2022年山東省職業院校技能大賽

中職組

機電一體化設備組裝與調試賽項

任

務

二

2022年12月

XX智能配送系統編程與調試

工作目標：

1.根據XX智能配送系統運行的功能要求，完成PLC、工業機器

人程序的編寫，制作人機交互界面，并完成生產線的聯調。

2.填寫安裝與調試記錄單。

工作時間：

3．5小時

注意事項：

1.設備調試過程中必須佩戴安全帽；

2.設備上電前，必須請示現場裁判；

3.競賽結束前，做好本工位的清潔衛生及相關工具整理；

一、XXX智能配送系統概述

XXX智能配送系統可根據訂單的要求將三種工件進行分選生產。

可供分選的工件有三種（按其外徑Φ×高度L分）：20mm×30mm為

原料1（工件2030）；25mm×35mm為原料2（工件2535）；30mm×

42mm為原料3（工件3042）。

工件庫直角坐標機械手工業機器人輸送單元二工具快換站

ABCDEF

HIJKL

手爪托盤高度檢測組件輸送單元一

立體倉庫

圖1XX智能配送系統布局示意圖

XX智能配送系統主要由立體倉庫、工業機器人（含工具快換站）、

1

質檢輸送單元（含高度檢測組件）、直角坐標機械手（含警示燈）、

產品輸送單元、工件庫組成，各單元及模塊的總體布局如圖1所示。

設備已經配置好適用于三種抓取不同規格工件的手爪、通用工件手爪

和托盤手爪，手爪的安裝位置請參賽選手自定。

整條生產線由兩套PLC、觸摸屏系統進行控制，控制模式分為調

試模式和訂單生產模式。

在調試模式下，主站PLC負責工業機器人和輸送單元1的交互控

制；從站PLC完成直角坐標機械手和輸送單元2的交互控制。主、從

站觸摸屏和按鈕指示燈模塊實現相應單元的監控。

在訂單生產模式下，主、從站PLC控制的單元、模塊與調試模式

相同，主站觸摸屏實現訂單數據的設置，從站觸摸屏用于生產過程與

數據監控。

請選手編寫PLC及觸摸屏程序，使生產線能按功能要求正常運行。

二、XX智能配送系統運行的功能要求

（一）生產線上電后的初始狀態

生產線上電后，各單元復位為初始狀態。即工業機器人各軸回到

原點位置；輸送單元傳送帶2不運轉，卡料斜槽松開，各推料氣缸縮

回；直角坐標機械手各軸回到原點位置（Z軸原點為上升碰到行程開

關后下行50mm,誤差為±2mm）；產品輸送單元傳送帶1不運轉，各

推料氣缸縮回；綠色警示燈閃爍（1Hz）；主站觸摸屏顯示如圖2所

示的登錄界面，從站觸摸屏為黑屏狀態。

注：調試時，工業機器人和直角坐標機械手的手腕部應處于無手爪狀態。

（在調試過程中，出現手爪跌落的情況屬安全文明操作不規范）

2

圖2系統登錄界面

畫面中顯示實時時間，顯示的單元號與實際的工位號相同,輸入

正確密碼“235A1”，主站觸摸屏進入單元調試界面，從站觸摸屏為

黑屏狀態。

（二）調試模式

1.主站調試

主站調試界面如圖3所示，主從站通信成功，觸摸屏中“主站準

備就緒”“從站準備就緒”指示燈默認為黃色，如果通信不成功，指

示燈為綠色。按下【調試單元選擇】按鈕，指示燈中顯示“主站調試”，

選擇“工業機器人調試”按鈕轉變為綠色，該狀態表示可對工業機器

人進行調試。選擇“輸送單元1調試”按鈕轉變為綠色，該狀態表示

可對輸送單元1進行調試。選擇調試對象后，信息顯示區才能出現調

試對象，否則信息顯示區為空白區域。

圖3主站調試界面

（1）工業機器人調試

3

工業機器人調試的主要目的是測試工業機器人從立體倉庫抓取

托盤或工件的準確性。

圖4立體倉庫庫位分布圖

調試過程中需要完成2次工件搬運，約定待搬運工件的存放地點

和搬運目的地如下：產品代碼為2030的工件的存放地點分別為立體

倉庫的5、6、7、8號位置；產品代碼為2535的工件的存放地點分別

為立體倉庫的3、4、9、10號位置；產品代碼為3042的工件的存放

地點分別為立體倉庫的1、2、11、12號位置，搬運的目的地在輸送

單元1傳送帶的位置N。當調試單元選擇的調試對象為“工業機器人

調試”時，觸摸屏界面信息顯示區才能夠看到3個按鈕。工業機器人

在搬運工件前，首先應在觸摸屏上選擇抓取位置，3個選擇按鈕為三

選一的關系，當某個按鈕被按下時，該按鈕顯示為綠色，其余兩個按

鈕顯示為原色。當按下選中的按鈕，工業機器人運動到工具快換站上

方，拾取對應的手爪，然后將該工件從存放地搬運至目的地，搬運完

成后，工業機器人將手爪放回到工具快換站，機器人回到初始位置等

待，工件搬運過程結束，觸摸屏上的抓取位置選擇按鈕恢復為原色。

如果選擇夾具抓取，工業機器人到快換站將手爪抓取，回原點等待3

秒鐘后，將手爪放回原位，機器人回到初始位置等待，對應的指示燈

恢復為原色。

4

（2）輸送單元1調試

當按下主站“輸送單元1調試”按鈕，觸摸屏界面信息顯示區才

能夠看到5個按鈕。按下氣缸操作按鈕，按鍵變成綠色，對應的氣缸

伸出，停留2秒后，氣缸縮回，對應的按鈕恢復為原色。按下輸送單

元1正轉按鈕，按鍵變成綠色，輸送單元1的傳送帶正向運轉，可將

工件由傳送帶L端向H端方向傳送，該功能為點動控制。按下輸送單

元反轉按鈕，按鍵變成綠色，輸送單元1的傳送帶反向運轉，可將工

件由傳送帶H端向L端方向傳送，該功能為點動控制。全部部件調試

完成后恢復為初始狀態。可重復調試。

2.從站調試

圖5從站調試界面

按下【調試單元選擇】按鈕，指示燈中顯示“從站調試”，選擇

“直角機器人調試”按鈕轉變為綠色，該狀態表示可對直角坐標機器

人進行調試。選擇“輸送單元2調試”按鈕轉變為綠色，該狀態表示

可對直角坐標機器人進行調試。選擇調試對象后，信息顯示區才能出

現調試對象，否則信息顯示區為空白區域。

5

（1）輸送單元2調試

當按下“輸送單元2調試”按鈕，觸摸屏界面信息顯示區才能夠

看到6個按鈕。按下氣缸操作按鈕，按鍵變成綠色，對應的氣缸伸出，

停留2秒后，氣缸縮回，對應的按鈕恢復為原色。按下輸送單元2正

轉按鈕，按鍵變成綠色，輸送單元2的傳送帶正向運轉，可將工件由

傳送帶F端向A端方向傳送，該功能為點動控制。按下輸送單元2反

轉按鈕，按鍵變成綠色，輸送單元2的傳送帶反向運轉，可將工件由

傳送帶A端向F端方向傳送，該功能為點動控制。全部部件調試完成

后恢復為初始狀態。可重復調試。

（2）直角坐標機器人調試

直角坐標機器人調試的主要目的確定機械手從工件庫和輸送機

構抓取工件的準確性。

直角坐標機器人在搬運工件前，首先應在觸摸屏上選擇抓取位置，

3個選擇按鈕為三選一的關系，當某個按鈕被按下時，該按鈕顯示為

綠色，其余兩個按鈕顯示為原色。當按下選中的按鈕，直角坐標機器

人運動到工具快換站上方，拾取對應的手爪，然后將該工件從存放地

搬運至目的地，（機械手將輸送單元1位置H的工件搬運至工件庫1

號位置，將輸送單元2位置F的工件搬運至工件庫2號位置）搬運完

成后，直角坐標機器人將手爪放回到工具快換站，機器人回到初始位

置等待，工件搬運過程結束，觸摸屏上的抓取位置選擇按鈕恢復為原

色。如果選擇夾具抓取，直角坐標機器人到快換站將手爪抓取，回原

點等待3秒鐘后，將手爪放回原位，機器人回到初始位置等待，對應

的指示燈恢復為原色。當所有部件全部調試完成后，信息顯示區顯示

6

“調試完成，設備正常！”

（三）訂單生產模式

1.訂單設置

主從站都調試完畢，按下【進入生產按鈕】，主站觸摸屏黑屏，

從站觸摸屏啟動，進入生產訂單設置界面（圖6）。

圖6訂單設置界面

在訂單設置表格中，可設置兩個訂單，訂單編號不可重復。以圖

6為例，訂單編號為16和29，每個訂單只允許對三種工件中的兩種

進行定制，每種工件最多能夠定制2個，每個訂單合計不能超過4個

工件，出料口只能設置1或者2。生產時訂單號小的優先生產。客戶

名稱欄可以是復選框，也可以自己錄入。名稱要和系統信息欄顯示信

息一致。如果訂單不符合要求，在按下【訂單確認】鍵的時候，系統

信息顯示“訂單不符合要求，請重新輸入訂單”，3秒后系統信息消

失，訂單數量輸入框清零。所有數據輸入完成后，按下【訂單確認】

鍵，所有訂單數據不能修改。按下【啟動生產】鍵，系統進入生產監

控界面（如圖7）。

2.生產過程與數據監控

啟動生產前，直角坐標機械手的手爪有托盤手爪和通用手爪兩種；

機器人手爪快換站中已經配置好適用于抓取不同規格工件的手爪，共

三種。前述手爪的安裝位置請參賽選手自定。

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從站觸摸屏的“生產監控”界面如圖7所示，運行指示燈為綠色；

全部訂單生產完成后則該指示燈為紅色。監控界面顯示當前訂單信息

與生產過程的實時信息，具體情況如圖示。

圖7生產監控界面

當所有訂單生產完成后，運行指示燈為紅色，設備停止運行，系

統信息欄顯示訂單完成信息，生產過程結束。

圖8生產完成界面

（四）生產過程

智能配送系統的生產過程分為檢測和生產兩個環節，當訂單設置成

功后，按下【進入生產】鍵，設備自動進行生產。設備進入生產環節

后，手工在位置L放入工件，位置L檢測到有工件時，輸送機構將工

件運送到高度檢測位置進行檢測，如果是訂單中需要的合格工件，則

運送到位置H，由直角坐標機器人搬運到工件庫暫存，暫存順序為1

號至9號位置；如果檢測出工件不是訂單所需要的合格工件，則運送

到位置L，由