2021年广西职业院校技能大赛高职组《机器人系统集成》赛项题库

1

模块一生产工艺流程

1-1仓储取料工艺流程

在仓储单元中按照图1-0所示的工艺流程，实现轮毂零件的取料动

作，将轮毂零件由指定的仓位托盘上取出。

执行单元工业机器

仓储单元工业机器仓储单元

工业机器平移滑台人由仓位

移动到仓仓位托盘托盘上取人恢复安仓位托盘

人恢复安推出全姿态

储单元操出轮毂零缩回

全姿态

作位置件

图1-0仓储取料工艺流程

1-2仓储放料工艺流程

在仓储单元中按照图1-1所示的工艺流程，实现轮毂零件的放料动

作，将轮毂零件放置到指定的仓位托盘上。

执行单元工业机器

工业机器平移滑台仓储单元人将轮毂工业机器仓储单元

人恢复安移动到仓仓位托盘零件放到人恢复安仓位托盘

全姿态全姿态

储单元操仓位托盘缩回

作位置上

图1-1仓储放料工艺流程

2

1-3仓储排序工艺流程

在仓储单元中按照图1-2所示的工艺流程，实现轮毂零件的取料动

作，将轮毂零件由指定的仓位托盘上取出，根据排序要求确定仓位号，

将轮毂零件放置到指定的仓位托盘上。循环此动作直到完成排序要求。

取出仓位

目标仓位循环执行

确定取出执行1-1确定目标

执行1-2到完成排

仓位号仓储取料仓位号

工艺仓储放料序任务

工艺

图1-2仓储排序工艺流程

注：执行1-2仓储放料工艺时，若仓位被占用，需先将该仓位的轮

毂零件取出，放置于传送带上光电传感器检测不到的区域（避免误触

发）。

1-4数控加工正面上料工艺流程

在加工单元中按照图1-3所示的工艺流程，实现轮毂零件的上料动

作，将轮毂零件由数控机床正面放置到夹具上。

工业机器人恢复夹具夹紧轮毂零件工业机器人恢复安

安全姿态全姿态

执行单元平移滑工业机器人将轮毂

加工单元安全门前

台移动到加工单零件放到夹具上

门关闭

元操作位置

数控机床主轴移加工单元安全门前

动到机床原点门打开

图1-3数控加工正面上料工艺流程

3

1-5数控加工正面下料工艺流程

在加工单元中按照图1-4所示的工艺流程，实现轮毂零件的下料动

作，将轮毂零件由数控机床正面从夹具上取出。

工业机器人由夹具

工业机器人恢复安上取出轮毂零件工业机器人恢复安

全姿态全姿态

执行单元平移滑台

移动到加工单元操夹具松开轮毂零件加工单元安全门前

作位置门关闭

数控机床主轴移动加工单元安全门前

到机床原点门打开

图1-4数控加工正面下料工艺流程

4

1-6数控加工背面上料工艺流程

在加工单元中按照图1-5所示的工艺流程，实现轮毂零件的上料动

作，将轮毂零件由数控机床背面放置到夹具上。

工业机器人恢复安夹具移动到前门工业机器人恢复安

全姿态位置全姿态

执行单元平移滑台

移动到加工单元操夹具夹紧轮毂加工单元安全门后

作位置零件门关闭

工业机器人将轮毂

数控机床主轴定位零件放到夹具上

到机床原点

加工单元安全门后夹具移动到后门

门打开位置

图1-5数控加工背面上料工艺流程

5

1-7数控加工背面下料工艺流程

在加工单元中按照图1-6所示的工艺流程，实现轮毂零件的下料动

作，将轮毂零件由数控机床背面从夹具上取出。

工业机器人恢复夹具移动到前门工业机器人恢复

安全姿态位置安全姿态

执行单元平移滑工业机器人由夹

加工单元安全门

台移动到加工单具上取出轮毂领

后门关闭

元操作位置奖

数控机床主轴定夹具松开轮毂

位到机床原点零件

加工单元安全门夹具移动到后门

后门打开位置

图1-6数控加工背面下料工艺流程

1-8打磨工位上料工艺流程

在打磨单元中按照图1-7所示的工艺流程，实现轮毂零件的上料动

作，将轮毂零件放置到打磨工位上。

执行单元工业机器

工业机器平移滑台翻转工装人将轮毂工业机器打磨工位

人恢复安移动到打翻转到旋零件放置人恢复安夹具夹紧

全姿态

磨单元操转工位到打磨工全姿态轮毂零件

作位置位上

图1-7打磨工位上料工艺流程

6

1-9打磨工位下料工艺流程

在打磨单元中按照图1-8所示的工艺流程，实现轮毂零件的下料动

作，将轮毂零件由打磨工位取出。

工业机器执行单元平打磨工位工业机器人工业机器人

人恢复安移滑台移动夹具松开由打磨工位恢复安全姿

全姿态到打磨单元上取出轮毂态

操作位置零件

图1-8打磨工位下料工艺流程

1-10旋转工位上料工艺流程

在打磨单元中按照图1-9所示的工艺流程，实现轮毂零件的上料动

作，将轮毂零件放置到旋转工位上。

工业机器执行单元翻转工装工业机器工业机器旋转工位

人恢复安平移滑台翻转到打人将轮毂人恢复安夹具夹紧

全姿态移动到打磨工位零件放置全姿态轮毂零件

磨单元操到旋转工

作位置位上

图1-9旋转工位上料工艺流程

1-11旋转工位下料工艺流程

在打磨单元中按照图1-10所示的工艺流程，实现轮毂零件的下料

动作，将轮毂零件由旋转工位取出。

执行单元

工业机器平移滑台旋转工位工业机器人

人恢复安移动到打夹具松开由旋转工位工业机器人

全姿态磨单元操上取出轮毂恢复安全

作位置零件姿态

图1-10旋转工位下料工艺流程

、

7

1-12翻转工装翻转轮毂工艺流程

在打磨单元中按照图1-11所示的工艺流程，实现轮毂零件的翻转动

作，将轮毂零件通过翻转工装由打磨工位翻转到旋转工位。

翻转工装翻转

翻转工装升降

气缸翻转到旋等待0.5s

气缸升起

转工位

翻转工装翻转

翻转工装升降翻转工装升降

气缸翻转到打等待0.5s

气缸下降气缸下降

磨工位

翻转工装翻转

翻转工装升降翻转工装升降翻转工装夹具气

气缸翻转到打

气缸下降气缸升起缸松开轮毂

磨工位

打磨工位夹具翻转工装夹具气旋转工位夹具翻转工装升降气

气缸松开缸夹紧轮毂气缸夹紧缸上升

图1-11翻转工装工艺流程（1）

8

在打磨单元中按照图1-12所示的工艺流程，实现轮毂零件的翻转

动作，将轮毂零件通过翻转工装由旋转工位翻转到打磨工位。

翻转工装翻转

翻转工装升降

气缸翻转到打等待0.5s

气缸升起

磨工位

翻转工装翻转

翻转工装升降翻转工装升降

气缸翻转到旋等待0.5s

气缸下降气缸下降

转工位

翻转工装翻转

翻转工装升降翻转工装升降翻转工装夹具气

气缸翻转到旋

气缸下降气缸升起缸松开轮毂

转工位

旋转工位夹具翻转工装夹具打磨工位夹具翻转工装升降

气缸松开轮毂气缸夹紧轮毂气缸夹紧轮毂气缸上升

图1-12翻转工装工艺流程（2）

9

1-13分拣标准工艺流程

在分拣单元中按照图1-13所示的工艺流程，实现轮毂零件的分拣

动作，将轮毂零件分拣到指定的分拣道口。

工业机器人恢复安分拣机构升降气缸分拣机构推出气缸

全姿态升起缩回动作

执行单元平移滑台分拣机构推出气缸分拣道口定位气缸

运动到分拣单元操推出动作将轮毂零推出动作顶紧轮毂

作位置件推入分拣道口零件

工业机器人将轮毂轮毂零件触发指定

零件放置到分拣单分拣机构传感器后，等待0.5s

元传送带起始端传送带停止

轮毂触发传送带传

传送带运行，将轮感器后，指定分拣分拣道口定位气缸

毂向分拣机构传送机构的升降气缸降缩回动作

下阻拦挡板

图1-13分拣工艺流程

10

1-14生产工艺流程（1）

将1～6个轮毂零件随机放入仓储单元的仓位中，轮毂零件的产品编

号和视觉检测区域颜色未知，轮毂零件正面朝上，轮毂零件在应用平台

中需要完成图1-14、表1-1所示工序流程。

工艺流程开始

检测工序

系统初始化D1

仓储工序A1

分拣工序检测工序

D2

E1

打磨加工工序C1

仓储工序A2分拣工序E1

数控加工工序B1

工艺流程结束

打磨加工工序C2

图1-14产品生产工艺流程图

11

表1-1生产工序内容

工序

序工序工序内容

号名称编号

1仓储A11.工业机器人从仓储单元将轮毂零件取出

工序1.将轮毂放回仓储单元

2A22.仓位编号由WinCC流程设置界面人为给定

数控1.将轮毂零件上料到加工单元。

3加工B12.完成数控加工程序，数控加工程序由WinCC

工序流程设置界面人为给定。

3.由加工单元下料。

1.将轮毂上料到打磨单元打磨工位。

2.对轮毂零件进行打磨加工，打磨加工区域由WinCC流程设置

4C1界面人为给定。

打磨3.翻转工装将轮毂零件由打磨工位翻转到旋转工位。

加工4.由旋转工位下料。

工序

1.将轮毂零件放置到吹屑工位吹屑1s。

将轮毂零件上料到打磨单元旋转工位。

5C22.

3.翻转工装将轮毂零件由旋转工位翻转到打磨工位。

4.由打磨工位下料。

1.检测轮毂零件正面产品编号。

6D12.轮毂零件正面产品编号为单数，进入分拣工序E1。

3.轮毂零件正面产品编号为双数，进入检测工序D2。

检测

工序1.检测轮毂零件视觉检测区域1、视觉检测区域2。

7D22.将检测结果显示到WinCC流程设置界面，并弹出后续流程选择

对话框。

3.根据人为选择结果，决定后续流程是仓储工序A2或分拣工序E1。

8分拣E11.将轮毂零件分拣到分拣道口。

工序2.分拣道口编号由WinCC流程设置界面人为给定。

注意：赛卷中会对产品生产工艺流程做适当调整。

12

1-15生产工艺流程（2）

将2个轮毂零件随机放入仓储单元的仓位中，每个仓位放置1个轮毂

零件，轮毂零件的产品编号和视觉检测区域颜色未知，其中所有轮毂零

件正面产品编号均不相同，轮毂零件正面朝下，轮毂零件在应用平台中

需要完成图1-15、表1-2所示工序流程。

图1-15产品生产工艺流程图

13

表1-2生产工序内容

工序工序

序号工序内容

名称编号

1.工业机器人从仓储单元将轮毂零件取出。

2.优先取出所在仓位编号较小的轮毂零件。

1仓储A1

工序3.若此仓位的轮毂零件已被取出过，或者此仓位无轮毂零

件，则跳过此仓位。

1.视觉检测轮毂零件当前面的电子标签区域1。

2D12.检测结果为0001，进入后序右侧流程。

3.运算结果为0002，进入后序左侧流程。

1.视觉检测轮毂零件当前面的视觉检测区域1。

3检测D22.检测结果为NG，进入后序左侧流程。

工序3.运算结果为OK，进入后序右侧流程。

1.视觉检测轮毂零件当前面的视觉检测区域2。

4D32.检测结果为NG，进入后序左侧流程。

3.运算结果为OK，进入后序右侧流程。

1.翻转工装动作到打磨工位一侧。

2.工业机器人将所持轮毂零件放置到旋转工位上。

5C13.对位于旋转工位上的轮毂零件的打磨加工区域3进行打磨加

工。

4.工业机器人由旋转工位将轮毂零件取出。

1.翻转工装动作到打磨工位一侧。

2.工业机器人将所持轮毂零件放置到旋转工位上。

3.对位于旋转工位上的轮毂零件的打磨加工区域3进行打磨加

6C4工。

4.旋转工位逆时针旋转180°。

打磨5.工业机器人由旋转工位将轮毂零件取出。

加工1.翻转工装动作到打磨工位一侧。

工序2.工业机器人将所持轮毂零件放置到旋转工位上。

3.对位于旋转工位上的轮毂零件的打磨加工区域4进行打磨加

7C5工。

4.旋转工位顺时针旋转180°。

5.工业机器人由旋转工位将轮毂零件取出。

1.翻转工装动作到打磨工位一侧。

2.工业机器人将所持轮毂零件放置到旋转工位上。

8C23.对位于旋转工位上的轮毂零件的打磨加工区域4进行打磨加

工。

4.工业机器人由旋转工位将轮毂零件取出。

1.翻转工装动作到打磨工位一侧。

2.工业机器人将所持轮毂零件放置到旋转工位上。

9打磨C33.翻转工装将轮毂零件由旋转工位翻转到打磨工位上。

工序4.翻转工装动作到旋转工位一侧。

5.工业机器人由打磨工位将轮毂零件取出。

1.视觉检测轮毂零件当前面的视觉检测区域3。

10检测D42.检测结果为NG，进入后序左侧流程。

工序3.运算结果为OK，进入后序右侧流程。

14

定制

加工视觉1.获取电子标签区域2的标准加工工序编码或定制加工工序编码

工序检测（例如：B2C5C1）。

11或电子2.按工序编码顺序（B2C5C1）实现相应的工序步骤。

标准标签3.B2、C5、C1工序的具体执行功能由具体赛卷指定。

加工区域4.能够自动执行完整的工序编码（B2C5C1）。

工序2

1.工业机器人将所持轮毂零件放回仓储单元，要求背面朝下。

2.轮毂零件属于产品1系列，则按轮毂零件加工顺序按序放置于

奇数号仓位；轮毂零件属于产品2系列，则按轮毂零件加工顺序

12仓储A2按序放置于偶数号仓位。

工序3.若目标仓位已有轮毂零件，则需先将该仓位的轮毂零件取出，

随机放置于任一其他空闲仓位，再将目标轮毂零件放回目标仓

位。

注意：不同的轮毂，其定制加工工序代码或标准加工工序代码不一

样。赛卷中会对产品生产工艺流程、定制加工工序代码及标准加工工序

代码做适当调整。

1-16生产工艺流程（3）

将不定数量（1～6个）的轮毂零件随机放入仓储单元的仓位中，每

个仓位放置1个轮毂零件，轮毂零件的产品编号和视觉检测区域颜色未

知，其中所有轮毂零件正面产品编号均不相同，轮毂零件均背面朝下，

轮毂零件在应用平台中需要完成图1-16、表1-3所示工序流程。

15

图1-16产品生产工艺流程图

表1-3生产工序内容

序工序工序编工序内容

号名称号

1.工业机器人由仓储单元将轮毂零件取出。

2.优先取出所在仓位编号较大的轮毂零件。

1仓储A1

工序3.若此仓位的轮毂零件已被取出过，或者此仓位无轮毂零件，

则跳过此仓位。

1.视觉检测轮毂零件背面的视觉检测区域3。

2检测D12.检测结果为NG，进入后序右侧流程。

工序3.运算结果为OK，进入后序左侧流程。

1.翻转工装动作到打磨工位一侧。

打磨2.工业机器人将所持轮毂零件放置到旋转工位上。

3加工C23.对位于旋转工位上的轮毂零件的打磨加工区域1进行打磨加

工序工。

4.工业机器人由旋转工位将轮毂零件取出。

16

1.工业机器人将所持轮毂零件上料到加工单元数控机床的夹具

上。

数控2.工业机器人退出加工单元。

4加工B13.数控机床完成LOGO加工。

工序4.工业机器人将轮毂零件由加工单元数控机床的夹具上拾取出

来。

1.工业机器人将轮毂零件放置到吹屑工位内部，轮毂零件完全

打磨进入吹屑工位内，夹爪不松开。

5加工C52.吹屑2s，同时使轮毂零件在吹屑工位内平转±90°，确保碎

工序屑完全吹除。

3.工业机器人将轮毂零件由吹屑工位内取出。

1.视觉检测轮毂零件当前面的视觉检测区域4。

6检测D22.检测结果为NG，进入后序左侧流程。

工序3.运算结果为OK，进入后序右侧流程。

1.翻转工装动作到打磨工位一侧。

打磨2.工业机器人将所持轮毂零件放置到旋转工位上。

7加工C13.翻转工装将轮毂零件由旋转工位翻转到打磨工位上。

工序4.翻转工装动作到旋转工位一侧。

5.工业机器人由打磨工位将轮毂零件取出。

定制

加工1.获取电子标签区域2的标准加工工序编码或定制加工工序编码

工序视觉检（例如：C1B2C5C3）。

8或标测电子2.按工序编码顺序（C1B2C5C3）实现相应的工序步骤。

准加标签区3.C1、B2、C5、C3工序的具体执行功能由具体赛卷指定。

工工域24.能够自动执行完整的工序编码（C1B2C5C3）。

序

1.翻转工装动作到打磨工位一侧。

打磨2.工业机器人将所持轮毂零件放置到旋转工位上。

9加工C43.对位于旋转工位上的轮毂零件的打磨加工区域2进行打磨加

工序工。

4.工业机器人由旋转工位将轮毂零件取出。

1.翻转工装动作到打磨工位一侧。

打磨2.工业机器人将所持轮毂零件放置到旋转工位上。

10加工C63.旋转工位逆时针旋转180°。

工序4.工业机器人由旋转工位将轮毂零件取出。

5.旋转工位回原位。

1.将放置在传送带上的轮毂零件分拣到未存储轮毂零件的道口。

11分拣E1

工序2.分拣道口的使用顺序为由大到小依次使用。

1.工业机器人将所持轮毂零件放回仓储单元，要求背面朝下。

2.轮毂零件属于定制加工的，则按轮毂零件加工顺序按序放置

于上层仓位；其他轮毂零件按轮毂零件加工顺序按序放置于下

12仓储A2层仓位。

工序3.若目标仓位已有轮毂零件，则需先将该仓位的轮毂零件取

出，随机放置于任一其他空闲仓位，再将目标轮毂零件放回目

标仓位。

注意：不同的轮毂，其定制加工工序代码或标准加工工序代码不一

样。赛卷中会对产品生产工艺流程、定制加工工序代码及标准加工工序

代码做适当调整。

17

模块二改造方案设计及安装接线

2-1系统布局方案设计（1）

根据产品生产工艺流程，结合所提供的硬件单元尺寸和功能，合理

设计各单元的布局分布，并在图2-1上绘制布局方案，各单元用框图表

示，比例适当。要求：执行单元平移滑台在完成所有生产工艺流程时不

得超过5个实际位置；使用快换工具种类不得超过2种；总控单元监控

屏幕要面向工位外侧通道。

执行

单元

图2-1系统布局方案

18

2-2系统布局方案设计（2）

根据产品生产工艺流程，结合所提供的硬件单元尺寸和功能，合理

设计各单元的布局分布，并在图2-2上绘制布局方案，各单元用框图表

示，比例适当。要求：执行单元平移滑台在完成所有生产工艺流程时仅

使用6个实际位置；仓储单元布置在执行单元的指定位置；总控单元监

控屏幕要面向工位外侧通道。

背正

仓储

单元

执行

单元

图2-2系统布局方案

注意：赛卷中对于指定单元的布局要求会根据不同工艺过程适当调

19

整。

2-3系统布局方案设计（3）

根据产品生产工艺流程，结合所提供的硬件单元尺寸和功能，合理

设计各单元的布局分布，并在图2-3上绘制布局方案，各单元用框图表

示，比例适当。要求：仓储单元和打磨单元不得布置在执行单元长向的

两端位置；总控单元监控屏幕要面向工位外侧通道。

注意：赛卷中对于指定单元的布局要求会根据不同工艺过程适当调

整。

背正

执行

单元

20

根据图2-4上所示布局方案，完成后续应用平台的搭建。要求：工

业机器人使用4种不同类型工具（打磨工具仅用1种）；总控单元监控

屏幕要面向工位外侧通道。

分拣

单元

背正

仓储检测

单元单元

执行

工具打磨

单元

单元单元

正

加工总控

背单元单元

图2-4系统布局方案

21

2-4.控制系统方案设计

根据产品生产工艺流程，结合提供的硬件单元功能，合理设计控制

系统结构，并在图2-5上绘制控制系统通讯拓扑结构。要求：体现出所

有通过网络通信进行信息交互的设备连通情况，并注明其IP地址。

图2-5控制系统拓扑结构

22

2-5单元布局搭建及固定

根据系统布局方案设计，调整各单元的相对位置，完成应用平台的

硬件拼装固定。

要求：

①根据布局设计完成各单元位置调整，要求各单元地脚支撑升起，

各单元间通过连接板固连，防止编程过程中单元位置移动影响调试。

②对各单元的底柜门板做调整，要求布局完成后，竞赛平台底柜内

部连通为空腔，无门板遮挡，外侧四周全部安装门板，多余门板放置U

型支架上。

2-6电气、通讯接线

根据系统布局方案设计和控制系统方案设计，完成各单元的电源、

气源、通讯线路连接和布线，完成电脑与监控终端（电视）的高清视频

线缆连接，完成工业机器人示教器的线缆连接。

要求：

①电源线缆由单元底柜的底板快接插头安装后通过底柜的下部线槽

铺设；气源、通讯线缆由设备端安装后通过底柜的上部线槽铺设。

②电源线缆未放入线槽部分，打捆后用扎带绑紧，不能出现折弯，

整齐摆放在底柜底板上。

③气源线缆在台面部分必须进入线槽，未进入线槽部分利用线夹和

扎带固定在台面或立柱上，间距不得超过50±5mm，要求裁剪长度合适，

不能出现折弯、缠绕和变形，不允许出现漏气。

④通讯线缆在台面部分必须进入线槽，未进入线槽部分利用线夹和

23

扎带固定在台面或立柱上，间距不得超过50±5mm，要求裁剪长度合适，

不能出现折弯、缠绕和变形。

⑤工业机器人示教器线缆在插接时注意接口方向和旋紧螺母使用方

法，不得在未完全插入前转动快接插头，防止针脚变弯无法使用。

2-7机电部件装配

指定功能单元的部件（皮带、传感器、气缸等）初始为未装配状态，

选手需要使用赛场提供的工具完成本单元的装配、调整、检验和试验工

作。装配过程中不得磕碰，各部件装配相对位置应准确牢固，相对运动

灵活，动作正确。

24

模块三控制系统组态设置

3-1单元间通信协议及单元内信号接线

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，如表3-1所示。其中总控单元的

PLC-1和PLC-2的网线已接到总控单元的交换机上。

表3-1应用平台各单元通信接口

序号单元接口名称接口协议所属设备功能

名称

工业机器人无协议用于工业机器人与视觉

1通信网口（TCP/IP）工业机器人控制器通讯

PNINPN用于远程IO模块与总控

2执行OUTPROFINET远程IO模块单元PLC通讯

单元

用于PLC与其他PLC、

3PLCPROFINET/PLCWinCC的通信以及控制程

SIMATICS7序的上传下载

用于远程IO模块与总控

仓储PNINPNOUT

4单元PROFINET远程IO模块单元PLC通讯

5CNCOPC/UA数控系统用于CNC与WinCC通讯

加工

单元PNIN用于远程IO模块与总控

6PNOUTPROFINET远程IO模块单元PLC通讯

打磨PNIN用于远程IO模块与总控

7单元PNOUTPROFINET远程IO模块单元PLC通讯

无协议用于视觉控制器与工业

检测EN端口视觉控制器

8单元（TCP/IP）机器人通讯

分拣PNIN用于远程IO模块与总控

9单元PNOUTPROFINET远程IO模块单元PLC通讯

用于PLC-1与其他PLC、

PROFINET/远程IO模块的通信、

10PLC-1SIMATICS7PLCWinCC的通信以及控制程

序的上传下载

总控

单元用于PLC-2与其他PLC、

11PLC-2PROFINET/远程IO模块、

SIMATICS7PLCWinCC的通信以及控制

程序的上传下载

25

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图3-1至3-6所示。

图3-1执行单元内部接线图

26

图3-2仓储单元内部接线图

27

图3-3加工单元内部接线图

28

图3-4打磨单元内部接线图

29

图3-5分拣单元内部接线图

30

图3-6总控单元内部接线图

3-2总控单元PLC组态设置

根据控制系统方案设计结果，在TIA编程软件中增加远程IO模块

GSD文件。对总控单元的PLC和各单元的远程IO模块进行配置，为每个

设备设置其IP地址使其建立正常通讯，并分配各远程IO模块的IO起始

地址。根据所提供的各单元内部接线图，建立信号表。

3-3工业机器人组态设置

对工业机器人示教器进行操作，在“DeviceNetDevice”中添加工业

机器人的扩展IO模块，其模块参数如图3-7所示。根据所提供的执行单

元内部接线图，建立信号表。

31

图3-7工业机器人扩展IO模块节点配置

3-4工业机器人与智能视觉通讯设置

根据控制系统方案设计结果，对工业机器人网络通信端口和智能视

觉通讯端口进行设置，使其可以建立正常通信并实现信号交互。

3-5数控系统与WinCC组态设置

根据控制系统方案设计结果，在TIA编程软件中建立WinCC工程项

目，并使其与总控单元PLC建立正常通讯并实现信号交互。对数控系统

的网络通信端口进行设置，并在TIA编程软件中对WinCC工程项目进行

通讯设置，使数控系统和WinCC建立通讯连接并可在线设置交互信号。

32

模块四PLC编程与调试

4-1执行单元PLC编程调试

①对执行单元的PLC编程，设置控制系统对于伺服电机的控制参数，

其中伺服电机编码器分辨率为131072pulses/rev（17线），伺服电机

驱动器电子齿轮设置为900:1，减速机减速比3:1，同步带减速比

1:1.5，滚珠丝杠导程5mm。

注意：赛卷中会对伺服电机驱动器电子齿轮参数做适当调整，但不

做考点。

②根据所提供的执行单元内部接线图，对执行单元内部的PLC进行

编程，使其平移滑台具备由外部信号控制实现手动定向定速运行功能，

外部信号可由WinCC手动界面控制或工业机器人IO信号给出。

③根据所提供的执行单元内部接线图，对执行单元内部的PLC进行

编程，使其平移滑台具备由外部信号控制实现定向回原点功能，原点传

感器位于标尺零刻度附近，外部信号可由WinCC手动界面控制或工业机

器人IO信号给出。确定平移滑台原点位置后，调整执行单元工作台台

面上的标尺位置，使平移滑台位置指针指向零刻度位置。

④根据所提供的执行单元内部接线图，对执行单元内部的PLC进行

编程，使其平移滑台具备由外部信号控制实现定位运行功能，外部信号

可由WinCC手动界面控制或工业机器人IO信号给出。

⑤根据所提供的执行单元内部接线图，对执行单元内部的PLC进行

编程，使其平移滑台具备运行/停止状态反馈功能，反馈对象包括总控单

元PLC和工业机器人。

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⑥根据所提供的执行单元内部接线图，对执行单元内部的PLC进行

编程，使其平移滑台具备当前目标位置反馈功能，反馈对象包括总控单

元PLC和工业机器人。

⑦根据所提供的执行单元内部接线图，对执行单元内部的PLC进行

编程，使其平移滑台具备当前位置反馈功能，反馈对象包括总控单元

PLC和工业机器人。

⑧根据所提供的执行单元内部接线图，对执行单元内部的PLC进行

编程，使其平移滑台具备当前运行速度反馈功能，反馈对象包括总控单

元PLC和工业机器人。

4-2仓储单元PLC编程调试

①根据控制系统方案设计结果和所提供的仓储单元内部接线图，对

总控单元的PLC进行编程，使其具备由外部信号控制仓储单元恢复到初

始状态，外部信号可由WinCC手动界面控制或工业机器人IO信号给出。

初始状态要求所有气缸处于原位。

②根据控制系统方案设计结果和所提供的仓储单元内部接线图，对

总控单元的PLC进行编程，使每个仓位的传感器可以感知当前是否有轮

毂零件存放在仓位中。

③根据控制系统方案设计结果和所提供的仓储单元内部接线图，对

总控单元的PLC进行编程，使仓位指示灯根据仓位内轮毂零件存储状态

点亮，当仓位内没有存放轮毂零件时亮红灯，当仓位内存放有轮毂零件

时亮绿灯。

④根据控制系统方案设计结果和所提供的仓储单元内部接线图，对

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总控单元的PLC进行编程，使其具备由外部信号控制指定编号的仓位托

盘推出和缩回，外部信号可由WinCC手动界面控制或工业机器人IO信

号给出。

⑤根据控制系统方案设计结果和所提供的仓储单元内部接线图，对

总控单元的PLC进行编程，使仓位托盘推出时，指示灯以推出前的颜色

闪烁，周期1s，仓位托盘缩回后停止闪烁保持常亮，颜色由存储轮毂零

件状态决定。

4-3加工单元PLC编程调试

①根据控制系统方案设计结果和所提供的加工单元内部接线图，对

总控单元的PLC进行编程，使加工单元数控系统在自动状态下可通过外

部信号控制数控机床安全门前门打开/关闭动作，外部信号可由WinCC

手动界面控制或工业机器人IO信号给出。

②根据控制系统方案设计结果和所提供的加工单元内部接线图，对

总控单元的PLC进行编程，使加工单元数控系统在自动状态下可通过外

部信号控制数控机床安全门后门打开/关闭动作，外部信号可由WinCC

手动界面控制或工业机器人IO信号给出。

③根据控制系统方案设计结果和所提供的加工单元内部接线图，对

总控单元的PLC进行编程，使加工单元数控系统在自动状态下可通过外

部信号控制数控机床夹具打开/关闭动作，外部信号可由WinCC手动界

面控制或工业机器人IO信号给出。

④根据控制系统方案设计结果和所提供的加工单元内部接线图，对

总控单元的PLC进行编程，使加工单元数控系统在自动状态下可通过外

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部信号控制数控机床夹具前后移动动作，外部信号可由WinCC手动界面

控制或工业机器人IO信号给出。

⑤根据控制系统方案设计结果和所提供的加工单元内部接线图，对

总控单元的PLC进行编程，使加工单元数控系统在自动状态下可通过外

部信号控制数控系统执行指定程序，外部信号可由WinCC手动界面控制

或工业机器人IO信号给出。

⑥根据控制系统方案设计结果和所提供的加工单元内部接线图，对

总控单元的PLC进行编程，使加工单元数控系统在自动状态下可通过外

部信号控制加工单元恢复到初始状态，外部信号可由WinCC手动界面控

制或工业机器人IO信号给出。初始状态要求如下：

√数控机床主轴停止；

√数控机床主轴处于机床坐标系原点位置（即不影响工业机器人上

下料位置）；

√数控机床安全门（前门/后门）关闭；

√数控机床夹具处于前门处并夹紧。

4-4打磨单元PLC编程调试

①根据控制系统方案设计结果和所提供的打磨单元内部接线图，对

总控单元的PLC进行编程，使其具备由外部信号控制打磨单元恢复到初

始状态，外部信号可由WinCC手动界面控制或工业机器人IO信号给出。

初始状态要求如下：

√打磨工位夹具气缸松开；

√旋转工位夹具气缸松开；

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√旋转工位旋转气缸原位；

√翻转工装夹具松开；

√翻转工装升降气缸原位；

√翻转工装翻转气缸原位。

②根据控制系统方案设计结果和所提供的打磨单元内部接线图，对

总控单元的PLC进行编程，使其具备由外部信号控制翻转工装可完成单

独翻转动作，外部信号可由WinCC手动界面控制或工业机器人IO信号

给出。

③根据控制系统方案设计结果和所提供的打磨单元内部接线图，对

总控单元的PLC进行编程，使其具备由外部信号控制打磨工位夹具气缸

可完成单独动作，外部信号可由WinCC手动界面控制或工业机器人IO

信号给出。

④根据控制系统方案设计结果和所提供的打磨单元内部接线图，对

总控单元的PLC进行编程，使其具备由外部信号控制旋转工位夹具气缸

可完成单独动作，外部信号可由WinCC手动界面控制或工业机器人IO

信号给出。

⑤根据控制系统方案设计结果和所提供的打磨单元内部接线图，对

总控单元的PLC进行编程，使其具备由外部信号控制旋转工位旋转气缸

可完成单独动作，外部信号可由WinCC手动界面控制或工业机器人IO

信号给出。

⑥根据控制系统方案设计结果和所提供的打磨单元内部接线图，对

总控单元