《焊接機器人綜合實驗》教學(xué)大綱

《焊接機器人綜合實驗》教學(xué)大綱適用范圍：202X版本科人才培養(yǎng)方案課程代碼：03142512課程性質(zhì)：專業(yè)必修課學(xué)分：1學(xué)分學(xué)時：16學(xué)時（實驗16學(xué)時）先修課程：材料科學(xué)基礎(chǔ)A、電工與電子技術(shù)、焊接技術(shù)與工程導(dǎo)論等后續(xù)課程：焊接工程與裝備、焊接自動化技術(shù)、先進連接技術(shù)等適用專業(yè)：焊接技術(shù)與工程開課單位：材料科學(xué)與工程學(xué)院一、課程說明《焊接機器人綜合實驗》是焊接技術(shù)與工程專業(yè)的學(xué)科專業(yè)必修課。本課程主要內(nèi)容包括焊接機器人工作站的構(gòu)成及各部分的作用；弧焊機器人的在線示教編程的步驟及方法；一些典型的焊接結(jié)構(gòu)的示教編程；機器人焊接過程中出現(xiàn)的各種問題的防治措施。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握焊接機器人的組成及各部分的作用，掌握焊接機器人的直線、圓弧、擺動、平板對接的編程方法，并為學(xué)習(xí)后續(xù)課程打下必要的基礎(chǔ)。二、課程目標通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生達到如下目標：課程目標1：培養(yǎng)學(xué)生積極推廣和創(chuàng)新新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備的創(chuàng)新精神，為國家的可持續(xù)發(fā)展積極貢獻力量的愛國思想，以及崇尚勞動、熱愛勞動、辛勤勞動、誠實勞動的勞動精神。課程目標2：要求學(xué)生掌握焊接機器人工作站的構(gòu)成及各部分的作用，弧焊機器人的在線示教編程的步驟及方法，熟悉常見的焊接結(jié)構(gòu)的示教編程方法，熟悉機器人焊接過程中出現(xiàn)的各種常規(guī)問題的防治措施，了解變位機與機器人的協(xié)同作業(yè)。課程目標3：培養(yǎng)學(xué)生能夠?qū)Φ湫徒Y(jié)構(gòu)進行機器人焊接，并且能夠處理各種問題的能力。培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的科學(xué)方法，以及勤于思考、勇于創(chuàng)新、為國家建設(shè)不懈努力的科學(xué)精神。三、課程目標與畢業(yè)要求《焊接機器人綜合實驗》課程教學(xué)目標對材焊接技術(shù)與工程專業(yè)畢業(yè)要求的支撐見表1。表1課程教學(xué)目標與畢業(yè)要求關(guān)系畢業(yè)要求指標點課程目標支撐強度4.研究4.2能夠基于科學(xué)原理，采用科學(xué)方法對焊接工藝、材料、結(jié)構(gòu)、設(shè)備、質(zhì)量檢測制定實驗方案并實施。課程目標1：培養(yǎng)學(xué)生積極推廣和創(chuàng)新新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備的創(chuàng)新精神，為國家的可持續(xù)發(fā)展積極貢獻力量的愛國思想，以及崇尚勞動、熱愛勞動、辛勤勞動、誠實勞動的勞動精神。課程目標2：要求學(xué)生掌握焊接機器人工作站的構(gòu)成及各部分的作用，弧焊機器人的在線示教編程的步驟及方法；熟悉一些典型的焊接結(jié)構(gòu)的示教編程；熟悉機器人焊接過程中出現(xiàn)的各種常規(guī)問題的防治措施，接變位機與機器人的協(xié)同作業(yè)；了解利用接觸傳感器進行中厚板的焊接。H5.使用現(xiàn)代工具5.2能夠開發(fā)、選擇與使用現(xiàn)代工程工具和信息技術(shù)工具對焊接專業(yè)相關(guān)復(fù)雜工程問題進行輔助設(shè)計、預(yù)測和模擬，并理解其局限性。課程目標3：培養(yǎng)學(xué)生能夠?qū)Φ湫徒Y(jié)構(gòu)進行機器人進行市教編程，并且能夠處理各種問題的能力。培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的科學(xué)方法，以及勤于思考、勇于創(chuàng)新、為國家建設(shè)不懈努力的科學(xué)精神。M注：表中“H（高）、M（中）”表示課程與相關(guān)畢業(yè)要求的關(guān)聯(lián)度。教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配見表2。表2實驗項目、實驗內(nèi)容與學(xué)時實驗項目實驗內(nèi)容和要求實驗學(xué)時對應(yīng)的課程目標1.弧焊機器人的動作規(guī)律與對點操作實驗內(nèi)容：安全教育、焊接機器人工作站的組成及工作原理。認識示教器、弧焊機器人的運動規(guī)律，并進行對點操作。實驗要求：掌握操作焊接機器人的安全注意事項；熟悉焊接機器人工作站的組成及工作原理。熟悉弧焊機器人的運動規(guī)律，掌握對點操作技巧。41、22.弧焊機器人簡單軌跡的示教編程實驗內(nèi)容：新建編程文件，對直線和圓弧軌跡進行示教編程。實驗要求：熟悉弧機器人示教編程的流程；掌握直線和圓弧示教編程的方法。41、2、33.弧焊機器人擺動焊的示教編程實驗內(nèi)容：對直線擺動和圓弧擺動軌跡進行示教編程。實驗要求：熟悉弧機器人示教編程的流程；掌握直線擺動和圓弧擺動示教編程的方法。41、2、34.平板對接焊的示教編程實驗內(nèi)容：機器人平板對接焊的方法；對出現(xiàn)問題進行分析，并提出解決方法。實驗要求：熟悉弧機器人示教編程的流程；掌握平板對接焊方法。41、2、3合計16五、教學(xué)方法及手段本課程改變以往以教師講授為主的教學(xué)模式，提出學(xué)生+教師的雙主體的教學(xué)模式。強化學(xué)生的主觀能動性，安排課前預(yù)習(xí)、課堂討論、課后師生互動等環(huán)節(jié)；實驗過程中老師給第一組示范后，其他組的學(xué)習(xí)由前一組示范，使學(xué)生能夠在教中學(xué)，學(xué)中教；實驗后，組織學(xué)生對實驗結(jié)果、內(nèi)容、實驗過程方法等進行現(xiàn)場討論。指導(dǎo)教師適當提出問題，引導(dǎo)學(xué)生主動思考，以培養(yǎng)學(xué)生對實驗結(jié)果的分析能力。通過學(xué)生+教師的雙主體的教學(xué)模式，使學(xué)生掌握焊接機器人的直線、圓弧、擺動、平板對接的編程方法。六、課程資源1.推薦教材：（1）孫慧平.焊接機器人系統(tǒng)操作、編程與維護[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2018.01.2.參考書：（1）蘭虎.焊接機器人編程及應(yīng)用第2版[M].北京:機械工業(yè)大學(xué)出版社,2021.09.（2）袁有德.焊接機器人現(xiàn)場編程及虛擬仿真[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2020.04.（3）邵慧.焊接機器人案例教程[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2015.06.3.期刊：（1）馮英超,徐勇,劉金平.Boss頭預(yù)制多層多道焊接機器人離線編程研究[J].電焊機,2019,49(04):6-9.（2）仲德平,徐洪澤,金晶波,等.基于RobotStudio的機器人曲面厚板焊接離線編程[J].焊接技術(shù),2018,47(01):45-49.（3）王東銳,殷榮幸.焊接機器人示教編程過程中存在的問題及解決辦法[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè),2020,41(03):191.（4）蘭虎,陶祖?zhèn)?段宏偉.弧焊機器人示教編程技術(shù)[J].實驗室研究與探索,2011,30(09):46-49.（5）倪自強,王田苗,劉達.基于視覺引導(dǎo)的工業(yè)機器人示教編程系統(tǒng)[J].北京航空航天大學(xué)學(xué)報,2016,42(03):562-568.（6）YusenGeng,YuankaiZhang,XinchengTian,etal.Amethodofweldingpathplanningofsteelmeshbasedonpointcloudforweldingrobot[J].TheInternationalJournalofAdvancedManufacturingTechnology,2021,116(9-10):1-15.4.網(wǎng)絡(luò)資源：（1）竇紅強.機器人焊接操作實訓(xùn).四川工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院.中國大學(xué)MOOC,2022./course/SCGCZY-1466015181?tid=1467052491.（2）謝廣明.魅力機器人.北京大學(xué).中國大學(xué)MOOC,2021./course/PKU-1206015802?from=searchPage&outVendor=zw_mooc_pcssjg.七、課程考核對課程目標的支撐課程成績由過程性考核成績構(gòu)成，具體考核/評價細則及對課程目標的支撐關(guān)系見表3。表3課程考核對課程目標的支撐考核環(huán)節(jié)占比考核/評價細則課程目標123過程性考核實驗預(yù)習(xí)30根據(jù)對本次實驗的預(yù)習(xí)情況進行考核，滿分30分?！獭獭?0155操作過程40主要考核學(xué)生按操作規(guī)程操作設(shè)備的情況，以及分組情況下的協(xié)作情況?！獭獭?5205結(jié)果分析30主要考核學(xué)生對實驗結(jié)果數(shù)據(jù)的記錄及對實驗結(jié)果的分析情況?！獭獭?0155合計：100分355015八、考核與成績評定1.考核與成績評定考核方式：實驗課成績評定采取實驗預(yù)習(xí)成績、實驗過程成績和實驗結(jié)果分析成績來評定?？己艘螅簩嶒灴偝煽?yōu)?00分，實驗預(yù)習(xí)成績30分（占比30%），實驗過程成績40分（占比40%），實驗結(jié)果分析成績30分（占比30%）。2.過程性考核成績的標準過程性考核方式重點考核內(nèi)容、評價標準、所占比重見表4。表4過程性考核方式評價標準考核方式所占比重（%）100≥X>9090≥X>7070≥X≥6060>X≥