河北省职业院校技能大赛赛卷B试题.docx

1、河北省职业院校技能大赛赛卷B试题赛卷 B2021 年河北省职业院校技能大赛机电一体化项目（高职组）任务书场次： 工位号： 日期： 注意事项1、 参赛选手必须严格遵守赛项规程、安全操作规程，确保人身和设备安全，并接受现场裁判和技术人员的监督和警示。2、参赛选手在比赛任务书上只标注工位号和比赛时间，不得写有姓名、学校或与身份有关的信息，否则视为作弊，成绩无效。3、任务书共 39 页，附页图纸 40 页（附页图纸在“D:参考资料” 文件夹下），故障排查表 1 页，I/O 电路图设计图 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。4、竞赛任务完成过程配有两台编程计算机，参考资

2、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。5、参赛团队应在 6 小时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。 6、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。7、比赛过程中，参赛选手不得随意离开比赛工位，不得与其他参赛选手和人员交流。宣布比赛结束时，参赛选手应立即停止竞赛任务的操作并退出比赛工位，站在比赛工位边的过道上；任何与比赛相关的资料禁止带出赛场。8、比赛过程中，严重违反赛场纪律影响他人比赛者，违反操作规程不听劝告者，越界影响他

3、人者，有意损坏赛场设备或设施者，经现场裁判报告裁判长核定后，由裁判长宣布取消其比赛资格。机电一体化项目任务书一、竞赛设备说明竞赛平台采用广东三向智能科技股份有限公司提供的“SX-815Q 机电一体化综合实训设备”，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。系统的 5 个工作单元都配有独立的控制 PLC 和人机交互的按钮板，系统可以联机运行，同时各单元也可以单站运行。5 台 PLC 通过 RS485

4、进行通讯，可以任意选择其中一个工作单元作为主站，触摸屏与主站进行 485 通讯。图 0-1 SX-815Q 机电一体化综合实训设备二、工作过程概述本系统工作过程概述如下：(一) 颗粒上料单元上料输送带逐个将空瓶输送到主输送带；上料检测传感器检测到有空物料瓶到位，上料输送带停止；同时循环输送带机构将供料机构的物料推出，根据物料颗粒的颜色进行分拣；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；填装机构将分拣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。如图 0-2 所示。 图 0-2 物料分拣装瓶 (二

5、) 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；龙门机构检测物料瓶内部颗粒是否符合要求；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（辅输送带）； 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。 合格

6、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； 物料瓶放入包装盒 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吸取出来， 然后按要求依次放入仓储相应仓位。23 的仓库每个仓位均安装一个检测传感器，堆垛机构水平轴为一个精密转盘机构，垂

7、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。三、竞赛工作任务（一）颗粒上料单元的安装接线、编程与调试1任务描述本单元用型号为 H2U-3624MR-XP 的 PLC 实现电气控制,该单元控制挂板的安装与接线已经完成。选手需要利用客户采购回来的器件及材料，团队负责完成颗粒上料单元的安装接线、编程与调试工作，以便生产线后期能够实现生产过程自动化。相关竞赛资料参照计算机“D:参考资料颗粒上料单元”文件夹下；根据变频器参数要求完成变频器参数设置，并进行调试。（1）请根据竞赛平台提供的参考资料，完成本单元的安装，确保各机构运行顺畅和平稳。（2）请根据颗粒上料单元的桌面端子板连接示意图（见第

8、 2 点），完成桌面模型的电气接线。（3）请根据运行功能（见第 3 点）、PLC I/O 功能分配表（见表 1-6）， 完成本单元 PLC 编程、根据变频器参数要求（表 1-7） 完成变频器参数设置， 并进行调试。2.桌面端子板连接示意图图 1-1 端子板连接示意图（1）桌面 37 针端子板 CN310 端子分配表表 1-1端子板 CN310 地址线号功能描述XT3-0X00物料瓶上料检测传感器XT3-1X01颗粒填装位检测传感器XT3-2X02颜色确认 A 检测传感器XT3-3X03颜色确认 B 检测传感器XT3-4X04料筒 A 物料检测传感器XT3-5X05料筒 B 物料检测传感器XT3

9、-6X06颗粒到位检测传感器XT3-7X07定位气缸后限位XT3-8X20吸盘填装限位XT3-9X21推料气缸 A 前限XT3-10X22推料气缸 B 前限XT3-11X23填装旋转气缸左限位XT3-12X24填装旋转气缸右限位XT3-13X14填装升降气缸上限位XT3-14X15填装升降气缸下限位XT2-0Y00上料输送带启停XT2-1Y01主输送带启停XT2-2Y02填装旋转气缸电磁阀XT2-3Y03填装升降气缸电磁阀XT2-4Y04填装取料吸盘电磁阀XT2-5Y05定位气缸电磁阀XT2-6Y06推料气缸 A 电磁阀XT2-7Y07推料气缸 B 电磁阀XT1XT4PS13+(+24V)24

10、V 电源正极XT5PS13-(0V)24V 电源负极（2）输送带模块端子板 CN300（15 针端子板）端子分配表表 1-2端子板 CN300 地址线号功能描述XT3-0X00物料瓶上料检测传感器XT3-1X01颗粒填装位检测传感器XT3-2X07定位气缸后限位XT3-5Y05定位气缸电磁阀XT2PS13+(+24V)24V 电源正极XT1PS13-(0V)24V 电源负极（3）填装颗粒模块端子板 CN301（15 针端子板）端子分配表表 1-3端子板 CN301 地址线号功能描述XT3-0X14填装升降气缸上限位XT3-1X15填装升降气缸下限位XT3-2X20吸盘填装限位XT3-3X23填

11、装旋转气缸左限位XT3-4X24填装旋转气缸右限位XT3-5Y02填装旋转气缸电磁阀XT3-6Y03填装升降气缸电磁阀XT3-7Y04填装取料吸盘电磁阀XT2PS13+(+24V)24V 电源正极XT1PS13-(0V)24V 电源负极（4）循环输送带模块端子板 CN302（15 针端子板）端子分配表表 1-4端子板CN302 地址线号功能描述XT3-0X02颜色确认 A 检测传感器XT3-1X03颜色确认 B 检测传感器XT3-2X04料筒 A 物料检测传感器XT3-3X05料筒 B 物料检测传感器XT3-4X06颗粒到位检测传感器XT3-5X21推料气缸 A 前限XT3-6X22推料气缸

12、B 前限XT3-7Y06推料气缸 A 电磁阀XT3-8Y07推料气缸 B 电磁阀XT2PS13+(+24V)24V 电源正极XT1PS13-(0V)24V 电源负极（5）接线端子 XT98 分配表表 1-5接线端子 XT98 地址线号功能描述XT98-1 上UWS274:1 连接器 1 脚XT98-1 下UXT99:11XT98-2 上VWS274:2 连接器 2 脚XT98-2 下VXT99:12XT98-3 上WWS274:3 连接器 3 脚XT98-3 下WXT99:13XT98-4 上PS13-(0V)CN320:0VXT98-4 下PS13-(0V)XT99:23XT98-5 上PS

13、13+(+24V)CN320:24VXT98-5 下PS13+(+24V)XT99:283.运行功能初始位置：上料输送带停止，主输送带停止，循环输送带机构停止，推料气缸 A 缩回, 推料气缸 B 缩回, 填装定位气缸缩回，填装机构处于物料吸取位置上方。气源二联件压力表调节到 0.4Mpa0.5Mpa。在上料输送带上人工放置 6 个空瓶，间距小于 20mm，A 料筒内放置 12 颗白色物料，B 料筒内放置 12 颗粒蓝色。控制流程：（1）上电，系统处于“停止”状态下。“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,“启动”和“停止”指示灯灭，复

14、位过程中，“复位”指示灯闪亮，所有机构回到初始位置。复位完成后，“复位”指示灯常亮。“停止”或“复位过程中”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）推料气缸 A 先推出 1 颗白色物料，推料气缸 B 再推出 1 颗蓝色物料， 交替推出，各推出 5 颗物料；如 A 或 B 料筒检测无物料时，推料气缸 A 或 B 无动作，复位灯闪烁。A 或 B 料筒检测无物料时，复位灯闪烁（f=2HZ）。A、B 料筒检测都有物料时，复位灯灭。（5）循环输送带启动高速运行，变频器以 45HZ 频率输出。（6）变频器高速

15、运行 12 秒后，当循环输送带机构上的颜色确认检测传感器检测到有所需的颜色物料通过时，变频器反转，并以 20HZ 频率输出，如果超过 15 秒钟，仍没有检测到有所需的颜色物料通过，则重新开始第（4）步。（ 填装物料颜色要求参照第 18 步）（7）当有所需的颜色物料到达取料位后，颗粒到位检测传感器动作，循环输送带停止。（8）填装机构下降。（9）吸盘打开，吸住物料。（10）填装机构上升。（11）填装机构转向装料位。（12）在第（4）步开始的同时，上料输送带与主输送带同时启动，当物料瓶上料检测传感器检测到到空瓶时，上料输送带停止，当主输送带上的空瓶移动一段距离后，上料输送带动作，继续将空瓶以小于 2

16、0cm 的间隔，逐个输送到主输送带。上料输送带启动 5 秒后，上料检测传感器仍然没有检测到物料瓶时，单元进入暂停状态，所有机构暂停运行，单元启动指示灯常亮，复位指示灯闪亮（f=1HZ）。此时已经完成第（11）步时，应保持不变（保持吸住物料块等待）。暂停运行后，按下启动按钮将启动单元运行，复位指示灯灭。（13）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， 主输送带停止，填装定位气缸伸出，将空瓶固定。（14）当第（11）步和第（13）都完成后，填装机构下降。（15）填装机构下降到吸盘填装限位开关感应到位后，吸盘关闭，物料顺利放入瓶子，无任何碰撞现象。（16）填装机构上升。（17）填装

17、机构转向取料位。（18）当瓶子装满 4 颗物料后（第一颗和第二颗为蓝色，第三颗和第四颗为白色），进入第（19）步。否则重新开始第（7）步。（19）填装定位气缸缩回。（20）推料气缸 A 与推料气缸 B 交替推出物料，各推出 2 颗物料。（21）主输送带启动，将瓶子输送到下一工位。（22）循环进入第（6）步，进行下一个瓶子的填装。（23）在任何启动运行状态下，按下“停止”按钮，该单元立即停止，所有机构不工作，“停止”指示灯亮，“启动”和“复位”指示灯灭。4.PLC I/O 功能分配表表 1-6序号名称功能描述备 注1X0上料传感器感应到物料，X0 闭合2X1颗粒填装位感应到物料，X1 闭合3X2

18、检测到颜色 A 物料，X2 闭合4X3检测到颜色 B 物料，X3 闭合5X4检测到料筒 A 有物料，X4 闭合6X5检测到料筒 B 有物料，X5 闭合7X6输送带取料位检测到物料，X6 闭合8X7填装定位气缸后限位感应，X7 闭合9X10按下启动按钮，X10 闭合10X11按下停止按钮，X11 闭合11X12按下复位按钮，X12 闭合12X13按下联机按钮，X13 闭合13X14填装升降气缸上限位感应，X14 闭合14X15填装升降气缸下限位感应，X15 闭合15X20吸盘填装限位感应，X20 闭合16X21推料气缸 A 前限感应，X21 闭合17X22推料气缸 B 前限感应，X22 闭合18

19、X23填装旋转气缸左限感应，X23 闭合19X24填装旋转气缸右限感应，X24 闭合20Y0Y0 闭合 上料输送带运行21Y1Y1 闭合 主输送带运行22Y2Y2 闭合 填装旋转气缸旋转23Y3Y3 闭合 填装升降气缸下降24Y4Y4 闭合 吸盘拾取25Y5Y5 闭合 定位气缸伸出26Y6Y6 闭合 推料气缸 A 推料27Y7Y7 闭合 推料气缸 B 推料序号名称功能描述备 注28Y10Y10 闭合 启动指示灯亮29Y11Y11 闭合 停止指示灯亮30Y12Y12 闭合 复位指示灯亮31Y23Y23 闭合 变频电机正传32Y24Y24 闭合 变频电机反转33Y25Y25 闭合 变频电机高速档3

20、4Y26Y26 闭合 变频电机中速档35Y27Y27 闭合 变频电机低速档5.变频器参数设置要求表 1-7序号功能设定值备注1外部/PU 组合模式32加速时间0.5s3减速时间0.5s4变频电机高速45HZ5变频电机中速30HZ6变频电机低速20HZ7变频器输出频率上限值50HZ8变频器输出频率下限值10HZ（二）加盖拧盖单元的电路设计、安装接线与调试1.任务描述本单元用一台 H2U-1616MR-XP PLC 实现电气控制,现在该单元的控制挂板安装与接线已经完成，本任务程序已完成并下载到 PLC 里面。由于加盖机构以及电路尚未安装接线，无法进行加盖拧盖单元的控制处理，现在需要你对加盖拧盖单元

21、模型机构进行电路设计、安装接线，并进行调试。相关竞赛资料参照计算机“D: 参考资料加盖拧盖单元”文件夹下。（1）请根据竞赛平台提供的参考资料，完成加盖机构模型的安装、电路接线、气路连接，将其合理地安装在加盖拧盖单元相应的位置上，并进行调试。（2）请根据加盖拧盖单元的桌面端子板连接示意图（见第 2 点），完成桌面加盖机构模型的电气接线。（3）根据 PLC I/O 功能分配表（见表 2-3），在 PLC I/O 分配图完成单元的 PLC I/O 电路图设计。设计的电路应满足运行功能要求，电气控制电路图图形符号和文字符号的使用应满足 GB/T 6988.1-2008电气图形符、GB/T4728.1-

22、2005电气简图用图形符号、GB/T5465.1-1996电气设备用图形符号、GB/T7159-1987电气技术 中的文字符号制订通则的要求（4）请根据运行功能（见第 3 点）、PLC I/O 功能分配表（见表 2-3）， 完成本单元调试，运行过程中动作顺畅，无任何碰撞现象。2.桌面端子板连接示意图图 2-1 端子板连接示意图（1）桌面 37 针端子板 CN310 端子分配表表 2-1端子板CN310 地址线号功能描述XT3-0X00瓶盖料筒检测传感器XT3-1X01加盖位检测传感器XT3-2X02拧盖位检测传感器XT3-3X03加盖伸缩气缸前限XT3-4X04加盖伸缩气缸后限XT3-5X05

23、加盖升降气缸上限XT3-6X06加盖升降气缸下限XT3-7X07加盖定位气缸后限XT3-12X14拧盖升降气缸上限XT3-13X15拧盖定位气缸后限XT2-0Y00输送带启停XT2-1Y01拧盖电机启停XT2-2Y02加盖伸缩气缸电磁阀XT2-3Y03加盖升降气缸电磁阀XT2-4Y04加盖定位气缸电磁阀XT2-5Y05拧盖升降气缸电磁阀XT2-6Y06拧盖定位气缸电磁阀XT1XT4PS13+(+24V)24V 电源正极XT5PS13-(0V)24V 电源负极（2）加盖模块端子板 CN300（15 针端子板）端子分配表表 2-2端子板CN300 地址线号功能描述XT3-0X00瓶盖料筒检测传感器

24、XT3-1X03加盖伸缩气缸前限XT3-2X04加盖伸缩气缸后限XT3-3X05加盖升降气缸上限XT3-4X06加盖升降气缸下限XT3-5Y02加盖伸缩气缸电磁阀XT3-6Y03加盖升降气缸电磁阀XT2PS13+(+24V)24V 电源正极XT1PS13-(0V)24V 电源负极3.运行功能初始状态：主输送带停止、加盖定位气缸缩回、加盖伸缩气缸缩回、加盖升降气缸缩回、拧盖定位气缸缩回、拧盖电机停、拧盖升降气缸缩回, 气源二联件压力表调节到 0.4Mpa0.5Mpa。单元复位控制：（1）上电，设备任一部件不在初始位置，系统自动复位；（2）或者系统处于停止状态下，按下“复位”按钮系统自动复位。其它

25、运行状态下按此按钮无效；（3）“复位”灯（黄色灯，下同）闪亮显示；（4）“停止”（红色灯，下同）灯灭；（5）“启动”（绿色灯，下同）灯灭；（6）所有部件回到初始位置；（7）“复位”灯常亮，系统进入就绪状态。单元启动控制：（1）系统在就绪状态按启动按钮，单元进入运行状态，而停止状态下按此按钮无效；（2）“启动”指示灯亮；（3）“复位”指示灯灭；（4）主输送带启动运行；（5）手动将无盖物料瓶放置到该单元起始端；（6）当加盖位检测传感器检测到有物料瓶，并等待物料瓶运行到加盖工位下方时，输送带停止；（7）加盖定位气缸推出，将物料瓶准确固定；（8）如果加盖机构内无瓶盖，即瓶盖料筒检测传感器无动作，加盖机

26、构不动作；手动将盖子放入后，瓶盖料筒检测传感器感应到瓶盖；瓶盖料筒检测传感器动作；加盖机构开始运行，继续第（9）步动作；（9）如果加盖机构有瓶盖，瓶盖料筒检测传感器得电，加盖伸缩气缸推出，将瓶盖推到落料口；（10）加盖升降气缸伸出，将瓶盖压下；（11）瓶盖准确落在物料瓶上，无偏斜；（12）加盖伸缩气缸缩回；（13）加盖升降气缸缩回；（14）加盖定位气缸缩回；（15）主输送带启动；（16）当拧盖位检测传感器检测到有物料瓶，并等待物料瓶运行到拧盖工位下方时，输送带停止；（17）拧盖定位气缸推出，将物料瓶准确固定；（18）拧盖电机开始旋转；（19）拧盖升降气缸下降；（20）瓶盖完全被拧紧；（21）拧

27、盖电机停止运行；（22）拧盖升降气缸缩回；（23）拧盖定位气缸缩回；（24）主输送带启动；（25）当物料瓶输送到主输送带末端后，人工拿走物料瓶。重复第（5）到（25）步，直到 4 个物料瓶与 4 个瓶盖用完为止，每次循环内，任何一步动作失误，该步都不得分。单元停止控制：（1）系统在运行状态按“停止”按钮，单元立即停止，所有机构不工作；（2）“停止”指示灯亮；“运行”指示灯灭。4.PLC I/O 功能分配表表 2-3序号名称功能描述备注1X0瓶盖料筒感应到瓶盖，X0 闭合2X1加盖位传感器感应到物料，X1 闭合3X2拧盖位传感器感应到物料，X2 闭合4X3加盖伸缩气缸伸出前限位感应，X3 闭合5

28、X4加盖伸缩气缸缩回后限位感应，X4 闭合6X5加盖升降气缸上限位感应，X5 闭合7X6加盖升降气缸下限位感应，X6 闭合8X7加盖定位气缸后限位感应，X7 闭合9X10按下启动按钮，X10 闭合10X11按下停止按钮，X11 闭合11X12按下复位按钮，X12 闭合12X13按下联机按钮，X13 闭合13X14拧盖升降气缸上限位感应，X14 闭合14X15拧盖定位气缸后限位感应，X15 闭合15Y0Y0 闭合，主输送带运行16Y1Y1 闭合，拧盖电机运行17Y2Y2 闭合，加盖伸缩气缸伸出18Y3Y3 闭合，加盖升降气缸下降19Y4Y4 闭合，加盖定位气缸伸出20Y5Y5 闭合，拧盖升降气缸下降21Y6Y