《弧焊机器人工作站系统应用》课程标准

《弧焊机器人工作站系统应用》课程标准课程代码11212012课程名称弧焊机器人工作站系统应用适用专业参考学时72制（修）订时间制（修）订人核准日期核准人一、课程定位本课程是工业机器人技术专业核心课程，主要讲授弧焊基础、焊接材料、弧焊工艺、弧焊机器人工作站、弧焊机器人系统以及焊接外围设备、弧焊缺陷分析、弧焊典型应用等，使学生掌握弧焊原理和工艺基础、弧焊机器人的操作、焊接电源的参数调整以及变位机的协调工作、工作站的调试和维护等应用技能。先修课程：《工业机器人技术》、《工业机器人编程技术》后续课程：《工业机器人工作站系统集成》。二、课程目标1．知识目标1）熟悉机器人焊接发展现状2）掌握机器人焊接分类3）掌握电弧焊基础知识4）掌握焊接材料的分类和常用牌号的编制规则5）熟悉常用代表性焊接材料的特性和应用6）掌握焊材选用原则7）掌握CO2体保护焊的焊接工艺8）掌握钨极惰性气体保护焊的焊接工艺9）认识焊接系统的组成10）熟悉弧焊机器人焊缝自动跟踪技术知识11）熟悉各类常见焊接缺陷；12）熟悉焊接过程中质量控制的基本过程13）熟悉弧焊机器人工作站系统组成；14）掌握弧焊机器人工作站系统中弧焊机器人及相关设备的选择；15）掌握常用的焊接设备及系统设备的使用；16）掌握弧焊机器人的示教编程；17）掌握弧焊机器人工作站的焊接过程；18）掌握弧焊机器人工作站的维护和保养知识；2.能力目标1）对机器人焊接的发展与应用有较深的认识2）能区分机器人焊接的种类3）能根据生产需要选择相应的弧焊方法4）能根据生产需要选择相应的焊接材料5）能分析和预防焊接缺陷6）会选择弧焊焊接工艺参数7）能根据弧焊机器人焊接对象特点选择合理的焊接跟踪技术方案及控制方法；8）能根据实际情况判断出何种缺陷；9）能根据实际的焊接缺陷提出相应的检测方法10）能根据生产需要选择弧焊机器人；11）能设置机器人的I/O参数，12）实现机器人与焊接电源、13）能实现机器人与外围设备的连接及通信14）根据焊接工艺要求调整弧焊机器人焊接参数；15）能按要求利用站进行焊接工作；16）能解决弧焊机器人工作站常见故障17）能对弧焊机器人工作站系统进行日常维护3．素质目标1）具有坚定正确的政治方向；2）具有良好的职业道德和科学的创新精神；3）具有良好的心理素质与健康体魄；4）具有获取、分析新知识的能力；5）具有与他人合作、沟通，团队工作能力；l6）具有发现问题，解决问题的能力；7）具有自我学习、追求进步不断超越能力。三、课程内容与要求序号课程单元知识能力点学习内容学习目标参考学时编号名称1机器人焊接概述1—1机器人焊接发展现状学习机器人焊接的产生与发展，定义与分类，机器人焊接在企业生产中的应用1.认识机器人焊接发展；2.了解机器人焊接的分类；21—2机器人焊接分类机器人焊接的分类，2弧焊基础2—1焊接电弧1.焊接电弧的物理基础2.焊接电弧的导电特性3.焊接电弧的工艺性能了解焊接电弧的物理本质和各种特性22—2焊丝熔化与熔滴过渡1.焊丝的加入和熔化2.熔滴上的作用力3.熔滴过渡的主要形式及特点1.理解焊丝融化过程；2.了解熔滴过渡主要形式。23焊接材料3—1焊条基本知识及选用1.焊条组成及作用；2.焊条分类、型号和牌号3.焊条的工艺性能1.掌握焊条组成及作用；2.掌握焊接材料的分类；3.掌握选用焊条的基本原则1.53—2焊丝焊剂基本知识及选用1.焊丝的分类方法2.实芯钢焊丝的型号和牌号3.药芯焊丝的型号和牌号4.埋弧焊剂的种类和特点1.掌握焊丝的分类及用途；2.掌握焊丝的选用原则；3.掌握埋弧焊剂的种类及应用2.54弧焊工艺4—1埋弧焊的焊接工艺1.焊前准备2.埋弧焊工艺的内容和编制3.埋弧焊接工艺参数的影响及选择（焊丝直径，焊接电流，电弧电压，焊接速度，装配间隙及坡口尺寸，焊丝倾角）4.焊接缺陷与预防方法1.会编写埋弧焊接工艺规程；2.会选择埋弧焊接工艺参数；3.会操作埋弧焊设备；4.能分析和预防焊接缺陷。34—2CO2体保护焊的焊接工艺1.焊丝直径，焊接电流，电弧电压，焊接速度；2.CO2气体流量，电源极性；3.装配间隙及坡口尺寸，焊枪倾角1.会选择CO2体保护焊的焊接工艺参数；2.会操作CO2体保护焊设备。34—3钨极惰性气体保护焊的焊接工艺1.电源种类和极性2.钨极直径及端部形状3.焊接电流，氩气流量，焊接速度，电弧电压1.熟悉钨极惰性气体保护焊电源种类和极性；2.懂得钨极惰性气体保护焊工艺规程；3.会操作钨极惰性气体保护焊设备。25焊接系统构成5—1焊接机器人工业机器人的机械结构，工业机器人驱动技术、传感器技术、控制技术1.了解工业机器人发展现状及相关技术。2.认识工业机器人结构及工作原理3.焊机机器人在汽车制造上使用的典型案例（弧焊）25—2焊接设备焊接电源、焊枪、送丝机构1.认识焊接系统的组成及工作原理2.安全操作、设备保养。25—3工艺装备工装夹具、移动及变位装置1.认识工艺装备定义及用途2.认识典型的工装结构。25—4辅助设施安全围栏、排烟装置、底座和机架1.了解自动化焊接的辅助设施作用及特点26焊缝自动跟踪技术6—1焊缝自动跟踪技术概述焊缝自动跟踪系统构成1.认识焊缝自动跟踪系统构成；2.掌握焊缝跟踪常用传感器优缺点和适用场合；3.能根据焊接特点选择合理的焊接跟踪方案及控制方法；16—2焊缝跟踪传感器的原理及应用1.接触式传感器原理及应用；2.电弧式传感器的原理及应用；3.光电传感器的原理及应用；4.视觉传感器的原理及应用；26—3焊缝自动跟踪技术的典型应用汽车底盘焊缝自动跟踪系统；汽车座椅骨架焊缝自动跟踪系统；37常见焊接缺陷分析7—1焊接缺陷与分类1.焊接缺陷及其产生原因2.焊接缺陷的分类1.了解各类焊接缺陷2.掌握各类焊接缺陷产生的原因27—2焊接检验过程1.焊前的质量控制2.焊接过程中的质量控制3.焊接结构成品检查1.了解焊接检验的基本程序2.熟悉焊接过程中质量控制的基本过程27—3常见焊接缺陷检测方法1.超声波探伤2.射线探伤3.涡流探伤1.了解探伤原理2.掌握探伤方法的选用28典型焊接系统应用8—1焊接系统应用安全1.工业机器人的操作规范2.焊接安全常识1.了解弧焊机器人应用的安全规范；2.掌握焊接系统的结构组成及型号的选择；3.掌握焊接系统在机器人上的装调；4.掌握焊接参数的设置和选择；5.掌握弧焊机器人工作站典型零件的焊接过程；6.掌握弧焊机器人工作站典型零件的自动焊接设置；8.掌握弧焊机器人工作站常见问题的解决方法；9.弧焊机器人工作站系统的维护保养48—2弧焊工作站焊接系统认识1.主流工业机器人品牌及型号2.主流焊机与送丝机品牌及型号3.焊枪与清枪装置4.保护气体设备5.安全系统6.排烟系统7.其它48—3ABB弧焊工作站的系统连接1.ABB工业机器人与焊机的连接2.ABB工业机器人与送丝机及焊枪的连接3.ABB工业机器人与清枪装置的连接4.ABB工业机器人与安全系统的连接88—4ABB弧焊工作站的参数设定1.焊机电流信号设定2.焊机电压信号设定3.常用I/O信号设定48—5ABB弧焊工作站的典型工件焊接1.板焊缝焊接2.管接头焊接3.I形坡口对接焊4.V形坡口对接焊5.T形接头平角焊6.薄板搭接接头焊接7.管板水平转动焊8.管管相贯焊缝焊接9.典型薄板零件焊接10.典型厚板零件焊接128—6ABB弧焊工作站系统维护与故障诊断1.机器人系统备份2.机器人编码器电池更换3.机器人校准4.变位机械系统维护5.工装夹具的维护6.焊接系统的维护7.典型故障的分析与排除2合计72四、教学条件1.师资队伍（1）专任教师具有焊接技术及自动化专业、机器人技术相关专业硕士及相关专业及以上学位，系统的学习并掌握有关“焊接方法与设备”、“工业机器人技术”、“机器人编程技术”等基础知识，系统掌握电弧焊焊接技术及安全操作专业知识，至少掌握一种工业机器人系统的示教编程方法，并且在工业机器人焊接相关岗位从事或者企业顶岗锻炼3个月以上经历。（2）兼职教师具有工业机器人应用相关岗位中级及以上职称，具有弧焊机器人工作站系统实际设计或工作经验，能结合企业具体工艺要求对弧焊机器人工作站典型应用进行示教，能熟练进行机器人系统系统设置，能解决弧焊机器人工作站常见故障，懂得弧焊机器人工作站系统维护。2.实训条件建议（1）校内实训条件序号主要实验实训项目名称所需主要设备名称1机器人手动操作1.ABB、fanuc、motomand机器人等，按每3～5人1套配备；2机器人焊接1.弧焊机器人工作站系统按每3～5人1套配备；2.焊接用耗材：保护气体装置（CO2气体、混合气体等，根据需要），焊丝，钢板、钢管等；3.焊接用工具：钢丝刷、剪丝钳等；4.焊接用劳动防护用品等按每人1套配备。3工业机器人离线编程1.离线编程软件，按每人1套或每2人1套配备，MotoSim、RobotStudio、RoboGuide等，根据实训室具体机器人型号配备。2.电脑，处理器≥i5，内存≥4G，显存≥2G。3.机房广播软件。4.投影仪、电子白板等。（2）校外实训条件序号校外实训基地名称条件要求承担的教学内容1具有弧焊机器人工作站弧焊机器人工作站系统组成、弧焊机器人工作站应用与维护2具有弧焊机器人工作站弧焊机器人工作站应用与维护3.课程教学资源序号资源网站名称网址主要内容1课程教学资源库网站五、课程教学建议1.教材选用和编写建议教材选用建议：尽量选用与工业机器人资源库配套教材。技术手册：ABB公司、发那科公司、库卡公司机器人相关技术手册教材编写建议：结合各院校教学设计及实训条件，设计个性化校本教材、实训教材，以工业机器人系统集成企业或终端应用企业的真实案例，进行重新设计，转化为教学资源，配套建设相应教材。2.教学方法与手段《弧焊机器人工作站系统应用》课程所涉及的教学内容在工程机械制造、汽车制造企业使用广泛，具有很强的实际操作性。课程教学需要联合相应企业共同实施。在企业中选取相应的典型案例作为教学载体，学生以3～5人为1个工作小组，协作完成工业机器人焊接编程，并编制相应的说明文档进行展示。在校内完成弧焊机器人工作站系统认知，机器人焊接编程，在企业进行实际工作站系统的应用与维护保养，将企业的生产工艺，融入到虚拟示教过程，对学生的专业能力进行强化。利用网络教学资源库、自学网站，发布基本操作教学视频、动画等内容，增加学生课前预习、课后复习的工作量。课堂以专项