機械行業(yè)賽-“三向杯”機電一體化系統(tǒng)設(shè)計與裝調(diào)技術(shù)項目-樣題（中職組）

附件22019年度機械行業(yè)職業(yè)教育技能大賽“三向杯”機電一體化系統(tǒng)設(shè)計與裝調(diào)技術(shù)項目競賽樣題（中職組）選手須知：任務(wù)書共24頁，附頁圖紙16頁，如出現(xiàn)任務(wù)書缺頁、字跡不清等問題，請及時向裁判申請更換任務(wù)書。競賽任務(wù)完成過程配有兩臺編程計算機，參考資料（競賽平臺相關(guān)的器件手冊等）放置在“E:\參考資料”文件夾下。參賽團隊應(yīng)在4小時內(nèi)完成任務(wù)書規(guī)定內(nèi)容；選手在競賽過程中創(chuàng)建的程序文件必須存儲到“E:\技能競賽\競賽編號”文件夾下，未存儲到指定位置的運行記錄或程序文件均不予給分。選手提交的試卷不得出現(xiàn)學(xué)校、姓名等與身份有關(guān)的信息，否則成績無效。由于錯誤接線、操作不當(dāng)?shù)仍蛞餚LC、觸摸屏、變頻器、工業(yè)機器人控制器及I/O組件、伺服放大器的損壞，將依據(jù)大賽規(guī)程進行處理。在完成任務(wù)過程中，請及時保存程序及數(shù)據(jù)。場次：工位號：日期：機電一體化系統(tǒng)設(shè)計與裝調(diào)技術(shù)項目任務(wù)書（中職組）一、競賽設(shè)備說明競賽平臺由顆粒上料單元、加蓋擰蓋單元、檢測分揀單元、工業(yè)機器人搬運單元、智能倉儲單元5個工作單元組成，實現(xiàn)空瓶上料、顆粒物料上料、物料分揀、顆粒填裝、加蓋、擰蓋、物料檢測、瓶蓋檢測、產(chǎn)品分揀、機器人搬運合格產(chǎn)品入盒、盒蓋包裝、貼標、入庫等自動生產(chǎn)全過程。系統(tǒng)每個工作單元都配有獨立的控制PLC和人機交互的按鈕板，系統(tǒng)可以聯(lián)機運行，同時各單元也可以單站運行。5臺PLC通過RS485進行通訊，可以任意選擇其中一個工作單元作為主站，觸摸屏與主站進行串口通訊。圖0-1SX-815Q機電一體化綜合實訓(xùn)設(shè)備圖0-1SX-815Q機電一體化綜合實訓(xùn)設(shè)備二、工作過程概述本系統(tǒng)工作過程概述如下：(一)顆粒上料單元上料輸送帶逐個將空瓶輸送到主輸送帶；上料檢測傳感器檢測到有空物料瓶到位，上料輸送帶停止；同時循環(huán)輸送帶機構(gòu)將供料機構(gòu)的物料推出，根據(jù)物料顆粒的顏色進行分揀；當(dāng)空瓶到達填裝位后，填裝定位機構(gòu)將空瓶固定，主輸送帶停止；填裝機構(gòu)將分揀到位的顆粒物料吸取放到空物料瓶內(nèi)；物料瓶內(nèi)填裝物料到達設(shè)定的顆粒數(shù)量后，填裝定位氣缸松開，主輸送帶啟動，將物料瓶輸送到下一個工位。如圖0-2所示。圖0-2物料分揀裝瓶圖0-2物料分揀裝瓶(二)物料瓶被輸送到加蓋擰蓋單元的加蓋機構(gòu)下，加蓋定位機構(gòu)將物料瓶固定，加蓋機構(gòu)啟動加蓋流程，將蓋子（白色或藍色）加到物料瓶上；加上蓋子的物料瓶繼續(xù)被送往擰蓋機構(gòu)，到擰蓋機構(gòu)下方，擰蓋定位機構(gòu)將物料瓶固定，擰蓋機構(gòu)啟動，將瓶蓋擰緊。圖0-3加蓋擰蓋圖0-3加蓋擰蓋（三）擰蓋完成的物料瓶經(jīng)過檢測分揀單元進行檢測：進料檢測傳感器檢測擰蓋完成的物料瓶是否到位，回歸反射傳感器檢測瓶蓋是否擰緊；龍門機構(gòu)檢測物料瓶內(nèi)部顆粒是否符合要求；對擰蓋與顆粒均合格的物料瓶進行瓶蓋顏色判別區(qū)分；擰蓋或顆粒不合格的物料瓶被分揀機構(gòu)推送到廢品輸送帶上（輔輸送帶）；擰蓋與顆粒均合格的物料瓶被輸送到主輸送帶末端，等待機器人搬運。圖0-4合格與不合格品示意圖圖0-4合格與不合格品示意圖不合格品合格品合格品（四）工業(yè)機器人搬運單元兩個升降臺機構(gòu)存儲包裝盒和包裝盒蓋；升降臺A將包裝盒推向物料臺上；6軸機器人將物料瓶抓取放入物料臺上的包裝盒內(nèi)；包裝盒4個工位放滿物料瓶后，6軸機器人從升降臺B上吸取盒蓋，蓋在包裝盒上；6軸機器人根據(jù)瓶蓋的顏色對盒蓋上標簽位進行分別貼標，貼完4個標簽后通知智能倉儲單元入庫；圖0-5包裝過程圖0-5包裝過程物料瓶放入包裝盒蓋上盒蓋蓋貼上標簽（五）智能倉儲單元堆垛機構(gòu)把機器人單元物料臺上的包裝盒體吸取出來，然后按要求依次放入倉儲相應(yīng)倉位。2×3的倉庫每個倉位均安裝一個檢測傳感器，堆垛機構(gòu)水平軸為一個精密轉(zhuǎn)盤機構(gòu)，垂直機構(gòu)為渦輪絲桿升降機構(gòu)，均由精密伺服電機進行高精度控制。三、競賽工作任務(wù)（一）顆粒上料單元的電路設(shè)計1.任務(wù)描述（本任務(wù)已完成安裝、編程與調(diào)試，只需畫PLCI/O電路圖。）該單元用一臺H2U-3624MRPLC實現(xiàn)電氣控制，現(xiàn)在需要對空瓶進行物料填裝，首先請你根據(jù)模型圖(見第2點)、運行功能(見第3點)、PLCI/O功能分配表（見表1-1），在附頁圖01的圖框中設(shè)計上料輸送帶、主輸送帶機構(gòu)、循環(huán)輸送帶機構(gòu)、填裝機構(gòu)、面板控制按鈕輸入與指示燈輸出的PLCI/O電路圖，相關(guān)元氣件的電氣符號參考圖1-1。光纖傳感器光纖傳感器磁性開關(guān)按鈕電磁閥指示燈圖1-1元氣件符號設(shè)計的電路應(yīng)滿足運行功能要求，電氣控制電路圖圖形符號和文字符號的使用應(yīng)滿足GB/T6988.1-2008《電氣圖形符》、GB/T4728.1-2005《電氣簡圖用圖形符號》、GB/T5465.2-1996《電氣設(shè)備用圖形符號》、GB/T7159-1987《電氣技術(shù)中的文字符號制訂通則》的要求。2.模型圖顆粒上料單元執(zhí)行機構(gòu)由上料輸送帶、主輸送帶機構(gòu)、填裝機構(gòu)、循環(huán)輸送帶機構(gòu)等組成，詳細部件分布見附圖02。3.運行功能初始位置：上料輸送帶停止，主輸送帶停止，推料氣缸A縮回,推料氣缸B縮回,填裝定位氣缸縮回，填裝機構(gòu)處于物料吸取位置上方,氣源二聯(lián)件壓力表調(diào)節(jié)到0.4Mpa～0.5Mpa,在上料輸送帶上人工放置6個空瓶，間距小于20mm，A料筒內(nèi)放置15顆白色物料，B料筒內(nèi)放置15顆藍色物料。控制流程：（1）上電，系統(tǒng)處于“停止”狀態(tài)下。“停止”指示燈亮，“啟動”和“復(fù)位”指示燈滅；（2）在“停止”狀態(tài)下，按下“復(fù)位”按鈕，該單元復(fù)位，復(fù)位過程中，“復(fù)位”指示燈閃亮，所有機構(gòu)回到初始位置。復(fù)位完成后，“復(fù)位”指示燈常亮，“啟動”和“停止”指示燈滅?！斑\行”或“復(fù)位”狀態(tài)下，按“復(fù)位”按鈕無效；（3）在“復(fù)位”就緒狀態(tài)下，按下“啟動”按鈕，單元啟動，“啟動”指示燈亮，“停止”和“復(fù)位”指示燈滅；（4）推料氣缸A、B相繼將白、藍色物料推出；（5）循環(huán)輸送帶啟動高速運行，變頻器以45HZ頻率輸出；（6）當(dāng)循環(huán)輸送帶機構(gòu)上的顏色確認檢測傳感器檢測到有白色物料通過時，變頻器反轉(zhuǎn)，并以20HZ頻率輸出，如果超過10秒鐘，仍沒有檢測到白色物料通過，則重新開始第（4）步；（7）當(dāng)白色物料到達取料位后，顆粒到位檢測傳感器動作，循環(huán)輸送帶停止；（8）填裝機構(gòu)下降；（9）吸盤打開，吸住物料；（10）填裝機構(gòu)上升；（11）填裝機構(gòu)轉(zhuǎn)向裝料位；（12）在第（4）步開始的同時，上料輸送帶與主輸送帶同時啟動，當(dāng)物料瓶上料檢測傳感器檢測到到空瓶時，上料輸送帶停止，當(dāng)主輸送帶上的空瓶移動一段距離后，上料輸送帶動作，繼續(xù)將空瓶以小于20cm的間隔，逐個輸送到主輸送帶上；（13）當(dāng)顆粒填裝位檢測傳感器檢測到空瓶，并等待空瓶到達填裝位時，主輸送帶停止，填裝定位氣缸伸出，將空瓶固定；（14）當(dāng)?shù)冢?1）步和第（13）都完成后，填裝機構(gòu)下降；（15）填裝機構(gòu)下降到吸盤填裝限位開關(guān)感應(yīng)到位后，吸盤關(guān)閉，物料順利放入瓶子，無任何碰撞現(xiàn)象；（16）填裝機構(gòu)上升；（17）填裝機構(gòu)轉(zhuǎn)向取料位；（18）當(dāng)瓶子裝滿3顆白色物料后，進入第（19）步。否則重新開始第（4）步；（19）填裝定位氣缸縮回；（20）主輸送帶啟動，將瓶子輸送到下一工位；（21）循環(huán)進入第（4）步；（22）在任何啟動運行狀態(tài)下，按下“停止”按鈕，該單元停止工作，“停止”指示燈亮，“啟動”和“復(fù)位”指示燈滅。4.PLCI/O功能分配表表1-1序號名稱功能描述備注1X00上料傳感器感應(yīng)到物料，X00閉合2X01顆粒填裝位感應(yīng)到物料，X01閉合3X02檢測到顏色A物料，X02閉合4X03檢測到顏色B物料，X03閉合5X04檢測到料筒A有物料，X04閉合6X05檢測到料筒B有物料，X05閉合7X06輸送帶取料位檢測到物料，X06閉合8X07填裝定位氣缸后限位感應(yīng)，X07閉合9X10按下啟動按鈕，X10閉合10X11按下停止按鈕，X11閉合11X12按下復(fù)位按鈕，X12閉合12X13按下聯(lián)機按鈕，X13閉合13X14填裝升降氣缸上限位感應(yīng)，X14閉合14X15填裝升降氣缸下限位感應(yīng)，X15閉合15X20吸盤填裝限位感應(yīng)，X20閉合16X21推料氣缸A前限感應(yīng)，X21閉合17X22推料氣缸B前限感應(yīng)，X22閉合18X23填裝旋轉(zhuǎn)氣缸左限感應(yīng)，X23閉合19X24填裝旋轉(zhuǎn)氣缸右限感應(yīng)，X24閉合20Y00Y00閉合上料皮帶運行21Y01Y01閉合主皮帶運行22Y02Y02閉合填裝旋轉(zhuǎn)氣缸旋轉(zhuǎn)23Y03Y03閉合填裝升降氣缸下降24Y04Y04閉合吸盤拾取25Y05Y05閉合定位氣缸伸出26Y06Y06閉合推料氣缸A推料27Y07Y07閉合推料氣缸B推料28Y10Y10閉合啟動指示燈亮29Y11Y11閉合停止指示燈亮30Y12Y12閉合復(fù)位指示燈亮31Y23Y23閉合變頻電機正轉(zhuǎn)32Y24Y24閉合變頻電機反轉(zhuǎn)33Y25Y25閉合變頻電機高速檔34Y26Y26閉合變頻電機中速檔35Y27Y27閉合變頻電機低速檔（二）加蓋擰蓋機構(gòu)的安裝、接線與調(diào)試1.任務(wù)描述（本任務(wù)程序已完成并下載到PLC，無需修改）本單元用型號為H2U-1616MR的PLC實現(xiàn)電氣控制,輸送帶由24V直流電機驅(qū)動，由于需要利用本單元來對物料瓶進行加蓋擰蓋處理，該單元控制掛板的安裝與接線已經(jīng)完成，現(xiàn)在你需要完成以下任務(wù)：（1）請根據(jù)以下圖紙資料完成加蓋擰蓋單元上的加蓋機構(gòu)和擰蓋機構(gòu)的部件安裝，并根據(jù)各機構(gòu)間的相對位置將其安裝在本單元的工作臺上。①加蓋擰蓋單元的模型圖見第2點；②加蓋機構(gòu)的裝配圖見附頁圖04和圖05；③擰蓋機構(gòu)的裝配圖見附頁圖06和圖07；④加蓋擰蓋單元的裝配圖見附頁圖08，按照圖中各機構(gòu)的擺放位置，在單元臺面上完成各個機構(gòu)的定位，并完成安裝和調(diào)整；⑤加蓋擰蓋單元上的加蓋機構(gòu)、擰蓋機構(gòu)的部件安裝完成后的效果見附頁圖09。（2）請根據(jù)加蓋擰蓋單元的氣路連接圖（見附頁圖10）完成該單元的氣路連接及調(diào)整，確保各氣缸運行順暢和平穩(wěn)。（3）請根據(jù)加蓋擰蓋單元的桌面端子板端子分配表（見表2-1）、模塊端子板端子分配表（見表2-2、表2-3）以及所提供的IO電路圖（圖11-圖14）完成該單元桌面上所有與PLC輸入輸出有關(guān)的執(zhí)行元件的電氣連接，連接方向參考加蓋擰蓋單元的端子板連接示意圖（如圖2-1所示，虛線框中的各“執(zhí)行機構(gòu)”電氣元件與“37針端子板CN310”接線端子間的電氣接線為參賽選手接線部分）。（4）請根據(jù)運行功能（見第3點）完成該單元的調(diào)試。2．模型圖加蓋擰蓋單元由加蓋機構(gòu)、擰蓋機構(gòu)、輸送帶機構(gòu)等組成,詳細部件分布見附圖03。3.運行功能初始狀態(tài)：主輸送帶停止、加蓋定位氣缸縮回、加蓋伸縮氣缸縮回、加蓋升降氣缸縮回、擰蓋定位氣缸縮回、擰蓋電機停止、擰蓋升降氣缸縮回，氣源二聯(lián)件壓力表調(diào)節(jié)到0.4Mpa～0.5Mpa。單元復(fù)位控制：（1）上電，設(shè)備任一部件不在初始位置，系統(tǒng)自動復(fù)位；（2）或者系統(tǒng)處于停止狀態(tài)下，按下“復(fù)位”按鈕系統(tǒng)自動復(fù)位。其它運行狀態(tài)下按此按鈕無效；（3）“復(fù)位”燈（黃色燈，下同）閃亮顯示；（4）“停止”（紅色燈，下同）燈滅；（5）“啟動”（綠色燈，下同）燈滅；（6）所有部件回到初始位置；（7）“復(fù)位”燈常亮，系統(tǒng)進入就緒狀態(tài)。單元啟動控制：（1）系統(tǒng)在就緒狀態(tài)按啟動按鈕，單元進入運行狀態(tài)，而停止狀態(tài)下按此按鈕無效；（2）“啟動”指示燈亮；（3）“復(fù)位”指示燈滅；（4）輸送帶啟動運行；（5）手動將無蓋物料瓶放置到該單元起始端；（6）當(dāng)加蓋位檢測傳感器檢測到有物料瓶，并等待物料瓶運行到加蓋工位下方時，輸送帶停止；（7）加蓋定位氣缸推出，將物料瓶準確固定；（8）如果加蓋機構(gòu)內(nèi)無瓶蓋，即瓶蓋料筒檢測傳感器不得電，加蓋機構(gòu)不動作；①手動將蓋子放入后，瓶蓋料筒檢測傳感器感應(yīng)到瓶蓋，②加蓋機構(gòu)開始運行，繼續(xù)第（9）步動作；（9）如果加蓋機構(gòu)有瓶蓋，瓶蓋料筒檢測傳感器得電，加蓋伸縮氣缸推出，將瓶蓋推到落料口；（10）加蓋升降氣缸伸出，將瓶蓋壓下；（11）瓶蓋準確落在物料瓶上，無偏斜；（12）加蓋伸縮氣缸縮回；（13）加蓋升降氣缸縮回；（14）加蓋定位氣缸縮回；（15）輸送帶啟動；（16）當(dāng)擰蓋位檢測傳感器檢測到有物料瓶，并等待物料瓶運行到擰蓋工位下方時，輸送帶停止；（17）擰蓋定位氣缸推出，將物料瓶準確固定；（18）擰蓋電機開始旋轉(zhuǎn)；（19）擰蓋升降氣缸下降；（20）瓶蓋完全被擰緊；（21）擰蓋電機停止運行；（22）擰蓋升降氣缸縮回；（23）擰蓋定位氣缸縮回；（24）輸送帶啟動；（25）當(dāng)物料瓶輸送到主輸送帶末端后，人工拿走物料瓶。重復(fù)第（5）到（25）步，直到4個物料瓶與4個瓶蓋用完為止，每次循環(huán)內(nèi)，任何一步動作失誤，該步都不得分。單元停止控制：（1）系統(tǒng)在運行狀態(tài)按“停止”按鈕，單元立即停止，所有機構(gòu)不工作；（2）“停止”指示燈亮；“運行”指示燈滅；“復(fù)位”指示燈滅。4.桌面端子板連接示意圖傳感器傳感器磁性開關(guān)電磁閥控制板PLC37針端子板CN31015針端子板執(zhí)行機構(gòu)電氣元件圖2-1端子板連接示意圖5.桌面37針端子板CN310端子分配表表2-1端子板CN310地址線號功能描述XT3-0X00瓶蓋料筒檢測傳感器XT3-1X01加蓋位檢測傳感器XT3-2X02擰蓋位檢測傳感器XT3-3X03加蓋伸縮氣缸前限XT3-4X04加蓋伸縮氣缸后限XT3-5X05加蓋升降氣缸上限XT3-6X06加蓋升降氣缸下限XT3-7X07加蓋定位氣缸后限XT3-12X14擰蓋升降氣缸上限XT3-13X15擰蓋定位氣缸后限XT2-0Y00輸送帶啟停XT2-1Y01擰蓋電機啟停XT2-2Y02加蓋伸縮氣缸電磁閥XT2-3Y03加蓋升降氣缸電磁閥XT2-4Y04加蓋定位氣缸電磁閥XT2-5Y05擰蓋升降氣缸電磁閥XT2-6Y06擰蓋定位氣缸電磁閥XT1\XT4PS13+(+24V)24V電源正極XT5PS13-(0V)24V電源負極6.加蓋模塊端子板CN300（15針端子板）端子分配表表2-2端子板CN300地址線號功能描述XT3-0X00瓶蓋料筒檢測傳感器XT3-1X03加蓋伸縮氣缸前限XT3-2X04加蓋伸縮氣缸后限XT3-3X05加蓋升降氣缸上限XT3-4X06加蓋升降氣缸下限XT3-5Y02加蓋伸縮氣缸電磁閥XT3-6Y03加蓋升降氣缸電磁閥XT2PS13+(+24V)24V電源正極XT1PS13-(0V)24V電源負極7.擰蓋模塊端子板CN302（15針端子板）端子分配表表2-3端子板CN302地址線號功能描述XT3-0X14擰蓋升降氣缸上限XT3-5Y05擰蓋升降氣缸電磁閥XT2PS13+(+24V)24V電源正極XT1PS13-(0V)24V電源負極8.PLCI/O功能分配表表2-4序號名稱功能描述備注1X00瓶蓋料筒感應(yīng)到瓶蓋，X0閉合2X01加蓋位傳感器感應(yīng)到物料，X1閉合3X02擰蓋位傳感器感應(yīng)到物料，X2閉合4X03加蓋伸縮氣缸伸出前限位感應(yīng)，X3閉合5X04加蓋伸縮氣缸縮回后限位感應(yīng)，X4閉合6X05加蓋升降氣缸上限位感應(yīng)，X5閉合7X06加蓋升降氣缸下限位感應(yīng)，X6閉合8X07加蓋定位氣缸后限位感應(yīng)，X7閉合9X10按下啟動按鈕，X10閉合10X11按下停止按鈕，X11閉合11X12按下復(fù)位按鈕，X12閉合12X13按下聯(lián)機按鈕，X13閉合13X14擰蓋升降氣缸上限位感應(yīng)，X14閉合14X15擰蓋定位氣缸后限位感應(yīng)，X15閉合15Y00Y0閉合，輸送帶電機運行16Y01Y1閉合，擰蓋電機運行17Y02Y2閉合，加蓋伸縮氣缸伸出18Y03Y3閉合，加蓋升降氣缸下降19Y04Y4閉合，加蓋定位氣缸伸出20Y05Y5閉合，擰蓋升降氣缸下降21Y06Y6閉合，擰蓋定位氣缸伸出22Y10Y10閉合，啟動指示燈亮23Y11Y11閉合，停止指示燈亮24Y12Y12閉合，復(fù)位指示燈亮（三）檢測分揀單元的編程與調(diào)試1.任務(wù)描述該單元用型號為H2U-3624MR-XP的PLC實現(xiàn)電氣控制，主輸送帶和輔輸送帶由24V直流電機驅(qū)動,現(xiàn)在需要利用本單元來對物料瓶的瓶蓋擰緊程度、物料顆粒的數(shù)量進行檢測，從而分揀出合格品與不合格品，現(xiàn)在本單元控制掛板與桌面機構(gòu)的安裝與接線已經(jīng)完成，現(xiàn)在你需要根據(jù)以下的模型圖（見第2點）、運行功能（見第3點）、PLCI/O功能分配表（見表3-1），完成本單元PLC編程與調(diào)試。PLC技術(shù)參數(shù)詳見《匯川H2U系列PLC編程手冊》。2.模型圖檢測分揀單元執(zhí)行機構(gòu)由主輸送帶機構(gòu)、輔輸送帶、檢測裝置等組成，詳細部件分布見附圖15。3.運行功能初始位置：主輸送帶停止、輔輸送帶停止、分揀氣缸縮回、檢測裝置燈帶不亮，氣源二聯(lián)件壓力表調(diào)節(jié)到0.4Mpa～0.5Mpa?？刂埔螅海?）上電，系統(tǒng)處于“停止”狀態(tài)下?！巴Ｖ埂敝甘緹袅粒皢印焙汀皬?fù)位”指示燈滅；（2）在“停止”狀態(tài)下，按下“復(fù)位”按鈕，該單元復(fù)位，復(fù)位過程中，“復(fù)位”指示燈閃亮，所有機構(gòu)回到初始位置。復(fù)位完成后，“復(fù)位”指示燈常亮，“啟動”和“停止”指示燈滅。“運行”或“復(fù)位”狀態(tài)下，按“啟動”按鈕無效；（3）在“復(fù)位”就緒狀態(tài)下，按下“啟動”按鈕，單元啟動，“啟動”指示燈亮，“停止”和“復(fù)位”指示燈滅；（4）主輸送帶啟動運行，龍門燈帶藍色常亮；（5）手動將放有3顆物料并旋緊白色瓶蓋的物料瓶放置到該單元起始端；（6）當(dāng)進料檢測傳感器檢測到有物料瓶且旋緊檢測傳感器無動作，經(jīng)過檢測裝置后，龍門燈帶綠燈閃爍（f=5HZ）,藍色熄滅,物料瓶即被輸送到主輸送帶的末端，出料檢測傳感器動作，主輸送帶停止，人工拿走物料瓶，輸送帶繼續(xù)啟動運行，龍門燈帶綠色熄滅，藍色常亮。（7）手動將放有3顆物料并旋緊藍色瓶蓋的物料瓶放置到該單元起始端；（8）當(dāng)進料檢測傳感器檢測到有物料瓶且旋緊檢測傳感器無動作，經(jīng)過檢測裝置后，龍門燈帶綠色常亮，藍色熄滅,物料瓶即被輸送到主輸送帶的末端，出料檢測傳感器動作，主輸送帶停止，人工拿走物料瓶，輸送帶繼續(xù)啟動運行，龍門燈帶綠色熄滅，藍色常亮。（9）物料瓶檢測合格后，若物料瓶在出料檢測傳感器位置等待抓取的時間超過5S，則龍門燈帶綠色閃爍（f=2HZ）。（10）手動將放有2顆物料并旋緊瓶蓋的物料瓶放置到該單元起始端；（11）當(dāng)進料檢測傳感器檢測到有物料瓶且旋緊檢測傳感器無動作，經(jīng)過檢測裝置后，龍門燈帶紅色常亮，藍色熄滅,物料瓶經(jīng)過不合格到位檢測傳感器時，傳感器動作，觸發(fā)分揀氣缸電磁閥得電，當(dāng)?shù)竭_分揀氣缸位置時即被推到輔輸送帶上，此時燈帶紅色滅。藍色常亮；（12）手動將放有3顆物料并未旋緊瓶蓋的物料瓶放置到該單元起始端；（13）當(dāng)進料檢測傳感器檢測到有物料瓶且旋緊檢測傳感器動作，經(jīng)過檢測裝置后，龍門燈帶紅燈閃爍（f=5HZ），藍色熄滅,物料瓶經(jīng)過不合格到位檢測傳感器時，傳感器動作，觸發(fā)分揀氣缸電磁閥得電，當(dāng)?shù)竭_分揀氣缸位置時即被推到輔輸送帶上，此時燈帶紅色滅。藍色常亮；（14）在任何啟動運行狀態(tài)下，按下“停止”按鈕，該單元立即停止，所有機構(gòu)不工作，“停止”指示燈亮，“啟動”和“復(fù)位”指示燈滅。4.PLCI/O功能分配表表3-1序號名稱功能描述備注1X00進料檢測傳感器感應(yīng)到物料，X00閉合2X01旋緊檢測傳感器感應(yīng)到瓶蓋，X01閉合3X03瓶蓋顏色傳感器感應(yīng)到藍色，X03閉合4X04瓶蓋顏色傳感器感應(yīng)到白色，X04閉合5X05不合格到位檢測傳感器感應(yīng)到物料，X05閉合6X06出料檢測傳感器感應(yīng)到物料，X06閉合7X07分揀氣缸退回限位感應(yīng)，X07閉合8X10按下啟動按鈕，X10閉合9X11按下停止按鈕，X11閉合10X12按下復(fù)位按鈕，X12閉合11X13按下聯(lián)機按鈕，X13閉合12X14三顆料位檢測13X15四顆料位檢測14Y00Y00閉合，主輸送帶運行15Y01Y01閉合，輔輸送帶運行16Y02Y02閉合，龍門燈帶綠燈常亮17Y03Y03閉合，龍門燈帶紅燈常亮18Y04Y04閉合，龍門燈帶藍燈常亮19Y05Y05閉合，分揀氣缸伸出20Y10Y10閉合，啟動指示燈亮21Y11Y11閉合，停止指示燈亮22Y12Y12閉合，復(fù)位指示燈亮（四）工業(yè)機器人搬運單元的系統(tǒng)IO設(shè)置與點位示教1.任務(wù)描述（本任務(wù)已有PLC程序與機器人程序）本單元機器人使用ABB的IRB120機器人，控制PLC為H2U-3232MT。該單元的機械與電氣安裝、PLC及機器人的編程與調(diào)試已經(jīng)完成，由于機器人更換電池，其程序和數(shù)據(jù)丟失?，F(xiàn)在機器人程序已經(jīng)被重新下載到控制器當(dāng)中并進行了部分數(shù)據(jù)恢復(fù)，現(xiàn)仍差機器人各點位數(shù)據(jù)和系統(tǒng)IO未恢復(fù)，你需要根據(jù)（表4-1）對該機器人系統(tǒng)IO進行配置,并根據(jù)該單元的模型圖（第2點）工業(yè)機器人運行功能要求（第3點）和點位功能詳細表（表4-2）對機器人進行示教，使機器人能夠完成瓶子搬運、盒蓋搬運和標簽吸取與貼放過程(如圖4-1所示)，要求機器人在運行過程中動作順暢，機器人本體及夾具與其它機構(gòu)無任何碰撞現(xiàn)象。物料瓶放入包裝盒物料瓶放入包裝盒蓋上盒蓋蓋貼上標簽圖4-1包裝過程示意圖2．模型圖工業(yè)機器人搬運單元主要由IRB120機器人、物料臺機構(gòu)、升降臺機構(gòu)、標簽臺等組成，詳細部件分布見附圖30。3.運行功能要求初始位置：盒蓋升降機構(gòu)處于升降原點傳感器位置，底盒升降機構(gòu)處于升降原點傳感器位置，定位氣缸處于縮回狀態(tài)，推料氣缸處于縮回狀態(tài)，機器人夾具吸盤垂直朝上（處于關(guān)閉狀態(tài)）、夾爪朝下（處于張開狀態(tài)）,氣源二聯(lián)件壓力表調(diào)節(jié)到0.4Mpa～0.5Mpa?？刂屏鞒蹋海?）該單元在單機狀態(tài)，機器人切換到自動運行狀態(tài)，按“復(fù)位”按鈕，單元自動復(fù)位，機器人回到安全原點pHome（要求在pHome點時夾具吸盤垂直朝上處于關(guān)閉狀態(tài)，夾爪朝下處于張開狀態(tài)）。（2）“復(fù)位”燈（黃色燈，下同）閃亮顯示；（3）“停止”（紅色燈，下同）燈滅；（4）“啟動”（綠色燈，下同）燈滅；（5）所有部件回到初始位置；（6）“復(fù)位”燈（黃色燈）常亮，系統(tǒng)進入就緒狀態(tài)。（7）第一次按“啟動”按鈕，工業(yè)機器人搬運單元底盒升降機構(gòu)的推料氣缸將物料底盒推出到包裝工作臺上，同時定位氣缸伸出，物料臺檢測傳感器動作，該單元上的機器人開始自動執(zhí)行瓶子搬運功能，其運行軌跡如圖4-2。pPlaceBaseQ14個完成（pPickQ1，0，0，80）pPlaceBaseQ14個完成（pPickQ1，0，0，80）（pPickQ1，0，0，80）（pPlaceBaseQ1，0，0，100）（pPlaceBaseQ1，0，0，100）（8）瓶子搬運完成，底盒升降機構(gòu)的推料氣缸縮回。（9）第二次按“啟動”按鈕，機器人開始自動執(zhí)行盒蓋搬運功能，其運行軌跡如圖4-3。圖4-3盒蓋搬運軌跡示意圖（10）第三次按“啟動”按鈕，機器人開始自動執(zhí)行標簽搬運功能，其運行軌跡如圖4-4。pWiteLabelpWiteLabelpBlackLabel圖4-4標簽搬運軌跡示意圖（11）機器人貼完標簽后，同時定位氣缸縮回，等待入庫。（12）系統(tǒng)在運行狀態(tài)按“停止”按鈕，單元進入立即停止，機器人立即停止；（13）“停止”指示燈亮；“運行”與“復(fù)位”指示燈滅。4.需要配置的系統(tǒng)IO表4-1機器人系統(tǒng)IO序號機器人IO系統(tǒng)IO注釋1DI1Stop機器人程序停止運行2DI3MotorsOn機器人電機上電3DI4StartAtMain從機器人主程序啟動（機器人正在運行，此功能無效）4DI5ResetExecutionError機器人報警復(fù)位5DI6MotorsOff機器人電機下電6DO1AutoOn機器人處于自動模式7D03EmergencyStop機器人急停中8D04ExecutionError機器人報警9D05MotorOn機器人電機上電(機器人未同步，此信號閃爍)10DO6CycleOn機器人程序正在運行中5.需要示教的點位表4-2點位功能詳細表序號點位名稱功能描述備注1pHomeQ1機器人工作原點，搬運完成后機器人等待點（軌跡圖的pHome點相當(dāng)于pHomeQ1點）2pQ1機器人去取瓶位過程中轉(zhuǎn)點3pQ2機器人去放瓶位過程中轉(zhuǎn)點4pPickQ1機器人取瓶位置點，處于檢測分揀單元的主輸送帶末端。5pPlaceBaseQ1放瓶子位置基準點，物料盒位置16pQ4去往取盒蓋位置中轉(zhuǎn)點7pPickLid取盒蓋位置，處于盒蓋工位處8pCoverLid放盒蓋位置，處于包裝工位處9pWiteLabel取白色標簽位置基準點，標簽工作臺白色標簽區(qū)域1號位置10pBlackLabel取藍色標簽位置基準點，標簽工作臺藍色標簽區(qū)域1號位置11pQ5去往放標簽位置中轉(zhuǎn)點12pPasteLabel放標簽位置基準點，包裝工位包裝盒1號位置（五）機電一體化設(shè)備系統(tǒng)編程與優(yōu)化1.任務(wù)描述所有單元完成單機調(diào)試工作后，需要進行聯(lián)機調(diào)試運行，現(xiàn)在你需要完善智能倉儲單元的程序功能，增加系統(tǒng)聯(lián)機程序，并完成調(diào)試，具體要求如下：（1）制作觸摸屏畫面組態(tài)：根據(jù)觸摸屏畫面要求（見第4點）觸摸屏系統(tǒng)總控畫面、檢測分揀單元監(jiān)控畫面。（2）根據(jù)觸摸屏畫面要求與自動運行功能要求（見第5點）完善優(yōu)化檢測分揀單元程序，增加聯(lián)機信號編程等。（3）系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)見圖5-1，智能倉儲單元PLC為主站，其它單元為從站，觸摸屏連接到主站PLC上。（4）主站與從站的網(wǎng)絡(luò)通訊地址分配表見表5-1。請你根據(jù)表里所提供的網(wǎng)絡(luò)通訊地址，完善檢查分揀單元，實現(xiàn)自動運行功能要求。2.系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)顆粒上料單元顆粒上料單元PLC加蓋擰蓋單元PLC檢測分揀單元PLC工業(yè)機器人搬運單元PLC智能倉儲單元PLC觸摸屏TPC7062TXN:N485通訊串口通訊主站從站1從站2從站3從站4圖5-1系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖3.通訊地址設(shè)置表5-1系統(tǒng)通訊地址表站名主站（讀）←從站（寫）主站（寫）→從站（讀）所有站M1000聯(lián)機啟動M1001聯(lián)機停止M1002聯(lián)機復(fù)位M1003聯(lián)機手動顆粒上料單元D10D1M828吸盤填裝限位X20M848上料輸送帶電機啟停Y00M829推料氣缸A前限X21M849主輸送帶電機啟停Y01M830推料氣缸B前限X22M850旋轉(zhuǎn)氣缸Y02M835單/聯(lián)機X13M851升降氣缸Y03M836物料瓶上料檢測X00M852取料吸盤Y04M837顆粒填裝位檢測X01M853定位氣缸Y05M838顏色確認A檢測X02M854推料氣缸AY06M839顏色確認B檢測X03M855推料氣缸BY07M840料筒A物料檢測X04M856變頻電機正轉(zhuǎn)Y23M841料筒B物料檢測X05M857變頻電機反轉(zhuǎn)Y24M842顆粒到位檢測X06M858變頻電機高速Y25M843填裝定位氣缸后限X07M859變頻電機中速Y26M844填裝升降氣缸上限X14M860變頻電機低速Y27M845填裝升降氣缸下限X15M832啟動Y10M833停止Y11M834復(fù)位Y12加蓋擰蓋單元D20D2M867單/聯(lián)機X13M880輸送帶電機啟停Y00M868瓶蓋料筒檢測X00M881擰蓋電機啟停Y01M869加蓋位檢測X01M882加蓋伸縮氣缸Y02M870擰蓋位檢測X02M883加蓋升降氣缸Y03M871加蓋伸縮氣缸前限X03M884加蓋定位氣缸Y04M872加蓋伸縮氣缸后限X04M885擰蓋升降氣缸Y05M873加蓋升降氣缸上限X05M886擰蓋定位氣缸Y06M874加蓋升降氣缸下限X06M864啟動Y10M875加蓋定位氣缸后限X07M865停止Y11M876擰蓋升降氣缸上限X14M866復(fù)位Y12M877擰蓋定位氣缸后限X15檢測分揀單元D30D3M115單/聯(lián)機X13M100主輸送帶電機Y00M116輸送帶進料檢測X00M101輔輸送帶電機Y01M117瓶蓋旋緊檢測X01M102龍門檢測綠色Y02M119瓶蓋藍色檢測X03M103龍門檢測紅色Y03M120瓶蓋白色檢測X04M104龍門檢測藍色Y04M121不合格到位檢測X05M105分揀氣缸Y05M122輸送帶出料檢測X06M112啟動Y10M123分揀氣缸退回限位X07M113停止Y11M124三顆料位檢測X14M114復(fù)位Y12M125四顆料位檢測X15工業(yè)機器人搬運單元D40M931單/聯(lián)機X13M952升降臺A上升Y00M932升降臺A原點X00M953升降臺A下降Y02M933升降臺A上限X01M956推料氣缸AY04M934升降臺A下限X02M958加蓋定位氣缸Y06M935升降臺B原點X03M928啟動Y10M936升降臺B上限X04M929停止Y11M937升降臺B下限X05M930復(fù)位Y12M938推料氣缸A前限X06M939推料氣缸A后限X07智能倉儲單元X00升降方向原點傳感器X20旋轉(zhuǎn)方向右極限X01旋轉(zhuǎn)方向原點傳感器X21旋轉(zhuǎn)方向左極限X02倉位1檢測傳感器X22升降方向上極限X03倉位2檢測傳感器X23升降方向下極限X04倉位3檢測傳感器X24真空壓力開關(guān)輸出X05倉位4檢測傳感器Y03旋轉(zhuǎn)方向電機反轉(zhuǎn)X06倉位5檢測傳感器Y04升降方向電機反轉(zhuǎn)X07倉位6檢測傳感器Y05垛機拾取吸盤電磁閥X14拾取氣缸前限Y06垛機拾取氣缸電磁閥X15拾取氣缸后限4.觸摸屏畫面要求1）系統(tǒng)總控畫面要求①監(jiān)控數(shù)據(jù)內(nèi)容如表5-2請選手按照表5-2所示內(nèi)容組態(tài)觸摸屏監(jiān)控數(shù)據(jù)，實現(xiàn)表中所有功能。表5-2系統(tǒng)總控畫面數(shù)據(jù)監(jiān)控表序號名稱類型功能說明1單機/聯(lián)機標準按鈕系統(tǒng)單機聯(lián)機2聯(lián)機啟動標準按鈕系統(tǒng)聯(lián)機啟動3聯(lián)機停止標準按鈕系統(tǒng)聯(lián)機停止4聯(lián)機復(fù)位標準按鈕系統(tǒng)聯(lián)機復(fù)位5單機/聯(lián)機位指示燈聯(lián)機狀態(tài)藍色亮6啟動指示位指示燈啟動狀態(tài)綠色亮7停止指示位指示燈停止狀態(tài)紅色亮8復(fù)位指示位指示燈復(fù)位狀態(tài)黃色亮9倉位1標準按鈕選擇當(dāng)前包裝盒存放的位置為倉位110倉位2標準按鈕選擇當(dāng)前包裝盒存放的位置為倉位211倉位3標準按鈕選擇當(dāng)前包裝盒存放的位置為倉位312倉位4標準按鈕選擇當(dāng)前包裝盒存放的位置為倉位413倉位5標準按鈕選擇當(dāng)前包裝盒存放的位置為倉位514倉位6標準按鈕選擇當(dāng)前包裝盒存放的位置為倉位615完成物料填充瓶子總數(shù)模擬量顯示框?qū)崟r顯示顆粒上料單元完成物料填充瓶子總數(shù)16完成加蓋擰蓋瓶子總數(shù)模擬量顯示框?qū)崟r顯示加蓋擰蓋單元加蓋擰蓋瓶子總數(shù)17檢測合格瓶子總數(shù)模擬量顯示框?qū)崟r顯示檢測分揀單元檢測合格的瓶子總數(shù)18檢測不合格瓶子總數(shù)模擬量顯示框?qū)崟r顯示檢測分揀單元檢測不合格的瓶子總數(shù)19包裝盒完成總數(shù)模擬量顯示框?qū)崟r顯示工業(yè)機器人搬運單元包裝盒完成的總數(shù)20系統(tǒng)總控畫面畫面切換按鈕跳轉(zhuǎn)到系統(tǒng)總控畫面21智能倉儲單元畫面切換按鈕跳轉(zhuǎn)到智能倉儲單元畫面②畫面布局要求：要求選手參考圖5-2所示布局，組態(tài)觸摸屏畫面，要求區(qū)域劃分、顏色分配（單機/聯(lián)機-藍色、聯(lián)機啟動-綠色、聯(lián)機停止-紅色、聯(lián)機復(fù)位-黃色），圖中彩色指示燈均指輸入信息為1時的顏色，輸入信息為0時保持灰色。（“完成物料填充瓶子總數(shù)”與“完成加蓋擰蓋瓶子總數(shù)”等總數(shù)的計算顯示選手可從表5-1給出的系統(tǒng)通訊地址表自行選擇相應(yīng)的信號作為計數(shù)的條件）。圖圖5-2系統(tǒng)總控畫面布局參考（中職組）SX-815Q機電一體綜合實訓(xùn)設(shè)備：系統(tǒng)總控聯(lián)機啟動聯(lián)機停止聯(lián)機復(fù)位啟動指示停止指示復(fù)位指示單機/聯(lián)機單機/聯(lián)機系統(tǒng)總控畫面檢測分揀單元完成物料填充瓶子總數(shù)：完成物料填充瓶子總數(shù)：完成物料填充瓶子總數(shù)：完成加蓋擰蓋瓶子總數(shù)：檢測合格瓶子總數(shù)：檢測不合格瓶子總數(shù)：包裝盒完成總數(shù)：完成物料填充瓶子總數(shù)：完成物料填充瓶子總數(shù)：完成物料填充瓶子總數(shù)：完成加蓋擰蓋瓶子總數(shù)：檢測合格瓶子總數(shù)：檢測不合格瓶子總數(shù)：包裝盒完成總數(shù)：完成加蓋擰蓋瓶子總數(shù)：完成加蓋擰蓋瓶子總數(shù)：檢測合格瓶子總數(shù)：檢測合格瓶子總數(shù)：檢測不合格瓶子總數(shù)：數(shù)：檢測不合格瓶子總數(shù)：數(shù)：包裝盒完成總數(shù)：包裝盒完成總數(shù)：4）檢測分揀單元監(jiān)控畫面要求①監(jiān)控數(shù)據(jù)內(nèi)容如表5-5表5-5檢測分揀單元監(jiān)控畫面數(shù)據(jù)監(jiān)控表序號名稱類型功能說明1啟動位指示燈啟動狀態(tài)