中職組-機(jī)電一體化設(shè)備組裝與調(diào)試賽項(xiàng)2022年山東 任務(wù)二（V1）

2022年山東省職業(yè)院校技能大賽

中職組

機(jī)電一體化設(shè)備組裝與調(diào)試賽項(xiàng)

任

務(wù)

二

2022年12月青島

聯(lián)軸器自動(dòng)分選生產(chǎn)線編程與調(diào)試

工作目標(biāo)：根據(jù)聯(lián)軸器自動(dòng)分選生產(chǎn)線運(yùn)行的功能要求，完成PLC程序和工業(yè)機(jī)器人程

序的編寫，制作人機(jī)交互界面，并完成生產(chǎn)線的聯(lián)調(diào)。

工作時(shí)間：3.5小時(shí)

注意事項(xiàng)：

1.競(jìng)賽全程佩戴安全帽；

2.設(shè)備上電前，必須請(qǐng)示現(xiàn)場(chǎng)裁判；

3.競(jìng)賽結(jié)束前，做好本工位的清潔衛(wèi)生及相關(guān)工具整理。

4.技術(shù)手冊(cè)以壓縮包格式存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)D盤的根目錄下。

1

一、聯(lián)軸器自動(dòng)分選生產(chǎn)線概述

聯(lián)軸器自動(dòng)分選生產(chǎn)線可根據(jù)訂單的要求將聯(lián)軸器按外徑Φ、高度L進(jìn)行分選包裝?？?/p>

供分選的聯(lián)軸器有三種規(guī)格，其高度L×外徑Φ分別為：20mm×30mm、25mm×35mm和30mm

×42mm，對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品代碼分別為2030、2535和3042。

工件庫直角坐標(biāo)機(jī)械手工業(yè)機(jī)器人輸送單元二工具快換站

ABCDEF

HIJKL

手爪托盤高度檢測(cè)組件輸送單元一

立體倉庫

圖1聯(lián)軸器自動(dòng)分選生產(chǎn)線示意圖

生產(chǎn)線主要由輸送單元一（含高度檢測(cè)組件）、工業(yè)機(jī)器人（含工具快換站）、輸送單元

二、直角坐標(biāo)機(jī)械手、立體倉庫和托盤庫組成，各單元及模塊的總體布局如圖1，各工位一

并標(biāo)于圖中。

整條生產(chǎn)線由兩套PLC、觸摸屏系統(tǒng)進(jìn)行控制，控制模式分為調(diào)試模式和生產(chǎn)模式。

調(diào)試模式下，通過主站觸摸屏實(shí)現(xiàn)輸送單元一和工業(yè)機(jī)器人的動(dòng)作調(diào)試，從站觸摸屏完

成輸送單元二和直角坐標(biāo)機(jī)械手的動(dòng)作調(diào)試。

在生產(chǎn)模式下，主站和從站觸摸屏同步實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)監(jiān)控。

二、生產(chǎn)線運(yùn)行的功能要求

（一）生產(chǎn)線上電后的初始狀態(tài)

聯(lián)軸器自動(dòng)分選生產(chǎn)線上電后，各單元復(fù)位為初始狀態(tài)。即輸送單元一的傳送帶不運(yùn)轉(zhuǎn)，

各推料氣缸縮回；工業(yè)機(jī)器人各軸回到原點(diǎn)位置；輸送單元二的傳送帶不運(yùn)轉(zhuǎn)，卡料槽松開，

各推料氣缸縮回；直角坐標(biāo)機(jī)械手各軸回到原點(diǎn)位置（Z軸參考點(diǎn)位置為，上行碰到限位開

關(guān)后下行50000個(gè)脈沖）；黃色警示燈閃爍（1Hz）；主、從站旁邊“按鈕指示燈模塊”的指

示燈均熄滅；兩臺(tái)觸摸屏均顯示登錄界面。

（二）調(diào)試模式

設(shè)備上電后，主站、從站觸摸屏顯示的登錄界面如圖2所示。單擊用戶欄的下拉框，可

實(shí)現(xiàn)操作員和調(diào)試員的選擇，調(diào)試員負(fù)責(zé)設(shè)備調(diào)試，操作員負(fù)責(zé)生產(chǎn)控制。調(diào)試員的密碼為

2

“admin”，操作員的密碼為“sdqd”,輸入正確密碼后，可分別進(jìn)入對(duì)應(yīng)的調(diào)試界面，若密

碼錯(cuò)誤，則彈出提示框，顯示信息為“密碼錯(cuò)誤！”，3秒后提示框消失。

圖2登錄界面

1.主站調(diào)試

主站觸摸屏選擇調(diào)試員，輸入正確密碼后，進(jìn)入的調(diào)試界面如圖3所示,主站調(diào)試過程

中，觸摸屏右上角的黃色指示燈閃爍（1Hz），主站“按鈕指示燈模塊”中的黃色指示燈常亮。

圖3主站調(diào)試界面

點(diǎn)擊觸摸屏左側(cè)的“輸送單元一”或“工業(yè)機(jī)器人”，被選擇的對(duì)象白色高亮顯示，觸

摸屏中間區(qū)域顯示如圖4所示的調(diào)試對(duì)象，若再次點(diǎn)擊“輸送單元一”或“工業(yè)機(jī)器人”，

則界面恢復(fù)如圖3。

(a)輸送單元一調(diào)試(b)工業(yè)機(jī)器人調(diào)試

圖4輸送單元一和工業(yè)機(jī)器人調(diào)試界面

在圖4（a）的輸送單元一調(diào)試界面點(diǎn)擊“傳送帶”，系統(tǒng)默認(rèn)選擇“正傳”，“傳送

帶”和“正傳”標(biāo)簽白色高亮顯示，表示將對(duì)傳輸帶正轉(zhuǎn)進(jìn)行調(diào)試，若此時(shí)點(diǎn)擊“反轉(zhuǎn)”，

則“反轉(zhuǎn)”標(biāo)簽高亮顯示，“正轉(zhuǎn)”標(biāo)簽恢復(fù)，表示將進(jìn)行傳輸帶反轉(zhuǎn)調(diào)試。選擇傳送帶正

轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)后，單擊屏幕右下方的【啟動(dòng)】按鈕，則傳送帶轉(zhuǎn)動(dòng)，正轉(zhuǎn)時(shí)，傳送帶上的工件由

3

H工位向L工位方向運(yùn)動(dòng)，反轉(zhuǎn)時(shí)則運(yùn)動(dòng)方向相反；正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)時(shí)變頻器輸出頻率均為30Hz。

在傳送帶正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)過程中，“正轉(zhuǎn)”或“反轉(zhuǎn)”標(biāo)簽下方的指示燈綠色閃爍（1Hz），5秒

后傳送帶停止運(yùn)行，正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)指示燈恢復(fù)為黃色，傳送帶調(diào)試過程結(jié)束。

在圖4（a）的輸送單元一調(diào)試界面點(diǎn)擊“氣缸”，系統(tǒng)默認(rèn)選擇“模式一”，“氣缸”

和“模式一”標(biāo)簽白色高亮顯示，若此時(shí)點(diǎn)擊“模式二”，則“模式二”標(biāo)簽高亮顯示，“模

式一”標(biāo)簽恢復(fù)。在模式一調(diào)試時(shí)，工位I、J、K的氣缸依次伸出，間隔時(shí)間為1秒，隨后

三個(gè)氣缸一起縮回。在模式二調(diào)試時(shí)，工位三個(gè)氣缸同時(shí)伸出，保持2秒后按I、J、K的順

序依次縮回，間隔時(shí)間為1秒。在確定氣缸的調(diào)試模式后，單擊屏幕右下方的【啟動(dòng)】按鈕，

開始該模式下的氣缸動(dòng)作調(diào)試，在氣缸伸出后，觸摸屏中的三個(gè)氣缸指示燈變?yōu)榫G色，氣缸

縮回后，指示燈恢復(fù)為黃色，氣缸調(diào)試結(jié)束。

在圖4（b）的工業(yè)機(jī)器人調(diào)試界面，可通過圖中的單選按鈕任意選擇機(jī)器人的動(dòng)作進(jìn)

行調(diào)試，各動(dòng)作均從原點(diǎn)位置出發(fā)，完成對(duì)應(yīng)動(dòng)作后回到原點(diǎn)。在機(jī)器人動(dòng)作調(diào)試時(shí)，拾取

和釋放手爪時(shí)工具快換站中手爪放置工位，以及立體倉庫中工件所在工位由選手自行確定，

傳送帶抓放工件時(shí)的工位為圖1中的L工位。確定所需調(diào)試的動(dòng)作后，單擊觸摸屏下方的【啟

動(dòng)】按鈕，機(jī)器人隨即執(zhí)行該動(dòng)作，完成該動(dòng)作后，觸摸屏中對(duì)應(yīng)的標(biāo)簽變?yōu)榫G色。當(dāng)所有

動(dòng)作調(diào)試完成后，工業(yè)機(jī)器人調(diào)試流程結(jié)束。

當(dāng)輸送單元一和工業(yè)機(jī)器人的所有調(diào)試項(xiàng)目完成后，觸摸屏右上角的指示燈轉(zhuǎn)變?yōu)榫G色

常亮，主站“按鈕指示燈模塊”中的黃色指示燈熄滅，綠色指示燈常亮，表示主站調(diào)試完成。

無論主站調(diào)試的項(xiàng)目是否完成，均可通過觸摸屏右下角的【退出】按鈕退回到登錄界面，從

新進(jìn)入主站調(diào)試界面后，所有項(xiàng)目均需要重新調(diào)試。

2.從站調(diào)試

從站觸摸屏選擇調(diào)試員，輸入正確密碼后，進(jìn)入的調(diào)試界面如圖5所示,從站調(diào)試過程

中，觸摸屏右上角的黃色指示燈閃爍（1Hz），從站“按鈕指示燈模塊”中的黃色指示燈常亮。

圖5從站調(diào)試界面

4

點(diǎn)擊觸摸屏左側(cè)的“輸送單元二”或“直角坐標(biāo)機(jī)械手”，被選擇的對(duì)象白色高亮顯示，

觸摸屏中間區(qū)域顯示如圖6所示的調(diào)試對(duì)象，若再次點(diǎn)擊“輸送單元二”或“直角坐標(biāo)機(jī)械

手”，則界面恢復(fù)如圖5。

(a)輸送單元二調(diào)試(b)直角坐標(biāo)機(jī)械手調(diào)試

圖6輸送單元二和直角坐標(biāo)機(jī)械手調(diào)試界面

在圖6（a）的輸送單元二調(diào)試界面點(diǎn)擊“傳送帶”，系統(tǒng)默認(rèn)選擇“正傳”，“傳送

帶”和“正傳”標(biāo)簽白色高亮顯示，表示將對(duì)傳輸帶正轉(zhuǎn)進(jìn)行調(diào)試，若此時(shí)點(diǎn)擊“反轉(zhuǎn)”，

則“反轉(zhuǎn)”標(biāo)簽高亮顯示，“正轉(zhuǎn)”標(biāo)簽恢復(fù)，表示將進(jìn)行傳輸帶反轉(zhuǎn)調(diào)試。選擇傳送帶正

轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)后，單擊屏幕右下方的【啟動(dòng)】按鈕，則傳送帶轉(zhuǎn)動(dòng)，正轉(zhuǎn)時(shí)，傳送帶上的工件由

A工位向F工位方向運(yùn)動(dòng)，反轉(zhuǎn)時(shí)則運(yùn)動(dòng)方向相反，正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)時(shí)的脈沖頻率均設(shè)定為

7500Hz。在傳送帶正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)過程中，“正轉(zhuǎn)”或“反轉(zhuǎn)”標(biāo)簽下方的指示燈綠色閃爍

（1Hz），5秒后傳送帶停止運(yùn)行，正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)指示燈恢復(fù)為黃色，傳送帶調(diào)試過程結(jié)束。

在圖6（a）的輸送單元二調(diào)試界面點(diǎn)擊“氣缸”，“氣缸”標(biāo)簽白色高亮顯示，表示將

對(duì)輸送單元二的氣缸動(dòng)作進(jìn)行調(diào)試，單擊【啟動(dòng)】按鈕，工位B、C、D、E的氣缸依次伸出，

間隔時(shí)間為1秒，完成后保持2秒，最后按E、D、C、B的順序依次縮回，間隔時(shí)間為1秒。

當(dāng)各氣缸伸出后，觸摸屏上對(duì)應(yīng)的指示燈綠色常亮，氣缸縮回到位，指示燈恢復(fù)為黃色。

在圖6（b）所示的直角坐標(biāo)機(jī)械手調(diào)試界面，可通過圖中的單選按鈕任意選擇機(jī)械手

調(diào)試動(dòng)作。調(diào)試前，將通用工件手爪放入手爪托盤的某一工位（選手自行確定），圖中所示

的4組動(dòng)作均從機(jī)械手原點(diǎn)位置出發(fā)，完成動(dòng)作后回到原點(diǎn)位置；“H工位放工件”和“工

件庫放工件”是指機(jī)械手將工件從F工位抓取后分別放到H工位和工件庫，放入工件庫的庫

位由選手自行確定。確定所需調(diào)試的動(dòng)作后，單擊觸摸屏下方的【啟動(dòng)】按鈕，機(jī)械手隨即

執(zhí)行該動(dòng)作，完成該動(dòng)作后，觸摸屏中對(duì)應(yīng)的標(biāo)簽變?yōu)榫G色。當(dāng)所有動(dòng)作調(diào)試完成后，機(jī)械

手調(diào)試流程結(jié)束。

當(dāng)輸送單元二和直角坐標(biāo)機(jī)械手的所有調(diào)試項(xiàng)目完成后，觸摸屏右上角的指示燈轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

綠色常亮，主站“按鈕指示燈模塊”中的黃色指示燈熄滅，綠色指示燈常亮，表示從站調(diào)試

5

完成。無論從站調(diào)試的項(xiàng)目是否完成，均可通過觸摸屏右下角的【退出】按鈕退回到登錄界

面，從新進(jìn)入從站調(diào)試界面后，所有項(xiàng)目均需要重新調(diào)試。

（三）生產(chǎn)模式

聯(lián)軸器自動(dòng)分選生產(chǎn)線的功能是：三種產(chǎn)品都從A工位上料，將指定的某一種型號(hào)產(chǎn)品

分選送入工件庫，另外的兩種產(chǎn)品各兩個(gè)作為1套產(chǎn)品進(jìn)行分選，分選后的工件從選輸送單

元二的I、J、K工位中的某一指定工位進(jìn)行出料，兩種工件中高度不合格的產(chǎn)品從指定工位

出料，多余的產(chǎn)品送入立體倉庫。具體生產(chǎn)要求如下：

1．生產(chǎn)設(shè)定

當(dāng)主站或從站觸摸屏選擇操作員并輸入正確密碼后，兩臺(tái)觸摸屏均進(jìn)入如圖7所示的生

產(chǎn)設(shè)定界面，通過任意一臺(tái)觸摸屏都可實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。

圖7生產(chǎn)設(shè)定界面

在生產(chǎn)設(shè)定界面的產(chǎn)品設(shè)定欄，任意點(diǎn)擊【2030】、【2535】、【3042】三個(gè)按鈕，該按鈕

變?yōu)榫G色，再次點(diǎn)擊，則按鈕恢復(fù)為白色。綠色按鈕表示該產(chǎn)品被選中，應(yīng)被送入指定的出

料口；白色按鈕則表示該產(chǎn)品應(yīng)被送入工件庫。在出料口設(shè)定欄，可點(diǎn)擊三個(gè)按鈕中的一個(gè)

作為產(chǎn)品的出料口選中的工位變?yōu)榫G色；在廢料口設(shè)定欄，可選中某一工位作為廢料口，選

中的按鈕也變?yōu)榫G色。完成上述設(shè)定后，可單擊【確定】按鈕，此時(shí)系統(tǒng)對(duì)上述設(shè)定進(jìn)行檢

查，其規(guī)則為：產(chǎn)品設(shè)定欄必須有兩個(gè)產(chǎn)品被選中，出料口和廢料口不能重復(fù)。若設(shè)置有誤，

則彈出提示框，顯示信息“生產(chǎn)設(shè)定有誤，請(qǐng)檢查！”，3秒后提示框消失，可對(duì)設(shè)定進(jìn)行修

改。若設(shè)定無誤，則系統(tǒng)自動(dòng)轉(zhuǎn)入生產(chǎn)過程。

2．生產(chǎn)過程

系統(tǒng)進(jìn)入生產(chǎn)流程后，兩臺(tái)觸摸屏均顯示生產(chǎn)過程界面，假設(shè)在生產(chǎn)設(shè)定時(shí)，選擇了

2030、2535兩種工件進(jìn)行分選，出料口選擇J工位，廢料口選擇K工位。

注意：裁判評(píng)分時(shí)的生產(chǎn)設(shè)定與上述假設(shè)不一定相同。

基于上述假設(shè)的生產(chǎn)過程界面如圖8所示，產(chǎn)品設(shè)定區(qū)域顯示的產(chǎn)品代碼與生產(chǎn)設(shè)定時(shí)

6

的選擇相符，產(chǎn)品代碼數(shù)值小的在前，數(shù)值大的在后；出料口與廢料口區(qū)域的顯示與生產(chǎn)設(shè)

定時(shí)的選擇相符。產(chǎn)品抽檢數(shù)量顯示區(qū)域顯示三種產(chǎn)品代碼，下方的方框顯示生產(chǎn)過程的數(shù)

據(jù)；工件庫數(shù)量顯示、產(chǎn)品數(shù)量顯示、立體倉庫數(shù)量顯示區(qū)域的產(chǎn)品代碼與設(shè)定時(shí)的選擇相

符，同一區(qū)域產(chǎn)品代碼數(shù)值小的在上，數(shù)值大的在下。觸摸屏右側(cè)區(qū)域顯示生產(chǎn)線各單元的

狀態(tài)，相應(yīng)單元處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，指示燈轉(zhuǎn)變?yōu)榫G色，靜止時(shí)恢復(fù)為黃色。

圖8生產(chǎn)過程界面

當(dāng)系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入生產(chǎn)過程時(shí)，直角坐標(biāo)機(jī)械手上方的黃色警示燈熄滅，綠色警示燈閃爍

（1Hz）。按下主站或從站“按鈕指示燈模塊”中的綠色按鈕，系統(tǒng)啟動(dòng)生產(chǎn)，此時(shí)，可人工

在A工位放入待分選的聯(lián)軸器。

（1）工件的抽檢

當(dāng)A工位的光電開關(guān)檢測(cè)到有工件時(shí)，輸送單元二的傳送帶正轉(zhuǎn)，同時(shí)B工位的卡料氣

缸伸出，當(dāng)工件到達(dá)B工位時(shí)，傳送帶暫停，當(dāng)光纖傳感器檢測(cè)出該工件的型號(hào)后傳送帶繼

續(xù)正轉(zhuǎn)，將工件送往F工位或?qū)⒐ぜ扑偷紺、D、E工位的斜槽中。送往C、D、E工位斜槽

的工件用于對(duì)該型號(hào)的工件進(jìn)行抽樣檢測(cè)，抽檢規(guī)則是3選1，即某種型號(hào)的工件前兩個(gè)工

件送往F工位，第三個(gè)工件則推入斜槽中。C、D、E工位分別對(duì)應(yīng)型號(hào)為2030、2535和3042

的工件。當(dāng)工件到達(dá)F工位時(shí)，傳送帶暫停，若該工件是產(chǎn)品分選所需型號(hào)，則該工件由直

角坐標(biāo)機(jī)械手將其搬運(yùn)到H工位；若不是所需型號(hào)則搬運(yùn)到工件庫中。根據(jù)前述假設(shè)，型號(hào)

為3042的工件應(yīng)送往工件庫，其他型號(hào)的工件則送往H工位。

當(dāng)工件被直角坐標(biāo)機(jī)械手搬離輸送單元二，或者被推入斜槽后，工位A才允許放入新的

工件。當(dāng)工件被推入斜槽，觸摸屏“產(chǎn)品抽檢數(shù)量顯示”區(qū)域?qū)?yīng)數(shù)值加1。

（2）直角坐標(biāo)機(jī)械手的搬運(yùn)

當(dāng)按下“按鈕指示燈模塊”中的綠色按鈕，系統(tǒng)啟動(dòng)生產(chǎn)時(shí)，直角坐標(biāo)機(jī)械手從原點(diǎn)位

置出發(fā)，到手爪托盤處拾取通用手爪，隨后機(jī)械手運(yùn)行到中轉(zhuǎn)點(diǎn)（選手自行確定中轉(zhuǎn)點(diǎn)位置）

等待。當(dāng)有工件到達(dá)F工位時(shí)，機(jī)械手隨即前往F工位抓取工件，若工件不是分選所需型號(hào)，

工件被放入工件庫時(shí)，在工件庫內(nèi)選取兩個(gè)庫位交替放入工件，庫位由選手自行確定；若是

7

分選所需型號(hào)，則機(jī)械手將其送往輸送單元一的H工位。當(dāng)工件釋放后，機(jī)械手則回到中轉(zhuǎn)

點(diǎn)等待下一次搬運(yùn)任務(wù)。

當(dāng)工件放入工件庫后，觸摸屏“工件庫數(shù)量顯示”區(qū)域的數(shù)值加1。

（3）工件的分選

當(dāng)工件被放到H工位后，輸送單元一的傳送帶正轉(zhuǎn)，當(dāng)工件到達(dá)超聲波傳感器下方時(shí)，

傳送帶暫停，待系統(tǒng)檢測(cè)工件高度，如果高度誤差在±2mm內(nèi)（含），該工件視為合格產(chǎn)品，

可進(jìn)行分選，如果高度誤差大于±2mm，則該工件為裝配不合格產(chǎn)品，應(yīng)該被推送到廢品槽

中。

根據(jù)前述假設(shè)，工件的分選規(guī)則如下：

1）工件按套進(jìn)行分選，型號(hào)為2030和2035的工件各兩個(gè)作為一套，完成一套產(chǎn)品分

選后，則繼續(xù)進(jìn)行下一套產(chǎn)品的分選；

2）某型號(hào)工件前兩個(gè)合格產(chǎn)品應(yīng)推送到J工位的斜槽中，在當(dāng)前一套產(chǎn)品分選完成之

前，若該型號(hào)工件繼續(xù)送來，則該工件應(yīng)傳送到L工位，由工業(yè)機(jī)器人搬運(yùn)到立體倉庫中；

3）不合格工件不論那種型號(hào)全部推送到K工位的斜槽中。

當(dāng)工件在J工位被推入斜槽后，觸摸屏“產(chǎn)品數(shù)量顯示”區(qū)域，對(duì)應(yīng)型號(hào)工件數(shù)值加