广东省-制造单元智能化改造与集成技术省赛试题

1、2018年广东省职业院校技能大赛高职组制造单元智能化改造与集成技术赛项竞赛任务书选手须知：1. 任务书共型页，如出现任务书缺页、字迹不清等问题，请及 时向裁判示意，并进行任务书的更换。2. 参赛队应在4小时内完成任务书规定内容。3. 竞赛设备包含2台计算机，参考资料放置在“D:参考资料” 文件夹中。选手在竞赛过程中利用计算机创建的软件程序文件必须 存储到“D:技能竞赛”文件夹中，未存储到指定位置的运行记录或 程序文件不作为竞赛成果予以评分。计算机编辑文件请实时存盘， 建议1015分钟存盘一次，客观原因断电情况下，酌情补时不超过 十五分钟。4. 任务书中只得填写竞赛相关信息，不得出现学校、姓名等

2、与 身份有关的信息或与竞赛过程无关的内容，否则成绩无效。5. 由于参赛选手人为原因导致竞赛设备损坏，以致无法正常继 续比赛，将取消参赛队竞赛资格。竞赛场次：第场赛位号：第号（一）背景介绍公司需要对现有轮毂产品的生产单元升级改造。以智能制造技 术为基础，在现有加工设备的基础上，结合工业机器人、视觉等设 备，实现柔性化生产；选用工业以太网通讯方式完成设备端的信息 采集，增加MES系统完成对生产全流程的监控和优化，实现智能 化生产；利用互联网将产品制造过程数据和设备运行状态数据上传 到云服务器中存储，在确保身份信息验证正确的前提下可通过移动 终端实现对云服务器中数据的实时访问。请根据具体任务要求和实

3、 际条件，完成智能制造单元改造的集成设计、安装部署、编程调试, 实现生产过程。（-）设备说明智能制造单元系统集成应用平台（简称应用平台），如附图1 所示，包含执行单元、工具单元、仓储单元、加工单元、打磨单元、 检测单元、分拣单元和总控单元共8个独立单元，每个单元独立可 移动。附图1智能制造单元系统冀成应用平台#附表1单元功能清单3序号单元名称功能说明及设备图片#执行单元远程10模匸业机審 人工作台快换模块 法兰端半移滑台1. 执行单元是产品在各个单元间转换和定制加工的执行终端，是应用平台的核心单元2. 工业机器人完成以不同姿态拾取零件或加工3平移滑台作为工业机器人扩展轴，扩大了工业机器人的可

4、达工作空间，可以配合更多的功能单元完成复杂的工艺流程4平移滑台的运动参数信息，如速度、位置等，由工业机器 人控制器通过现场10信号传输给PLC,从而控制伺服电机实 现线性运动5快换模块法兰端安装在工业机器人末端法兰上，可与快换 模块工具端匹配，实现工业机器人工具的自动更换6执行单元的流程控制信号由远程10模块通过工业以太网与 总控单元实现交互1. 工具单元用于存放不同功用的工具是执行单元的附属单 工具元，工业机器人可通过程序控制到指定位安装或释放工具 单元2.工具单元提供了 7种不同类型的工具，每种工具均配置了快换模块工具端，可以与快换模块法兰端匹配工具架小教器支工作台1 仓储单元用于临时存放

5、零件，是应用平台的功能单元2. 立体仓库为双层六仓位结构，每个仓位可存放一个零件； 仓位托板可推出，方便工业机器人以不用方式取放零件3每个仓位均设置有传感器和指示灯，可检测当前仓位是否 存放有零件并将状态显示出来4. 仓储单元所有气缸动作和传感器信号均由远程10模块通过 工业以太网传输到总控单元仓储单元5#1加工单元可对零件表面指定位置进行雕刻加工，是应用平 台的功能单元加工单元2. 数控机床为典型三轴铳床结构，采用轻量化设计，可实现 小范围高精度加工，加工动作由数控系统控制3数控系统集CNC、PLC、操作界面以及轴控制功能于一体， 提供传统G指令和指导性编程4. 刀库采用虚拟化设计，利用屏幕

6、显示模拟换刀动作和当前 刀具信息，刀库控制信号由数控系统捉供加工单元的流程控制信号由远程10模块通过工业以太网传#输到总控单元#1. 打磨单元是完成对零件表面打磨过程中的工装治具，是应 用平台的功能单元2. 打磨工位可准确定位零件并稳定夹持，是实现打磨加工的 主要工位3. 旋转工位可在准确固定零件的同时带动零件实现180。沿 其轴线旋转，方便切换打磨加工区域4. 翻转工装在无需执行单元的参与下，实现零件在打磨工位 和旋转工位的转移，并完成零件的翻面5 吹屑工位可以实现在零件完成打磨工序后吹除碎屑功能5. 打磨单元所有气缸动作和传感器信号均由远程10模块通过 工业以太网传输到总控单元打磨单元远程

7、10模 块打磨工位吹解匸位枱1检测单元可根据不同需求完成对零件进行检测、识别功能, 舊号是应用平台的功能单元早兀2智能视觉可根据不同的程序设置，实现条码识别、形状匹配、颜色检测、尺寸测量等功能，操作过程和结果通过结果 显示器显示3. 检测单元的程序选择、检测执行和结果输出通过工业以太 网传输到执行单元的工业机器人，并由其将结果信息传递到 总控单元从而决定后续工作流程押能视觉光源结果8示#1分拣单元可根据程序实现对不同零件的分拣动作，是应用 平台的功能单元，分拣单元共有三个分拣工位，每个工位可 存放一个零件2. 传输带可将放置到起始位的零件传输到分拣机构前3. 分拣机构根据程序要求在不同位置拦截

8、传输带上的零件， 并将其推入指定的分拣工位4. 分拣工位可通过定位机构实现对滑入零件准确定位，并设 置有传感器检测当前工位是否存有零件5. 分拣单元所有气缸动作和传感器信号均由远程10模块通过 工业以太网传输到总控单元分拣单元分拣机构传输带分拣匸位#1 总控单元是各单元程序执行和动作流程的总控制端，是应 用平台的核心单元2.控制模块由两个PLC和工业交换机构成，PLC通过工业以太 网与各单元控制器和远程10模块实现信息交互，用户可根据 需求自行编制程序实现流程功能3 操作面板提供了电源开关、急停开关和自定义按钮4. 应用平台其他单元的电、气均由总控单元提供，通过所提 供的线缆实现快速连接5显示

9、终端用于MES系统的运行展示，可对应用平台实现信 息监控、流程控制、订单管理等功能总控单元气源枚块电源模块柠制模块1作台6移动终端中运行有远程监控程序，对云数据服务器中的数 据进行图形化、表格化显示，实现远程监控应用平台电源通过供电连接线接入总控单元工作台底柜内的供电模块中，并利用供电连接线为其余单元供电；应用平台气源由空压机接入总控单元工作台台面的供气模块中，并利用气管为其余单 元供气；应用平台除工业机器人与视觉系统单独通信连接外，其余采用工业以太网进行通信的线路均可利用总控单元工作台台面上的工业交换机实现联通。供电模块和供气模块如附图2所示。附图2总控单元供电及供气模块应用平台各单元采用脚

10、轮定位和锁紧方式，单元间固连方式和锁紧方式如附图3所示。附图3脚轮及连接片使用方法（三）单元间通信说明应用平台各单元间的通信采用工业以太网形式，且根据不同设备的使用特点，选用了不用的通讯协议，如附表2所示。附表2应用平台各单元通信接口序号单元名称接口名称接口协议所属设备功能1执行单元Robot无协议(TCP/IP )工业机器人用于与视觉控 制器的以太网 通讯2IO-IN/OUTPROFINET远程IO模块用于与总控单 元PLC通讯3PLCPROFINET/SIMATICS7PLC用于与其他PLC、WinCC 的通信以及控 制程序的上传 下载4仓储单元IO-IN/OUTPROFINET远程IO模

11、块用于与总控单 元PLC通讯5加工单元CNC-PNOPC/UA数控系统用于与WinCC 通讯6IO-IN/OUTPROFINET远程IO模块用于与总控单 元PLC通讯7打磨单元IO-IN/OUTPROFINET远程IO模块用于与总控单 元PLC通讯8检测单元Visual无协议(TCP/IP )视觉控制器用于与工业机 器人的以太网通讯9分拣单元IO-IN/OUTPROFINET远程IO模块用于与总控单 元PLC通讯10总控单元PLC-1PROFINET/SIMATICS7PLC用于与其他 PLC、远程IO 模块的通信、 WinCC的通信 以及控制程序的上传下载11PLC-2PROFINET/SI

12、MATICS7PLC用于与其他 PLC、远程IO 模块、WinCC 的通信以及控 制程序的上传 下载应用平台各单元内部现场级执行信号和控制信号交互采用并行 IO通信，具体信号接线方式如附图4附图9所示，高清图纸电子版 本文件存储在电脑“D:参考资料”中。13正极限原点负极限 伺展完成/INP 伺股准备/RD 报警/ALM脉冲/P叽SE 方向/SIGN 伺赧复位/RES 伺廉上电/SON3IB：OHt如3uieooz)OQJHIH)JOq.-!Cl42Q6m-nH)-2)-X32 UST 1212.2 HOFIXn/S1M411C S7IT 1212XVIC1OT t 4LKBF CTimO,O

13、bU (Hart*入*3 1 O1 kx、J k? c4 ca c0 3a Cb) ri rK C4 C*5 cOOSI 1212 曲 八.eOWlMUR21SxOOML*R2170co.mi?to“闪！$CC5J-ntoro-40C1ro 妣E7ro-4tMh OC21H2曲0、bz*LSII(X2134厂、OC21H4 | 翊0、 vL-!zIIU-LSI!IT2KMS _2OC2104S| 穴汕、I EJZLStl、CC3I5+ .2?li：-M(0C3】tn _nOC3I0S1备用备用M料仓 推出检测 rmnn2#料仓CS：七 0“CV)lt55CC3I0S001520OCJI 郃2推

14、出检测 rTrri 3”| 仓 也刨推出检IH4$料仓推出检测5P料仓推出检测（1）10$, 扩6# 料仓推出检测备用3备用NO. 3FR210!8xD01(2 3 45(6 7(8(N04FR210S8D0iQ2 3(5Q6 7(80NO. 5FR210S8 x DO12 3 4 06Q78G竺空匕）w CC4QM2Zs CC4Q0423-Ct4Q(MSzx CC4MMS cE32120Ct4Q(M6z.CC4Q047 -CC5O05VsCCSQ450s CCgOH(XgOH 一 CVXMHV刁(XgDGT (1*069miimHUH4VHMCIIMUM4V1JHC!CTTO4Vl1StWM

15、UM4Y11SI4MUM附图5仓储单元内部接线图1州仓 指示灯红”件仓指示灯绿20斜仓指示灯红2#料仓指示灯绿3#料仓指示灯红 3州仓指示灯绿备用备用狎料仓 指示灯红 狎料仓指示灯嫌5 料仓指示灯红5#料仓指示灯绿6#料仓 指示灯红6卩料仓 指示灯绿备用备用出阀出阀岀阀岀阀岀阀出阀 推越推世 推磁报磁推磁担世 仓电仓电 仓电仓电仓电 仓电 斛虹料k料缸料缸料缸斛虹 M气2#气3#气4#气5#气“气W60lb6 _、含比备用17uaDll* f#i O2 OX QVT-4 Oc rf c2I c cV7-201112。1 vt-1 J1 b1 - O10 k?O15 1)7N k?3-l XT1

16、11123 0222226 O22229 3*0H C?k b3。%17 o c*U JZ4 O4 4 rv45 0%o410O5OQ1.0QL111.111.1II 4I1.StL)111goglg4atQl 1Q Ql. tm-M ISl4 12 FW99 g V，i c *45 0“0初0uO“o5Oun宾具“佯柑侑虹虞金仃（斤仃昱财i AAWWtlW1 AUM91222XU)MCPB*uunSTIFo何服上电/SON31 $ “1WJ43 05b停附图6加工单元内部接线图】KFM-M- |OUT4*Jt0 IW.2-O 2O 3O 40 sO 6e ?O BY IXI. 1RHII D

17、I0 ?e 3o o -Y 6O 7O g19打鸟工位 产品检知 厳转工位 产品榜知 放料工位 夹具原位 放料工位 夹具动作 翱转工装 夹具原位 鶴转工装 夹具动作 翻转工装 升降原位 制转工装 升降动作 转工装 翻转原位 剝转工装 翱转动作 厳转工装 夹具原位 董转工装 夹具动作 鹼转工装 夹具原位 装 夫具动作备用备用打倉工装 夹具气虹 删转工装 聖转左位 闕转工装 8转右位 翱转工装 升降上位 输工装 升降下位 删转工装 夹具气缸 旋转工位 旋般气虹 旋转工位 夹具气虹 吹气工位备用备用备用备用衿用备用备用附图7打磨单元内部接线图21备用用 用 用 用 备 备 备 备构 构 构 构 构 构 口 口 机缸 机缸 机缸机缸 机缸 机缸缸道缸 推气拣气掠气拣气拣气拣气摊气拣气 用分岀分降分出分降分岀分降分位分位 备“損“升22升3#推3#升 M 定2*定拣气幣电 分位送动用3#定传骡备用 用 用 用 备 备 备 舒传送起始 产品检知 分拣机构 产品检知2#分拣机构 产品检知3#分拣机构 产品检茹1#分拣道口 产品检知2#分拣道口 产品检