2024年中银杯甘肃职业院校技能大赛高职学生赛装备制造大类机电一体化技术赛项样卷A.docx

2024年中银杯甘肃职业院校技能大赛高职学生赛装备制造大类机电一体化技术赛项样卷A.docx

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2024年中银杯甘肃职业院校技能大赛高职学生赛装备制造大类机电一体化技术赛项样卷A

2024年甘肃省职业院校技能大赛

机电一体化项目

任

务

书

（样题A）

选手须知：

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.任务书A-F共31页，附页图纸20页，故障排查表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。

3.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。

4.参赛团队应在3小时内完成任务书A-F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:

\机电一体化项目\场次-工位号”文件夹下，未存储到指定位置的运行记录或程序文件均不予给分。

5.选手提交的试卷不得出现学校、姓名等与身份有关的信息，否则成绩无效。

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.在完成任务过程中，请及时保存程序及数据。

8.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。

9.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。

竞赛概述

机电一体化项目赛卷主要考核选手组装、编程、调试一条小型自动化生产线，共分为6个工作任务（任务A单元的机械安装/任务B单元的电气安装/任务C单元的编程调试/任务D设备的故障检修/任务E系统的编程调试、运行优化与升级改造/任务F职业素养），完成时间为4小时，由2位选手以团队方式进行完成。

通过6个工作任务能颗粒上料站、加盖拧盖站、检测分拣站、机器人搬运站、智能仓储站实现生产过程自动化。

项目工作任务、内容及时间分配如下表：

模块名称

模块内容

完成时间

任务类型

工作任务A

单元的机械安装

3小时

机械安装

工作任务B

单元的电气安装

电气接线

工作任务C

单元的编程调试

编程调试

工作任务D

设备的故障检修

维护

工作任务E

系统的编程调试、运行优化与升级改造

升级优化

工作任务F

职业素养

职业素养

任务A 单元的机械安装

任务情景：

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机构组装，并在该站型材桌面上安装机构模块、接气管，保证模型机构能够正确运行，系统符合专业技术规范。

在规定时间内完成整套生产线，以便生产线后期能够实现生产过程自动化。

当选手完成或交卷后，将没有机会进行改进。

配分

竞赛时间

信息资料

20/100

任务A/B/C/D/E（3小时）

详见D盘

1、任务概要

利用客户采购回来的器件及材料，团队负责完成台面模型机构组装，并在该站型材台面上安装机构模块、连接气管，保证能够进行正确运行，以便生产线后期能够实现生产过程自动化。

系统符合专业技术规范。

设备状态：

工作单元已完成器件及原材料采购和挂板的电气安装接线，尚未开展台面模块的组装与机构安装。

颗粒上料单元

2、任务描述

完成颗粒上料单元台面上的圆盘上料机构模块、上料输送带机构模块、主输送带模块、颗粒上料机构模块、颗粒填装机构模块的机械安装、气路连接工作。

（1）各机构初始位置

上料输送带模块

主输送带模块

颗粒上料模块

颗粒填装模块

圆盘上料机构

①上料输送带停止

①主输送带停止

①颗粒上料输送带停止

①升降气缸上升

①停止转动

②工作气压0.4Mpa～0.5Mpa

②填装定位气缸缩回

②推料气缸A缩回

②旋转气缸向右

③推料气缸B缩回

③吸盘关闭

（2）机械部分——总体布局

①上料输送带机构模块；

②主输送带机构模块；

③颗粒上料机构模块；

④圆盘上料机构模块；

⑤颗粒填装机构模块；

（3）机械部分——尺寸安装图

（4）机械部分——安装任务

请根据以下图纸资料完成颗粒上料单元的圆盘上料机构、上料输送带、主输送带机构、颗粒填装机构、颗粒上料机构的部件安装和气路连接，并根据各机构间的相对位置将其安装在本单元的工作台上。

①上料输送带的装配图见附页图1-1；

②主输送带机构的装配图见附页图1-2；

③颗粒填装机构的装配图见附页图1-3；

④颗粒上料机构的装配图见附页图1-4；

⑤圆盘上料机构的装配图见附页图1-5；

⑥颗粒上料单元的气路图见附页图1-6；

⑦颗粒上料单元的总装图见附页图1-7，按照图中的相对位置，在单元台面上完成各个机构的定位，并完成安装和调整。

任务B 单元的电气安装

任务情景：

该单元控制挂板的安装与接线已经完成。

选手在完成任务A的机械装调后，还需团队负责完成颗粒上料单元桌面模型的接线、电路调试，保证电路无误能够正确运行，系统符合专业技术规范。

在规定时间内完成整套生产线的接线，以便生产线后期能够实现生产过程自动化。

当选手完成或交卷后，将没有机会进行改进。

配分

竞赛时间

信息资料

10/100

任务A/B/C/D/E（3小时）

详见D盘

1.任务概要

选手完成模型机械安装后，还需团队负责完成台面模型接线、电路测试，并符合专业技术规范，保证能够进行正确运行，以便生产线后期能够实现生产过程自动化。

设备状态：

工作单元模型的线已加工完成，但尚未与模型连接。

颗粒上料单元

2.任务描述

完成颗粒上料单元台面上的CN300主输送带模块端子板、CN301颗粒填装模块端子板、CN302颗粒上料模块端子板、CN310桌面37针端子板、CN320上料皮带电机M1端子板、CN321主皮带电机M2端子板、CN322圆盘电机M3端子板和XT98端子接线工作。

（1）桌面端子板连接示意图

PLC控制器

15针端子板

37针端子板

传感器

电磁阀

磁性开关

图B-1端子板连接示意图

（2）CN300主输送带模块端子板引脚分配

引脚

线色

端子

线号

功能描述

XT3-0

X00

物料瓶上料检测传感器

XT3-1

X01

颗粒填装位检测传感器

XT3-2

X07

定位气缸后限位

XT3-3

X25

圆盘空瓶到位传感器

XT3-5

Y05

定位气缸电磁阀

XT2

PS13+（+24V）

24V电源正极

XT1

PS13-（0V）

24V电源负极

（3）CN301颗粒填装模块端子板引脚分配

引脚

线色

端子

线号

功能描述

XT3-0

X14

填装升降气缸上限位

XT3-1

X15

填装升降气缸下限位

XT3-2

X20

吸盘填装限位

XT3-3

X23

填装旋转气缸左限位

XT3-4

X24

填装旋转气缸右限位

XT3-5

Y02

填装旋转气缸电磁阀

XT3-6

Y03

填装升降气缸电磁阀

XT3-7

Y04

填装取料吸盘电磁阀

XT2

PS13+（+24V）

24V电源正极

XT1

PS13-（0V）

24V电源负极

（4）CN302颗粒上料模块端子板引脚分配

引脚

线色

端子

线号

功能描述

XT3-2

X04

料筒A物料检测传感器

XT3-3

X05

料筒B物料检测传感器

XT3-4

X06

颗粒到位检测传感器

XT3-5

X21

推料气缸A后限位

XT3-6

X22

推料气缸B后限位

XT3-7

Y06

推料气缸A电磁阀

XT3-8

Y07

推料气缸B电磁阀

XT2

PS13+（+24V）

24V电源正极

XT1

PS13-（0V）

24V电源负极

（5）CN310桌面37针端子板引脚分配

引脚

线色

端子

线号

功能描述

XT3-0

X00

上料传感器感应到物料，X0闭合

XT3-1

X01

颗粒填装位感应到物料，X1闭合

XT3-4

X04

检测到料筒A有物料，X4闭合

XT3-5

X05

检测到料筒B有物料，X5闭合

XT3-6

X06

输送带取料位检测到物料，X6闭合

XT3-7

X07

填装定位气缸后限位感应，X7闭合

XT3-8

X20

吸盘填装限位感应，X20闭合

XT3-9

X21

推料气缸A前限感应，X21闭合

XT3-10

X22

推料气缸B前限感应，X22闭合

XT3-11

X23

填装旋转气缸左限感应，X23闭合

XT3-12

X24

填装旋转气缸右限感应，X24闭合

XT3-13

X14

填装升降气缸上限位感应，X14闭合

XT3-14

X15

填装升降气缸下限位感应，X15闭合

XT3-15

X25

圆盘空瓶到位感应，X25闭合

XT2-0

Y00

Y0闭合上料输送带运行

XT2-1

Y01

Y1闭合主输送带运行

XT2-2

Y02

Y2闭合填装旋转气缸旋转

XT2-3

Y03

Y3闭合填装升降气缸下降

XT2-4

Y04

Y4闭合吸盘拾取

XT2-5

Y05

Y5闭合定位气缸伸出

XT2-6

Y06

Y6闭合推料气缸A推料

XT2-7

Y07

Y7闭合推料气缸B推料

XT2-8

Y30

Y30闭合，圆盘运行

XT1\XT4

PS13+（+24V）

24V电源正极

XT5

PS13-（0V）

24V电源负极

（6）CN320上料皮带电机M1端子板引脚分配

引脚

线色

端子

线号

功能描述

0V

PS13-

24V电源负极

24V

PS13+

24V电源正极

M+

M1+

上料皮带电机正极

M-

M1-

上料皮带电机负极

IN2

Y0

Y0闭合上料输送带运行

0V

PS13-

24V电源负极输出

24V

PS13+

24V电源正极输出

（7）CN321主皮带电机M2端子板引脚分配

引脚

线色

端子

线号

功能描述

M+

M2+

主皮带电机正极

M-

M2-

主皮带电机负极

IN2

Y1

Y1闭合主输送带运行

0V

PS13-

24V电源负极输入

24V

PS13+

24V电源正极输入

（8）CN322圆盘电机M3端子板引脚分配

引脚

线色

端子

线号

功能描述

0V

PS13-

24V电源负极

24V

PS13+

24V电源正极

M+

M3+

圆盘电机正极

M-

M3-

圆盘电机负极

IN2

Y30

圆盘运行，Y30闭合

OV

PS13-

24V电源负极输入

24V

PS13+

24V电源正极输入

（9）XT98端子板引脚分配

引脚

线色

端子

线号

功能描述

01

PS13-（0V）

37针端子板:

0V

02

PS13-（0V）

XT99端子板:

2-16

03

PS13+（+24V）

37针端子板:

24V

04

PS13+（+24V）

XT99端子板:

1-16

05

U

变频电机U极

06

U

变频器U极

07

V

变频电机V极

08

V

变频器V极

09

W

变频电机W极

10

W

变频器W极

务C 单元的编程调试

任务情景：

选手在完成任务A/B的机械装调和电气接线后，现需要团队负责完成颗粒上料单元、加盖拧盖单元、检测分拣单元、机器人搬运单元、智能仓储单元的PLC程序与机器人程序编写，从空瓶上料、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、成品入库的工序，保证能够进行正确运行，系统符合专业技术规范。

在规定时间内完成整套生产线的程序编写与调试，以便生产线后期能够实现生产过程自动化。

配分

竞赛时间

信息资料

40/100

任务A/B/C/D/E（3小时）

详见D盘

1、颗粒上料单元程序编写与调试

任务概要

现需要团队负责完成颗粒上料单元的控制程序设计与调试工作，以便生产线后期能够实现生产过程自动化。

设备状态：

工作单元已完成挂板的电气安装、台面模块安装接线，尚未开展单元的编程与调试工作。

颗粒上料单元

任务描述

完成颗粒上料单元控制程序并进行单机调试，保证能够进行正确运行，以便生产线后期能够实现生产过程自动化。

在任务完成时，你需要检查确认以下几点：

（1）已经完成单元的机械安装、电气接线和气路连接，并确保器件的动作准确无误。

（2）设置变频器参数，能实现单元运行功能即可，最高速50Hz，最低速10Hz。

（3）单元运行功能与要求一致。

（4）各机构初始位置

上料输送带模块

主输送带模块

颗粒上料模块

颗粒填装模块

圆盘上料机构

①上料输送带停止

①主输送带停止

①颗粒上料输送带停止

①升降气缸上升

①停止转动

②工作气压0.4Mpa～0.5Mpa

②填装定位气缸缩回

②推料气缸A缩回

②旋转气缸向右

③推料气缸B缩回

③吸盘关闭

（5）颗粒上料机构料筒A和料筒B位置示意图如图C-1所示，料筒A放白色物料，料筒B放蓝色物料。

料筒A

料筒B

图C-1料筒A和料筒B示意图

（6）根据任务书提供I/O分配表完成控制程序设计。

序号

名称

功能描述

备注

1

X0

上料传感器感应到物料，X0闭合

2

X1

颗粒填装位感应到物料，X1闭合

3

X4

检测到料筒A有物料，X4闭合

4

X5

检测到料筒B有物料，X5闭合

5

X6

输送带取料位检测到物料，X6闭合

6

X7

填装定位气缸后限位感应，X7闭合

7

X10

按下启动按钮，X10闭合

8

X11

按下停止按钮，X11闭合

9

X12

按下复位按钮，X12闭合

10

X13

按下联机按钮，X13闭合

11

X14

填装升降气缸上限位感应，X14闭合

12

X15

填装升降气缸下限位感应，X15闭合

13

X20

吸盘填装限位感应，X20闭合

14

X21

推料气缸A后限位感应，X21闭合

15

X22

推料气缸B后限位感应，X22闭合

16

X23

填装旋转气缸左限感应，X23闭合

17

X24

填装旋转气缸右限感应，X24闭合

18

X25

圆盘空瓶到位检测，X25闭合

19

Y0

Y0闭合上料输送带运行

20

Y1

Y1闭合主输送带运行

21

Y2

Y2闭合填装旋转气缸旋转

22

Y3

Y3闭合填装升降气缸下降

23

Y4

Y4闭合吸盘拾取

24

Y5

Y5闭合定位气缸伸出

25

Y6

Y6闭合推料气缸A推料

26

Y7

Y7闭合推料气缸B推料

27

Y10

Y10闭合启动指示灯亮

28

Y11

Y11闭合停止指示灯亮

29

Y12

Y12闭合复位指示灯亮

30

Y23

Y23闭合变频电机正传

31

Y24

Y24闭合变频电机反转

32

Y25

Y25闭合变频电机高速档

33

Y26

Y26闭合变频电机中速档

34

Y27

Y27闭合变频电机低速档

35

Y30

Y30闭合圆盘电机运行

单元运行功能测试流程要求：

（1）上电，系统处于“停止”状态。

“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，复位过程中，“复位”指示灯闪烁（2Hz），所有机构回到初始位置。

复位完成后，“复位”指示灯常亮，“启动”和“停止”指示灯灭。

“运行”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）推料气缸A连续推出3颗白色物料；推料气缸B连续推出1颗蓝色物料。

（5）颗粒上料机构启动高速运行，变频器以50Hz频率运行。

（6）当白色或蓝色物料到达取料位后，颗粒到位检测传感器动作，颗粒上料机构停止。

（7）填装机构下降。

（8）吸盘打开，吸住物料。

（9）填装机构上升。

（10）填装机构转向装料位。

（11）在第（4）步开始的同时，圆盘输送机构开始转动，上料输送带与主输送带同时启动，当圆盘空瓶到位检测传感器检测到空瓶时（每次只出一个空瓶），圆盘输送机构停止，上料输送带将空瓶输送到主输送带，上料检测传感器感应到空瓶，上料输送带停止。

（12）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，填装定位气缸伸出，将空瓶固定。

（13）当第（10）步和第（12）步都完成后，填装机构下降。

（14）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。

（15）填装机构上升。

（16）填装机构转向取料位。

（17）当瓶子装满4颗物料。

（18）填装定位气缸缩回。

（19）将瓶子输送到下一工位。

（20）循环进入第（4）步，进行下一个瓶子的填装。

（21）在任何启动运行状态下，按下“停止”按钮，若当前填装机构吸有物料，则应在完成第（15）步后停止，否则立即停止，所有机构不工作，“停止”指示灯亮，“启动”和“复位”指示灯灭。

2、加盖拧盖单元程序编写与调试

任务概要

现需要团队负责完成加盖拧盖单元的控制程序设计与调试工作，以便生产线后期能够实现生产过程自动化。

设备状态：

工作单元已完成挂板的电气安装、台面模块安装接线，尚未开展单元的编程与调试工作。

加盖拧盖单元

任务描述

完成加盖拧盖单元控制程序设计并进行单机调试，保证能够进行正确运行，以便生产线后期能够实现生产过程自动化。

在任务完成时，你需要检查确认以下几点：

（1）已经完成单元的机械安装、电气接线和气路连接，并确保器件的动作准确无误。

（2）单元运行功能与要求一致。

（3）根据任务书提供I/O分配表完成控制程序设计。

序号

名称

功能描述

备注

1

X0

瓶盖料筒感应到瓶盖，X0闭合

2

X1

加盖位传感器感应到物料，X1闭合

3

X2

拧盖位传感器感应到物料，X2闭合

4

X3

加盖伸缩气缸伸出前限位感应，X3闭合

5

X4

加盖伸缩气缸缩回后限位感应，X4闭合

6

X5

加盖升降气缸上限位感应，X5闭合

7

X6

加盖升降气缸下限位感应，X6闭合

8

X7

加盖定位气缸后限位感应，X7闭合

9

X10

按下启动按钮，X10闭合

10

X11

按下停止按钮，X11闭合

11

X12

按下复位按钮，X12闭合

12

X13

按下联机按钮，X13闭合

13

X14

拧盖升降气缸上限位感应，X14闭合

14

X15

拧盖定位气缸后限位感应，X15闭合

15

X16

加盖升降底座上限位感应，X16闭合

16

Y0

Y0闭合，主输送带正向运行

17

Y1

Y1闭合，拧盖电机运行

18

Y2

Y2闭合，加盖伸缩气缸伸出

19

Y3

Y3闭合，加盖升降气缸下降

20

Y4

Y4闭合，加盖定位气缸伸出

21

Y5

Y5闭合，拧盖升降气缸下降

22

Y6

Y6闭合，拧盖定位气缸伸出

23

Y7

Y7闭合，升降底座气缸下降

24

Y10

Y10闭合，启动指示灯亮

25

Y11

Y11闭合，停止指示灯亮

26

Y12

Y12闭合，复位指示灯亮

27

Y13

Y13闭合，升降吸盘吸气

28

Y14

Y14闭合，主输送带反向运行

单元运行功能测试流程要求：

（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”指示灯闪亮显示，“停止”指示灯灭，“启动”指示灯灭。

（4）所有部件回到初始位置。

（5）“复位”灯常亮，系统进入就绪状态。

单元自动控制：

（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，“复位”指示灯灭。

（3）主输送带启动运行。

（4）手动将无盖物料瓶放置到该单元起始端。

（5）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。

（6）加盖定位气缸推出，将物料瓶准确固定。

（7）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（8）步动作。

（8）如果加盖机构有瓶盖，瓶盖料筒检测传感器动作，升降底座下降；加盖伸缩气缸推出，将瓶盖推到落料口，加盖伸缩气缸缩回。

（9）加盖升降气缸伸出，将瓶盖压下。

（10）瓶盖准确落在物料瓶上，无偏斜。

（11）升降底座上升。

（12）加盖升降气缸缩回。

（13）加盖定位气缸缩回。

（14）主输送带启动。

（15）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。

（16）拧盖定位气缸推出，将物料瓶准确固定。

（17）拧盖升降气缸下降，拧盖电机开始旋转。

（18）瓶盖完全被拧紧，拧盖电机停止运行。

（19）拧盖升降气缸缩回。

（20）拧盖定位气缸缩回。

（21）主输送带启动。

（22）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（22）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。

3、机器人搬运单元程序编写与调试

任务概要

现需要团队负责完成机器人搬运单元的控制程序设计与调试工作，以便生产线后期能够实现生产过程自动化。

设备状态：

工作单元已完成挂板的电气安装、台面模块安装接线，尚未开展单元的编程与调试工作。

机