）填装蓝色颗粒数量2，白色数量2。
按照先蓝后白的填装顺序，推料
机构推出物料。
（5）颗粒上料变频器以45Hz频率输出。
（6）当物料到达取料位后，颗粒到位检测传感器动作，颗粒上料机构停
止。
（7）填装机构下降。
（8）吸盘打开，吸住物料。
（9）填装机构上升。
（10）填装机构转向装料位。
第13页共55页
（11）在第（4）步开始的同时，圆盘输送机构开始转动，上料输送带与主输送带同时启动，当圆盘空瓶到位检测传感器检测到空瓶时（每次只出一个空瓶），圆盘输送机构停止，上料输送带将空瓶输送到主输送带，上料检测
传感器感应到空瓶，上料输送带停止。
（12）当颗粒填装位检测传感器检测到空瓶，并等待空瓶到达填装位
时，填装定位气缸伸出，将空瓶固定。
（13）当第（10）步和第（12）步都完成后，填装机构下降。
（14）填装机构下降到吸盘填装限位开关感应到位后，吸盘关闭，物料顺
利放入物料瓶，无任何碰撞现象。
（15）填装机构上升。
（16）填装机构转向取料位。
（17）当物料瓶装满物料。
（18）填装定位气缸缩回。
（19）将物料瓶输送到下一工位。
（20）循环进入第（4）步，进行下一个物料瓶的填装，连续填装四个物料
瓶。
（21）在任何启动运行状态下，按下“停止”按钮，若当前填装机构吸有物料，则应在完成第（15）步后停止，否则立即停止，所有机构不工作，
“停止”指示灯亮，“启动”和“复位”指示灯灭。
在颗粒上料单元安装RFID模块。
根据任务书提供的监控画面数据监控表设计触摸屏画面，利用本单元触摸屏进行RFID检测机构的调试运行，包含RFID信息写入、RFID信息读取等功能，组态画面如图C-3所示。
颗粒排序从下
往上依次第一颗物料、第二颗物料、第三颗物料、第四颗物料，如图C-4所示。
取四个带RFID芯片的瓶盖，通过RFID检测机构为四个瓶盖芯片写入物料的相关信息。
“任务E”中颗粒上料单元需要根据RFID检测机构设定的数据信息，按数据表示的物料颗粒数量以及物料颜色顺序填充物料瓶，芯片寄存器
分配规则如下表：
第13页共55页
表C-3RFID芯片寄存器分配定义表
寄存器地址
寄存器名称
功能
0x000E
总颗粒数
3代表三颗物料，4代表四颗物料
0x000F
第一颗物料颜色
1表示蓝色，2表示白色
0x0010
第二颗物料颜色
1表示蓝色，2表示白色
0x0011
第三颗物料颜色
1表示蓝色，2表示白色
0x0012
第四颗物料颜色
1表示蓝色，2表示白色
RFID界面
第二颗
物料颜色
RFID信息写入按钮
第四颗物料颜色
RFID信息读取按钮
返回主界面
第三颗物料颜色
第三颗物料颜色
第一颗物料颜色
第四颗物料颜色
第二颗物料颜色
第一颗物料颜色
总颗粒数
总颗粒数
图C-3RFID界面
图C-4物料瓶物料颗粒排列顺序
第13页共55页
表C-4RFID监控画面数据监控表
1
RFID信息写入按钮
标准按钮
数据写入芯片内
2
RFID信息读取按钮
标准按钮
读取芯片内数据
3
总颗粒数
输入框
物料瓶内物料颗粒数。
为3颗或4颗
物料。
4
第一颗物料颜色
输入框
1代表蓝色物料，2代表白色物料
5
第二颗物料颜色
输入框
1代表蓝色物料，2代表白色物料
6
第三颗物料颜色
输入框
1代表蓝色物料，2代表白色物料
7
第四颗物料颜色
输入框
1代表蓝色物料，2代表白色物料
8
总颗粒数
标签显示
物料瓶内物料颗粒数。
为3颗或4颗物料。
9
第一颗物料颜色
标签显示
1代表蓝色物料，2代表白色物料
10
第二颗物料颜色
标签显示
1代表蓝色物料，2代表白色物料
11
第三颗物料颜色
标签显示
1代表蓝色物料，2代表白色物料
12
第四颗物料颜色
标签显示
1代表蓝色物料，2代表白色物料
13
返回主界面
画面切换按钮
切换至颗粒上料单元界面
第13页共55页
任务二：
加盖拧盖单元程序编写与调试
1、任务概要
现需要团队负责完成加盖拧盖单元的控制程序设计与调试工作，以便生产线后期能够实
现生产过程自动化。
设备状态：
工作单元已完成挂板的电气安装、台面模
块安装接线，尚未开展单元的编程与调试工作
加盖拧盖单元
2、任务描述
完成加盖拧盖单元控制程序、触摸屏工程设计并进行单机调试，保证能够
进行正确运行，以便生产线后期能够实现生产过程自动化。
在任务完成时，你需要检查确认以下几点：
（1）已经完成单元的机械安装、电气接线和气路连接，并确保器件的动
作准确无误。
（2）自己设计接线，实现拧盖机构可以松盖，主输送皮带可以反转。
表C-5CN310桌面37针端子板引脚分配
端子
线号
功能描述
XT2-9
Y14
主皮带反转
XT2-10
Y15
拧盖电机反转
（3）单元运行功能与要求一致。
（4）根据任务书提供的监控画面数据监控表设计触摸屏画面，利用本单元触摸屏进行单站调试运行，包含启动、停止、复位、手动/自动等，组态画面如C-5所示，画面颜色分配和触摸屏“手动/自动”开关要求同颗粒上料
单元组态画面。
第19页共55页
表C-6加盖拧盖单元监控画面数据监控表
1
启动
位指示灯
启动状态指示灯
2
停止
位指示灯
停止状态指示灯
3
复位
位指示灯
复位状态指示灯
4
单/联机
位指示灯
单/联机状态指示灯
5
瓶盖料筒检测
位指示灯
瓶盖料筒检测指示灯
6
加盖位检测
位指示灯
加盖位检测指示灯
7
拧盖位检测
位指示灯
拧盖位检测指示灯
8
加盖伸缩气缸前限
位指示灯
加盖伸缩气缸前限指示灯
9
加盖伸缩气缸后限
位指示灯
加盖伸缩气缸后限指示灯
10
加盖升降气缸上限
位指示灯
加盖升降气缸上限指示灯
11
加盖升降气缸下限
位指示灯
加盖升降气缸下限指示灯
12
加盖定位气缸后限
位指示灯
加盖定位气缸后限指示灯
13
拧盖升降气缸上限
位指示灯
拧盖升降气缸上限指示灯
14
拧盖定位气缸后限
位指示灯
拧盖定位气缸后限指示灯
15
升降底座上限
位指示灯
加盖升降底座气缸上限指示灯
16
输送带电机启停
标准按钮
输送带电机启停控制输出
17
拧盖电机启停
标准按钮
拧盖电机启停控制输出
18
加盖伸缩气缸
标准按钮
加盖伸缩气缸电磁阀输出
19
加盖升降气缸
标准按钮
加盖升降气缸电磁阀输出
20
加盖定位气缸
标准按钮
加盖定位气缸电磁阀输出
21
拧盖升降气缸
标准按钮
拧盖升降气缸电磁阀输出
22
拧盖定位气缸
标准按钮
拧盖定位气缸电磁阀输出
第19页共55页
23
升降底座气缸
标准按钮
加盖升降底座气缸电磁阀输出
24
升降吸盘
标准按钮
加盖升降吸盘电磁阀输出
25
手动/自动
开关
手动/自动模式切换。
26
启动
标准按钮
与实体启动按钮功能相同
27
停止
标准按钮
与实体停止按钮功能相同
28
复位
标准按钮
与实体复位按钮功能相同
29
松盖启动
标准按钮
系统执行松盖程序
30
料筒内无瓶盖，请
及时补充瓶盖
报警条
料筒内无瓶盖显示报警条，补充瓶盖
后报警条消失
加盖拧盖单元界面
输入信号状态监控
加盖位检测疗善位检测
疆罐
气缸赣
输出信号强制控制
加盖伸
缩气缸
加盖定
位气缸
鑫
盐
升降J底座气缸
升降吸盘
拧盖电机箸得”
松盖启动按钮
系统状态指示灯
启助修止
要位单机/联机
系统控制按钮
启动复位
保动
输送带电机启停
健底座上装
拧位
图C-5加盖拧盖单元组态画面
（6）根据任务书提供I/0分配表完成控制程序设计。
表C-7加盖拧盖单元I/0分配表
序号
名称
功能描述
备注
1
XO
瓶盖料筒感应到瓶盖，X0闭合
2
X1
加盖位传感器感应到物料，X1闭合
第19页共55页
3
X2
拧盖位传感器感应到物料
升级会员 