典型機(jī)電設(shè)備安裝與調(diào)試（西門子）教學(xué)教案

第-課時教案

月日第周星期

課題項目一送料機(jī)構(gòu)的組裝與調(diào)試課型理實一體教時課時

1.根據(jù)設(shè)備裝配示意圖組裝送料機(jī)構(gòu)。

教學(xué)2.按照設(shè)備電路圖連接送料機(jī)構(gòu)的電氣回路。

目標(biāo)3.輸入設(shè)備控制程序，調(diào)試送料機(jī)構(gòu)實現(xiàn)功能。

教學(xué)

送料機(jī)構(gòu)的組裝

重點課前實訓(xùn)器材的準(zhǔn)備

教學(xué)準(zhǔn)備項目任務(wù)書的編寫

送料機(jī)構(gòu)的調(diào)試

難點

探究

通過課堂學(xué)習(xí)提高學(xué)生動手操作實踐創(chuàng)新的能力

目標(biāo)

教學(xué)教學(xué)

理實一體任務(wù)驅(qū)動、講練結(jié)合

模式x方X法

教學(xué)

教學(xué)過程和內(nèi)容師生活動

環(huán)節(jié)

一、施工前準(zhǔn)備

施工人員在施工前應(yīng)仔細(xì)閱讀機(jī)電設(shè)備隨機(jī)配套技術(shù)文件，了

解送料機(jī)構(gòu)的組成及其工作情況，徹底弄懂其裝配示意圖、電路圖

及梯形圖等圖樣，再根據(jù)施工任務(wù)制定施工計劃及方案等準(zhǔn)備性措

施。

1.識讀設(shè)備圖樣及技術(shù)文件

（1）裝置簡介

送料機(jī)構(gòu)主要起上料作用。其工作流程如圖1-1所示。

1）起停控制。按下起動按鈕，機(jī)構(gòu)起動。按下停止按鈕，機(jī)工

構(gòu)停止工作。

2）送料功能。機(jī)構(gòu)起動后，自動檢測物料支架上的物料，警1M-4

示燈綠燈閃爍。若無物料，PLC便控制放料轉(zhuǎn)盤（簡稱料盤）電動放算轉(zhuǎn)盤衰轉(zhuǎn)

L____

機(jī)工作，驅(qū)動頁扇旋轉(zhuǎn)，物料在頁扇推擠下，從料盤中移至出料口。

X

當(dāng)出料檢測傳感器檢測到物料時，電動機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。

3）物料報警功能。若料盤電動機(jī)運(yùn)行10s后，出料檢測傳感

器仍未檢測到物料，則說明料盤內(nèi)已無物料?，此時機(jī)構(gòu)停止工作并停機(jī)報譽(yù)

報警，警示燈紅燈閃爍。1-1工作流程圖

（2）識讀機(jī)械裝配圖樣

送料機(jī)構(gòu)的設(shè)備布局，其功能是將料盤中的物料移至出料口。

送料機(jī)構(gòu)由放料轉(zhuǎn)盤、調(diào)節(jié)固定支架、放料轉(zhuǎn)盤電動機(jī)（直流減速

電動機(jī)）、出料檢測光電傳感器（出料口檢測傳感器）和出料檢測

支架等組成，其中放料轉(zhuǎn)盤固定在調(diào)節(jié)固定支架上，出料檢測傳感

器固定在出料檢測支架上。

教學(xué)

教學(xué)過程和內(nèi)容師生活動

環(huán)節(jié)

放料轉(zhuǎn)盤放置物料，其內(nèi)部頁扇經(jīng)24V直流減速電動機(jī)驅(qū)動旋

轉(zhuǎn)后，便將物料推擠出料盤，滑向出料口，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速為6r/min。

上下移動改變料盤之間的位置可調(diào)整放料轉(zhuǎn)盤的高度。出料檢測支

架有物料定位功能，并保證每次只上一個物料。

出料口檢測使用的傳感器為光電漫反射型傳感器，是一種光電

式接近開關(guān)，通常簡稱為光電開關(guān)，此處用途是檢測出料口有無物W

料，為PLC提供輸入信號。

(3)識讀PLC相關(guān)資料

YL-235A型光機(jī)電設(shè)備使用的PLC主要有兩類：西門子S7系列

和三菱FX系列。本教材選用S7-1200系列PLC,它是西門子公司推

出的面向離散自動化系統(tǒng)和獨立自動化系統(tǒng)的緊湊型自動化產(chǎn)品，圖1-2送料機(jī)構(gòu)

定位原有的SIMATICS7-200系列和S7-300系列PLC產(chǎn)品,涵蓋

1一放料轉(zhuǎn)盤

了S7-200PLC的原有功能并且新增了許多功能，可以滿足更廣泛

2—料盤之間

領(lǐng)域的應(yīng)用。YL-235A型光機(jī)電設(shè)備使用的S71200PLC模塊。左側(cè)

3一直流減速電動機(jī)

模塊為CPU模塊CPU1214CAC/DC/Rly,右側(cè)模塊信號模塊SM1223

4一物料

DC/RLYo

5—出料光電傳感器

根據(jù)電源信號、輸入信號、輸出信號的類型的不同，S7-1200

6—出料檢測支架

系列PLC的CPU121IC,CPU1212C、CPU1214C、CPU1215c等模

塊均有3種類型，分別是DC/DC/DC、DC/DC/RLY、AC/DC/RLY,其中

DC表示直流、AC表示交流、RLY(Relay)表示繼電器。教師講解，學(xué)生對照

(4)識讀電路圖

送料機(jī)構(gòu)的電氣控制以PLC為核心，PLC輸入起停及出料檢測設(shè)備，找出相應(yīng)部分

信號，輸出信號驅(qū)動直流電動機(jī)、警示燈和蜂鳴器。

1)PLC機(jī)型。機(jī)型為西門子SIMATICS7-1200CPU1214C

AC/DC/Rly和SM1223DC/RLY型信號模塊。

2)I/O點分配。PLC輸入/輸出設(shè)備及輸入/輸出點數(shù)的分配情

提問：根據(jù)播放的視

況見表1-1a

頻，結(jié)合設(shè)備各組成部

表1-1輸入/輸出設(shè)備及輸入/輸出點分配表

輸入輸出件，分析設(shè)備的工作原

元件元件

功能輸入點功能輸出點理。

代號代號

起動

SB510.0M料盤電機(jī)Q0.0

按鈕

停止蜂鳴器報

SB610.1HAQ2.7

按鈕螫

料盤

雙層警示

SQP1出料10.2IN1Q3.0

燈綠燈

檢測

雙層警示

IN2Q3.1

燈紅燈

教學(xué)

教學(xué)過程和內(nèi)容師生活動

環(huán)節(jié)

3）輸入/輸出設(shè)備連接特點。本設(shè)備中所使用的光電傳感器

都是三線傳感器，它們均有三根引出線，其中一根接PLC的輸入信

號端子，一根接外部電源24V（PLC模塊的1214C1M）,另一根接外

部電源0V。從PLC的輸出回路看，輸出點Q0.0控制直流減速電動

機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)（由1214c1L/2L引入外部電源24V）；輸出點Q2.7控制蜂

鳴器發(fā)出報警聲（由SM1223警/2L/由引入外部電源24V）；輸出點觀看接線視頻，總結(jié)

Q3.0控制警示燈綠燈閃爍；輸出點Q3.1控制警示燈紅燈閃爍。

接線方法，歸納接線步驟

（5）識讀梯形圖

送料機(jī)構(gòu)系統(tǒng)控制由“Main”程序塊和“一供料”程序塊兩部

分組成。“Main”程序塊主要實現(xiàn)設(shè)備的起停功能以及“1-供料”

程序塊的調(diào)用；“1-供料”程序塊主要實現(xiàn)送料機(jī)構(gòu)的具體功能。

1）“Main”程序塊。

程序段1中按下起動按鈕SB5,10.0=1,驅(qū)動起動標(biāo)志輔位

M0.0=1,程序段4調(diào)用“1-供料”程序塊，送料機(jī)構(gòu)起動。程序段

2中，按下停止按鈕SB6,10.1=1；或Q3.1=1雙層警示燈紅燈得電

閃爍時，驅(qū)動停止標(biāo)志位M0.1=1,“1-供料”程序塊中同時Q0.0

復(fù)位。送料機(jī)構(gòu)停止工作后,程序段3中立即批量復(fù)位M0.0和MO.1o

M0.0=0使得程序段4中停止調(diào)用“1-供料”程序塊。

2）“1-供料”程序塊。

①料盤電機(jī)控制。

“Main”程序塊中，當(dāng)M0.0=1后，調(diào)用“1-供料”程序塊。

該程序塊程序段1中若出料口無物料，則出料檢測傳感器SQP1不

動作，10.2=0,Q0.0=1,驅(qū)動料盤電機(jī)旋轉(zhuǎn)，物料擠壓上料。當(dāng)出

料檢測傳感器SQP1檢測到物料時，10.2=1,Q0.0為0,料盤電機(jī)圖1-3送料機(jī)構(gòu)的

停轉(zhuǎn)，上料結(jié)束。

組裝與調(diào)試流程圖

②警示燈指示及報警控制。

“1-供料”程序塊程序段2中,Q0.0的上升沿信號，復(fù)位Q2.7=0

和Q3.1=0,驅(qū)動Q3.0=l,警示燈紅燈熄滅，蜂鳴器停止報警，警

示燈綠燈閃爍。程序段3中，按下停止按鈕SB6,10.1=1,復(fù)位

Q3.0=0,警示燈綠燈熄滅。程序段4中，Q0.0=1時，"定時器time2

自主操作

開始計時10s。定時時間到，"定時器time2.Q=L復(fù)位Q3.0=0,

驅(qū)動Q2.7=l和Q3.1=1,警示燈綠燈熄滅，警示燈紅燈閃爍，蜂鳴提出疑問

器發(fā)出報警聲。教師巡回輔導(dǎo)

3）優(yōu)化程序。在“1-供料”程序塊程序段1中〃定時器timel

延時0.5s,用于料盤供料期間，防止因為出料檢測傳感器誤觸發(fā)導(dǎo)

致供料不流暢，以及物料與物料之間擠壓導(dǎo)致后續(xù)機(jī)械手無法順利

抓取物料。

（6）制定施工計劃

送料機(jī)構(gòu)的組裝與調(diào)試流程如圖廠3所示，施工人員應(yīng)根據(jù)施

工任務(wù)制定計劃，填寫施工計劃表，確保在定額時間內(nèi)完成規(guī)定的

工作任務(wù)。

教學(xué)

教學(xué)過程和內(nèi)容師生活動

環(huán)節(jié)

二、實施任務(wù)

根據(jù)制定的施工計劃實施任務(wù)，施工中應(yīng)注意及時調(diào)整進(jìn)度，

保證定額。施工時必須嚴(yán)格遵守安全操作規(guī)程，加強(qiáng)安全保障措施，

確保人身和設(shè)備安全。

1.機(jī)械裝配

（1）機(jī)械裝配前的準(zhǔn)備

1）清理現(xiàn)場，保證施工環(huán)境干凈整潔，施工通道暢通，無安

全隱患。

2）備齊機(jī)械裝配的相關(guān)圖樣，以方便施工時查閱核對。

3）選用機(jī)械組裝的工具，且有序擺放。

（2）機(jī)械裝配步驟

根據(jù)機(jī)械裝配流程圖『4組裝送料機(jī)構(gòu)。

1）畫線定位。根據(jù)送料機(jī)構(gòu)裝配示意圖對出料檢測支架、料

盤之間、警示燈支架等固定尺寸畫線定位。程圖

2）安裝放料轉(zhuǎn)盤及其支架。將放料轉(zhuǎn)盤裝好支架后固定在定上'

位處，支架的彎腳應(yīng)在其外側(cè)。

3）安裝傳感器。將出料檢測傳感器固定在物料支架上，固定

時應(yīng)用力均勻，緊固程度適中，防止因用力過猛而損壞傳感器。

4）安裝出料檢測支架。安裝出料口并將出料檢測支架固定在

定位處。

5）機(jī)械調(diào)整。調(diào)整出料口的上下、左右位置，保證物料滑移

平穩(wěn)、不會產(chǎn)生堆積或翻倒現(xiàn)象，完成后將各部件緊固。

6）固定警示燈。將警示燈裝好支架后固定于定位處。

7）清理臺面，保持臺面無雜物或多余部件。

2.電路連接

（1）電路連接前的準(zhǔn)備

1）檢查電源處于斷開狀態(tài)，做到施工無安全隱患。

2）備齊電路安裝的相關(guān)圖樣，供作業(yè)時查閱。

3）選用電氣安裝的電工工具，并有序擺放。

4）剪好線號管。圖

5）結(jié)合送料機(jī)構(gòu)的實際結(jié)構(gòu)，根據(jù)電路圖確定電氣回路的連

接順序，參考流程見圖1-5所示。

（2）電路連接步驟

電路連接應(yīng)符合工藝、安全規(guī)范等要求，所有導(dǎo)線要置于線槽

內(nèi)。導(dǎo)線與端子排連接時，應(yīng)套線號管并及時編號，避免錯編漏編。

插入端子排的連接線必須接觸良好且緊固。

1）連接出料檢測光電傳感器至端子排。出料檢測光電傳感器

有三根引出線，其連接方法為：黑色線接PLC的輸入信號端子、棕

色線接外部電源24V端子、藍(lán)色線接外部電源0V。

教學(xué)

教學(xué)過程和內(nèi)容師生活動

環(huán)節(jié)

2）連接輸出元件至端子排。輸出元件的引出線都為單芯線。

連接時，應(yīng)做到導(dǎo)線與接線端子緊固，無露銅，線槽外的引出線整

齊、美觀。

①連接放料轉(zhuǎn)盤電動機(jī)（直流減速電動機(jī)）。該直流減速電動

機(jī)有兩根線，紅色線連接對應(yīng)的PLC輸出端子（外部電源24V）,藍(lán)

色線接外部電源ov?

小組討論

②連接警示燈。警示燈有5根引出線，其中較粗的雙芯扁平線

為電源線，其紅色線接外部電源24V,黑色線接外部電源0V；其余

總結(jié)交流

三根線是信號控制線，棕色線為控制信號的公共端L,紅色線為內(nèi)

接紅色警示燈，綠色線為內(nèi)接綠色警示燈。歸納操作流程

3）連接PLC的輸入端子至端子排。YL-235A型光機(jī)電設(shè)備的

PLC模塊上側(cè)是輸入端子，信號輸入端子10.0-11.5及公用端子

1M是CPU模塊（1214C）的輸入端子，信號輸入端子12.0-I3.1

及公用端子IM/2M是信號模塊（SM1223）的輸入端子。

PLC模塊采用安全插座連接，連接時應(yīng)將安全插頭完全置于插

座內(nèi)，以保證兩者有效接觸，避免出現(xiàn)電路開路現(xiàn)象。傳感器與PLC

連接時，應(yīng)看清三線的顏色，確保連接正確，避免燒壞傳感器。

4）連接PLC的輸入端子至按鈕模塊。YL-235A型光機(jī)電設(shè)備設(shè)教師講解

有按鈕模塊，根據(jù)電路圖將起動、停止按鈕與其對應(yīng)的PLC輸入信

號端子連接。學(xué)生做好筆記

5）連接PLC的輸出端子至端子排。PLC的下側(cè)是輸出端子，

西門子S7-1200型CPU模塊共有2組輸出端子，其中信號輸出端

子Q0.0?Q1.1及公用端子1L/2L是CPU模塊（1214C）的輸出端教師示范操作

子，信號輸出端子Q2.0-Q3.5及公用端子1L/2L/3L是信號模塊

（SM1223）的輸出端子。

6）連接PLC的輸出端子Q2.7至蜂鳴器。

7）連接電源模塊中的單相交流電源至PLC模塊。電源模塊提

供一組三相電源和兩個單相電源,單相電源供PLC模塊和按鈕模塊

使用。

8）電路檢查。對照電路圖檢查是否掉線、錯線、漏編、錯編,

接線是否牢固等。

9）清理臺面，工具入箱。錄制對應(yīng)微視頻

3.程序輸入

亞龍YL-235A型光機(jī)電設(shè)備（西門子模塊）隨機(jī)光盤提供了基

于TIA博途的編程軟件STEP7ProfessionalV15oSTEP7提供了

兩種不同的工具視圖：基于任務(wù)的Portal（門戶）視圖和基于項目

的項目視圖。

教學(xué)

教學(xué)過程和內(nèi)容師生活動

環(huán)節(jié)

（1）啟動軟件，進(jìn)入項目視圖

雙擊桌面圖標(biāo)，起動TIA博途編程軟件，進(jìn)入Portal（門戶）

視圖界面。Portal（門戶）視圖包含：①不同任務(wù)的門戶、②所

選門戶的任務(wù)、③所選操作的選擇面板、④切換到項目視圖。通

以某學(xué)生作業(yè)為準(zhǔn)

過左下角按鈕切換到項目視圖，本書主要使用項目視圖。

（2）新建項目，設(shè)備組態(tài)

1）單擊“項目視圖”，項目視圖初始界面。

大家共同討論

2）創(chuàng)建新建項目。單擊①菜單和工具欄中“項目”選項卡，

單擊“新建項目”，彈出對話框，輸入項目名稱，選擇保存路徑后

單擊“創(chuàng)建”按鈕。

需要修改的參數(shù)

3）設(shè)備組態(tài)。在②項目瀏覽器中雙擊“添加新設(shè)備”，選擇

“控制器”-*“SIMATICS7-1200"-*“CPU"-"非特定的

CPU1200”一“6ES72XX-XXXXX-XXXX”。此時可以看到“6ES7

完善任務(wù)

2XX-XXXXX-XXXX”中的“XX”表示并沒有確定最終型號，具體型號

這里我們采用讓系統(tǒng)直接讀出的方法獲得，最終完成設(shè)備的組態(tài)。

除此之外，還可以根據(jù)使用的西門子SIMATICS7-1200CPU1214C

巡回輔導(dǎo)

AC/DC/Rly型PLC和SM1223DC/RLY型信號模塊，在設(shè)備組態(tài)時直

接找到硬件所對應(yīng)的具體型號來完成組態(tài)操作。

（3）輸入程序找出問題

1）添加“1-供料”程序塊。在左側(cè)菜單和工具欄中項目選項

卡中，雙擊程序塊。此時軟件默認(rèn)含有一個“Main”程序塊。還需

添加一個“廣供料”的程序塊。此時點擊左側(cè)所示“添加新塊”，

選擇函數(shù)（FC）塊，名稱為“1-供料”后，點擊確定就可以完成“1-

供料”程序塊的添加。

2）輸入觸點10.0。首先在軟件左側(cè)選擇所要編寫的程序塊，

然后單擊右側(cè)“指令”，單擊“位邏輯運(yùn)算”，選擇位邏輯運(yùn)算中的

“常開”觸點，雙擊或?qū)⑵渫献е脸绦蚨?。單擊觸點上方的“？?.？”,

用鍵盤輸入將其修改為“10.0”。按［Enter］鍵后，梯形圖編輯區(qū)光

標(biāo)處顯示常開觸點10.0。常閉觸點的輸入方法相同。

傳感基調(diào)Gt-----------

（4）編譯梯形圖

選擇“程序塊”，執(zhí)行“編譯”命令，可以看到將“PLC」程傳感器稅且調(diào)鏈

序塊”內(nèi)所有的程序編譯后存入計算機(jī)，計算機(jī)將自動識別程序錯YT

誤，出現(xiàn)0個錯誤，0個警告，表示輸入無誤。在操作時需要注意聯(lián)機(jī)身位-----------

的是如果此時你沒有選擇整個“程序塊”，而是選擇“Main”程序

塊或者“1-供料”程序塊，點擊“編譯”，只會對你所選擇的程序機(jī)檢調(diào)整

程弁修改

塊內(nèi)容進(jìn)行編譯，未選擇到的程序塊是不會進(jìn)行編譯的。丫\

位運(yùn)行

4.設(shè)備調(diào)試

為確保調(diào)試工作的順利進(jìn)行，避免事故的發(fā)生，施工人員必須圖1-6設(shè)備調(diào)試流程圖

進(jìn)一步確認(rèn)設(shè)備機(jī)械組裝及電路安裝的正確性、安全性，做好設(shè)備

調(diào)試前的各項準(zhǔn)備工作，設(shè)備調(diào)試流程為圖卜6所示。

教學(xué)

教學(xué)過程和內(nèi)容師生活動

環(huán)節(jié)

(1)設(shè)備調(diào)試前的準(zhǔn)備

清掃設(shè)備上的雜物，保證^己設(shè)備之外的金屬物。檢查電路連接

的正確性，嚴(yán)禁出現(xiàn)短路現(xiàn)象,特別加強(qiáng)傳感器接線的檢查，避免

因接線錯誤而燒毀傳感器。

①連接計算機(jī)與PLC?前共月設(shè)備組態(tài)操作時已將電腦端和PLC

端網(wǎng)絡(luò)通訊接口相連，此時再Z欠確認(rèn)是否連接完成。引導(dǎo)每組學(xué)生調(diào)試

②合上斷路器，給設(shè)備供其寫入程序。執(zhí)行“下載”命令后,

彈出PLC程序下載對話框，單W寧’在不同步的情況下繼續(xù)”按鈕后,

出現(xiàn)“下載預(yù)覽”對話框。在下友對話框中“停止模塊”選擇為“全

部停止”后點擊“裝載”完成PLC程序下載。若點擊“下載”命令

后，彈出的對話框，需要重新用且索訪問的PLC,具體搜索方法在設(shè)

備組態(tài)操作時已經(jīng)介紹，這里〉口再重復(fù)。

(2)傳感器調(diào)試

出料口放置物料，觀察PL(1的輸入指示LED,若能點亮，說明

光電傳感器及其位置正常；若力「能點亮，需調(diào)整傳感器的位置、調(diào)

節(jié)光線漫反射靈敏度或檢查傳If密器及其線路的好壞。

(3)設(shè)備聯(lián)機(jī)調(diào)試

傳感器調(diào)試正常后，接通I>LC輸出負(fù)載的電源回路，進(jìn)入聯(lián)機(jī)

調(diào)試階段。在聯(lián)機(jī)調(diào)試過程中，需要用到PLC的“起動CPU”按鍵,帶領(lǐng)學(xué)生共同分析、

PLC的“停止CPU”按鍵，“起z力/禁用監(jiān)視”。共同討論

表1-2為聯(lián)機(jī)調(diào)試的正確名吉果，若調(diào)試中有與之不符的情況，

施工人員應(yīng)首先根據(jù)現(xiàn)場情況,判斷是否需要切斷電源，在分析、

判斷故障形成的原因(機(jī)械、目3氣或程序問題)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行檢

修、調(diào)試，直至機(jī)構(gòu)完全實現(xiàn)工力能

表1-2聯(lián)機(jī)調(diào)試結(jié)果一覽表

步設(shè)備實現(xiàn)的

操作過程備注

驟功能

按下起動按鈕SB1綠燈閃爍

1送料

(出料口無物料)電動機(jī)旋轉(zhuǎn)學(xué)生自主練習(xí)

綠燈熄滅

紅燈閃爍

210s后出料口無料停機(jī)報警

電動機(jī)停轉(zhuǎn)

發(fā)出報警聲總結(jié)歸納

3給出料口加物料綠燈閃爍等待取料

綠燈閃爍

4取走出料口的物料送料

電動機(jī)旋轉(zhuǎn)

綠燈閃爍

5出料口有物料等待取料

電動機(jī)停轉(zhuǎn)

機(jī)構(gòu)停止工

6按下停止按鈕SB2綠燈熄滅

作

教學(xué)

教學(xué)過程和內(nèi)容師生活動

環(huán)節(jié)

5.現(xiàn)場清理

設(shè)備調(diào)試完畢，要求施工人員清點工量具、歸類整理資料，清

掃現(xiàn)場衛(wèi)生，并填寫設(shè)備安裝登記表；清點工量具。對照工量具清

單清點工具，并按要求裝入工具箱；資料整理。整理歸類技術(shù)說明學(xué)生自我操作

書、電氣元件明細(xì)表、施工計劃表、設(shè)備電路圖、梯形圖、安裝圖

等資料；清掃設(shè)備周圍衛(wèi)生，保持環(huán)境整潔；填寫設(shè)備安裝登記表,

提出疑問

記錄設(shè)備調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題及解決的辦法。

6.設(shè)備驗收

三、設(shè)備改造

1.送料機(jī)構(gòu)的改造相互幫助

（1）功能要求

1）送料功能。起動后，機(jī)構(gòu)開始檢測物料支架上的物料，警

示燈綠燈閃爍。若無物料，PLC便起動送料電動機(jī)工作，驅(qū)動頁扇

旋轉(zhuǎn)，物料在頁扇推擠下，從放料轉(zhuǎn)盤中移至出料口.當(dāng)出料檢測

傳感器檢測到物料時，電動機(jī)停止旋轉(zhuǎn)。巡回輔導(dǎo)

2）物料報警功能。若送料電動機(jī)運(yùn)行10s后，出料檢測傳感

器仍未檢測到物料，則說明料盤內(nèi)已無物料，此時機(jī)構(gòu)停止工作并

報警，警示燈紅燈閃爍，蜂鳴器報警。歸納結(jié)論

3）當(dāng)物料被取走10個時，要求打包，打包指示燈點亮，20s

后開始新的工作循環(huán)。

〈小結(jié)〉學(xué)生小結(jié)、教師補(bǔ)充

（作業(yè)〉完成實訓(xùn)報告

板書設(shè)計教后札記

項目一送料機(jī)構(gòu)的組裝與調(diào)試學(xué)生對照實物，對YL-235A整體設(shè)備送

一、施工任務(wù)料機(jī)構(gòu)有了明確的認(rèn)識，知道各部分的主要

二、實施任務(wù)作用和工作原理，但對于各類型傳感器、直

流電機(jī)等都有很多疑惑，將在后期學(xué)習(xí)中加

1.機(jī)械裝配2.電路連接

強(qiáng)對每一部分的學(xué)習(xí)，為整機(jī)裝調(diào)做準(zhǔn)備。

3.程序輸入4.設(shè)備調(diào)試

本次課理論知識點較多，為了便于講解，將

5.現(xiàn)場清理6.設(shè)備驗收

補(bǔ)充各部分元件工作的微視頻。

三、設(shè)備改造

第課時教案

月日第周星期

課題項目二機(jī)械手搬運(yùn)機(jī)構(gòu)的組裝與調(diào)試課型理實一體教時課時

1.根據(jù)設(shè)備裝配示意圖組裝機(jī)械手搬運(yùn)機(jī)構(gòu)。

教學(xué)2.按照設(shè)備電路圖連接機(jī)械手搬運(yùn)機(jī)構(gòu)的電氣回路。

目標(biāo)3.輸入設(shè)備控制程序，調(diào)試機(jī)械手搬運(yùn)機(jī)構(gòu)實現(xiàn)功能。

教學(xué)

機(jī)械手搬運(yùn)機(jī)構(gòu)的組裝

重點課前實訓(xùn)器材的準(zhǔn)備

教學(xué)準(zhǔn)備項目任務(wù)書的編寫

機(jī)械手搬運(yùn)機(jī)構(gòu)的調(diào)試

難點

探究

通過課堂學(xué)習(xí)提高學(xué)生動手操作實踐創(chuàng)新的能力

目標(biāo)

教學(xué)教學(xué)

理實一體任務(wù)驅(qū)動、講練結(jié)合

模式x方X法

教學(xué)

教學(xué)過程和內(nèi)容師生活動

環(huán)節(jié)

一、施工前準(zhǔn)備

機(jī)械手搬運(yùn)機(jī)構(gòu)為YL-235A型光機(jī)電設(shè)備的第二站（本項目

對YL-235A型光機(jī)電設(shè)備的機(jī)械手釋放物料的去處作了適當(dāng)修改,

變傳送帶的落料口為料盤），其結(jié)構(gòu)部件相對比較復(fù)雜，施工前應(yīng)

仔細(xì)閱讀設(shè)備隨機(jī)技術(shù)文件，了解機(jī)械手搬運(yùn)機(jī)構(gòu)的組成及其動作

情況，看懂機(jī)械手機(jī)構(gòu)的裝配示意圖、電路圖、氣動回路圖及梯形敏復(fù)秘

圖等圖樣，然后根據(jù)施工任務(wù)制定施工計劃、施工方案等。1手臂緝回

1.識讀設(shè)備圖樣及技術(shù)文件系籟動JL

1手胃石指

（1）裝置簡介

---?等桿工上科

機(jī)械手是一種在程序控制下模仿人手進(jìn)行自動抓取物料、搬舶2s后，

手皆伸出

運(yùn)物料的裝置，它通過四個自由度的動作完成物料搬運(yùn)的工作。如

圖所示，在氣壓控制下它能實現(xiàn)以下功能：V,i,

2-11手肝牌

1）復(fù)位功能。PLC上電，機(jī)械手手爪放松、上伸，手臂縮回、

鋪傳出

左擺至左側(cè)限位處停止。脆05s后,

2）起?？刂?。機(jī)械手復(fù)位后，按下起動按鈕，機(jī)構(gòu)起動。按

手肝降_L

下停止按鈕，機(jī)構(gòu)完成當(dāng)前工作循環(huán)后停止。1手瓜研1

3）搬運(yùn)功能。起動后，若加料站出料口有物料，氣動機(jī)械手M矮1s

臂伸出一到位后提升臂伸出，手爪下降一到位后，手爪抓物夾1鋪姻1

根開

緊1s-時間到，提升臂縮回，手爪提升一到位后機(jī)械手臂縮回M

1____J1.曾左糕1

一到位后機(jī)械手臂右擺一至右側(cè)限位處，定時2s后手臂伸出一1

到位后提升臂伸出，手爪下降-到位后定時0.5s,手爪放松、釋2-1工作流程圖

放物料一手爪放松到位后，提升臂縮回，手爪提升一到位后機(jī)

械手臂縮回一到位后機(jī)械手臂左擺至左側(cè)限位處，等待物料開始

新的工作循環(huán)。

教學(xué)

教學(xué)過程和內(nèi)容師生活動

環(huán)節(jié)

（2）識讀裝配示意圖

機(jī)械手搬運(yùn)機(jī)構(gòu)功能是準(zhǔn)確無誤地將加料站出料口的物料搬

運(yùn)至物料料盤內(nèi)，這就要求機(jī)械手與兩者之間的銜接緊密，安裝尺

寸誤差要小，且前后部件配合良好。施工前，施工人員應(yīng)認(rèn)真閱讀

結(jié)構(gòu)示意圖，了解各部分的組成及其用途。

1）結(jié)構(gòu)組成。機(jī)械手搬運(yùn)機(jī)構(gòu)由氣動手爪部件、提升氣缸部

件、手臂伸縮氣缸（簡稱伸縮氣缸）部件、旋轉(zhuǎn)氣缸部件及固定支

架等組成。這些部件實現(xiàn)了機(jī)械手的4個自由度的動作：手爪松緊、

手爪上下、手臂伸縮和手臂左右擺動。具體表現(xiàn)為手爪氣缸張開即

機(jī)械手放松、手爪氣缸夾緊即機(jī)械手夾緊；提升氣缸伸出即手爪下

降、提升氣缸縮回即手爪提升；伸縮氣缸伸出即手臂前伸、伸縮氣圖2-2機(jī)械手搬運(yùn)機(jī)構(gòu)

缸縮回即手臂后縮；旋轉(zhuǎn)氣缸左旋即手臂左擺、旋轉(zhuǎn)氣缸右旋即手

1一旋轉(zhuǎn)氣缸

臂右擺。

2—非標(biāo)螺釘

（3）PLC相關(guān)指令

3-氣動手爪

1）順序控制。順序控制是按照生產(chǎn)工藝預(yù)先規(guī)定的順序，在

4一手爪傳感器

各個輸入信號的作用下，根據(jù)內(nèi)部的狀態(tài)和時間順序，在生產(chǎn)過程

5—提升氣缸

中各個執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動有序地工作。

6一手爪升降限位傳感器

2）順序功能圖。順序功能圖又稱功能流程圖或功能圖，是一

種描述系統(tǒng)控制過程功能和特性的圖形，也是設(shè)計PLC的順序控制7—節(jié)流閥

程序的有力工具。如圖所示，順序功能圖主要由步、轉(zhuǎn)換、動作及8一伸縮氣缸

9一手臂伸縮限位傳感器

有向連線等元素組成。

10一左右限位傳感器

11一緩沖器

12一安裝支架

老師結(jié)合實物講解，

學(xué)生結(jié)合自己的理解提

問

①步。將系統(tǒng)的一個工作周期劃分為若干個順序相連的階段，

這些階段稱為步。

②動作。在控制過程中與步對應(yīng)的控制動作。

③有向連線。將代表各步的方框連接起來的線，稱為有向連線,

代表著活動的順序和方向。

④轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換又稱轉(zhuǎn)移，用橫線表示，是從一個步向另一個步

轉(zhuǎn)換的必要條件。

教學(xué)

教學(xué)過程和內(nèi)容師生活動

環(huán)節(jié)

3）順序控制設(shè)計法。應(yīng)用順序功能圖設(shè)計程序的方法稱為順

序控制設(shè)計法，一般有兩利1一種是直接使用順序功能圖，即按照

要求畫出相應(yīng)的順序功能圖，直接輸入到PLC中，如S7GRPAH語

言編程。另--種為間接使用順序功能圖。就是用順序功能圖描述PLC

要完成的控制任務(wù)，然后將其轉(zhuǎn)化為梯形圖，最終將梯形圖輸入到

PLC中。

（4）識讀電路圖觀看接線視頻，總結(jié)

機(jī)械手搬運(yùn)機(jī)構(gòu)主要通過PLC驅(qū)動電磁換向閥來實現(xiàn)其4個自接線方法，歸納接線步驟

由度的動作控制。輸入為起停按鈕、物料檢測光電傳感器、旋轉(zhuǎn)限

位傳感器、手爪傳感器及各氣缸伸縮到位檢測傳感器，輸出為驅(qū)動

電磁換向閥的線圈。

）機(jī)型。機(jī)型為西門子

1PLCSIMATICS7-1200CPU1214C教師講解，學(xué)生對照

AC/DC/Rly和SMI223DC/RLY型信號模塊。

2）I/O點分配。PLC輸入/輸出設(shè)備及輸入/輸出點數(shù)的分配情況設(shè)備，找出相應(yīng)部分

見表2-1。

表2-1輸入/輸出設(shè)備及I/O點分配表

輸入輸出

輸入輸出

元件功能元件功能

點點提問：根據(jù)播放的視

SB5起動按鈕10.0YV1手爪夾緊Q0.1

頻，結(jié)合設(shè)備各組成部

SB6停止按鈕10.1YV2手爪放松Q0.2

料盤出料檢手爪提升件，分析設(shè)備的工作原

SQP110.2YV3Q0.3

測

手臂左擺限手爪下降理。

SQP210.3YV4Q0.4

位

手臂右擺限手臂伸;"

SQP310.4YV5Q0.5

位

SCK手臂伸出限手臂縮回

10.5YV6Q0.6

1位

SCK手臂縮回限手臂左擺

10.6YV7Q0.7

2位

SCK手爪提升限手臂右擺

10.7YV8Q1.0自主操作

3位

SCK手爪下降限提出疑問

11.0

位

4教師巡回輔導(dǎo)

SCK手爪夾緊檢

11.1

5測

3）輸入/輸出設(shè)備連接特點

氣動手爪夾緊檢測傳感器、手臂伸縮限位檢測傳感器、手爪升

降限位檢測傳感器均為兩線磁性傳感器（也稱磁性開關(guān)）。手臂左

右擺動限位檢測使用的是三線電感式傳感器（也稱電感式接近開

關(guān)），其中--根線接PLC的輸入信號端子，一根線接外部電源24V

（接PLC面板的1214clM）,另一根接外部電源0V。

PLC的輸出負(fù)載均為電磁換向閥的線圈。

教學(xué)

教學(xué)過程和內(nèi)容師生活動

環(huán)節(jié)

(5)識讀氣動回路圖

機(jī)械手搬運(yùn)工作主要是通過電磁換向閥改變氣缸運(yùn)動方向來

實現(xiàn)的。

1)氣路組成。氣動回路中的氣動控制元件是4個兩位五通雙教師引導(dǎo)學(xué)習(xí)

控電磁換向閥及8個節(jié)流閥；氣動執(zhí)行元件分別是氣動手爪、提升學(xué)生認(rèn)真記筆記

氣缸、伸縮氣缸、旋轉(zhuǎn)氣缸；同時氣路配有氣動二聯(lián)件及氣源等輔

助元件。

2)工作原理。機(jī)械手搬運(yùn)機(jī)構(gòu)氣動回路的動作原理見表2-2。

以旋轉(zhuǎn)氣缸D為例來分析：若YV7得電、YV8失電，電磁換

整理學(xué)習(xí)資料

向閥B口出氣、A口回氣，從而控制旋轉(zhuǎn)氣缸D反轉(zhuǎn)，手臂左擺;

若YV7失電、YV8得電，電磁換向閥A口出氣、B口回氣，從而

改變氣動回路的氣壓方向，旋轉(zhuǎn)氣缸D