全国职业院校技能大赛高职组自动化生产线装配与调试竞赛项目题AWord文档格式.docx
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（三）电路设计和电路连接
1、输送单元的电气接线已经完成，请根据工作任务的要求，设置松下A5伺服驱
动器的参数。
并请按实际接线测绘电路，在附页图06的电路图框（A3图纸）上，绘制输送单元的电气控制电路图，电路图应包括PLC的I/O端子分配和伺服驱动器主电
路及控制电路，所设定的伺服驱动器的有关参数应以表格的形式绘制到电路图上；
所设
计的图纸的图形符号和文字符号应符合国标GBT6988.1-2008或机标
JB/2740-2008、JB/2739-2008的规定。
2、根据工作任务的要求，完成供料站装置侧和PLC侧的电气接线，工作站装置侧的信号分配和PLC的I/O分配请自行确定。
3、装配-加工站PLC侧的电气接线已完成，请加以校核并继续完成装置侧的电气接线，装置侧各传感器及电磁阀到接线端口上的信号端子的分配、PLC的I/O分配请自
行确定。
4、根据工作任务的要求，完成分拣单元装置侧和PLC侧的电气接线，并根据运行
要求设定变频器有关参数（其中要求斜坡下降时间或减速时间参数不小于0.5S）。
6、说明：
1所有连接到接线端口的I/O信号线应套上标号管，标号的编制自行确定
2PLC侧所有端子接线必须采用压接方式
（四）各站PLC网络连接
本系统的PLC网络指定输送单元作为系统主站。
请根据您所选用的PLC类型，选
择合适的网络通信方式并完成网络连接。
（五）连接触摸屏并组态用户界面
触摸屏应连接到系统中主站PLC的相应接口。
在TPC7062K人机界面上组态画面，
要求用户窗口包括引导界面、输送站传送功能测试界面（以下简称测试界面）和全线运行界面（以下简称运行界面）三个窗口。
1、为生产安全起见，系统应设置操作员组和技师组两个用户组别。
具有操作员组
以上权限（操作员组或技师组）的用户才能启动系统。
触摸屏上电并进行权限检查后，启动引导界面。
该界面的组态要求，参见图6说明如下:
自动化生产线装配与调试引爭界面
i!
L心芥
虫恆仁IIFIX鼻序：
U
图6引导界面
⑴图中的工位号填写操作者所在的工位号，PLC类型请填写您所使用的PLC类型
（S7-200系列、FX系列或H2U系列）
⑵设备上电后，PLC将传送有关网络是否正常状态、本站设备是否处于初始位置状态、本站按钮/指示灯模块中的模式选择开关SA所处位置等信息至触摸屏。
界面上的4个指示灯应显示相应状态。
⑶界面上的操作提示区中所提示的操作信息及操作要求如下：
1当SA选择测试模式时，若本站设备尚未处于初始位置，提示“设备尚未处于初始状态，请执行复位操作！
”这时可触摸“复位按钮”或按下按钮/指示灯模块中的SB2按钮，PLC将执行设备复位程序，使设备返回初始状态。
2当SA选择测试模式时，若本站设备已处于初始状态，提示“请按测试键，进
入测试模式界面”此时可触摸界面上的“进入测试”按钮，切换到测试模式界面。
3当SA选择运行模式时，若存在网络故障、或本站设备尚未处于初始状态，提示“网络故障、或设备尚未处于初始状态，不能进入运行状态”此时触摸“进入运行”按钮无效。
4当SA选择运行模式时，若网络正常、且本站设备已在初始状态，提示“请按
运行键，进入运行模式界面”。
这时具有技师组权限的用户，可触摸“进入运行”按钮，在权限检查通过后切换到运行模式界面。
若操作者无此权限，，操作提示区将提示“您没有操作权限！
”触摸提示文字，该项提示消失。
2、传输站传送测试界面用以测试抓取机械手从某一起始单元传送工件到某一目标单元的功能，包括从供料到装配、装配到加工、加工到分拣、供料到分拣、装配到分拣等5个项目的测试。
该界面的组态应按下列功能自行设计：
⑴界面上应设置5个测试项目的选择标签。
项目未被选择时，标签的文字和边框
供料至琵配
均呈黑色，例如；
;
触摸该标签，测试项目被选择，标签的文字和边框均呈
红色。
如果该测试尚未开始，再次触摸该标签，项目选择将复位。
⑵界面上应设置启动测试的按钮，某一测试项目被唯一选择后,触摸“测试启动”按钮或按下按钮/指示灯模块中的SB1按钮，该项目测试开始。
此时该选择标签旁的指示灯将被点亮，表示该项目测试在进行中。
测试过程中，界面上应显示抓取机械手装置的当前位置坐标值。
测试完成后，标签旁的指示灯熄灭。
⑶如果触摸了2个或2个以上的项目选择标签，将发生“多1报警”，界面上的“多1报警”指示灯将快速闪烁。
此时应复位测试尚未开始的选择标签，使报警消除。
⑷界面上应设置抓取机械手装置越程故障报警指示灯。
发生左右极限越程故障时，报警指示灯快速闪烁，直至故障被复位。
⑸若界面上5个测试项目的选择标签均在复位状态，这时可触摸“返回引导界面”按钮返回到引导界面。
3、运行界面窗口组态应按下列功能自行设计：
⑴界面上可设置例如下面所示的表格，用以选择某工位生产与否，并记录已推入各工位的白色芯工件和黑色芯工件个数。
生产二位
工隹一
工住二
1~命=
工应选择
己选择生产
未选择注产
口包芯杵
1
黑色芯件
某工位生产与否由表中“工位选择”栏的三个选择开关确定。
当某一工位未被选择时，其下面的开关文字为“未选择生产”并呈黑色。
触摸该选择开关将使文字改变为“已选择生产”并呈红色，反复触摸时可以在“末选择生产”和“已选择生产”之间反复切换。
系统必须至少有一个工位选择生产才能启动，否则在按下启动按钮时提示：
“请选
择要生产的工位”，系统启动后不能再改变生产工位。
⑵界面上应能设定分拣单元变频器的运行频率（20Hz〜40Hz）。
并能实时显示变
频器启动后的输出频率（精确到0.1Hz）。
⑶提供全线运行模式下系统启动信号和停止信号。
⑷提供能切换到引导界面的按钮。
只有系统停止中，切换该按钮才有效。
⑸指示网络中各从站的通信状况（正常、故障）。
⑹指示各工作单元的运行、故障状态。
其中故障状态包括：
1供料单元的供料不足状态和缺料状态。
2装配单元的供料不足状态和缺料状态。
3输送单元抓取机械手装置越程故障（左或右极限开关动作）。
发生上述故障时，有关的报警指示灯以闪烁方式报警。
（六）程序编制及调试
1、输送单元的复位操作
设备上电后，输送单元抓取机械手装置可能不在初始状态。
此时人机界面将不能从引导界面切换到输送站传送功能测试界面或全线运行界面。
为此可触摸“复位按钮”或
按下按钮/指示灯模块中的SB2按钮进行复位操作。
使抓取机械手各个气缸置于初始位置，并使装置返回到原点。
复位操作时，返回原点的速度可自行设定。
复位过程中，输送单元按钮/指示灯模
块中指示灯HL1以每秒1次的频率闪烁，直到复位完成后熄灭。
2、单站测试模式
单站测试模式包括：
输送站传送功能测试；
供料、装配-加工和分拣站利用本站主令器件实现各站的功能测试。
单站测试时，各站的方式转换开关SA应设置到单站位置。
⑴输送站单站测试
1抓取机械手装置从某一起始单元传送工件到某一目标单元的功能测试
当人机界面处于测试界面，且在界面上选择测试项目后，PLC程序应根据所选项目，按下表要求使相应指示灯点亮或熄灭，以提示现场操作人员进行相关操作。
项目名称
供料至装配
装配到加工
加工到分拣
供料到分拣
装配到分拣
指示灯状态
HL1常亮
HL2常亮
HL3常亮
HL1、HL2常
亮
HL2、HL3常
现场操作人员根据所选项目，在项目起始单元工作台放置一个工件，然后触摸人机
界面上的“测试启动”按钮或按下按钮/指示灯模块中的SB1按钮，该项测试开始。
测试动作顺序如下：
A.抓取机械手装置移动到起始单元工作台正前方，然后从工作台抓取工件。
B.抓取动作完成后，机械手装置向目标单元移动。
到达目标单元工作台的正前方后，即把工件放到工作台上，然后机械手各气缸返回初始位置，项目测试完成。
C.项目测试完成后，除非在人机界面上复位该项测试选择，否则，测试仍可按上述步骤再次进行。
注：
抓取机械手装置的移动速度指定为400mm/s。
抓取机械手抓取和放下工件的步骤请自行确定。
•某项测试开始后，若发生“多1报警”，PLC将向人机界面发出报警信号，但该项测试仍然继续。
2运行的安全及可靠性测试
A.紧急停车处理：
如果在测试过程中出现异常情况，可按下急停按钮，装置应立即
停止工作。
急停复位后，装置应从急停前的断点开始继续运行。
B.越程故障处理：
发生左或右限位开关动作的越程故障时，伺服电机应立即停车，并且必须在断开伺服驱动器电源再上电后故障才有可能复位。
若判断越程故障为限位开关误动作，则应在驱动器重新上电故障复位后，按下输送站按钮/指示灯模块上SB2按钮，人工确认该越程故障为误动作，系统将继续运行。
若误动作发生在机械手装置移动期间，应采取必要的措施保证继续运行的精确度。
⑵供料站单站测试要求：
1设备上电和气源接通后，若工作单元的两个气缸满足初始位置要求，且料仓内
有足够的待装配工件，则“正常工作”指示灯HL1常亮，表示设备准备好。
否则，该指示灯以1Hz频率闪烁。
2若设备准备好，按下启动按钮SB1,工作单元将处于启动状态，指示灯HL3
被点亮。
这时按一下推料按钮SB2,表示有供料请求，设备应执行把工件推到出料台上的操作。
每当工件被推到出料台上时，“推料完成”指示灯HL2亮，直到出料台上的工件被人工取出后熄灭。
工件被取出后，再按SB2，设备将再次执行推料操作。
若在运行过程中再次按下SB1按钮，设备在本次推料操作完成后停止，指示灯HL3熄灭。
3若在运行中料仓内工件不足，则工作单元继续工作，但指示灯HL1以1Hz的
频率闪烁。
若料仓内没有工件，则HL1指示灯和HL2指示灯均以0.5Hz频率闪烁。
设备在本次推料操作完成后停止。
除非向料仓补充足够的工件，工作站不能再启动。
⑶装配-加工站单站测试要求：
1设备上电和气源接通后，若两个单元各气缸满足初始位置要求，装配单元料仓上已经有足够的小圆柱芯件（以下简称芯件）。
则“正常工作”指示灯HL1常亮，表示设备准备好。
否则，该指示灯以1Hz频率闪烁。
2装配单元测试：
A.若设备准备好，按下SB1按钮，装配单元启动，“装配运行”指示灯HL2常亮。
如果回转台上的左料盘内没有芯件，就执行下料操作；
如果左料盘内有芯件，而右料盘内没有芯件，执行回转台回转操作。
B.如果回转台上的右料盘内有芯件且装配台上有待装配工件，执行装配机械手抓取
芯件，嵌入待装配工件中的操作。
C.完成装配任务后，装配机械手应返回初始位置，等待下一次装配。
D.若在运行过程中再次按下SB1按钮，则供料机构应立即停止供料，在装配条件满足的情况下，装配单元在完成本次装配后停止工作。
E在运行中发生“芯件不足”报警时，警示灯中红色灯以1Hz的频率闪烁，绿色
和黄色灯保持常亮。
装配单元继续工作；
在运行中发生“芯件没有”报警时，红色警示灯以亮1秒，灭0.5秒的方式闪烁；
黄色灯熄灭，绿色灯保持常亮。
装配单元在完成本周期任务后停止。
除非向料仓补充足够的工件，该单元不能再启动。
3加工单元测试
A.设备准备好后，按下SB2按钮，加工单元启动，“加工运行”指示灯HL3常亮。
当待加工工件送到加工台上并被检出后，设备执行将工件夹紧，送往加工区域冲压，完成冲压动作后返回待料位置的工件加工工序。
如果没有停止信号输入，当再有待加工工件送到加工台上时，加工单元又开始下一周期工作。
B.在工作过程中，再次按下SB2按钮，加工单元在完成本周期的动作后停止工作。
HL3指示灯熄灭。
⑷分拣站单站测试要求：
1设备上电和气源接通后，若工作单元的三个气缸满足初始位置要求，传送带电
机处于停止状态，则“正常工作”指示灯HL1常亮，表示设备准备好。
否则，该指示灯以1Hz频率闪烁。
若设备准备好，按下启动按钮SB1，单站测试开始。
测试将分两次进行。
2第一次测试时，工位一和工位三选择生产，工位二未选择生产。
工件分送到各工位的原则是：
从进料口送来的第一个白色芯工件送工位一，第二个白色芯工件送工位三，第三个白色芯工件又送工位一……，以此规律循环。
同样，从进料口送来的第一个黑色芯工件送工位一，第二个黑色芯工件送工位三，第三个黑色芯工件又送工位一……。
测试步骤如下：
测试开始后，指示灯HL2常亮，传送带在停止待料状态。
当传送带入料口人工放下一个工件后，指示灯HL2变为1HZ闪烁表示禁止下料。
按下启动按钮SB2，变频器启动，驱动传动电动机以频率为25Hz的速度，把工件带往检测区。
工件的材质被检测完毕后，根据上面所述的工件分送原则，传送带把工件送到相应工位中间停止，然后该工位处的推料气缸动作把工件推出。
工件被推出后，指示灯HL2恢复
常亮，传送带重新处于待料状态。
在运行过程中再按一次SB1按钮，在完成当前工件
的分送任务后，本次测试结束，指示灯HL2熄灭。
人工清理各工位槽内工件后，再按一次SB1按钮，将进行第二次测试。
3第二次测试时，工位二和工位三选择生产，工位一未选择生产。
从进料口送来的第一个白色芯工件送工位二，第二个白色芯工件送工位三，第三个白色芯工件又送工位二……，以此规律循环。
同样，从进料口送来的第一个黑色芯工件送工位二，第二个黑色芯工件送工位三，第三个黑色芯工件又送工位二……。
第二次测试步骤与第一次相同。
若测试结束，人工清理各工位槽内工件后，再按一次SB1按钮，又将进行第一次测试。
3、正常情况下系统全线运行模式
⑴系统的启动
人机界面切换到运行界面窗口后，输送站PLC程序应首先检查网络通讯是否正常，各工作站是否处于初始状态。
初始状态是指：
1各工作站的方式转换开关均置于联机方式。
2输送单元抓取机械手装置在初始位置且已返回参考点停止。
3供料单元和装配单元料仓内有足够的工件。
4各从站均处于准备就绪状态。
若上述条件中任一条件不满足，则安装在装配站上的绿色警示灯以0.5Hz的频率
闪烁。
红色和黄色灯均熄灭。
这时系统不能启动。
如果网络正常且上述各工作站均处于初始状态，则绿色警示灯常亮。
若人机界面中
“已选择生产”的工位数大于1,则允许启动系统。
此时若触摸人机界面上的启动按钮，
系统启动。
绿色和黄色警示灯均常亮，并且输送站、供料、装配-加工和分拣站的指示
灯HL3常亮，表示系统在全线方式下运行。
若系统启动前供料或装配或加工单元工作台上留有工件，且本次全线运行是上
电后直接进入或进行单站测试以后切换而来，请人工清除留有的工件后再启动系统。
⑵正常运行过程
1系统启动后，若装配单元装配台、加工单元加工台、分拣单元进料口没有工件，相应从站就向主站发出进料请求。
主站则根据其抓取机械手装置是否空闲以及各从站进料条件是否满足给予响应。
2若装配单元有进料请求，且输送站抓取机械手装置在空闲等待中，则主站应向
供料站发出供料指令，同时抓取机械手装置立即前往原点。
抓取机械手装置到达原点后执行抓取供料单元出料台上工件的操作。
动作完成后，伺服电机驱动机械手装置以不小于400mm/s的速度移动到装配单元装配台的正前方，把工件放到装配单元的装配台上。
机械手装置缩回到位且接收到装配-加工站发来的“工件收到”通知后，恢复空闲状态。
3若加工单元有进料请求，且输送站抓取机械手装置在空闲等待中，则主站接收
到装配完成信号后，抓取机械手装置应立即前往装配单元装配台抓取已装配的工件，然
后从装配站向加工单元运送工件，到达加工单元加工台正前方，把工件放到加工台上。
机械手装置的运动速度要求与②相同。
机械手装置缩回到位后，恢复空闲状态。
4若分拣单元有进料请求，且输送站抓取机械手装置在空闲等待中，则主站接收到加工完成信号后，输送站抓取机械手装置应立即前往加工单元加工台执行抓取已压紧工件的操作。
抓取动作完成后，机械手臂逆时针旋转90。
后手臂伸出，执行在传送带进料口上方把工件放下的操作。
操作完成并缩回到位后，顺时针旋转90°
恢复空闲状态。
5若分拣单元的进料条件和装配单元的进料条件同时被满足，则主站优先响应分
拣单元的进料请求。
6装配-加工站的工艺工作过程与单站过程相同，但必须在主站机械手在相应工作台放置工件完成，手臂缩回到位后工作过程才能开始。
7分拣站在系统启动时，应使所记录的已推入各工位的白色芯工件和黑色芯工件
个数清零。
进料口传感器检测到工件且输送站机械手已缩回到位后，变频器以人机界面
中所指定的频率的80%驱动传送带电机运转，把工件分送到人机界面指定生产的工位中，分送原则与单站相同。
⑶系统的正常停止
系统在运行过程中，若触摸人机界面的停止按钮或按下按钮/指示灯模块的SB2按钮，将发出停止运行指令。
该指令发出后的处理要求如下：
1若输送站正在响应某一从站的进料请求，则应在响应完成，抓取机械手恢复空闲
状态后，以350mm/s的速度返回原点。
若进料请求的目标单元为装配或加工单元，在接收到工件后，应完成本次装配或加工任务然后停止，但应保留装配完成或加工完成的信号。
若进料请求的目标站为分拣站，则分拣站应完成对所接收工件的分送后停止。
2上述操作完成后，各工作站的HL3指示灯均熄灭，警示灯中黄色灯熄灭，绿色灯仍保持常亮，系统处于停止状态。
这时可触摸界面上的返回按钮返回到引导界面。
此外也可在输送单元按钮/指示灯模块上切换SA1开关到单站模式，3秒后触摸屏应能自动返回到引导界面。
如果各工作站重新进行单站测试，所保留供料完成、装配完成、加工完成的信号应予清除。
⑷停止后的再启动
在运行窗口界面下再次触摸启动按钮，系统又重新进入运行状态。
再次投入运行后，系统应根据前次运行结束时，供料单元的出料台，装配-加工站
的装配台或加工台上是否有工件存在，确定系统的工作流程。
3、全线运行模式下的异常工作状态
⑴工件供给状态的信号警示
如果发生来自供料站或装配站的“工件不足够”的预报警信号或“工件没有”的报警信号，系统应对的策略与前述的供料和装配单元单站应对策略相同。
⑵废品工件的处理：
如果待装配工件中偶然混入了金属或黑色的废品工件，贝
1若废品为金属工件，废品工件在供料单元被检出后，由输送站抓取机械手抓取该工件直接送往分拣站。
2若废品为黑色工件，该废品到达装配站物料台被检出后应不予装配。
输送站抓取机械手应重新抓取该工件送往分拣站。
3送到分拣站的废品工件由传送带咼速（30Hz）送往末端的废品收集箱。
工件跌落后传送带停止运行。
三、注意事项
⑴选手在工作过程中应根据分项工序实施过程填写附页的“工序实施清单”，竞赛
结束时与试卷一并收回。
⑵选手应在附页电路框图中完成输送单元PLC的I/O端子分配、伺服驱动器主电路和控制电路。
⑶选手提交最终的PLC程序，存放在“D:
\2012自动线\XX”文件夹下（XX:
工
位号）。
选手的试卷用工位号标识，不得写上姓名或与身份有关的信息（竞赛时每组发放二套试题及电路框图、工序实施清单各一份，竞赛结束时一并收回）。
⑷比赛中如出现下列情况时另行扣分：
1调试过程中由于撞击造成抓取机械手不能正常工作扣15分。
2选手认定器件有故障可提出更换，经裁判测定器件完好时每次扣3分，器件确
实损坏每更换一次补时5分钟。
⑷由于错误接线等原因引起PLC、伺服电机及驱动器、变频器和直流电源损坏，取消竞赛资格。
升级会员 