“技能兴威”第二届威海市职业技能大赛技术文件-机电一体化技术（含赛题）

目录一、技术描述 “技能兴威”第二届威海市职业技能大赛“机电一体化”项目试题

选手须知： 1.竞赛试题共13页，如出现试题缺页、字迹不清等问题，请及时向裁判申请更换。2.竞赛任务完成过程配有一台编程计算机，参考资料（竞赛平台相关的器件手册）放置在“桌面/参考资料”文件夹下。3.参赛团队应在3小时内完成试题规定内容；选手在竞赛过程中创建的程序文件必须存储到“桌面:\技能竞赛\工位号”文件夹下（文件夹需选手自己新建），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（单位）、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、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。

一、任务情境组装、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。其中包括安装、调试机械部件、气动系统和电气系统等，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、设计、调试等工作。二、项目任务及时间安排机电一体化技术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，该生产线由立体仓库、视觉分拣单元、输送单元、皮带传送单元、智能仓储单元、桁架机械手搬运6个单元组成。比赛时间3小时，完成3个工作任务，并实现生产过程自动化，由2位选手以团队方式完成竞赛项目。本届机电一体化技术赛项的工作任务、内容及时间分配如下表：工作任务完成时间任务类型任务1单元的机电安装与调试三小时机电装调任务2单元的编程与调试编程调试任务3职业素养职业素养三、任务要求任务一：工作单元机械拆装任务情境：公司接到某客户一个定制设备任务，需要在规定的时间内交付一套自动化生产线设备，公司项目组对设备进行了整体规划设计，作为机电一体化技术人员，需要利用客户采购的器件及材料，在规定时间内完成相应任务，实现生产过程自动化，操作符合专业技术规范。选手完成或交卷后，不得进行任何修改操作。工作任务分值竞赛时间信息资料任务1设备的机电安装与调试30%三小时详见参考资料任务2设备的编程与调试60%详见参考资料任务3职业素养10%详见参考资料备注：任务1单元的机电安装与调试任务1-3（3小时）详见桌面/参考资料（一）任务概要工作任务：利用客户采购回来的器件及材料，团队负责完成部分模型机构组装，并连接气路和线路等，保证能够正确运行，以便实现生产过程自动化，操作符合专业技术规范。已知设备状态：工作单元已完成立体仓库、输送、皮带传送模块的模型机构组装、电气安装接线，需要完成剩余模块的机械零部件组装与机构安装、气路和线路连接。（二）任务内容请根据赛场竞赛素材（机械装配图等），完成机械零件组装、机构安装、电气安装及气管连接，并进行调试。1.模块初始状态：分拣模块仓储模块主输送带停止退料气缸缩回松开③气压0.4～0.5Mpa导杆气缸缩回2.设备组装图：（1）视觉分拣模块示意图1.光纤传感器2.推料气缸3.视觉光源4.视觉相机5.旋转编码器6.光电传感器7.三相异步电机8.电磁阀9.分拣槽2.仓储模块1.光电开关2.库位3.端子排图

3.桁架机械手模块1.导杆气缸2.平行夹抓气缸3.无杆气缸4.接线端子排任务二：自动线系统程序编写、优化与调试（一）根据下列原则和要点完成程序编写与运行调试工作1.完成单元设备的测试，并确保器件的动作准确无误;2.PLC启动后控制程序能够正确执行(PLC运行状况评估);3.单元运行与功能要求一致。（二）触摸屏画面界面说明1.根据给出的参考画面进行触摸屏画面绘制；2.在初始上电时显示为立体仓库手动控制；3.如有异常向裁判请示后可更改画面；4.传感器检测到变化时off变成on，off颜色红色、on颜色绿色，赛题中其余单元组态触摸屏画面均按此要求设计，不再重复叙述。（三）手动控制要求设备上电后自动复位一次。1．立体仓库模块（1）按下回零后轴回到原点，此时轴的实时位置显示为零。（2）按下手抓上升，轴点动向上运行，按下手抓下降，轴点动向下运行，此时轴的实时位置同步显示。（3）输入位置，按下相对位移后移动相应位置，输入位置，按下绝对位移后能移动相对位置。（4）按下手抓旋转阀对应模块置位，再次按下模块复位，其他按钮同理（手抓伸出阀，手抓夹紧阀，滑台阀）。（5）在对应动作时右侧位置检测实时变化。

2.视觉分拣模块（1）输入设定频率，在变频器上实时显示；（2）按下变频器正转，能按照设定的频率运行，反转同理；（3）按下拍照测试，在拍照颜色处能实时显示拍摄的颜色；（4）传感器检测处实时变化；（5）按下废品剔除气缸按钮，对应气缸伸出再次按下缩回。3.输送模块（1）按下回零后轴回到原点，此时轴的实时位置显示为零；（2）按下手抓上升，轴点动向上运行，按下手抓下降，轴点动向下运行。此时轴的实时位置同步显示；输入位置，按下相对位移后移动相应位置，输入位置，按下绝对位移后能移动相对位置；按下手抓旋转阀对应模块置位，再次按下模块复位。其他按钮同理（手抓伸出阀，手抓夹紧阀，手抓升降阀）；（5）传感器检测处实时变化。4.皮带传送模块（1）输入设定频率变频器上实时显示；（2）按下变频器正转能按照设定的频率运行，反转同理；（3）传感器检测处实时变化。

5.仓储模块传感器检测处实时变化。6.桁架机械手模块按下桁架左移对应模块置位，再次按下模块复位。其他按钮同理（手抓伸出，手抓夹紧）；（2）传感器检测处实时变化。

（四）自动控制要求按下复位按钮，各个模块进行复位；按下设备启动，从立体仓库模块开始运行，通过分拣视觉单元，视觉系统检查物料颜色，黄料运行至仓储模块，红料运输至皮带传送模块，绿料为废料应在分拣视觉模块剔除，每次物料分拣完毕后需要手动将物料放回仓库。物料实物如下图所示：自动控制参考触摸屏如下图所示：1.当所有传感器恢复原位后可以按下设备启动,按下设备启动后运行指示灯亮，随后开始分拣物料。2.设备开始运行后立体仓库进行夹料，夹料顺序依次从第一层向第三层夹取运行。开始运行仓库到达第一层夹料位置，夹爪伸出，伸出到位后夹爪夹紧，轴向上移动一定距离，夹爪缩回，缩回到位后，旋转阀旋转，右移到位后，夹爪伸出，伸出到位后，轴下降到视觉运输入料检测位置，夹爪松开，缩回到位后等待下一物料信号。3.分拣视觉模块入料检测检测到物料后变频器启动，运行到视觉相机下停止，直到检测到物料颜色后，电机继续运行，物料运行至出料检测处时结束运行。等待入料检测处再次检测到物料时再次运行/当检测到废料时剔除物料开始下一轮筛选。4.当分拣视觉模块的出料检测处检测到有物料时，输送模块伺服电机开始向物料处运行，运行到位，当视觉检测处为红料时，将物料运输至皮带输送模块入料检测处，当为黄料时运输到仓储模块，到达位置并放下物料后，回到原点。5.皮带传送模块入料端检测到物料后电机启动，将物料运输至出料检测点后停止运行并开始下一轮筛选。6.仓储模块检测到物料信号后桁架机械手模块开始运行，手抓伸出，到位后夹紧物料，手抓缩回，缩回到位后，桁架左移，到位后手抓伸出，松开完成一轮分拣，开始下一轮筛选。7.当立体仓库运行完一轮后从第一层再次进行夹料。8.按下停止按钮后触摸屏上停止指示灯亮，运行完当前物料后停止。9.按下急停按钮设备马上停止保持按下急停前的动作。按下复位后设备从头开始动作。相关IO分配及IP参数设置：桁架机械手模块PLC的IO分配表：输入信号输出信号序号PLC输入点信号名称信号来源序号PLC输出点信号名称信号来源1I3.3左限位装置侧1Q3.4滑台阀PLC侧2I3.4右限位2Q3.5手抓升降阀3I3.5手抓下降到位3Q3.6手抓夹紧阀4I3.6手到上升到位45I3.7手抓夹紧到位5立体仓库模块PLC的I/O信号表：输入信号输出信号序号PLC输入点信号名称信号来源序号PLC输出点信号名称信号来源1I1.1Y轴原点装置侧1Q0.2脉冲PLC侧2I1.2Y轴上限位2Q0.3方向3I1.3Y轴下限位3Q2.0手抓旋转阀4I1.4X轴左限位4Q2.1手抓伸出阀5I1.5X轴右限位5Q2.2手抓夹紧阀6I2.0左旋到位6Q2.3气动滑台阀7I2.1右旋到位78I2.2伸出到位89I2.3缩回到位910I2.4夹紧检测1011I5.2限位开关常闭11分拣视觉模块PLC的I/O信号表：输入信号输出信号序号PLC输入点信号名称信号来源序号PLC输出点信号名称信号来源1I0.0编码器B相装置侧1Q2.4变频器正转PLC侧2I2.5入料检测2Q2.5变频器反转3I2.6气缸伸出到位3Q2.6多段速14I2.7到达检测4Q2.7多段速255Q3.0多段速366Q3.1视觉拍照触发77Q3.2推料电磁阀输送模块PLC的I/O信号表：输入信号输出信号序号PLC输入点信号名称信号来源序号PLC输出点信号名称信号来源1I0.6原点装置侧1Q0.0脉冲PLC侧2I0.7左限位2Q0.1方向3I1.0右限位3Q0.6手抓抬升阀4I6.0手臂抬升上限4Q0.7手抓旋转阀5I6.1手臂抬升下限5Q1.0手抓伸出阀6I6.2手臂左旋到位6Q1.1手抓夹紧阀7I6.3手臂右旋到位8I6.4手臂伸出到位9I6.5手臂缩回到位10I6.6手臂夹紧检测皮带传送模块PLC的I/O信号表：输入信号输出信号序号PLC输入点信号名称信号来源序号PLC输出点信号名称信号来源1I0.4编码器B相装置侧1Q3.7变频器正转CPU12152I0.5编码器A相2Q4.0变频器反转3I4.0入料检测3AQ3变频器模拟量VI2SM2324I4.1出料检测43M变频器