2023年甘肅省職業(yè)院校技能大賽中職學(xué)生組機(jī)電一體化設(shè)備組裝與調(diào)試賽項樣卷樣題1

2023年甘肅省職業(yè)院校技能大賽

中職組機(jī)電一體化設(shè)備組裝與調(diào)試賽項

工

作

任

務(wù)

書

（樣題）

2023年3月

1

一、總體方案

XX企業(yè)需要新建一條梅花聯(lián)軸器（如圖

1所示）分選生產(chǎn)線，根據(jù)訂單的要求將聯(lián)軸

器按外徑Φ、長度L和緩沖墊的顏色進(jìn)行分選

包裝。圖1梅花聯(lián)軸器

生產(chǎn)線按模塊的方式進(jìn)行搭建，生產(chǎn)線以3個工作臺為基礎(chǔ)平

臺，檢測傳送帶機(jī)構(gòu)、供料機(jī)構(gòu)、直角坐標(biāo)機(jī)械手、工業(yè)機(jī)械手等模

塊可根據(jù)實際工作任務(wù)的需求，靈活地安裝在工作臺面上，以便于生

產(chǎn)線功能的擴(kuò)充與改進(jìn)。

圖2模塊化生產(chǎn)線總體方案

該生產(chǎn)線的總體方案如圖2所示，主要的模塊為托盤供料模塊、

工業(yè)機(jī)械手、高度檢測皮帶輸送機(jī)構(gòu)、直角坐標(biāo)機(jī)械手和分選輸送機(jī)

構(gòu)。工業(yè)機(jī)械手的基本功能是將托盤供料模塊的聯(lián)軸器抓取到檢測皮

帶輸送機(jī)上；檢測皮帶輸送機(jī)啟動運行，輸送機(jī)上安裝有傳感器對聯(lián)

軸器的外徑和長度進(jìn)行檢測，不符合要求的聯(lián)軸器由輸送機(jī)上安裝的

氣缸推入滑槽中，外徑和長度符合要求的聯(lián)軸器被送到輸送機(jī)的末

端；隨后直角坐標(biāo)機(jī)械手將聯(lián)軸器抓取到分選輸送機(jī)構(gòu)上，分選輸送

機(jī)構(gòu)上安裝有對聯(lián)軸器緩沖墊顏色進(jìn)行識別的傳感器，根據(jù)訂單需

2

求，系統(tǒng)分別將相應(yīng)顏色及數(shù)量的聯(lián)軸器推入對應(yīng)的滑槽（工件庫）

中。

整條生產(chǎn)線配備兩臺PLC，直角坐標(biāo)機(jī)械手（配驅(qū)動模塊）由其

中一臺PLC控制，兩條輸送機(jī)構(gòu)由變頻器驅(qū)動，并由PLC控制其運行；

同時，生產(chǎn)線配置有兩臺觸摸屏，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的人機(jī)交互。

二、機(jī)械安裝與電氣調(diào)試

（一）、智能檢測單元安裝

1.請你按照安裝圖01組裝高低檢測輸送機(jī)的機(jī)械零件，傳感器，

氣缸，電機(jī)等部件并調(diào)整到合適尺寸。輸送機(jī)高度以能夠與前后搬運

模塊配合工作為準(zhǔn)，可以自定。

安裝圖01

2、將組裝好的高低檢測輸送機(jī)安裝到生產(chǎn)線示意圖所指示的位

置，能夠與前后搬運模塊配合工作為準(zhǔn)，安裝位置自行調(diào)節(jié)。

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3、按設(shè)備I/O地址分配表，要求使用繪圖軟件繪制設(shè)備電氣原

理圖，并打印圖紙，如果需要使用地址分配表中沒有的元器件，請自

行補(bǔ)充并繪圖。

1號PLCI/O分配表

地址地址符號功能

X0I0.0SQ1入料口光電傳感器

X1I0.1SQ2推料口1檢測傳感器

X2I0.2SQ3推料口2檢測傳感器

X3I0.3SQ4推料口3檢測傳感器

X4I0.4SQ5推料氣缸1伸出到位檢測傳感器

X5I0.5SQ6推料氣缸1縮回到位檢測傳感器

X6I0.6SQ7推料氣缸2伸出到位檢測傳感器

X7I0.7SQ8推料氣缸2縮回到位檢測傳感器

X10I1.0SQ9推料氣缸3伸出到位檢測傳感器

X11I1.1SQ10推料氣缸3縮回到位檢測傳感器

X12I1.2

X13I1.3

X14I1.4

X15I1.5

X16I1.6

X17I1.7

2號PLCI/O分配表

地址地址符號功能

X0I0.0STF變頻器正傳

X1I0.1STR變頻器反傳

X2I0.2RH變頻器高速

X3I0.3RL變頻器低速

X4I0.4SQ1入料口光電傳感器

X5I0.5SQ2推料口1檢測傳感器

X6I0.6SQ3推料口2檢測傳感器

X7I0.7SQ4推料口3檢測傳感器

X10I1.0SQ5推料氣缸1伸出到位檢測傳感器

X11I1.1SQ6推料氣缸1縮回到位檢測傳感器

X12I1.2SQ7推料氣缸2伸出到位檢測傳感器

X13I1.3SQ8推料氣缸2縮回到位檢測傳感器

X14I1.4SQ9推料氣缸3伸出到位檢測傳感器

X15I1.5SQ10推料氣缸3縮回到位檢測傳感器

X16I1.6SQ11直角坐標(biāo)機(jī)器人X軸原點

X17I1.7SQ12直角坐標(biāo)機(jī)器人X軸左限位

X20I2.0SQ13直角坐標(biāo)機(jī)器人X軸右限位

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X21I2.1SQ14直角坐標(biāo)機(jī)器人Y軸原點

X22I2.2SQ15直角坐標(biāo)機(jī)器人Y軸前限位

X23I2.3SQ16直角坐標(biāo)機(jī)器人Y軸后限位

X24I2.4SQ17直角坐標(biāo)機(jī)器人Z軸上限位

X25I2.5SQ18直角坐標(biāo)機(jī)器人Z軸下限位

4、按設(shè)計好的電氣原理圖連接設(shè)備電路，并進(jìn)行通電測試。

5、請你安裝、調(diào)整傳感器的位置和靈敏度，調(diào)整機(jī)械部件的位

置，完成高低檢測輸送機(jī)的整機(jī)調(diào)試。

6、按設(shè)備氣動系統(tǒng)圖02連接氣動系統(tǒng)的氣路，調(diào)節(jié)本工位輸入

氣壓和各節(jié)流閥，使氣缸運行平穩(wěn)。氣路的布局、走向、綁扎應(yīng)符合

工藝規(guī)范要求。

圖02氣動系統(tǒng)圖

7、請你自行設(shè)計編寫高低檢測輸送機(jī)調(diào)試程序和觸摸屏畫面，

調(diào)節(jié)氣動節(jié)流閥，使各個機(jī)械部件運行平順。

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（二）、基本功能調(diào)試

請你安裝好設(shè)備硬件后，進(jìn)行如下測試。本設(shè)備有兩臺PLC控制，

一號PLC控制從原件庫到外形檢測輸送機(jī)部分，二號PLC控制直角坐

標(biāo)機(jī)器人和產(chǎn)品顏色檢測分揀輸送機(jī)部分，兩臺PLC使用I/O通信。

每臺PLC配有獨立觸摸屏，可以單獨部分調(diào)試也可實現(xiàn)聯(lián)機(jī)調(diào)試。

圖1-1

1號PLC控制設(shè)備上電后，觸摸屏顯示手動控制界面如圖1-1所

示，按下規(guī)格檢測輸送機(jī)移動控制按鈕，輸送機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)點動左右移

動。按下【傳感器調(diào)試】按鈕后，按鈕顏色變?yōu)榫G色，此時從輸送機(jī)

左邊下料口放入待檢測工件，輸送機(jī)由左向右運行，經(jīng)過檢測外徑和

長度符合要求的聯(lián)軸器被送到輸送機(jī)的末端，輸送機(jī)停止。按鈕顏色

恢復(fù)為原來顏色，表明檢測完畢。若出現(xiàn)外徑不合格的聯(lián)軸器，則由

輸送機(jī)運送到第一個斜槽，輸送機(jī)停止運行，推料氣缸將產(chǎn)品推入斜

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槽1。檢測過程中，出現(xiàn)長度不合格的聯(lián)軸器，則由輸送機(jī)運送到第

二個斜槽，輸送機(jī)停止運行，推料氣缸將產(chǎn)品推入斜槽2。如果出現(xiàn)

外徑和長度均不符合要求的聯(lián)軸器，則由輸送機(jī)運送到第三個斜槽，

輸送機(jī)停止運行，推料氣缸將產(chǎn)品推入斜槽3。

按下【推料氣缸1】按鈕后，按鈕顏色變?yōu)榫G色，推料氣缸1伸

出到位后，停止2秒鐘，自動縮回，按鈕顏色恢復(fù)為原來顏色，表明

檢測完畢。按下【推料氣缸2】按鈕后，按鈕顏色變?yōu)榫G色，推料氣

缸2伸出到位后，停止2秒鐘，自動縮回，按鈕顏色恢復(fù)為原來顏色，

表明檢測完畢。按下【推料氣缸3】按鈕后，按鈕顏色變?yōu)榫G色，推

料氣缸3伸出到位后，停止2秒鐘，自動縮回，按鈕顏色恢復(fù)為原來

顏色，表明檢測完畢。

圖1-2

2號PLC控制設(shè)備上電后，觸摸屏顯示手動控制界面如圖1-2所

示，按下顏色檢測輸送機(jī)移動控制按鈕，輸送機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)點動左右移

動。按下【傳感器調(diào)試】按鈕后，按鈕顏色變?yōu)榫G色，此時從輸送機(jī)

左邊下料口放入待檢測工件，輸送機(jī)由左向右運行，經(jīng)過檢測中心緩

沖墊顏色為黃色的聯(lián)軸器由輸送機(jī)運送到第一個斜槽，輸送機(jī)停止運

行，推料氣缸將產(chǎn)品推入斜槽1。緩沖墊顏色為紅色的聯(lián)軸器由輸送

機(jī)運送到第二個斜槽，輸送機(jī)停止運行，推料氣缸將產(chǎn)品推入斜槽2。

緩沖墊顏色為其他顏色的聯(lián)軸器，則由輸送機(jī)運送到第三個斜槽，輸

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送機(jī)停止運行，推料氣缸將產(chǎn)品推入斜槽3。推入工件后，按鈕顏色

恢復(fù)為原來顏色，表明檢測完畢。

按下【推料氣缸1】按鈕后，按鈕顏色變?yōu)榫G色，推料氣缸1伸

出到位后，停止2秒鐘，自動縮回，按鈕顏色恢復(fù)為原來顏色，表明

檢測完畢。按下【推料氣缸2】按鈕后，按鈕顏色變?yōu)榫G色，推料氣

缸2伸出到位后，停止2秒鐘，自動縮回，按鈕顏色恢復(fù)為原來顏色，

表明檢測完畢。按下【推料氣缸3】按鈕后，按鈕顏色變?yōu)榫G色，推

料氣缸3伸出到位后，停止2秒鐘，自動縮回，按鈕顏色恢復(fù)為原來

顏色，表明檢測完畢。

三、聯(lián)軸器檢測裝配線功能調(diào)試

任務(wù)描述：

1、請你正確理解設(shè)備的正常工作過程和故障狀態(tài)的處理方式，

編寫系統(tǒng)的PLC控制程序和設(shè)置變頻器的參數(shù)、步進(jìn)驅(qū)動器及伺服驅(qū)

動器參數(shù)。

2、請你調(diào)整傳感器的位置或靈敏度，調(diào)整機(jī)械零件的位置，完

成系統(tǒng)的整體調(diào)試，使該設(shè)備能正常工作。

3、請你按照觸摸屏界面制作和監(jiān)控要求的說明，制作兩個觸摸

屏界面，設(shè)置和記錄相關(guān)參數(shù)，實現(xiàn)觸摸屏對生產(chǎn)系統(tǒng)的操作和監(jiān)控。

（一）系統(tǒng)的生產(chǎn)要求

1、該系統(tǒng)分選的聯(lián)軸器規(guī)格如下：

外徑大小Φ：32mm，38mm，44mm三種規(guī)格

高度尺寸L：26mm，28mm，32mm三種規(guī)格

緩沖片顏色：紅色、黃色、藍(lán)色三種

2、請正確設(shè)計程序和調(diào)試系統(tǒng)，使得系統(tǒng)能按顏色完成工件分

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選并包裝，其中工件外徑為44mm、高度為32mm。

檢測皮帶輸送模塊與觸摸屏1由第1臺PLC控制，直角坐標(biāo)機(jī)械

手、觸摸屏2及分選輸送模塊由第二臺PLC控制。

3、系統(tǒng)啟動

系統(tǒng)上電后，觸摸屏1、觸摸屏2均進(jìn)入運行界面。其中觸摸屏

1主要用于系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)控，觸摸屏2主要用于系統(tǒng)能數(shù)設(shè)置及工件數(shù)

量監(jiān)視。

按下【啟動】按鍵，系統(tǒng)開始運行，運行指示燈變?yōu)榫G色，同時

觸摸屏1運行界面要有工件控追蹤狀態(tài)的監(jiān)控，即工件在哪個模塊處

理，觸摸屏1上哪個模塊相應(yīng)工作指示燈亮（綠色），否則為紅色，

觸摸屏1運行界面如下圖1所示。

圖1觸摸屏1監(jiān)控界面

系統(tǒng)啟動運行后，可以通過觸摸屏2進(jìn)行兩種產(chǎn)品每件數(shù)量設(shè)置

及總包裝件數(shù)設(shè)置，系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置好后按下觸摸屏2上【開始檢測分

選】按鈕，系統(tǒng)開始工作，同時運行過程中要有每種產(chǎn)品已分選工件

總數(shù)量顯示及裝箱數(shù)量顯示，觸摸屏2也能實現(xiàn)系統(tǒng)急停功能。觸摸

屏的運行界面如下圖2所示。

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圖2觸摸屏2監(jiān)視界面

在檢測分選過程中，只有將當(dāng)前工件分選完成后，工業(yè)機(jī)器人才

能抓取下一個工件。

（二）系統(tǒng)工作過程

1、供料

已經(jīng)生產(chǎn)好的各種規(guī)格聯(lián)軸器（大小直徑三種、高度三種、顏色

三種）按3行3列隨機(jī)存放在托盤里。當(dāng)機(jī)械手將托盤里工件全部搬

運完后，由人工手動放入下一盤工件重新供料。

2、工業(yè)機(jī)械手搬運

系統(tǒng)啟動后，工業(yè)機(jī)械手下降按行順序從上至下、從左至右依次

將A位置托盤中的工件搬運到檢測輸送帶上。

3、檢測皮帶輸送機(jī)檢測

工業(yè)機(jī)械手將工件搬運至檢測輸送帶上B位置傳感器檢測到工

件后，帶輸送機(jī)中速正轉(zhuǎn)將工件運送至位置1停止，位置1傳感器對

工件進(jìn)行直徑的檢測，當(dāng)工件直徑滿足要求時，運送帶中速運行將工

件運送至位置2停止，位置2處的傳感器對工件進(jìn)行高度檢測，若

工件滿足高度要求，則運送帶高速運行將工件運送至位置3光纖傳感

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順處停止。若工件直徑不滿足要求，則由3處推料氣缸將工件推至料

槽1，若工件直徑滿足要求而高度不滿足要求，則由2處推料氣缸將

工件推至料槽2。工件被推入料槽后，工業(yè)機(jī)械手重新進(jìn)行搬運。檢

測傳送帶各位置示意圖如下圖3所示。

圖3檢測傳送帶位置示意圖

4、直角坐標(biāo)機(jī)械手搬運

當(dāng)工件運送至位置3處后，步進(jìn)驅(qū)動器工作，直角坐標(biāo)機(jī)械手工

作，將工件從檢測皮帶輸送帶位置3處將工件抓取至分選輸送帶上D

位置。

5、分選輸送帶工件分選

分選輸送帶D處傳感器檢測到工件后，分選輸送帶高速啟動，將

工件運送至輸送帶位置4處停止，若工件為紅色，則該處傳感器為

ON，同時位置4處推料氣缸動作將工件推入1庫，若不是紅色工件，

則運送帶繼續(xù)中速運行，將工件運送至位置