2021年广西职业院校技能大赛高职组《机电一体化》赛项样题任务书

2021年广西职业院校技能大赛

高职组《机电一体化》赛项

样

题

任

务

书

场次：工位号：日期：

1

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38页，附页图纸5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5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。

2

《机电一体化》赛项任务书

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0-1SX-815Q机电一体化综合实训设备

3

二、工作过程概述

本系统工作过程概述如下：

1.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

2.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

4

3.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。

图0-4合格品与不合格品示意图

4.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

5

5.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。2×3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）颗粒上料单元的电路设计、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电路设计、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2

点），完成桌面模型的电气接线。

（3）根据PLCI/O功能分配表（见表1-6），在PLCI/O分配图完

成单元的PLCI/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/T6988.1-2008《电气图形符》、GB/T4728.1-2005

《电气简图用图形符号》、GB/T5465.1-1996《电气设备用图形符号》、

6

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）、PLCI/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

传感器

磁性开关

电磁阀

控制板PLC37针端子板CN31015针端子板执行机构电气元件

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

XT3-6X06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

7

端子板CN310地址线号功能描述

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

XT1\XT4PS13+(+24V)24V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

8

端子板CN301地址线号功能描述

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UXT99:11

XT98-2上VWS274:2连接器2脚

XT98-2下VXT99:12

XT98-3上WWS274:3连接器3脚

XT98-3下WXT99:13

XT98-4上PS13-(0V)CN320:0V

XT98-4下PS13-(0V)XT99:23

XT98-5上PS13+(+24V)CN320:24V

XT98-5下PS13+(+24V)XT99:28

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3.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0.4Mpa～0.5Mpa。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，复位过程中，“复位”指示灯闪亮

（f=1HZ），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；在此后过程中如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（f=2HZ）；A和

B料筒都检测无物料时，推料气缸A和B无动作，复位灯闪烁

（f=5HZ）；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。

10

（6）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，则推出一颗对应颜色物料后

转至第（5）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，同时推出一颗对应颜色的物料。

（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20cm

的间隔，逐个输送到主输送带。

（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）填装机构转向取料位。

（18）当瓶子装满4颗物料后（第一颗和第三颗为蓝色，第二颗和

11

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）主输送带启动，将瓶子输送到下一工位。

（21）循环进入第（6）步，进行下一个瓶子的填装。

（22）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.PLCI/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

18X23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

12

序号名称功能描述备注

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

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

34Y26Y26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3

2加速时间0.5s

3减速时间0.5s

4变频电机高速45HZ

5变频电机中速30HZ

6变频电机低速20HZ

7变频器输出频率上限值50HZ

8变频器输出频率下限值10HZ

（二）加盖拧盖单元的安装接线、故障排除与调试

1.任务描述

本单元用一台H2U-1616MR-XPPLC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。因

为加盖机构以及电路由尚未安装接线，也存在故障，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模型机构进行安装接线、

设备故障查找与排除，并完成调试。

13

（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）请根据竞赛平台提供的参考资料，完成加盖拧盖单元的故障查

找与排除，并在《故障排查表》的故障排查表上认真记录故障点与故障

现象，写出故障原因和解决思路，如果排查表上行数不足，可自行追加

表格行来填写。

选手可以放弃排查故障，但是放弃故障排查，裁判与技术保障人员

不帮助恢复设备。

（4）请根据运行功能（见第3点）、PLCI/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

传感器

磁性开关

电磁阀

控制板PLC37针端子板CN31015针端子板执行机构电气元件

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

14

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

XT1\XT4PS13+(+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

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、

15

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0.4Mpa～0.5Mpa。

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

16

机构不动作；

①手动将盖子放入后，瓶盖料筒检测传感器感应到瓶盖；

②瓶盖料筒检测传感器动作；

③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；

17

（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.PLCI/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

5X4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

21Y6Y6闭合，拧盖定位气缸伸出

22Y10Y10闭合，启动指示灯亮

18

序号名称功能描述备注

23Y11Y11闭合，停止指示灯亮

24Y12Y12闭合，复位指示灯亮

（三）检测分拣单元的编程、故障排除与调试

1.任务描述

该单元用型号为H2U-3624MR-XP的PLC实现电气控制，本单元控

制挂板与桌面机构的安装与接线已经完成。由于设备刚安装接线完成，

存在故障，现需要你来完成该设备故障查找与排除。并对设备进行编程

与调试，使其运行顺畅,满足第2点所描述的功能要求。

（1）请根据竞赛平台提供的参考资料，完成检测分拣单元的故障查

找与排除，并在《故障排查表》的故障排查表上认真记录故障点与故障

现象，写出故障原因和解决思路，如果排查表上行数不足，可自行追加

表格行来填写。

选手可以放弃排查故障，但是放弃故障排查，裁判与技术保障人员

不帮助恢复设备。

（2）请根据运行功能（见第2点）、PLCI/O功能分配表（见表

3-1），完成本单元PLC编程，并进行调试。

2.设备排除故障后，完整的单机自动运行功能如下：

初始位置：

主输送带停止、辅输送带停止、分拣气缸缩回、检测装置灯带不亮,

气源二联件压力表调节到0.4Mpa～0.5Mpa。

控制流程：

（1）上电，系统处于“停止”状态下。“停止”指示灯亮，“启

19

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，复位过程中，“复位”指示灯闪烁，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”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）主输送带启动运行，龙门灯带蓝色常亮；

（5）手动将放有3或4颗物料并旋紧白色瓶盖的物料瓶放置到该

单元起始端；

（6）当进料检测传感器检测到有物料瓶且旋紧检测传感器无动作，

经过检测装置时，龙门灯带绿色常亮，物料瓶即被输送到主输送带的末

端，出料检测传感器动作，主输送带停止，人工拿走物料瓶，输送带继

续启动运行，龙门灯带绿色熄灭，蓝色常亮。

（7）手动将放有3或4颗物料并旋紧蓝色瓶盖的物料瓶放置到该

单元起始端；

（8）当进料检测传感器检测到有物料瓶且旋紧检测传感器无动作，

经过检测装置时，龙门灯带绿灯闪烁（f=2HZ），物料瓶即被输送到主输

送带的末端，出料检测传感器动作，主输送带停止，人工拿走物料瓶，

输送带继续启动运行，龙门灯带绿色熄灭，蓝色常亮。

（9）手动将放有小于3颗物料并旋紧瓶盖的物料瓶放置到该单元

起始端；

20

（10）当进料检测传感器检测到有物料瓶且旋紧检测传感器无动

作，经过检测装置时，龙门灯带红色闪烁（f=2HZ），物料瓶经过不合格

到位检测传感器时，传感器动作，分拣气缸将不合格瓶子推到辅输送带

上，灯带红色熄灭，蓝色常亮；

（11）手动将放有3或4颗物料并未旋紧瓶盖的物料瓶放置到该单

元起始端；

（12）当进料检测传感器检测到有物料瓶且旋紧检测传感器动作，

经过检测装置时，龙门灯带红色闪烁（f=1HZ），物料瓶经过不合格到位

检测传感器时，传感器动作，分拣气缸将不合格瓶子推到辅输送带上，

灯带红色熄灭，蓝色常亮；

（13）在任何启动运行状态下，按下“停止”按钮，该单元停止工

作，“停止”指示灯亮，“启动”和“复位”指示灯灭。

3.PLCI/O功能分配表

表3-1

序号名称功能描述备注

1X00进料检测传感器感应到物料，X00闭合

2X01旋紧检测传感器感应到瓶盖，X01闭合

3X03瓶盖颜色传感器感应到蓝色，X03闭合

4X04瓶盖颜色传感器感应到白色，X04闭合

5X05不合格到位检测传感器感应到物料，X05闭合

6X06出料检测传感器感应到物料，X06闭合

7X07分拣气缸退回限位感应，X07闭合

8X10按下启动按钮，X10闭合

9X11按下停止按钮，X11闭合

10X12按下复位按钮，X12闭合

11X13按下联机按钮，X13闭合

12X14三颗料位检测

13X15四颗料位检测

21

序号名称功能描述备注

14Y00Y00闭合，主输送带运行

15Y01Y01闭合，辅输送带运行

16Y02Y02闭合，龙门灯带绿灯常亮

17Y03Y03闭合，龙门灯带红灯常亮

18Y04Y04闭合，龙门灯带蓝灯常亮

19Y05Y05闭合，分拣气缸伸出

20Y10Y10闭合，启动指示灯亮

21Y11Y11闭合，停止指示灯亮

22Y12Y12闭合，复位指示灯亮

（四）工业机器人搬运单元的机器人相关设置编程、调试

1.任务描述

本单元机器人使用ABB的IRB120机器人，用型号为H2U-3232MT

的PLC实现电气控制，该单元的机械安装与电气接线已经完成，由于客

户采购回来的工业机器人的点位数据及系统IO丢失，你需要完成机器

人相关设置及程序编程工作，并进行调试，要求机器人在运行过程中动

作顺畅，机器人本体及夹具与其它机构无任何碰撞现象。

（1）请根据机器请根据运行功能（见第2点）、PLCI/O功能分

配表（见表4-1），完成本单元PLC编程，并进行调试。

（2）人控制器地址分配表（见第4点），完成该单元的机器人设

置系统I/O配置、信号建立、计数器校准；根据运行功能（见第2

点），完成机器人程序编写工作，并进行调试。

2.运行功能要求

初始位置：

A升降机构处于自定义原点位置，B升降机构处于自定义原点位

置，定位气缸处于缩回状态，A、B推料气缸处于缩回状态，机器人回到

22

安全原点（夹具吸盘垂直朝上（处于关闭状态）、夹爪朝下（处于张开

状态））,在A升降台人工放置3个物料盒底、B升降台人工放置3

个物料盒盖，气源二联件压力表调节到0.4Mpa～0.5Mpa。

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）该单元在“停止”、单机状态下，机器人切换到自动运行状

态，按“复位”按钮，单元自动复位，“停止”指示灯灭；复位过程

中，“复位”灯闪亮。

（3）A升降机构回到自定义原点位置（原点位置自定义），B升降

机构回到自定义原点位置（原点位置自定义）。

（4）A、B升降机构回到原点后，机器人启动回到安全原点（要求

安全原点夹具吸盘垂直朝上（处于关闭状态），夹爪朝下（处于张开状

态））。

（5）所有机构回到初始位置，“复位”灯常亮显示，系统进入就绪

状态。

（6）在系统进入就绪状态下，第一次按“启动”按钮（每按一次启

动走完整个流程），工业机器人搬运单元A升降机构的推料气缸将物料

底盒推出到包装工作台上，同时定位气缸伸出，物料台检测传感器动

作，该单元上的机器人开始自动执行瓶子搬运功能，每搬运完成1个瓶

子，机器人需回到安全原点，其物料瓶底放置要求如图3-1。

23

④②

③①

图3-1物料瓶工位示意图

（7）搬运完成4个瓶子后，A升降机构的推料气缸缩回。

（8）A升降机构推料气缸缩回到位后，机器人开始自动执行从B

升降台用吸盘将包装盒盖吸取并盖到包装盒上，路径规划合理，加盖过

程中不得与任何机构发生碰撞，盖好后回到安全原点位置。

（9）机器人回到安全原点后，机器人开始自动执行标签搬运功

能：机器人从原点到标签台位置，用吸盘依次将两个白色和两个蓝色标

签吸取并贴到包装盒盖上，路径规划合理，贴标过程中不得与任何机构

发生碰撞；标签摆放以及吸取顺序如图3-2所示。

图3-2标签摆放示意图

24

（10）机器人每贴完一个标签，无需回到安全原点位置，贴满4个

标签后回到安全原点位置，机器人贴标顺序如图3-3所示。

①②③④

图3-3贴标工位示意图

（11）机器人贴完标签，定位气缸缩回；A、B升降台上升一个包装

盒高度。

（12）贴标完成的包装盒，等待入库。

（13）人工取走或是堆垛机取走包装盒后，循环进入第（6）步，进

行下一个包装盒包装；直到完成第3个包装盒，A、B升降台回到各自

定义原点。

（14）系统在运行状态按“停止”按钮，单元进入停止状态，“停

止”指示灯亮，“运行”与“复位”指示灯灭；机器人立即停止工作，

A、B升降台停止运行。

3.PLCI/O功能分配表

表4-1

序号名称功能描述备注

1X00升降台A运动到原点，X0断开

2X01升降台A碰撞上限，X1断开

3X02升降台A碰撞下限，X2断开

4X03升降台B运动到原点，X3断开

5X04升降台B碰撞上限，X4断开

6X05升降台B碰撞下限，X5断开

7X06推料气缸A伸出，X6闭合

25

序号名称功能描述备注

8X07推料气缸A缩回，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推料气缸B伸出，X14闭合

14X15推料气缸B缩回，X15闭合

15X20AutoOn机器人处于自动模式,X20闭合机器人的

16X21预留输出点连

17X22EmergencyStop机器人急停中，X22闭合接PLC的

18X23ExecutionError机器人报警，X23闭合

19X24MotorOn机器人电机上电，X24闭合

20X25CycleOn机器人程序正在运行中，X25闭合

21X26回到原点位置，X26闭合

输入点

22X27搬运瓶子完成一次，X27闭合

23X30搬运盖完成，X30闭合

24X31搬运签完成一次，X31闭合

25X32运行中，X32闭合

26X33预留

27X34吸盘A有效，X34闭合

28X35吸盘B有效，X35闭合

29X36物料台有物料，X36闭合

30X37加盖定位气缸缩回，X37闭合

31Y0Y0闭合给升降台A发脉冲

32Y1Y1闭合给升降台B发脉冲

33Y2Y2闭合改变升降台A方向

34Y3Y3闭合改变升降台B方向

35Y4Y4闭合升降台气缸A伸出

36Y5Y5闭合升降台气缸B伸出

37Y6Y6闭合加盖定位气缸伸出

38Y10Y10闭合启动指示灯亮

39Y11Y11闭合停止指示灯亮

40Y12Y12闭合复位指示灯亮

41Y20Y20闭合Stop机器人程序停止运行

42Y21预留

43Y22Y22闭合MotorOn机器人电机上电

44Y23Y23闭合StartAtMain从机器人主程序启动

26

序号名称功能描述备注

Y24闭合ResetExecutionError机器人报警

45Y24

复位PLC的输

46Y25Y25闭合MotorOff机器人电机下电出点连接

47Y26预留机器人的

48Y27预留输入点

49Y30Y30闭合机器人开始搬运

50Y31Y31闭合机器人搬运瓶子

51Y32Y32闭合机器人搬运盒盖

52Y33Y33闭合机器人搬运标签

53Y34Y34闭合标签选取白色

4.机器人控制器地址分配表

（1）机器人I/O与PLCI/O关联分配表

表4-2

输入输出

A端(机器人端)B端（PLC端）A端（机器人端）B端（PLC端）

1DI1Y201DO1X20

2DI2Y212DO2X21

3DI3Y223DO3X22

4DI4Y234DO4X23

控制器5DI5Y24控制器5DO5X24

I/O接口I/O接口

XS126DI6Y25XS146DO6X25

7DI7Y267DO7X26

8DI8Y278DO8X27

1DI9Y301DO9X30

2DI10Y312DO10X31

3DI11Y323DO11X32

4DI12Y334DO12X33

控制器5DI13Y34控制器5DO13

I/O接口I/O接口

XS136DI14Y35XS156DO14气抓

7DI15Y367DO15吸盘A

8DI16Y378DO16吸盘B

27

（2）机器人需要配置的系统IO分配表

表4-3机器人系统IO

序号机器人IO系统IO注释

1DI1Stop机器人程序停止运行

2DI3MotorsOn机器人电机上电

3DI4StartAtMain从机器人主程序启动

4DI5ResetExecutionError机器人报警复位

5DI6MotorsO