自动化生产线安装、调试和维护技术 第2版 教案全套 模块1-7 认识柔性自动化生产线-全线运行控制方案设计与调试

**************学院教案副页课程名称自动化生产线安装与调试授课学时2授课日期授课班级授课地点项目名称模块一认识柔性自动化生产线任务名称任务1：认识自动化生产线及实训装置教学目标知识目标了解自动化生产线的含义、特点、应用领域及发展熟悉YL-335B自动化生产线实训装置能力目标能够识别自动化生产线实训装置的组成单元素质目标具备较细致的观察和学习能力具备较强的动手能力教学重点自动化生产线的含义、特点及应用自动化实训装置的结构及功能解决办法查阅工作手册等相关资料教师引导小组讨论，分工合作教师巡回指导教学难点实训装置的结构及功能教学手段板书、多媒体、线上资源、教材配套微课视频等教学方法教师示范、小组讨论、实操训练教学环境PLC实训室、自动化生产线实训室教学资源教材及配套微课视频、智慧树线上课程资源、网络资源、视频、动画教学过程1）小组展示各自查找的关于不同流水线的工作过程及应用的技术并进行讨论。2）观看实训装置的工作视频了解。教学环节（时间）教学内容教师活动（主导）学生活动（主体）课前1）观看不同自动线的工作过程视频；2）了解自动线的功能及特点；平台发布学习资源及任务完成教师分配的任务，平台上学习、互相讨论、查阅资料。课中一、什么是自动化生产线自动化生产线是在流水线的基础上逐渐发展起来的。它不仅要求线体上各种机械加工装置能自动地完成预定的各道工序及工艺过程，使产品成为合格的制品，而且要求在装卸工件、定位加紧、工件在工序间的输送、工件的分拣甚至包装等都能自动地进行。使其按照规定的程序自动地进行工作，我们称这种自动工作的机械电气一体化系统为自动生产线（简称自动线）。二、自动化生产线的特点综合性是指：机械技术、传感检测技术、网络通信技术、PLC技术、电机驱动技术、气动技术、人机界面等多种技术有机的结合，并综合应用到生产设备中。系统性是指：生产线的检测、驱动、执行、控制、处理与传输等机构在微处理单元的控制下协调有序的工作，有机的融合在一起。三、自动化生产线的发展方向应用领域机械制造、电子信息、石油化工、轻工纺织、食品制药、汽车生产以及军工业等现代化工业的发展都离不开自动化生产线的主导和支撑作用。自动化生产线的发展方向将更加提高生产率、增大多用性、增大灵活性。四、YL-335B自动化生产线实训装置1.结构：YL-335B型自动生产线实训装备，在铝合金导轨式实训台上安装供料单元、加工单元、装配单元、分拣单元和输送单元，构成一个典型的现代自动化系统平台。系统的控制方式采用每一工作单元由一台可编程控制器承担其控制任务。各控制器之间通过RS485串行通讯实现互联的分布式控制方式。2.供料单元供料单元是自动生产线中的起始单元，它在整个系统中向其他工作单元提供原材料，如同企业生产线上的自动供料系统一样。供料单元根据生产过程的需要将工件仓中待加工的工件自动推到物料台上，以便输送站的机械手将其抓取并送往其他单元进行加工。3.加工单元加工单元是工件处理单元之一，在整个系统中，起着对输送站送来工件进行模拟冲孔处理或工件冲压等作用。加工单元把待加工工件从物料台移送到加工区域冲压气缸的正下方；完成对工件的冲压加工，然后把加工好的工件重新送回物料台。4.装配单元装配单元是自动化生产线中对工件处理的另一单元，在整个系统中，起着对输送站送来工件进行装配及小工件供料的作用。装配单元是完成将该单元料仓内的黑色或白色小圆柱工件嵌入到已成型的工件中的装配过程。5.分拣单元分拣单元是YL-335B中的最末单元，完成对上一单元送来的已加工、装配的工件进行分拣。使不同颜色的工件从不同的料槽分流的功能。当输送站送来工件放到传送带上并为入料口光电传感器检测到时，即启动变频器，工件开始送入分拣区进行分拣6.输送单元该单元通过驱动抓取机械手装置精确定位到指定单元的物料台，在物料台上抓取工件，把抓取到的工件输送到指定地点，然后放下。输送单元在网络系统中担任着主站的角色，它接收来自触摸屏的系统主令信号，读取网络上各从站的状态信息，加以综合后，向各从站发送控制要求，协调整个系统的工作。7.结构特点YL-335B采用模块组合式的结构，各工作单元是相对独立的模块，并采用了标准结构和抽屉式模块放置架，具有较强的互换性。可根据实训需要或工作任务的不同进行不同的组合安装和调试，达到模拟生产性功能和整合学习功能的目标，十分适合教学实训考核或技能竞赛的需要。五、实训装置供电电源六、电气控制结构特点PLC侧与装置侧都是由输入接线端子和输出接线端子两种端子排构成，但层数不同。输入接线端子通过25针电缆连接；输出接线端子通过15针电缆连接。七、按钮指示灯模块每一工作单元都可自成一个独立系统，由按钮指示灯模块控制。包含：3个指示灯HL1、HL2、HL3，2个自复位按钮SB1和SB2，1个转换开关SA，1个急停按钮QS。八、可编程控制器九、网络结构YL-335B型自动化生产线各工作单元在联机运行时通过网络互联构成一个分布式的控制系统，对于采用S7-1200系列PLC的YL335B型自动化生产线，其标准配置采用了工业以太网十、触摸屏YL-335B型自动化生产线所选用的昆仑通态公司开发的TPC7062Ti触摸屏作为它的人机界面。TPC7062Ti触摸屏是一套以先进的Cortex-A8CPU为核心（主频率为600MHz）的高性能嵌入式一体化触摸屏。播放企业自动化流水线的工作视频，定义自动化生产线的含义引导学生认真观察自动线的特点讲解自动线的应用领域及发展方向展示实训室中自动化生产线设备，通过现场演示和播放视频等方式介绍其结构及功能，展示供料单元的工作过程展示加工单元的工作过程展示装配单元的工作过程展示分拣单元的功能展示输送单元的功能引导学生观察自动化生产线的结构特点讲解实训装置的供电电源的布置，强调用电安全问题，播放安全用电视频，讲解实训室用电安全操作规范；讲解实训装置外部供电电源类型，装置上电源开关的走向等。展示自动线实训装置的电气结构，采用双层和三层的接线端子排引导学生观察各工作站的按钮指示灯模块讲解各工作站选用的PLC型号引导学生认真观察自动线个工作单元之间的通信方式讲解触摸屏的用途及功能认真观看视频，听取教师讲解，查阅相关资料，明确自动线的含义观察并讨论听取讲解，动脑思考认真观察观看实物演示认真思考提出问题寻找答案做好笔记认真观察并思考认真观察并思考认真观察并思考认真观察并思考认真观察并思考跟随教师的引导，仔细观察，并小组讨论总结归纳结构特点。认真听讲，并做好相关记录，小组成员之间互相监督，保证用电安全问题认真观察，小组讨论明确端子排的用途及结构仔细观察并用心记录，结合学过的PLC，查阅资料，了解不同型号PLC的特点及应用仔细观察，小组讨论，回答问题听取讲解，做好记录，认真观察课后巩固复习自动化生产线及实训装置的结构及各部门功能，查阅资料了解实现自动化生产线控制的检测元件和执行元件有哪些发布相关任务要求，引导学生自主学习小组讨论完成课后任务、提出疑虑并找到解决方案效果分析教学反思与诊改教学改革与创新

**************学院教案副页课程名称自动化生产线安装与调试授课学时2授课日期授课班级授课地点项目名称模块一认识柔性自动化生产线任务名称任务2：生产线中的气压传动技术教学目标知识目标了解自动化生产线实训装置中的气动技术熟悉自动化生产线中气动元件的结构及功能能力目标能够区分不同气动元件及功能能够认识电磁阀、气源组件等素质目标具备较细致的观察和学习能力具备较强的动手能力教学重点气源及辅助元件气动执行元件气动控制元件解决办法查阅工作手册等相关资料教师引导小组讨论，分工合作教师巡回指导教学难点气动系统故障分析教学手段板书、多媒体、线上资源、教材配套微课视频等教学方法教师示范、小组讨论、实操训练教学环境PLC实训室、自动化生产线实训室教学资源教材及配套微课视频、智慧树线上课程资源、网络资源、视频、动画教学过程教师讲解气源及辅助元件的结构及功能小组观察研讨气源的接通与关闭方法讲解气动执行元件和控制元件的原理及使用教学环节（时间）教学内容教师活动（主导）学生活动（主体）课前1）观看气动元件的相关视频；2）查找气动元件的功能及种类；平台发布学习资源及任务完成平台学习资源的学习，做好预习任务课中一、气源及辅助元件气源装置是将原动机输出的机械能转变为空气的压力能，为气压传动系统提供动力的部分。气源装置通常由以下几个部分组成：空气压缩机、储存、净化空气的装置和设备、传输压缩空气的管路系统。气动辅助元件是气动控制系统中的基本组成器件，它的作用是除去压缩空气中所含的杂质及凝结水，调节并保持恒定的工作压力。在使用时，应注意经常检查过滤器中凝结水的水位，在超过最高标线以前，必须排放，以免被重新吸入。气动辅助元件的气路入口处安装一个快速气路开关，用于启/闭气源，当把气路开关向左拔出时，气路接通气源，反之，开关向右推入时关闭。气动辅助元件输入气源来自空气压缩机，所提供的压力为0.6～1.0MPa，输出压力为0～0.8MPa可调。输出的压缩空气通过快速三通接头和气管输送到各工作单元。二、气动执行元件——气缸1.标准双作用直线气缸标准气缸是指气缸的功能和规格是普遍使用的、结构容易制造的、制造厂通常作为通用产品供应市场的气缸。双作用气缸是指活塞的往复运动均由压缩空气来推动。双作用气缸具有结构简单，输出力稳定，行程可根据需要选择的优点，但由于是利用压缩空气交替作用于活塞上实现伸缩运动的，回缩时压缩空气的有效作用面积较小，所以产生的力要小于伸出时产生的推力。薄型气缸薄型气缸属于省空间气缸类，即气缸的轴向或径向尺寸比标准气缸有较大减小的气缸。具有结构紧凑、重量轻、占用空间小等优点。薄型气缸的特点是：缸筒与无杆侧端盖压铸成一体，杆盖用弹性挡圈固定，缸体为方形。这种气缸通常用于固定夹具和搬运中固定工件等。在YL-1633B的加工单元中，薄型气缸用于冲压，这主要是考虑该气缸行程短的特点。气动手指（气爪）气爪用于抓取、夹紧工件。气爪通常有滑动导轨型、支点开闭型和回转驱动型等工作方式。YL-33B的加工单元所使用的是滑动导轨型气动手指。导向气缸导向气缸是指具有导向功能的气缸。一般为标准气缸和导向装置的集合体。导向气缸具有导向精度高，抗扭转力矩、承载能力强、工作平稳等特点。气动摆台回转物料台的主要器件是气动摆台，它是由直线气缸驱动齿轮齿条实现回转运动，回转角度能在0~90°和0~180°之间任意可调，而且可以安装磁性开关，检测旋转到位信号，多用于方向和位置需要变换的机构。气动摆台的摆动回转角度能在0~180°范围任意可调。当需要调节回转角度或调整摆动位置精度时，应首先松开调节螺杆上的反扣螺母，通过旋入和旋出调节螺杆，从而改变回转凸台的回转角度，调节螺杆1和调节螺杆2分别用于左旋和右旋角度的调整。当调整好摆动角度后，应将反扣螺母与基体反扣锁紧，防止调节螺杆松动，造成回转精度降低。三、气动控制元件1.单向节流阀为了使气缸的动作平稳可靠，应对气缸的运动速度加以控制，常用的方法是使用单向节阀来实现。单向节流阀是由单向阀和节流阀并联而成的流量控制阀，常用于控制气缸的运动速度，所以也称为速度控制阀。节流阀上带有气管的快速接头，只要将合适外径的气管往快速接头上一插就可以将管连接好了，使用时十分方便。单电控电磁换向阀、电磁阀组在自动控制中，方向控制阀常采用电磁控制方式实现方向控制，称为电磁换向阀。电磁换向阀是利用其电磁线圈通电时，静铁芯对动铁芯产生电磁吸力使阀芯切换，达到改变气流方向的目的。YL-335B所有工作单元的执行气缸都是双作用气缸，因此控制它们工作的电磁阀需要有二个工作口和二个排气口以及一个供气口，故使用的电磁阀均为二位五通电磁阀。所谓“位”指的是为了改变气体方向，阀芯相对于阀体所具有的不同的工作位置。“通”的含义则指换向阀与系统相连的通口，有几个通口即为几通。供料单元用了两个二位五通的单电控电磁阀。这两个电磁阀带有手动换向和加锁钮，两个电磁阀是集中安装在汇流板上的。汇流板中两个排气口末端均连接了消声器，消声器的作用是减少压缩空气在向大气排放时的噪声。这种将多个阀与消声器、汇流板等集中在一起构成的一组控制阀的集成称为阀组，而每个阀的功能是彼此独立的。四、真空发生器真空发生器的工作原理是利用喷管高速喷射压缩空气，在喷管出口形成射流，产生卷吸流动在卷吸作用下，使得喷管出口周围的空气不断地被抽吸走，使吸附腔内的压力降至大气压以下，形成一定真空度。平直型真空吸盘的工作原理首先将真空吸盘通过接管与真空设备(如真空发生器等，图中没画出)接通，然后与待提升物如玻璃、纸张等接触起动真空设备抽吸，使吸盘内产生负气压，从而将待提升物吸牢，即可开始搬送待提升物。当待提升物搬送到目的地时，平稳地充气进真空吸盘内，使真空吸盘内由负气压变成零气压或稍为正的气压，真空吸盘就脱离待提升物，从而完成了提升搬送重物的任务。五、气动系统的安装调试和故障分析1.气压系统使用和维护为使气动系统能够长期稳定地工作，应做的维护措施如下：（1）每天应将过滤器中的水排掉，检查油雾器的油面高度及油雾器的调节情况；（2）每周应检查信号发生器上是否有灰尘或铁屑，查看调查压阀上的压力表，检查油雾器的工作是否正常；（3）每三个月检查管道连接处的密封；（4）每六个月检查气缸内活塞杆的支撑点是否磨损。2.气动系统主要元件常见故障和排除方法，一般系统发生故障的原因如下：（1）元件的堵塞；（2）控制系统的内部故障。一般情况下，控制系统故障发生的概率远远少于与外部接触的传感器或者机器本身的故障。引导学生查阅气源及辅助元件的功能及结构特点，讲解其使用方法，讲解标准双作用直线气缸的功能及动作过程，讲解薄型气缸的结构、工作原理及应用讲解气动手指的结构、功能及原理讲解导向气缸的功能、结构及原理讲解气动摆台的结构、功能及工作原理讲解气动控制元件的功能、原理及结构讲解真空发生器的工作原理引导学生观察并讲解气动系统在安装调试过程中可能出现的故障及原因查阅资料，小组讨论，确定气源及辅助元件的名称、结构、特点及功能，小组互相协助，实现气源的接通和关闭练习认真听取讲解，记录笔记，并小组讨论查阅资料了解直线气缸的工作原理认真观察、听取讲解，记录笔记认真观察、听取讲解，记录笔记认真观察、听取讲解，记录笔记认真观察、听取讲解，记录笔记认真观察、听取讲解，记录笔记认真观察、听取讲解，记录笔记认真观察、听取讲解，记录笔记课后1）巩固复习气源、气动元件和气动控制元件的结构及功能；2）查阅资料，了解更多气动组件的结构及特点引导学生查阅资料并做好总结归纳小组讨论完成课后任务、提出疑虑并找到解决方案效果分析教学反思与诊改教学改革与创新

**************学院教案副页课程名称自动化生产线安装与调试授课学时4授课日期授课班级授课地点项目名称模块一认识柔性自动化生产线任务名称任务3：生产线中的传感器技术教学目标知识目标了解传感器的定义与分类熟悉光电、电感和磁性开关传感器能力目标能够区分不同类型传感器的原理素质目标具备吃苦耐劳的劳动精神和精益求精的工匠精神具备较强的动手实操能力教学重点1.传感器的定义及分类2.光电、电感、磁性开关的原理解决办法1.通过智慧树线上平台发布课程资源，将线下有限课堂时间延伸，协助学生自主学习，反复学习，帮助学生解决重点知识；2.通过观看视频，讲授专业技术标准和规范，给学生建立规范意识和安全意识。教学难点传感器的工作原理1.气路的调试、检查与排故；2.在气动系统作业中自觉遵守安全操作规程、工艺符合专业技术规范标准。教学手段板书、多媒体、线上资源、教材配套微课视频等教学方法教师示范、小组讨论、实操训练教学环境PLC实训室、自动化生产线实训室教学资源教材及配套微课视频、智慧树线上课程资源、网络资源、视频、动画教学过程1）了解传感器的定义与分类。2）学习光电传感器的原理及应用。3）学习电感传感器的原理及应用。4）学习磁性开关的原理及应用。教学环节（时间）教学内容教师活动（主导）学生活动（主体）课前1）发布查阅传感器相关资料的任务4）完成平台的测验和调查问卷平台发布学习资源及任务完成教师分配的任务，平台上学习、互相讨论、查阅资料。课中一、传感器的定义传感器是一种监测装置，能感受到被测量的信息，并将能感受到的信息转换成电信号进行存储和记录。二、传感器的分类1）开关量：磁感式、电感式、光电式、光纤式2）数字量：光电编码器、数字光栅、感应同步器3）模拟量：压力、流量、温度变送器等。三、光电式传感器1）光电传感器的原理和特点光电传感器以光电效应为基础，是将光信号转换为电信号的传感器。它采用光电元件作为检测元件，首先把被测量的变化转换成光信号的变化，然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。光电传感器具有精度高、反应快、非接触等优点，在检测和控制系统中应用非常广泛。2）光电传感器的结构光电传感器包括光发射器和光接收器，光发射器用于发射红外光或可见光；光接收器用于接收发射器发射的光，并将光信号转换成电信号以开关量形式输出。3）光电式传感器根据检测原理和方式特点不同分为对射式、反射式、漫射式三种。①对射式：根据光路信号是否有输出来判断有无物体。②漫射式：利用光照射到被测物体上反射回来的光线而进行工作。③反射式：光发射器发出的光以反射镜是否有反射光线被光接收器接收来判断有无物体。3）光电传感器的电路和图形符号4）生产线中的应用：生产线中使用的是漫反射式传感器，根据检测位置不同有两种外型不同的光电传感器。注意：接线时请注意根据导线颜色判断电源极性和信号输出线，切勿把信号输出线直接连接到电源+24V端。四、光纤传感器1）原理：光纤传感器，是光电传感器的一种，它由光纤检测头、光纤放大器两部分组成，放大器和光纤检测头是分离的两个部分，光纤检测头的尾端部分分成两条光纤，使用时分别插入放大器的两个光纤孔。2）特点：抗电磁干扰、可工作于恶劣环境，传输距离远，使用寿命长，此外，由于光纤头具有较小的体积，所以可以安装在很小空间的地方。3）光纤传感器的电路及图形符号生产线中的应用：分拣单元使用光纤传感器，通过调节其器的灵敏度，用以区分被检测工件的黑白颜色。五、电感式传感器1）原理：电感式传感器是利用电磁感应把被测的物理量如位移，压力、流量、振动等转换成线圈的自感系数和互感系数的变化；再由电路转换为电压或电流的变化量输出，实现非电量到电量的转换。2）分类：自感式、互感式、电涡流式3）电路图及图形符号4）电感式接近开关结构5）生产线中的应用：供料单元工件属性检测、分拣单元工件属性检测、输送单元的原点位置检测。六、磁性接近开关1）定义：磁电式传感器简称磁性开关，其工作方式是当有磁性物质接近磁性开关传感器时，传感器感应有动作，并输出开关信号。在自动化设备中，磁性开关主要与内部活塞（活塞杆）上安装有磁环的各种气缸配合使用，用于监测气缸灯执行元件的两个极限位置。为了方便使用，每一磁性开关上都有动作指示灯。当监测到磁信号时，输出电信号，指示灯亮。2）结构及工作原理：气缸的活塞上安装一个永久磁铁的磁环，从而提供一个反映气缸活塞位置的磁场。而安装在气缸外侧的磁性开关用舌簧开关作磁场检测元件。当气缸中随活塞移动的磁环靠近开关时，舌簧开关的两根簧片被磁化而相互吸引，触点闭合；当磁环移开开关后，簧片失磁，触点断开。触点闭合或断开即提供了气缸活塞伸出或缩回的位置。3）电路图及图形符号七、归纳总结评价小组讨论在自主探学、合作研学、实操练学、比拼促学环节中遇到的问题、解决的方法，及小组存在的问题，后续继续努力的方向。播放视频，引入传感器的定义。列举生活中的传感器的例子，讲解传感器的简单分类。重点讲解生产线中使用较多的光电式传感器的工作原理、结构、分类、电路图、图形符号及生产线中用到光电传感器的功能。播放视频讲解光纤传感器的工作原理、特点、电路、图形符号及在生产线中的用途播放视频讲解电感式传感器原理、结构、分类、电路及图形符号，讲解其在生产线中的广泛应用及作用播放视频讲解接近开关的原理及结构、电路、符号及用途引导学生对本次课内容进行总结归纳，做好记录。观看视频听取讲解，认真思考。认真听取教师讲解，记录笔记，并仔细观察，思考生产线中光电传感器的功能及作用观看视频，听取讲解，认真思考，记录笔记听取讲解，观看视频，认真思考，记录笔记，提出疑虑寻求答案。听取讲解，认真思考，记录笔记。跟随教师的引导，记录笔记、小组讨论，总结课后1）寻找身边各种类型的传感器，阐述他们的工作原理。2）优化供料单元气路的绑扎工艺。3）总结归纳做好笔记。发布相关任务要求，引导学生自主学习小组讨论完成课后任务、提出疑虑并找到解决方案效果分析教学反思与诊改教学改革与创新**************学院教案副页课程名称自动化生产线安装与调试授课学时4授课日期授课班级授课地点项目名称模块二柔性生产线供料单元设计与调试任务名称任务1：硬件设备安装与调试教学目标知识目标了解供料单元的工作过程掌握供料单元的结构及安装方法能力目标能够正确安装供料单元的机械组件、调整传感器位置素质目标具备较细致的观察和学习能力具备较强的动手能力教学重点供料单元的结构及组成供料单元的传感器和气动元件解决办法查阅工作手册等相关资料教师引导小组讨论，分工合作教师巡回指导教学难点机械组装教学手段板书、多媒体、线上资源、教材配套微课视频等教学方法教师示范、小组讨论、实操训练教学环境PLC实训室、自动化生产线实训室教学资源教材及配套微课视频、智慧树线上课程资源、网络资源、视频、动画教学过程1）小组展示各自查找的关于不同流水线的工作过程及应用的技术并进行讨论。2）观看视频了解供料单元的工作流程。3）学习供料单元的结构及组成4）熟悉供料单元的传感器及气动元件。教学环节（时间）教学内容教师活动（主导）学生活动（主体）课前1）观看供料单元的工作过程视频；2）查找关于传感器的种类及功能；3）查找气动元件的功能及种类；4）观看供料单元的组装过程。平台发布学习资源及任务完成教师分配的任务，平台上学习、互相讨论、查阅资料。课中一、供料单元的结构供料单元是设备中的起始单元，在整个系统中，起着向系统中的其他单元提供原料的作用。根据生产过程的需要将工件仓中待加工的工件自动推到物料台上。供料单元主要由工件推出装置、PLC控制器、辅助装置、按钮指示灯模块等组成。其中，辅助元件包括端子排组件，线槽、底板、支撑架、电磁阀组等；工件推出装置主要由管形料仓和料仓底座、推料气缸、顶料气缸、磁感应接近开关、漫射式光电传感器组成。在底座和管形料仓第4层工件位置，分别安装一个漫射式光电开关。它们的功能是检测料仓中有无储料或储料是否足够。若该部分机构内没有工件，则处于底层和第4层位置的两个漫射式光电接近开关均处于常态；若仅在底层起有3个工件，则底层处光电接近开关动作而第4层处光电接近开关常态，表明工件已经快用完了。这样，料仓中有无储料或储料是否足够，就可用这两个光电接近开关的信号状态反映出来。推料气缸把工件推出到出料台上。出料台面开有小孔，出料台下面设有一个园柱形漫射式光电接近开关，工作时向上发出光线，从而透过小孔检测是否有工件存在，以便向系统提供本单元出料台有无工件的信号。二、供料单元的工作过程工件叠放在料仓中，推料气缸处于料仓的底层，顶料气缸则与次下层工件处于同一水平位置。需要供料时，顶料气缸的活塞杆伸出，顶住次下层工件；然后推料气缸活塞推出，把最下层工件推到物料台上。当推料气缸返回后，再使顶料气缸返回，松开次下层工件；料仓中的工件在重力的作用下，自动下落，为下一次供料做好准备。三、供料单元的检测元件1.漫射式光电传感器：用来检测工件不足或工件有无是漫射式放大器内置型光电接近开关（细小光束型，NPN型晶体管集电极开路输出）。动作选择开关的功能是选择受光动作(Light)或遮光动作(Drag)模式。2.漫射式光电接近开关：用来检测物料台上有无物料的光电开关，工作时向上发出光线，从而透过小孔检测是否有工件存在。3.金属电感式传感器：检测工件原材料是否为金属材料，以便在分拣过程中根据要求将其放入指定的分拣区域。4.磁性开关:气缸的缸筒采用导磁性弱、隔磁性强的材料，如硬铝、不锈钢等。在非磁性体的活塞上安装一个永久磁铁的磁环，用于提供反映气缸活塞位置的磁场。而安装在气缸外侧的磁性开关则是用来检测气缸活塞位置，即检测活塞的运动行程的。5.传感器接线原理图：1）磁性开关原理图如下所示：2）光电开关的接线原理图6.接近开关的电气图形符号四、实操训练1）小组合作拆卸供料单元的机械部分2）小组协作完成供料单元的机械组装3）根据以下安装调试单，总结归纳调试过程中存在的问题及解决方案，优化安装方案。强调用电安全问题，播放安全用电视频，讲解实训室用电安全操作规范；讲解实训装置外部供电电源类型，装置上电源开关的走向等。播放供料单元的工作视频，了解供料单元功能；引导学生学习本单元相关的检测元件，了解其功能和原理讲解漫射式光电传感器的工作原理及在供料单元中的应用展示传感器的外观结构示范传感器的安装步骤和调试方法展示金属传感器的外形及其供料单元中的应用讲解金属传感器的原理及安装调试规范展示磁性开关的外形及其在供料单元中的应用讲解磁性开关的工作原理及安装调试规范讲解光电开关、磁性开关、电感传感器的引线及功能示范接线操作流程及规范引导学生发现问题并给出答案示范传感器接近开关的电气图形符号的画法讲解并引导学生画图播放供料单元的组装视频；讲解安装过程中的注意事项。引导学生按照操作规范完成，并做好记录。查阅相关资料汇总资料并总结，展示汇报查阅资料的情况，仔细聆听做好笔记动脑思考认真观察观看实物演示认真思考提出问题寻找答案做好笔记查阅相关资料自学研讨结合提出疑虑并寻求解决方案；认真阅读传感器说明书，掌握传感器的安装方法和注意事项小组协作组装实操发现问题并寻求解决方案小组讨论并记录操作过程，总结归纳操作规范，优化安装方案。课后1）查阅相关传感器的资料，了解传感器引线功能及接线方法；2）查阅电路接线规范和标准；3）查找相关电工工具的使用方法；4）做好总结归纳的笔记发布相关任务要求，引导学生自主学习小组讨论完成课后任务、提出疑虑并找到解决方案效果分析教学反思与诊改教学改革与创新

**************学院教案副页课程名称自动化生产线安装与调试授课学时4授课日期授课班级授课地点项目名称模块二柔性生产线供料单元设计与调试任务名称任务2：控制线路连接与查验教学目标知识目标掌握IO信号分配的规则及原理图绘制方法与技巧能力目标能够规范绘制原理接线图能够按图接线并正确查验电路素质目标具备较细致的观察和学习能力具备较强的动手能力教学重点电路接线原理图绘制电路连接方法与技巧电路查验方法和技巧解决办法查阅工作手册等相关资料教师引导小组讨论，分工合作教师巡回指导教学难点电路连接及查验教学手段板书、多媒体、线上资源、教材配套微课视频等教学方法教师示范、小组讨论、实操训练教学环境PLC实训室、自动化生产线实训室教学资源教材及配套微课视频、智慧树线上课程资源、网络资源、视频、动画教学过程1）小组讨论并确定IO信号分配表。2）小组讨论、查阅绘图规范，正确绘制电路接线原理图。3）小组协作完成电路的连接工作。4）小组协作完成电路查验工作。教学环节（时间）教学内容教师活动（主导）学生活动（主体）课前1）观看供料单元的工作过程视频；2）查找关于传感器的种类及功能；3）查找气动元件的功能及种类；4）观看供料单元的组装过程。平台发布学习资源及任务完成教师分配的任务，平台上学习、互相讨论、查阅资料。课中一、供料单元的IO信号分配供料单元装置侧的接线端口上各电磁阀和传感器的引线布置如表接线时应注意，装置侧接线端口中，输入信号端子的上层端子（+24V）只能作为传感器的正电源端，切勿用于电磁阀等执行元件的负载。电磁阀等执行元件的正电源端和0V端应连接到输出信号端子下层端子的相应端子上。装置侧接线完成后，应用扎带绑扎，力求整齐美观。根据工作单元装置的I/O信号分配和工作任务的要求，装置侧传感器信号占用8个输入点，PLC侧启停和方式切换占4个输入点，输出2个电磁阀和3个指示灯，则所需的输入输出点数分别为12点输入和5点输出。供料单元PLC选用CPU1214CAC/DC/RLY主单元，共14点输入和10点继电器输出。二、供料单元的接线原理图1M和1L接直流DC24V光电传感器：棕色线——24V黑色线——PLC信号蓝色线——0V注意：区别传感器的电气符号区别不同按钮开关的电气符号三、供料单元的电路连接电气接线的工艺应符合国家职业标准的规定，例如，导线连接到端子时，采用压紧端子压接方法；连接线须有符合规定的标号；每一端子连接的导线不超过2根等等。1、电线连接时必须用冷压端子，电线金属材料不外露。2、冷压端子金属部份不外露。3、传感器护套线的护套层，应放在线槽内，只有线芯从线槽出线孔内穿出。绝缘没有完全剥离4、线槽与接线端子排之间的导线，不能交叉。5、传感器不用芯线应减掉，并用热塑管套住或用绝缘胶带包裹在护套绝缘层的根部，不可裸露。6、不要损伤电线绝缘部分。7、传感器芯线进入线槽应与线槽垂直，且不交叉。8、电缆在走线槽里最少保留10cm，如果是一根短接线的话，在同一个走线槽里不要求。四、电路查验1）测量连接线路是否为通路时，一般在未上电之前，使用蜂鸣器档位，表笔分别连接要测量的两个点位，听到蜂鸣器声，表示是通路。2）上电之后，可用电压测量两点之间的电压，为0V表示为通路；测量电源电压之前，要确定是直流电压还是交流电压，选择对应档位。五、电路调试根据上述安装调试单，总结归纳调试过程中存在的问题及解决方案，调整传感器位置。六、整理工位、总结线路查验无误后整理工位，清扫台面和地上，工具归位，做好接线过程中的问题总结记录。引导学生根据加工单元的结构特点，给出PLC选型方案：确定I/O点数，检测信号及输出信号。引导学生根据加工单元的结构特点，给出PLC选型方案：确定I/O点数，检测信号及输出信号。根据学生讨论的情况，及时引导、重点讲解、详细解读控制要求、提出问题、给出正确答案根据PLC选型和IO信号分配，绘制IO接线原理图关注学生绘图过程的问题；共性问题强调说明；示范绘图标准强化速度强调：1）PLC输入输出公共端的信号连接。2）传感器的三线和两线的颜色及连接方法。播放相关视频，讲解导线制作规范，分别展示规范的和错误的接线方式供学生参考。在学生接线实操过程中巡回指导，共性问题集中讲解。播放视频，并亲身示范讲解电路查验的方法，强调查验过程中的注意事项。针对学生出现的问题给予指导。引导学生完成电路调试，确保传感器安装位置正确。引导学生及时总结归纳，并按照8S规范整理工位查阅相关资料小组讨论设计电路接线方案；确定IO信号分配方案，并记录小组讨论，根据控制要求明确输入设备安装的位置及功能听取老师讲解根据信号分配方案，参考绘图标准，绘制本单元原理接线图小组协作讨论结合国家职业标准规范制作导线；并优化导线制作技巧。听取老师讲解的接线规范和技巧，小组协作完成本单元的电路连接，并做好总结归纳工作。认真听讲并做好记录，认真观看老师的示范和视频讲解；小组分工协作共同完成本单元的电路连接工作。小组共同使用万用表查验接线成果，信号是否接错、虚接或电源的是否接反等。做好总结归纳等记录工作，填好电路调试工作单。课后1）优化接线图的绘制2）优化导线制作水平及速度3）优化供料单元的绑扎工艺指导学生优化成果小组讨论完成课后任务、提出疑虑并找到解决方案效果分析教学反思与诊改教学改革与创新

**************学院教案副页课程名称自动化生产线安装与调试授课学时2授课日期授课班级授课地点项目名称模块二柔性生产线供料单元设计与调试任务名称任务3：气动回路设计与连接教学目标知识目标掌握供料单元中气路元件的工作原理及应用掌握气路连接步骤、调试方法掌握气路绑扎的专业技术规范和气动系统安全操作规范能力目标能够完成供料系统气动控制回路的设计及绘制气动回路原理图具备识读、绘制气动回路原理图的能力能够完成气动回路的连接、调试及检查气动回路故障，并进行排故素质目标具备吃苦耐劳的劳动精神和精益求精的工匠精神具备较强的动手实操能力教学重点1.气动控制回路的设计；2.气动控制回路图的绘制及气路的连接、调试与绑扎。解决办法1.通过智慧树线上平台发布课程资源，将线下有限课堂时间延伸，协助学生自主学习，反复学习，帮助学生解决重点知识；2.通过教师示范、实操训练、技能比拼、训练学生的实践能力。3.通过观看视频，讲授专业技术标准和规范，给学生建立规范意识和安全意识。教学难点1.气路的调试、检查与排故；2.在气动系统作业中自觉遵守安全操作规程、工艺符合专业技术规范标准。1.气路的调试、检查与排故；2.在气动系统作业中自觉遵守安全操作规程、工艺符合专业技术规范标准。教学手段板书、多媒体、线上资源、教材配套微课视频等教学方法教师示范、小组讨论、实操训练教学环境PLC实训室、自动化生产线实训室教学资源教材及配套微课视频、智慧树线上课程资源、网络资源、视频、动画教学过程1）认识了解气动回路设计与连接的任务内容及要求。2）通过合作研学分角色进行小组探讨、共同研学，实操训练，完成任务。3）通过技能比拼，提高实际操作技能水平和竞争意识、规范意识。4）学生通过组内自检自评，组间互检互评，双师评判，完成评价考核。教学环节（时间）教学内容教师活动（主导）学生活动（主体）课前1）预习供料系统气动回路组成。2）了解供料系统气动控制回路安装注意事项。3）自主学习GB/T7932-2003《气动系统通用技术条件》国家标准。4）完成平台的测验和调查问卷平台发布学习资源及任务完成教师分配的任务，平台上学习、互相讨论、查阅资料。课中一、供料单元气动元件1）供料单元的顶料气缸和推料气缸均采用标准双作用直线气缸。双作用气缸是指活塞的往复运动均由压缩空气来推动。双作用气缸具有结构简单，输出力稳定，行程可根据需要选择的优点，但由于是利用压缩空气交替作用于活塞上实现伸缩运动的，回缩时压缩空气的有效作用面积较小，所以产生的力要小于伸出时产生的推力。2）双作用气缸装上两个单向节流阀。当压缩空气从A端进气、从B端排气时，单向节流阀A的单向阀开启，向气缸无杆腔快速充气；由于单向节流阀B的单向阀关闭，有杆腔的气体只能经节流阀排气，调节节流阀B的开度，便可改变气缸伸出时的运动速度。反之，调节节流阀A的开度则可改变气缸缩回时的运动速度。这种控制方式，活塞运行稳定，是最常用的方式。3）供料单元的执行气缸是双作用气缸，因此控制它们工作的电磁阀需要有两个工作口、两个排气口以及一个供气口，故使用的电磁阀均为二位五通单电控电磁阀。下图为一个直动式双电控二位五通电磁换向阀的工作原理及图形符号。a)电磁线圈1得电，阀芯向右移b）电磁线圈2得电，阀芯向左移4）电磁阀带有手动换向和加锁钮，有锁定（LOCK）和开启（PUSH）2个位置。用小螺丝刀把加锁钮旋到在LOCK位置时，手控开关向下凹进去，不能进行手控操作。只有在PUSH位置，可用工具向下按，信号为“1”，等同于该侧的电磁信号为“1”；常态时，手控开关的信号为“0”。在进行设备调试时，可以使用手控开关对阀进行控制，从而实现对相应气路的控制，以改变推料气缸等执行机构的控制，达到调试的目的。二、供料单元气动控制回路原理图中1A和2A分别为推料气缸和顶料气缸，1B1和1B2为安装在推料缸的两个极限工作位置的磁感应接近开关，2B1和2B2为安装在顶料缸的两个极限工作位置的磁感应接近开关。1Y1和2Y1分别为控制推料气缸和顶料气缸的电磁阀的电磁控制端。两个电磁阀分别对顶料气缸和推料气缸进行控制，以改变各自的动作状态。三、供料单元的气路连接1）气路连接步骤；气路安装从汇流排开始，按图1-4-5所示的气动控制回路原理图连接电磁阀、气缸。连接时注意气管走向应按序排布，均匀美观，不能交叉、打折；气管要在快速接头中插紧，不能够有漏气现象。2）在气动系统作业中自觉遵守安全操作规程、工艺符合专业技术规范标准。3）组织学生在规定时间完成技能比拼任务：自动化生产线供料系统中，对气动控制回路进行连接、调试及气路绑扎。四、供料单元的气路连接注意事项气路连接要完全按照自动生产线气路图进行。气路连接时，气管一定要在快速接头中插紧，不能够有漏气现象。气路中的气缸节流阀调整要适当，以活塞进出迅速、无冲击、无卡滞现象为宜，以不推倒工件为准。如果有气缸动作相反，将气缸两端进气管位置颠倒即可。气路气管在连接走向时，应该按序排布，均匀美观。不能交叉打折，顺序凌乱。所有外露气管必须用黑色尼龙扎带进行绑扎，松紧程度以不使气管变形为宜，外形美观。电磁阀组与气体汇流板的连接必须压在橡胶密封垫上固定，要求密封良好，无泄漏。五、气路调试根据上述安装调试单，总结归纳调试过程中存在的问题及解决方案，调整传感器位置。气路调试包括如下两个步骤：1.用电磁阀上的手动换向加锁钮验证顶料气缸和推料气缸的初始位置和动作位置是否正确。2.调整气缸节流阀以控制活塞杆的往复运动速度，伸出速度以不推倒工件为准。六、归纳总结评价小组讨论在自主探学、合作研学、实操练学、比拼促学环节中遇到的问题、解决的方法，及小组存在的问题，后续继续努力的方向。结合微课、动画、仿真视频、元件实物和实训设备，讲解气缸、节流阀、电磁阀的工作原理及应用；引导学生设计出气动控制回路原理图；展示供料系统气动控制回路连接步骤、气路调试方法、气管绑扎技术规范。强调气路连接的注意事项，避免学生在气路连接过程中出现错误教师示范规范的调试方法和技巧，引导学生完成气路调试工作。总结本次课的理论知识联系实践情况，团队协作沟通能力，职业技能提升情况，适应社会能力；组织优秀团队进行经验分享。观看视频，认真听企业导师讲解，观看用电安全教育视频，工作中和生活中时刻注意用电安全，并与教师和同学互动回答老师问题，掌握本次课重难点内容，培育素质目标；观看教师教学示范；通过教学示范、口诀记忆，掌握气路连接、调试及绑扎的知识。听取老师建议，小组互相监督完成气路连接观看教师示范演示，小组互相监督完成气路调试工作。认真聆听教师总结，根据教师总结归纳的重难点进行记录并反思；找出其他小组的优点，并向他们学习。课后1）优化气动回路图的绘制2）优化供料单元气路的绑扎工艺3）总结归纳做好笔记发布相关任务要求，引导学生自主学习小组讨论完成课后任务、提出疑虑并找到解决方案效果分析教学反思与诊改教学改革与创新

**************学院教案副页课程名称自动化生产线安装与调试授课学时4授课日期授课班级授课地点项目名称模块二柔性生产线供料单元设计与调试任务名称任务4：控制程序设计与调试教学目标知识目标掌握供料过程步进顺序流程图的设计掌握程序设计步骤及仿真、调试方法能力目标能够正确编写供料单元的控制程序能够调试并实现供料控制素质目标培养学生善于思考实践的创新思维能力具备良好的沟通技巧和团队合作能力教学重点1.供料单元的控制方案设计2.PLC控制程序编写及调试解决办法自主学习、小组协作，共同研讨教师示范、实操训练教学难点PLC控制程序的编写与调试1.气路的调试、检查与排故；2.在气动系统作业中自觉遵守安全操作规程、工艺符合专业技术规范标准。教学手段板书、多媒体、线上资源、教材配套微课视频等教学方法教师示范、小组讨论、实操训练教学环境PLC实训室、自动化生产线实训室教学资源教材及配套微课视频、智慧树线上课程资源、网络资源、视频、动画教学过程1）观看供料单元运行视频，教师引导解读控制要求。2）小组研讨确定控制方案，绘制控制流程图。3）小组协作编写PLC程序，并进行仿真调试。4）实物连机调试，故障诊断，优化程序。教学环节（时间）教学内容教师活动（主导）学生活动（主体）课前1）观看供料单元运行视频，分析控制方案。2）完成供料单元的电路和气路的连接。3）复习相关PLC控制指令。4）完成平台的测验和调查问卷平台发布学习资源及任务完成教师分配的任务，平台上学习、互相讨论、查阅资料。课中一、供料单元的控制要求工作站的主令信号和工作状态显示信号来自控制模块，它由PLC、启动/停止按钮、急停按钮、状态指示灯组成，工作方式选择开关SA应置于“单站方式”位置。具体控制要求如下：①设备上电和气源接通后，若工作单元的两个气缸均处于缩回位置，且料仓内有足够的待加工工件，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，工作单元启动，“设备运行”指示灯HL2常亮。启动后，若出料台上没有工件，则应把工件推到出料台上。出料台上的工件被人工取出后，若没有停止信号，则进行下一次推出工件操作。③若在运行中按下停止按钮，则在完成本工作周期任务后，各工作单元停止工作，HL2指示灯熄灭。④若在运行中料仓内工件不足，则工作单元继续工作，但“正常工作”指示灯HL1以1Hz的频率闪烁，“设备运行”指示灯HL2保持常亮。若料仓内没有工件，则HL1指示灯和HL2指示灯均以2Hz频率闪烁。工作站在完成本周期任务后停止。除非向料仓补充足够的工件，否则工作站不能再启动。二、供料单元的控制流程三、供料单元的程序设计1）主程序2）供料过程控制子程序3）状态指示控制子程序四、程序调试1）IO信号地址接错；2）由于导线制作不合格等原因造成的导线接触不良，信号时有时断；3）PLC有信号输出，但对应电磁阀不动作；原因：线路接错；或电磁阀电线接触不良；3）电磁阀指示灯亮，气缸不动作；原因：气路不通畅；4）磁性开关信号能采集到，但是光电传感器信号采集不到。原因：光电传感器的供电电压不足，或检测灵敏度不够。5）磁性开关的到位信号没检测到。原因：光磁性开关的安装位置不准确，或接线不对6）程序监控线圈已置位，但PLC信号指示灯不亮。原因：程序错误，使用交叉引用查看是否一边置位一边复位。引导学生分析控制要求强调：初始状态运行状态指示灯状态供料过程循环条件停止控制引导学生绘制控制流程图引导学生编写初始化程序，强调M1.0的含义和功能。引导学生编写初态检测程序；判定进入运行状态的条件停止命令的编写启动命令下和FC块步进循环的开始讲解工作周期停止的方法和技巧教师在整个过程中进行引导，帮助学生找出故障原因，指引学生寻求解决方案。重点讲解供料过程的动作顺序及出发传感器信号，引导学生小组讨论，自主编写程序进行调试；指导学生调试过程中常见出现的故障诊断，并优化程序。引导学生两种方法编写闪烁电路：系统自带时钟脉冲M0.5使用定时器自制一个脉冲信号根据学生调试过程中存在的问题，给与指导，帮助寻找解决方案小组讨论，逐条解读控制要求，并做好笔记。根据教师引导，确定控制方案。根据控制方案要求，小组讨论绘制控制流程图听取老师重点讲解，并进行小组讨论，确定程序编写方案；小组独立编程调试，故障诊断听取教师重点强调内容，并理解其含义，完成主控程序的编写和调试根据确定的方案录入梯形图程序，小组配合进行调试，故障诊断及维护；能够熟练使用步进编程思想，完成脚本程序的编写和调试工作。根据老师指示和引导，完成指示灯程序的编写和调试小组讨论和在教师指导下能够找到故障原因并自己解决。根据调试过程中的曾多次操作，不断优化程序，做到精益求精，追求完美。课后1）平台上传动作运行视频2）上传调试过程中的总结笔记查看学生的调试结果，并给与一定的指导，提出开放行问题平台作业，听取老师的指导，在下次课中继续优化和完善效果分析教学反思与诊改教学改革与创新

**************学院教案副页课程名称自动化生产线安装与调试授课学时2授课日期授课班级授课地点项目名称模块二柔性生产线供料单元设计与调试任务名称任务5：供料系统评价与优化教学目标知识目标掌握PLC控制程序设计、编程及调试方法掌握电气回路的连接与绑扎的技巧能力目标能够调整和调试硬件设备安装的位置和检测精度能够优化控制系统设计方案并总结归纳素质目标塑造精益求精、规范严谨的工匠精神强化学生数字化素养能力教学重点1.控制系统整体调试2.总结归纳，优化程序解决办法1.自主学习、小组协作，共同研讨2.观摩其他小组展示，总结优化教学难点总结归纳，小组汇报1.气路的调试、检查与排故；2.在气动系统作业中自觉遵守安全操作规程、工艺符合专业技术规范标准。教学手段板书、多媒体、线上资源、教材配套微课视频等教学方法教师示范、小组讨论、实操训练教学环境PLC实训室、自动化生产线实训室教学资源教材及配套微课视频、智慧树线上课程资源、网络资源、视频、动画教学过程1）调试优化控制程序。2）小组研讨总结归纳，制作PPT汇报展示。3）组间互相观摩学习、评价。4）优化程序，并完成课后拓展练习。教学环节（时间）教学内容教师活动（主导）学生活动（主体）课前1）上传小组展示成果和汇报PPT。2）核对控制要求、明确评价标准。3）了解拓展任务要求。平台发布学习资源及任务，并下载小组汇报展示材料完成教师分配的任务，平台上学习、互相讨论、查阅资料。课中一、根据控制要求优化并调试控制程序工作站的主令信号和工作状态显示信号来自控制模块，它由PLC、启动/停止按钮、急停按钮、状态指示灯组成，工作方式选择开关SA应置于“单站方式”位置。具体控制要求如下：①设备上电和气源接通后，若工作单元的两个气缸均处于缩回位置，且料仓内有足够的待加工工件，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，工作单元启动，“设备运行”指示灯HL2常亮。启动后，若出料台上没有工件，则应把工件推到出料台上。出料台上的工件被人工取出后，若没有停止信号，则进行下一次推出工件操作。③若在运行中按下停止按钮，则在完成本工作周期任务后，各工作单元停止工作，HL2指示灯熄灭。④若在运行中料仓内工件不足，则工作单元继续工作，但“正常工作”指示灯HL1以1Hz的频率闪烁，“设备运行”指示灯HL2保持常亮。若料仓内没有工件，则HL1指示灯和HL2指示灯均以2Hz频率闪烁。工作站在完成本周期任务后停止。除非向料仓补充足够的工件，否则工作站不能再启动。二、分组展示汇报，组间互评1.PPT展示本单元的知识内容2.小组演示实现的成果3.明确评价指标三、总结归纳、教师点评引导学生认真解读控制要求，检验小组成果与控制要求之间的出入。强调：初始状态运行状态指示灯状态供料过程循环条件停止控制组织学习按照小组进行成果汇报，讲解评价指标，组织小组互评和提问。通过成果展示和小组互评环节后，教师做最后的总结和归纳，并重点强调出现的共性问题及暂时未出现但可能会出现的其它问题小组针对自己设计的控制方案和控制程序进行逐条自查，针对成果与控制要求有出入的地方要反复推敲，拿出解决方案。做好记录、总结归纳，并形成汇报材料，包括照片，视频等。按照一定的顺序进行小组汇报。汇报时确保每一位组员都参与其中，有现场成果演示的，有总结回报讲解的，有分享实践经验的、有负责给其他组员提问设置障碍的，等等。最终实现小组之间的互评，和经验学习。认真听讲，结合其他小组的经验传授和自身存在的问题，做好总结归纳和记录课后拓展任务：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加工工件，出料台上没有工件，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。若设备准备好，按下启动按钮SB1，工作单元将处于启动状态，“正常运行”指示灯HL2常亮。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HL3亮，若推出的工件是金属工件，则推料完成指示灯以1HZ频率闪烁。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。若在运行中料仓内工件不足，则工作单元继续工作，但“正常工作”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2Hz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。指导学生解析控制要求，设计控制方案，掌握调试技巧。根据教师指导，查阅资料，小组研讨，分析控制要求，设计控制方案，小组分工合作进行编程调试。效果分析教学反思与诊改教学改革与创新**************学院教案副页课程名称自动化生产线安装与调试授课学时2授课日期授课班级授课地点项目名称模块三柔性生产线加工单元设计与调试任务名称任务1：硬件设备安装与调试教学目标知识目标了解加工单元的工作过程掌握加工单元的结构及安装方法能力目标能够正确安装加工单元的机械组件、调整传感器位置素质目标具备较细致的观察和学习能力具备较强的动手能力教学重点加工单元的结构及组成加工单元的传感器和气动元件解决办法查阅工作手册等相关资料教师引导小组讨论，分工合作教师巡回指导教学难点机械组装教学手段板书、多媒体、线上资源、教材配套微课视频等教学方法教师示范、小组讨论、实操训练教学环境PLC实训室、自动化生产线实训室教学资源教材及配套微课视频、智慧树线上课程资源、网络资源、视频、动画教学过程1）小组展示各自查找的关于不同流水线的工作过程及应用的技术并进行讨论。2）观看视频了解加工单元的工作流程。3）学习加工单元的结构及组成4）熟悉加工单元的传感器及气动元件。教学环节（时间）教学内容教师活动（主导）学生活动（主体）课前1）观看加工单元的工作过程视频；2）查找关于传感器的种类及功能；3）查找气动元件的功能及种类；4）观看加工单元的组装过程。平台发布学习资源及任务完成教师分配的任务，平台上学习、互相讨论、查阅资料。课中一、加工单元的工作过程加工单元是工件处理单元之一，在整个系统中，起着对输送站送来工件进行模拟冲孔处理或工件冲压等作用。加工单元的功能是完成把待加工工件从物料台移送到加工区域冲压气缸的正下方；完成对工件的冲压加工，然后把加工好的工件重新送回物料台的过程。二、加工单元的结构加工单元装置侧主要结构组成为：加工台及滑动机构，加工（冲压）机构，电磁阀组，接线端子排组件，底板等。1）加工台及滑动机构加工台用于固定被加工件，并把工件移到加工（冲压）机构正下方进行冲压加工。它主要由气动手爪、手指、加工台伸缩气缸、线性导轨及滑块、磁感应接近开关、漫射式光电传感器组成。滑动加工台在系统正常工作后的初始状态为伸缩气缸伸出，加工台气动手指张开的状态。当输送机构把物料送到料台上，物料检测传感器检测到工件后，PLC控制程序驱动气动手指将工件夹紧→加工台回到加工区域冲压气缸下方→冲压气缸活塞杆向下伸出冲压工件→完成冲压动作后向上缩回→加工台重新伸出→到位后气动手指松开的顺序完成工件加工工序，并向系统发出加工完成信号。为下一次工件到来加工做准备。2）加工（冲压）机构加工机构用于对工件进行冲压加工。它主要由冲压气缸、冲压头、安装板等组成。冲压台的工作原理是：当工件到达冲压位置时，即伸缩气缸活塞杆缩回到位，冲压缸伸出对工件进行加工，完成加工动作后冲压缸缩回，为下一次冲压做准备。冲头根据工件的要求对工件进行冲压加工，冲头安装在冲压缸头部。安装板用于安装冲压缸，对冲压缸进行固定。三、加工单元的检测元件1.漫射式光电传感器：用来检测工件不足或工件有无是漫射式放大器内置型光电接近开关（细小光束型，NPN型晶体管集电极开路输出）。主要用于物料台工件检测。动作选择开关的功能是选择受光动作(Light)或遮光动作(Drag)模式。2.磁性开关:气缸的缸筒采用导磁性弱、隔磁性强的材料，如硬铝、不锈钢等。在非磁性体的活塞上安装一个永久磁铁的磁环，用于提供反映气缸活塞位置的磁场。而安装在气缸外侧的磁性开关则是用来检测气缸活塞位置，即检测活塞的运动行程的。3.传感器接线原理图：1）磁性开关原理图如下所示：2）光电开关的接线原理图四、实操训练1）小组合作拆卸加工单元的机械部分2）小组协作完成加工单元的机械组装3）根据以下安装调试单，总结归纳调试过程中存在的问题及解决方案，优化安装方案。播放加工单元动作视频，引导学生观察并分析加工单元的控制要求提出问题：供料单元由哪几部分组成？给出正确答案，并留白思考引导学生观察加工单元的气缸有几种？查阅资料了解其功能及特点提问：加工单元有几个传感器？它们是什么类型的传感器？在加工单元中的功能？展示传感器的外观结构示范传感器的安装步骤和调试方法。展示磁性开关的外形及其在加工单元中的应用讲解磁性开关的工作原理及安装调试规范讲解光电开关、磁性开关的引线及功能示范接线操作流程及规范引导学生发现问题并给出答案示范传感器电气图形符号的画法讲解并引导学生画图播放加工单元的组装视频；讲解安装过程中的注意事项。引导学生按照操作规范完成，并做好记录。观看视频小组讨论仔细观察小组讨论回答问题仔细观察，深入思考，回答问题。查阅相关资料小组讨论学习加工单元传感器的工作原理、引线功能及接线方法小组协作组装实操发现问题并寻求解决方案小组讨论并记录操作过程，总结归纳操作规范，优化安装方案。课后1）查阅相关传感器的资料，了解传感器引线功能及接线方法；2）查阅电路接线规范和标准；3）查找相关电工工具的使用方法；4）做好总结归纳的笔记发布相关任务要求，引导学生自主学习小组讨论完成课后任务、提出疑虑并找到解决方案效果分析教学反思与诊改教学改革与创新

**************学院教案副页课程名称自动化生产线安装与调试授课学时2授课日期授课班级授课地点项目名称模块三柔性生产线加工单元设计与调试任务名称任务2：控制线路连接与查验教学目标知识目标掌握IO信号分配的规则及原理图绘制方法与技巧能力目标能够规范绘制原理接线图能够按图接线并正确查验电路素质目标具备较细致的观察和学习能力具备较强的动手能力教学重点电路接线原理图绘制电路连接方法与技巧电路查验方法和技巧解决办法查阅工作手册等相关资料教师引导小组讨论，分工合作教师巡回指导教学难点电路连接及查验教学手段板书、多媒体、线上资源、教材配套微课视频等教学方法教师示范、小组讨论、实操训练教学环境PLC实训室、自动化生产线实训室教学资源教材及配套微课视频、智慧树线上课程资源、网络资源、视频、动画教学过程1）小组讨论并确定IO信号分配表。2）小组讨论、查阅绘图规范，正确绘制电路接线原理图。3）小组协作完成电路的连接工作。4）小组协作完成电路查验工作。教学环节（时间）教学内容教师活动（主导）学生活动（主体）课前1）观看加工单元的工作过程视频；2）查找关于传感器的种类及功能；3）查找气动元件的功能及种类；4）观看加工单元的组装过程。平台发布学习资源及任务完成教师分配的任务，平台上学习、互相讨论、查阅资料。课中一、加工单元的IO信号分配加工单元装置侧的接线端口上各电磁阀和传感器的引线布置如表接线时应注意，装置侧接线端口中，输入信号端子的上层端子（+24V）只能作为传感器的正电源端，切勿用于电磁阀等执行元件的负载。电磁阀等执行元件的正电源端和0V端应连接到输出信号端子下层端子的相应端子上。装置侧接线完成后，应用扎带绑扎，力求整齐美观。根据工作单元装置的I/O信号分配和工作任务的要求，装置侧传感器信号占用6个输入点，PLC侧启停和方式切换占4个输入点，输出3个电磁阀和3个指示灯，则所需的输入输出点数分别为10点输入和6点输出。加工单元PLC选用CPU1214CAC/DC/RLY主单元，共14点输入和10点继电器输出。二、加工单元的接线原理图1M和1L接直流DC24V光电传感器：棕色线——24V黑色线——PLC信号蓝色线——0V注意：区别传感器的电气符号区别不同按钮开关的电气符号三、加工单元的电路连接电气接线的工艺应符合国家职业标准的规定，例如，导线连接到端子时，采用压紧端子压接方法；连接线须有符合规定的标号；每一端子连接的导线不超过2根等等。1、电线连接时必须用冷压端子，电线金属材料不外露。2、冷压端子金属部份不外露。3、传感器护套线的护套层，应放在线槽内，只有线芯从线槽出线孔内穿出。绝缘没有完全剥离4、线槽与接线端子排之间的导线，不能交叉。5、传感器不用芯线应减掉，并用热塑管套住或用绝缘胶带包裹在护套绝缘层的根部，不可裸露。6、不要损伤电线绝缘部分。7、传感器芯线进入线槽应与线槽垂直，且不交叉。8、电缆在走线槽里最少保留10cm，如果是一根短接线的话，在同一个走线槽里不要求。四、电路查验1）测量连接线路是否为通路时，一般在未上电之前，使用蜂鸣器档位，表笔分别连接要测量的两个点位，听到蜂鸣器声，表示是通路。2）上电之后，可用电压测量两点之间的电压，为0V表示为通路；测量电源电压之前，要确定是直流电压还是交流电压，选择对应档位。五、电路调试根据上述安装调试单，总结归纳调试过程中存在的问题及解决方案，调整传感器位置。六、整理工位、总结线路查验无误后整理工位，清扫台面和地上，工具归位，做好接线过程中的问题总结记录。引导学生根据加工单元的结构特点，给出PLC选型方案：确定I/O点数，检测信号及输出信号。引导学生根据加工单元的结构特点，给出PLC选型方案：确定I/O点数，检测信号及输出信号。根据学生讨论的情况，及时引导、重点讲解、详细解读控制要求、提出问题、给出正确答案根据PLC选型和IO信号分配，绘制IO接线原理图关注学生绘图过程的问题；共性问题强调说明；示范绘图标准强化速度强调：1）PLC输入输出公共端的信号连接。2）传感器的三线和两线的颜色及连接方法。播放相关视频，讲解导线制作规范，分别展示规范的和错误的接线方式供学生参考。在学生接线实操过程中巡回指导，共性问题集中讲解。播放视频，并亲身示范讲解电路查验的方法，强调查验过程中的注意事项。针对学生出现的问题给予指导。引导学生完成电路调试，确保传感器安装位置正确。引导学生及时总结归纳，并按照8S规范整理工位查阅相关资料小组讨论设计电路接线方案；确定IO信号分配方案，并记录小组讨论，根据控制要求明确输入设备安装的位置及功能听取老师讲解根据信号分配方案，参考绘图标准，绘制本单元原理接线图小组协作讨论结合国家职业标准规范制作导线；并优化导线制作技巧。听取老师讲解的接线规范和技巧，小组协作完成本单元的电路连接，并做好总结归纳工作。认真听讲并做好记录，认真观看老师的示范和视频讲解；小组分工协作共同完成本单元的电路连接工作。小组共同使用万用表查验接线成果，信号是否接错、虚接或电源的是否接反等。根据老师建议，规范调试，并做好记录做好总结归纳等记录工作，填好电路调试工作单。课后1）优化接线图的绘制2）优化导线制作水平及速度3）优化加工单元的绑扎工艺指导学生优化成果小组讨论完成课后任务、提出疑虑并找到解决方案效果分析教学反思与诊改教学改革与创新

**************学院教案副页课程名称自动化生产线安装与调试授课学时2授课日期授课班级授课地点项目名称模块三柔性生产线加工单元设计与调试任务名称任务3：气动回路设计与连接教学目标知识目标掌握加工单元中气路元件的工作原理及应用掌握气路连接步骤、调试方法掌握气路绑扎的专业技术规范和气动系统安全操作规范能力目标能够完成加工单元气动控制回路的设计及绘制气动回路原理图具备识读、绘制气动回路原理图的能力能够完成气动回路的连接、调试及检查气动回路故障，并进行排故素质目标具备吃苦耐劳的劳动精神和精益求精的工匠精神具备较强的动手实操能力教学重点1.气动控制回路的设计；2.气动控制回路图的绘制及气路的连接、调试与绑扎。解决办法1.通过智慧树线上平台发布课程资源，将线下有限课堂时间延伸，协助学生自主学习，反复学习，帮助学生解决重点知识；2.通过教师示范、实操训练、技能比拼、训练学生的实践能力。3.通过观看视频，讲授专业技术标准和规范，给学生建立规范意识和安全意识。教学难点1.气路的调试、检查与排故；2.在气动系统作业中自觉遵守安全操作规程、工艺符合专业技术规范标准。1.气路的调试、检查与排故；2.在气动系统作业中自觉遵守安全操作规程、工艺符合专业技术规范标准。教学手段板书、多媒体、线上资源、教材配套微课视频等教学方法教师示范、小组讨论、实操训练教学环境PLC实训室、自动化生产线实训室教学资源教材及配套微课视频、智慧树线上课程资源、网络资源、视频、动画教学过程1）认识了解气动回路设计与连接的任务内容及要求。2）通过合作研学分角色进行小组探讨、共同研学，实操训练，完成任务。3）通过技能比拼，提高实际操作技能水平和竞争意识、规范意识。4）学生通过组内自检自评，组间互检互评，双师评判，完成评价考核。教学环节（时间）教学内容教师活动（主导）学生活动（主体）课前1）预习供料系统气动回路组成。2）了解供料系统气动控制回路安装注意事项。3）自主学习GB/T7932-2003《气动系统通用技术条件》国家标准。4）完成平台的测验和调查问卷平台发布学习资源及任务完成教师分配的任务，平台上学习、互相讨论、查阅资料。课中一、加工单元的气动元件1.薄膜气缸属于省空间气缸类，气缸的轴向或径向尺寸比标准气缸有较大减小的气缸。具有结构紧凑、重量轻、占用空间小等优点。薄膜气缸用于冲压，这主要是考虑气缸行程短的特点。2.手指气缸气爪用于抓取、夹紧工件。气爪通常有滑动导轨型、支点开闭型和回转驱动型等工作方式。本加工站所使用的是滑动导轨型气动手指。3.直线导轨直线导轨又称线轨、滑轨、线性导轨、线性滑轨，用于直线往复运动场合，拥有比直线轴承更高的额定负载，同时也可以承担一定的扭矩，可在高负载的情况下实现高精度的直线运动。直线导轨分为方形滚珠直线导轨、双轴芯滚轮直线导轨、单轴芯直线导轨。它的作用是用来支撑和引导运动部件，按给定的方向做往复直线运动。直线导轨主要用在精度比较高的机械结构上。二、加工单元气动控制回路原理图中1A和2A分别为推料气缸和顶料气缸，1B1和1B2为安装在推料缸的两个极限工作位置的磁感应接近开关，2B1和2B2为安装在顶料缸的两个极限工作位置的磁感应接近开关。1Y1和2Y1分别为控制推料气缸和顶料气缸的电磁阀的电磁控制端。两个电磁阀分别对顶料气缸和推料气缸进行控制，以改变各自的动作状态。三、加工单元的气路连接1）气路连接步骤；气路安装从汇流排开始，按图1-4-5所示的气动控制回路原理图连接电磁阀、气缸。连接时注意气管走向应按序排布，均匀美观，不能交叉、打折；气管要在快速接头中插紧，不能够有漏气现象。2）在气动系统作业中自觉遵守安全操作规程、工艺符合专业技术规范标准。3）组织学生在规定时间完成技能比拼任务：自动化生产线供料系统中，对气动控制回路进行连接、调试及气路绑扎。四、加工单元的气路连接注意事项气路连接要完全按照自动生产线气路图进行。气路连接时，气管一定要在快速接头中插紧，不能够有漏气现象。气路中的气缸节流阀调整要适当，以活塞进出迅速、无冲击、无卡滞现象为宜，以不推倒工件为准。如果有气缸动作相反，将气缸两端进气管位置颠倒即可。气路气管在连接走向时，应该按序排布，均匀美观。不能交叉打折，顺序凌乱。所有外露气管必须用黑色尼龙扎带进行绑扎，松紧程度以不使气管变形为宜，外形美观。电磁阀组与气体汇流板的连接必须压在橡胶密封垫上固定，要求密封良好，无泄漏。五、气路调试根据上述安装调试单，总结归纳调试过程中存在的问题及解决方案，调整传感器位置。气路调试包括如下两个步骤：1.用电磁阀上的手动换向加锁钮验证顶料气缸和推料气缸的初始位置和动作位置是否正确。2.调整气缸节流阀以控制活塞杆的往复运动速度，伸出速度以不推倒工件为准。六、归纳总结评价小组讨论在自主探学、合作研学、实操练学、比拼促学环节中遇到的问题、解决的方法，及小组存在的问题，后续继续努力的方向。结合微课、动画、仿真视频、元件实物和实训设备，讲解气缸、节流阀、电磁阀的工作原理及应用；引导学生设计出气动控制回路原理图；展示供料系统气动控制回路连接步骤、气路调试方法、气管绑扎技术规范。强调气路连接的注意事项，避免学生在气路连接过程中出现错误教师示范规范的调试方法和技巧，引导学生完成气路调试工作。总结本次课的理论知识联系实践情况，团队协作沟通能力，职业技能提升情况，适应社会能力；组织优秀团队进行经验分享。观看视频，认真听企业导师讲解，观看用电安全教育视频，工作中和生活中时刻注意用电安全，并与教师和同学互动回答老师问题，掌握本次课重难点内容，培育素质目标；观看教师教学示范；通过教学示范、口诀记忆，掌握气路连接、调试及绑扎的知识。听取老师建议，小组互相监督完成气路连接观看教师示范演示，小组互相监督完成气路调试工作。认真聆听教师总结，根据教师总结归纳的重难点进行记录并反思；找出其他小组的优点，并向他们学习。课后1）优化气动回路图的绘制2）优化加工单元气路的绑扎工艺3）总结归纳做好笔记发布相关任务要求，引导学生自主学习小组讨论完成课后任务、提出疑虑并找到解决方案效果分析教学反思与诊改教学改革与创新

**************学院教案副页课程名称自动化生产线安装与调试授课学时4授课日期授课班级授课地