典型机电设备安装与调试 西门子 第3版 教案 项目四 物料搬运、 传送及分拣机构的组装与调试.docx

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1、第课时教案月日第周星期课题项目四物料搬运、传送及分拣机构的组装与调试课型理实一体教时课时学标教目1 .根据设备装配示意图组装物料搬运、传送及分拣机构。2 .按照设备电路图连接物料搬运、传送及分拣机构的电气回路。3 .输入设备控制程序，调试物料搬运、传送及分拣机构实现功能。教学重点物料搬运、传送及分拣机构的组装前备课准实训器材的准备项目任务书的编写教学难点物料搬运、传送及分拣机构的调试探究目标通过课堂学习提高学生动手操作实践创新的能力教学模式理实一体方法任务驱动、讲练结合教学环节教学过程和内容师生活动一、施工前准备施工人员在施工前应仔细阅读设备随机技术文件，了解物料搬运、传送及分拣机构的组成及其

2、运行情况，看懂装配示意图、电路图、气动回路图及梯形图等图样，然后再根据施工任务制定施工计划、施工方案等。1.识读设备图样及技术文件（1）装置简介物料搬运、传送及分拣机构主要实现对加料站出料口的物料进行搬运、输送，并能根据物料性质进行分类存放的功能，其工作流程如图4-1所示。1）机械手复位功能。P1C上电，机械手手爪放松、手爪上升、手臂缩何、手臂左摆至左侧限位处停止。2）起停控制。机械手复位后，按下起动按钮，机构开始工作。按下停止按钮，机构完成当前工作循环后停止。3）搬运功能。若加料站出料口有物料，机械手臂伸出一手爪下降一手爪夹紧抓物一O.5s后手爪上升一手臂缩回一手臂右摆一0.5s后手臂伸出一

3、手爪下降T0.5s后,若传送带上无物料，则手爪放松、释放物料一手爪上升一手臂缩回一左摆至左侧限位处停止。4）传送功能。当传送带入料口的光电传感器检测到物料时，变频器起动，驱动三相异步电机以转速650rmin正转运行，传送带自左向右传送物料。当物料分拣完毕时，传送带停止运转。教师讲解，学生对照设备，找出相应部分提问：根据播放的视频，结合设备各组成部件，分析设备的工作原理。老师结合实物讲解，学生结合自己的理解提问教学环节教学过程和内容师生活动5）分拣功能分拣金属物料。当金属物料被传送至A点位置时，推料一气缸（简称气缸一）伸出，将它推入料槽一内。气缸一伸出到位后，活塞杆缩回；缩回到位后，三相异步电动

4、机停止运行。分拣白色塑料物料。当白色塑料物料被传送至B点位置时，推料二气缸（简称气缸二）伸出，将它推入料槽二内。气缸二伸出到位后，活塞杆缩回；缩回到位后，三相异步电动机停止运行。分拣黑色塑料物料。当黑色塑料物料被传送至C点位置时，推料三气缸（简称气缸三）伸出，将它推入料槽三内。气缸三伸出到位后，活塞杆缩回；缩回到位后，三相异步电动机停止运行。提问：根据播放的视频，结合设备各组成部件，分析设备的工作原理。（2）识读装配示意图物料搬运、传送及分拣机构是机械手搬运装置、传送及分拣装置的组合，其安装难点在于机械手气动手爪既能抓取加料站出料口的物料，又能准确地将其送进传送带的落料口内，这就要求机械手、加

5、料站和传送带之间衔接准确，安装尺寸误差小。1）结构组成。物料搬运、传送及分拣机构主要由加料站、机械手搬运装置、传送装置及分拣装置等组成。其中机械手主要由气动手爪部件、提升气缸部件、手臂伸缩气缸部件、旋转气缸部件及固定支架等组成；传送装置主要由落料口、落料检测传感器、直线教学环节教学过程和内容师生活动(3)识读电路图1) P1C机型。机型为西门子SIMATICS7-1200CPU1214CAC/DC/R1y和SM1223DC/R1Y型信号模块。2) 1/0点分配。P1C输入/输出设备及输入/输出点数的分配情况见表4-10表4-1输入/输出设备及I/O点分配表观看接线视频，总结输入输出每个端子接线

6、的原则，在元件代号功能输入点元件代号功能输出点完全掌握规则的情况下，才能接线SB5起动按钮10.0YV1手爪夹紧Q0.1SB6停止按钮10.1YV2手爪放松Q0.2SQP1出料检测10.2YV3手爪提升Q0.3SQP2手臂左摆限位10.3YV4手爪下降Q0.4SQP3手臂右摆限位10.4YV5手臂伸出Q0.5SCK1手臂伸出限位10.5YV6手臂缩回Q0.6SCK2手臂缩回限位10.6YV7手臂左摆Q0.7SCK3手爪提升限位10.7YV8手臂右摆Q1OSCK4手爪下降限位11.0YV9推料一伸出Q1.ISCK5手爪夹紧检测11.1YV1O推料二伸出Q2.0SCK6推料一伸出限位传感器11.2

7、YV11推料三伸出Q2.1SCK7推料一缩回限位传感器11.3D1O变频器正转Q2.2自主操作SCK8推料二伸出限位传感器11.4D11变频器反转Q2.3提出疑问教师巡回辅导SCK9推料二缩回限位传感器11.5D13变频器转速1Q2.4SCK10推料三伸出限位传感器12.0D14变频器转速2Q2.5SCKI1推料三缩回限位传感器12.1D15变频器转速3Q2.6SQP4传送带入料检测传感器12.2SQP5推料一传感器12.3SQP6推料二传感器12.5SQP7推料三传感器12.63)输入/输出设备连接!传感器都为光纤传感器，但J应灵敏度，便可分别识别白博点。起动推料二传感器和起动推料三通过调节

8、传感器内光纤放大器的颜色感色物料和黑色物料。学节教学过程和内容师生活动（4）识读气动回路图机构的搬运和分拣工作主要是通过电磁换向阀控制气缸的动作来实现的。1）气路组成。气动回路中的控制元件分别是4个两位五通双控电磁换向阀、3个两位五通单控电磁换向阀及14个节流阀；气动执行元件分别是气动手爪、提升气缸、伸缩气缸、旋转气缸及3个推料气缸。2）工作原理。物料搬运、传送及分拣机构气动回路的控制原理见表4-2。表42控制元件、执行元件状态一览表教师示范讲解学生认真听讲提出问题电磁阀换向线圈得电情况YV1YV2YV3YV4YV5YV6YV7YV8YV9YV1OYV11执行元件状态机构任务共同讨论+-气动手

9、爪A夹紧手爪夹紧整理方法+气动手爪A放松手爪放松+-气缸B缩回手爪提升相互交流-+气缸B伸出手爪下降+-气缸C伸出手臂伸出-+气缸C缩回手臂缩回+-气缸D正转手臂右摆-+气缸D反转手臂左摆+气缸E伸出分拣金属物料一气缸E缩回等待分拣+气缸F伸出分拣H色塑料物料-气缸F缩回等待分拣+气缸G伸出分拣黑色塑料物料-气缸G缩回等待分拣以伸缩气缸为出气、B口回气，从YV6得电，电磁换气压方向，气缸缩【气动回路工作原理-例，若YV5得电、YV6失电，电磁换向阀A口而控制气缸伸出，机械手臂伸出；若YV5失电、向阀A口回气、B口出气，从而改变气动回路的可，机械手臂缩回。其他双控电磁换向阀控制的与之相同。教学环

10、节教学过程和内容师生活动以推料气缸一为例，若YV9得电，单控电磁换向阀A口出气、B口回气，气缸E伸出，将金属物料推进料槽一内；若YV9失电，则单控电磁换向阀则在弹簧作用卜夏位，A口回气、B口出气，从整理设定表而气动回路气压方向改变，气缸E缩回，等待下一次分拣。推料二、推料三气缸的气动回路工作原理与之相同。(5)识读梯形图机构系统控制由“Main”程序块、“0-初始化”程序块、“2-搬运”程序块、“3-分拣”程序块四部分组成。单独交流“Main”程序块主要实现本机构的原位检测和起停控制功能。“0-初始化”程序块主要实现回初始位置(原位)的功能.“2-搬运”程序块通过机械手搬运机构的运行，将物料从

11、加料站出料口搬运至传送带入料口。“3-分拣”程序块主要实现传送带的运行和物集体纠错料分拣的功能。其动作过程如下：1)“Main”程序块原位检测程序段1中通过手爪放松、手爪提升、手臂缩回、手臂左摆四单项考核个位置的检测，并通过定时器.timo1延时一秒判定机械手是否稳定在初始位置。若在初始位置，搬运原位标志M1.2=1。若不在初始位置，搬运原位标志M12=0,然后在程序段7中调用“0-初始化”程序块进行机械手搬运机构复位。程序段2中通过推料一缩回限位检测11.3=1、推料二缩回限位检测I15=1、推料三缩回限位检测12.1=1和传送带有料检测标志M1.4=0,然后定时器.time2延时1秒判定传

12、送及分拣机构是否稳定在初始位置。若在初始位置，分拣原位标志M13=1。程序段2中通过搬运原位标志M1.2和分拣原位标志M1.3的串联，判定本机构是否处于初始位置。若本机构处于初始位置，则设备原位标志M1o=1。起停控制程序段4中按下起动按钮SB5,10.0=1,且设备原位标志W1.0=1,则起动标志M0.0=1。程序段8中MO.0=1,开始调用“2-搬运”和“3-分拣”程序块，本机构开始工作。集中讲解程序段5中按下停止按钮SB6,B0.1=1,则停止标志MO.I=1本机构进入停止工作过程。程序段6中停止标志MO.1=1,且设备原引导学习位标志M1.0=1,复位设备起动标志MO.0和停止标志MO.IoMO.0=0在程序段8中停止调用“2-搬运”和“3-分拣”程序块，本机构停止工作。认真记笔记2)“0-初始化”程序块本程序块依次对机械手搬运机构进行手爪放松；手爪放松检测到位后，进行手爪提升；手爪提升检测到位后，进行手臂缩回；手臂缩回检测到位后，进行手臂左摆；手臂左摆检测到位后复位机械手搬运机构得电的所有线圈Q0.I-Q1.0=0,完成机械手搬运机构的初始化。教师巡回辅导学节教学过程和内容师生活动3） “2-搬运”程序块程序段1中出料检测10.2=1表示有物料需要搬