2023年甘肃省职业院校技能大赛中职学生组机电一体化设备组装与调试赛项样卷样题2

2023年甘肃省职业院校技能大赛

中职组机电一体化设备组装与调试赛项

工

作

任

务

书

（样题）

2023年3月

1

一、总体方案

XX企业需要新建一条梅花联轴器（如图

1所示）分选生产线，根据订单的要求将联轴

器按外径Φ、长度L和缓冲垫的颜色进行分选

包装。图1梅花联轴器

生产线按模块的方式进行搭建，生产线以3个工作台为基础平

台，检测传送带机构、供料机构、直角坐标机械手、工业机械手等模

块可根据实际工作任务的需求，灵活地安装在工作台面上，以便于生

产线功能的扩充与改进。

图2模块化生产线总体方案

该生产线的总体方案如图2所示，主要的模块为托盘供料模块、

工业机械手、高度检测皮带输送机构、直角坐标机械手和分选输送机

构。工业机械手的基本功能是将托盘供料模块的联轴器抓取到检测皮

带输送机上；检测皮带输送机启动运行，输送机上安装有传感器对联

轴器的外径和长度进行检测，不符合要求的联轴器由输送机上安装的

气缸推入滑槽中，外径和长度符合要求的联轴器被送到输送机的末

端；随后直角坐标机械手将联轴器抓取到分选输送机构上，分选输送

机构上安装有对联轴器缓冲垫颜色进行识别的传感器，根据订单需

2

求，系统分别将相应颜色及数量的联轴器推入对应的滑槽（工件库）

中。

整条生产线配备两台PLC，直角坐标机械手（配驱动模块）由其

中一台PLC控制，两条输送机构由变频器驱动，并由PLC控制其运行；

同时，生产线配置有两台触摸屏，实现生产过程的人机交互。

二、机械安装与电气调试

（一）、智能检测单元安装

1.请你按照安装图01组装高低检测输送机的机械零件，传感器，

气缸，电机等部件并调整到合适尺寸。输送机高度以能够与前后搬运

模块配合工作为准，可以自定。

安装图01

2、将组装好的高低检测输送机安装到生产线示意图所指示的位

置，能够与前后搬运模块配合工作为准，安装位置自行调节。

3

3、按设备I/O地址分配表，要求使用绘图软件绘制设备电气原

理图，并打印图纸，如果需要使用地址分配表中没有的元器件，请自

行补充并绘图。

1号PLCI/O分配表

地址地址符号功能

X0I0.0SQ1入料口光电传感器

X1I0.1SQ2推料口1检测传感器

X2I0.2SQ3推料口2检测传感器

X3I0.3SQ4推料口3检测传感器

X4I0.4SQ5推料气缸1伸出到位检测传感器

X5I0.5SQ6推料气缸1缩回到位检测传感器

X6I0.6SQ7推料气缸2伸出到位检测传感器

X7I0.7SQ8推料气缸2缩回到位检测传感器

X10I1.0SQ9推料气缸3伸出到位检测传感器

X11I1.1SQ10推料气缸3缩回到位检测传感器

X12I1.2

X13I1.3

X14I1.4

X15I1.5

X16I1.6

X17I1.7

2号PLCI/O分配表

地址地址符号功能

X0I0.0STF变频器正传

X1I0.1STR变频器反传

X2I0.2RH变频器高速

X3I0.3RL变频器低速

X4I0.4SQ1入料口光电传感器

X5I0.5SQ2推料口1检测传感器

X6I0.6SQ3推料口2检测传感器

X7I0.7SQ4推料口3检测传感器

X10I1.0SQ5推料气缸1伸出到位检测传感器

X11I1.1SQ6推料气缸1缩回到位检测传感器

X12I1.2SQ7推料气缸2伸出到位检测传感器

X13I1.3SQ8推料气缸2缩回到位检测传感器

X14I1.4SQ9推料气缸3伸出到位检测传感器

X15I1.5SQ10推料气缸3缩回到位检测传感器

X16I1.6SQ11直角坐标机器人X轴原点

X17I1.7SQ12直角坐标机器人X轴左限位

X20I2.0SQ13直角坐标机器人X轴右限位

4

X21I2.1SQ14直角坐标机器人Y轴原点

X22I2.2SQ15直角坐标机器人Y轴前限位

X23I2.3SQ16直角坐标机器人Y轴后限位

X24I2.4SQ17直角坐标机器人Z轴上限位

X25I2.5SQ18直角坐标机器人Z轴下限位

4、按设计好的电气原理图连接设备电路，并进行通电测试。

5、请你安装、调整传感器的位置和灵敏度，调整机械部件的位

置，完成高低检测输送机的整机调试。

6、按设备气动系统图02连接气动系统的气路，调节本工位输入

气压和各节流阀，使气缸运行平稳。气路的布局、走向、绑扎应符合

工艺规范要求。

图02气动系统图

7、请你自行设计编写高低检测输送机调试程序和触摸屏画面，

调节气动节流阀，使各个机械部件运行平顺。

5

（二）、基本功能调试

请你安装好设备硬件后，进行如下测试。本设备有两台PLC控制，

一号PLC控制从原件库到外形检测输送机部分，二号PLC控制直角坐

标机器人和产品颜色检测分拣输送机部分，两台PLC使用I/O通信。

每台PLC配有独立触摸屏，可以单独部分调试也可实现联机调试。

图1-1

1号PLC控制设备上电后，触摸屏显示手动控制界面如图1-1所

示，按下规格检测输送机移动控制按钮，输送机能够实现点动左右移

动。按下【传感器调试】按钮后，按钮颜色变为绿色，此时从输送机

左边下料口放入待检测工件，输送机由左向右运行，经过检测外径和

长度符合要求的联轴器被送到输送机的末端，输送机停止。按钮颜色

恢复为原来颜色，表明检测完毕。若出现外径不合格的联轴器，则由

输送机运送到第一个斜槽，输送机停止运行，推料气缸将产品推入斜

6

槽1。检测过程中，出现长度不合格的联轴器，则由输送机运送到第

二个斜槽，输送机停止运行，推料气缸将产品推入斜槽2。如果出现

外径和长度均不符合要求的联轴器，则由输送机运送到第三个斜槽，

输送机停止运行，推料气缸将产品推入斜槽3。

按下【推料气缸1】按钮后，按钮颜色变为绿色，推料气缸1伸

出到位后，停止2秒钟，自动缩回，按钮颜色恢复为原来颜色，表明

检测完毕。按下【推料气缸2】按钮后，按钮颜色变为绿色，推料气

缸2伸出到位后，停止2秒钟，自动缩回，按钮颜色恢复为原来颜色，

表明检测完毕。按下【推料气缸3】按钮后，按钮颜色变为绿色，推

料气缸3伸出到位后，停止2秒钟，自动缩回，按钮颜色恢复为原来

颜色，表明检测完毕。

图1-2

2号PLC控制设备上电后，触摸屏显示手动控制界面如图1-2所

示，按下颜色检测输送机移动控制按钮，输送机能够实现点动左右移

动。按下【传感器调试】按钮后，按钮颜色变为绿色，此时从输送机

左边下料口放入待检测工件，输送机由左向右运行，经过检测中心缓

冲垫颜色为黄色的联轴器由输送机运送到第一个斜槽，输送机停止运

行，推料气缸将产品推入斜槽1。缓冲垫颜色为红色的联轴器由输送

机运送到第二个斜槽，输送机停止运行，推料气缸将产品推入斜槽2。

缓冲垫颜色为其他颜色的联轴器，则由输送机运送到第三个斜槽，输

7

送机停止运行，推料气缸将产品推入斜槽3。推入工件后，按钮颜色

恢复为原来颜色，表明检测完毕。

按下【推料气缸1】按钮后，按钮颜色变为绿色，推料气缸1伸

出到位后，停止2秒钟，自动缩回，按钮颜色恢复为原来颜色，表明

检测完毕。按下【推料气缸2】按钮后，按钮颜色变为绿色，推料气

缸2伸出到位后，停止2秒钟，自动缩回，按钮颜色恢复为原来颜色，

表明检测完毕。按下【推料气缸3】按钮后，按钮颜色变为绿色，推

料气缸3伸出到位后，停止2秒钟，自动缩回，按钮颜色恢复为原来

颜色，表明检测完毕。

三、联轴器检测装配线功能调试

任务描述：生产线可实现对联轴器外径、高度和缓冲垫颜色进行

分选，所分选的联轴器规格如下：

外径大小Φ：32mm，38mm，44mm三种规格；

高度尺寸L：26mm，28mm，32mm三种规格；

缓冲垫颜色：红色、黄色、蓝色三种。

本次生产任务对外径为32mm、高度为32mm的联轴器，根据缓冲

垫颜色进行分选装箱。

生产线中有两台触摸屏，一台触摸屏用于工业机器人和元件存储

单元以及外形检测输送机的状态监控，该触摸屏在后续描述中称为1

号屏；另外一台用于直角坐标机器人和封装输送机状态监控，在后续

描述中称为2号屏。设备总体结构图如下：

8

设备上电后，两台触摸屏分别监控两条输送机，两台PLC可以协

同操作，使用I/O通信方式，完成联轴器的检测和封装任务。按下任

意触摸屏上的启动按钮，设备运行，工业机器人按“乙”字形顺序从

托盘中搬运工件至外形检测输送机的位置A。已经生产好的各种规格

联轴器（大小直径三种、高度三种、颜色三种）工件按3行3列随机

存放在。当将托盘里工件全部搬运完后，由人工手动放入下一盘工件

重新供料。

位置A传感器检测到有工件时，输送机由A向位置B运行，在运

行过程中，检测外径与高度，外径不符合要求的送到推料口1，此时

送料电机停止，推料气缸将工件推入平台，等待再次加工。外径符合

要求，高度不符合的工件，则送到推料口2，送料电机停止，推料气

缸将工件推入平台，等待再次加工。若有都不符合的工件，送到推料

口3，送料电机停止，推料气缸将工件推入平台，等待再次加工。经

检测全部满足要求的工件，由输送机直接送到位置B，完成外形检测。

此时等待下一工序的直角坐标机器人将工件搬运走后，进行下一工件

的检测。

有工件送到位置B后，直角坐标机器人由原点运行到位置B，将

工件搬运至颜色检测输送机的位置C，之后自行回原点等待。位置C

的光电传感器检测到有工件后，低速启动（频率