机电一体化公开课教案

项目九物料分拣机构

知识目标： 1.掌握分拣机构的工作原理

2.编写控制程序并调试分拣机构的

技能目标：通过学习，学生能够理解控制程序并能独立运行分拣机构

重点及难点：理解控制程序并能独立运行分拣机构

器材准备：电源模块、FX2N-48MR型PLC、指示灯、编程电缆、导线、分拣机构

任务一：复习分拣机构（实物观察，让学生回顾各分拣机构的组成部分）教师问：我们这个装置有哪些组成部分？

学生回答，教师补充。（由光电传感器、输送带、电感传感器、2个光纤传感器、3个物料槽、3个单杆气缸、1台三相异步电动机、6个磁性传感器及电磁阀组成）。

教师问：那你们知道这些元件的功能吗？

学生回答，教师补充。（主要完成通过传感器检测实现物料的分拣任务）

（1）光电传感器：当有物料到放入时，给PLC一个输入信号。

（2）输送带：由三相交流异步电动机拖动，输送物料。

（3）电感式传感器：检测金属材料，检测距离为2~5mm

（4）光纤传感器：用于检测非金属的白色、黑色物料，检测距离为3~8mm。

（5）料槽：对物料进行分拣时，用于放置物料。

（6）单杆气缸：将物料推入料槽，由单向电控气阀控制。

（7）三相异步电动机：驱动传送带转动，由变频器控制。

（8）磁性传感器：用于气缸的位置检测。

（9）电磁阀：实现气缸的伸出、缩回运动。

注：双向电控阀用来控制气缸进气和出气，从而实现气缸的伸出、缩回运动；单向电控阀用来控制气缸单向运动，实现气缸的伸出、缩回运动。与双向电控阀区别在双向电控阀初始位置是任意的可以控制两个位置，而单控初始位置是固定的只能控制一个方向。

引入：教师演示分拣机构运行的实验，从而激发学生的好奇心，产生学习的兴趣。任务二：物料分拣机构的程序设计

控制要求：从入料口放入物料，落料处的光电传感器检测到有物体放入后，变频器驱动三相异步电动机，拖动传送带运行；当物料被输送至金属传感器检测位置时，推料一气缸动作，将物料推入料槽一；若为白色物料，待传送到白色物料检测传感器位置时，推料二气缸动作，将物料推入料槽二；若为黑色物料，待传送到黑色物料检测传感器位置时，推料三气缸动作，将物料推入料槽三。

教师问：程序设计一般分为那几个步骤？

学生回答：（1）列I/O分配表（2) 编写梯形图（3）将梯形图传入PLC

（4）画外部接线图（5）运行

程序设计：

1.列I/O分配表（师生合作）。

2.编程（要求用状态图SFC编程）。

让学生合作，在电脑上编程

3.将梯形图传入PLC。

4.画外部接线图（教师引导，学生接线）：

教师问：我们接线的步骤是什么？

学生答：（1）接输入端（2）接输出端（3）接公共端

教师引导：我们的输入端都是传感器，但这些传感器的引出线是有区别的。

学生观察传感器的引出线。

学生总结：（1）入料口检测传感器、白色物料检测传感器、黑色物料检测传感器、金属物料检测传感器的引出线，棕色线表示“+”接“+24V”，蓝色线表示“-”接“0V”，黑色线表示“输出”接“PLC的输入端；（2）金属物料伸出及缩回限位传感器、白色物料伸出及缩回限位传感器、黑色物料伸出及缩回限位传感器的引出线，棕色线表示“输出”接“PLC的输入端”，蓝色线表示“-”接“0V”。

学生合作接线。

5.运行。

项目拓展：推料气缸的延时动作

控制要求：从入料口放入物料，落料处的光电传感器检测到有物体放入后，变频器驱动三相异步电动机，拖动传送带运行；当物料被输送至金属传感器检测位置时，则传送带停止运行，延时1.5s后推料气缸一动作，将物料推入料槽一；若为白色物料，待传送到白色物料检测传感器位置时，则传送带停止运行，延时1.5s后推料气缸二动作，将物料推入料槽二；若为黑色物料，待传送到黑色物料检测传感器位置时，传送带停止运行，延时1.5s后推料三气缸动作，将物料推入料槽三。