《焊接自动化技术》课程教学大纲

《焊接自动化技术》课程教学大纲一、课程基本情况课程代码：101134223405课程名称（中/英文）：焊接自动化技术/WeldingAutomationTechnology课程类别：专业必修课程学分：2总学时：32理论学时：28实验/实践学时：4适用专业：焊接技术与工程适用对象：本科先修课程：电工与电子技术、材料成型控制基础、材料加工测试技术教学环境：多媒体教室/实验室开课学院：材料科学与工程学院二、课程简介1.课程任务与目的课程任务是通过本课程的学习，学生应该掌握焊接自动控制的基本原理；熟悉一般焊接自动化系统的控制要求，并具有一定的系统设计能力；了解焊接自动化中经常使用的位置、位移、速度传感器的工作原理。并可以结合工程实际选用各种类型的传感器；掌握电动机速度调节原理及在焊接自动化方面的应用；了解单片机在焊接自动化中的应用；对可编程控制器应具有初步的运用能力，可以将其应用于焊接自动化的控制中。课程目的是使学生能够掌握焊接自动化技术的基本内容，使学生将所学的基础课、专业基础课以及专业课程的相关内容建立有机的联系，掌握系统分析问题的方法，提高学生多学科融合、积极创新的思维能力，成为社会主义经济建设所需要的复合型高层次人才，为积极落实中国制造2025等制造业发展战略，实现从制造大国向制造强国转变的战略目标做出贡献。2.对接培养的岗位能力掌握焊接自动化关键技术的基本内容，具有焊接自动化系统分析、设计和调试的初步能力。三、课程教学目标1.课程对毕业要求的支撑[毕业要求指标点5.2]能够根据现代焊接技术方法，开发或选择使用恰当的仪器、信息资源、工程工具，对焊接加工领域复杂工程问题，进行分析、计算与设计。[毕业要求指标点7.3]能够在进行焊接加工领域复杂问题的工程实践时考虑并评价可能对社会和环境造成的危害，并能够采用适当技术手段降低负面影响。2.课程教学目标对应毕业要求指标点，具体内容如下：教学目标1：通过课程学习，掌握焊接自动控制的概念，开环控制和闭环控制的选择，焊接自动化中常用的控制技术。熟悉焊接自动化技术中常用的传感器以及合理选择。（支撑毕业要求指标点5.2）教学目标2：掌握交流和直流电动机控制技术，电动机在焊接自动化中的应用。熟悉PLC的硬件组成和编程语言，根据焊接工艺要求进行PLC控制系统设计。具备焊接自动化系统分析、设计和调试的初步能力。（支撑毕业要求指标点5.2）教学目标3：掌握焊接自动化的概念，焊接自动化系统，焊接自动化的关键技术，焊接自动化的发展趋势。焊接机器人的基本构成和发展趋势。（支撑毕业要求指标点7.3）四、教学课时安排（一）学时分配主题或知识点教学内容总学时学时完成课程教学目标讲课实验实践主题或知识点1绪论22003主题或知识点2焊接自动化中的控制技术基础66001主题或知识点3焊接自动化中的传感技术44001主题或知识点4焊接自动化中的电动机控制技术88002主题或知识点5焊接自动化中的PLC控制技术66002主题或知识点6焊接机器人技术62403合计322840（二）实验/实践教学安排序号实验/实践项目名称实验/实践学时实验/实践类型实验/实践要求每组人数备注1机器人认识实验2验证性必做52焊接机器人在线编程实验2验证性必做5五、教学内容及教学设计主题或知识点1绪论1.教学内容焊接自动化的概念，焊接自动化系统，焊接自动化的关键技术，焊接自动化的发展趋势。潘际銮院士先进事迹引入，培养学生家国情怀和高度责任感。引入我国高端装备制造中焊接自动化技术应用，激发学生民族自豪感和民族自信以及专业和职业认同感。焊接自动化技术有利于节能减排和健康可持续发展，并改善焊接操作者工作环境和强度，促进“绿色制造”实现和碳达峰碳中和的推进。2.教学重点焊接自动化的概念，焊接自动化系统，焊接自动化的关键技术。3.教学难点焊接自动化系统，焊接自动化的关键技术。4.教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用课堂多媒体授课，同时授课过程中采用问题互动式、讨论式、案例式、启发式等教学方法。主题或知识点2焊接自动化中的控制技术基础1.教学内容焊接自动控制的概念，反馈控制原理，焊接自动控制系统的分类，自动控制系统的基本特性。开环控制与闭环控制：开环控制与开环控制系统，闭环控制与闭环控制系统，开环控制系统与闭环控制系统的比较；焊接自动化中常用的控制策略：PID控制。负反馈学习过程中，可引导学生在生活中要善于反思自己，发现自身的不足并及时调整，形成正确的归因思维；正反馈学习过程中可引导学生，在我们的生活中，明白“勿以恶小而为之，勿以善小而不为”的道理，特别在全国的疫情防控和郑州的抗洪救灾中，充分体现了正反馈的积极作用。开环控制与闭环控制选择原则，渗透着任何事物都存在两面性，合适才是正确的选择。2.教学重点反馈控制原理，自动控制系统的基本特性。开环控制与闭环控制：开环控制与开环控制系统，闭环控制与闭环控制系统，焊接自动化中常用的控制策略：PID控制。3.教学难点开环控制与闭环控制，PID控制。4.教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用课堂多媒体授课，同时授课过程中采用问题互动式、讨论式、案例式、启发式等教学方法。主题或知识点3焊接自动化中的传感技术1.教学内容传感器的概念，特性和分类，传感器信息处理的基本电路，包括信号放大电路，信号运算电路，信号分离电路和信号转换电路；位置、位移与速度传感器工作原理及其在焊接自动化中的应用。目前我国中高端传感器几乎全部进口，关键技术产品被国外垄断，传感器开发和研制已上升至国家战略，激发学生奋发图强。通过介绍南京理工大学的大学生通过科技创新，发明“焊接相机”，激发学生努力赶超的拼搏斗志。2.教学重点传感器的概念，特性和分类，位置、位移与速度传感器工作原理及其在焊接自动化中的应用。3.教学难点位置、位移与速度传感器工作原理及其在焊接自动化中的应用。4.教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用课堂多媒体授课，同时授课过程中采用问题互动式、讨论式、案例式、启发式等教学方法。主题或知识点4焊接自动化中的电动机控制技术1.教学内容焊接自动化中的电动机控制技术概述；继电接触器控制系统；焊接自动化中的直流电动机及其控制原理；直流调速系统基本电路；闭环控制晶闸管变流器式调速系统；直流电动机脉宽调速系统；交流电动机变频调速原理；步进电动机及其控制原理。电动机-负载系统稳定条件的学习环节，体现了系统对立统一的辩证关系，引导学生无论在学习还是生活中，矛盾普遍存在，学会正确对待，实现自身发展。在学习送丝电动机调速系统的电路图时，教导学生应当正确处理个人与集体的关系，个人只有在集体中才能获得长足的发展，而集体是每个人智慧的结晶，集体的成败取决于每个人的努力。二者相辅相成、互相依存的，我们要热爱集体，增强团队的合作意识，提高团队的合作能力。2.教学重点焊接自动化中的直流电动机及其控制原理；直流调速系统基本电路；闭环控制晶闸管变流器式调速系统；直流电动机脉宽调速系统；交流电动机变频调速原理；步进电动机及其控制原理。3.教学难点直流调速系统基本电路；闭环控制晶闸管变流器式调速系统；直流电动机脉宽调速系统；交流电动机变频调速原理。4.教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用课堂多媒体授课，同时授课过程中采用问题互动式、讨论式、案例式、启发式等教学方法。主题或知识点5焊接自动化中的PLC控制技术1.教学内容焊接自动化中的PLC控制技术，日本三菱FX0N系列可编程控制器，可编程控制器的指令及其应用，梯形图的编程规则与方法，PLC控制技术在焊接自动化中的应用。在PLC在焊接自动化中的实际应用案例的学习时，根据流程图编写相应时序的梯形图程序，培养学生学会系统思考科学统筹的学习方法。PLC程序编制过程中要遵守梯形图的编程规则，培养学生的原则意识，引导学生不管是在生活还是工作中，要讲规则守规矩；一套完备的程序的编制需要做到一丝不苟和逻辑缜密，并反复调试和修改程序，培养学生精工细作的工匠精神。2.教学重点焊接自动化中的PLC控制技术，可编程控制器的指令及其应用，梯形图的编程规则与方法，PLC控制技术在焊接自动化中的应用。3.教学难点可编程控制器的指令及其应用，梯形图的编程规则与方法，PLC控制技术在焊接自动化中的应用。4.教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用课堂多媒体授课，同时授课过程中采用问题互动式、讨论式、案例式、启发式等教学方法。主题或知识点6焊接机器人技术1.教学内容焊接机器人概论，机器人运动学和动力学基础，焊接机器人传感技术，弧焊机器人离线编程技术，焊接机器人的应用。焊接机器人是对机械、传感技术、电动机控制技术和单片机控制技术等综合应用。在未有机结合前单个领域的知识是分散的，教导学生学习要有耐心，只要到掌握的知识达到一定的量，并且相互连通后就会达到质的飞跃，也就是达到了运用基础知识分析复杂工程问题的知识迁移能力，培养学生辩证唯物主义的科学观和世界观。2.教学重点焊接机器人概论，机器人运动学和动力学基础，焊接机器人传感技术，焊接机器人的应用。3.教学难点机器人运动学和动力学基础。4.教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用课堂多媒体授课，同时授课过程中采用问题互动式、讨论式、案例式、启发式等教学方法。六、学生成绩评定1.课程考核方式及比例本课程考核学生获取知识的能力、应用所学知识分析问题和解决问题能力、实践动手能力和创新能力等；考核方式采用出勤、作业评测、课堂表现、平时阶段测验等多种形式、多个阶段等全过程的考核，使学生成绩评定更加合理多样，优化课程评价体系，进一步提升本课程教学效果。学生成绩评定表考核方式平时成绩实验期中考试期末考试出勤作业课堂表现阶段测验答辩项目小论文其他√√√√√成绩比例%1010101010502.课程目标考核方式评价权重本课程教学目标与考核方式评价权重如表所示：课程教学目标与考核方式评价权重表课程教学目标支撑毕业要求指标点考核评价方式权重（%）过程性考核实验期末考试合计出勤及课堂表现作业及阶段测验教学目标1指标点1.18804~620~22教学目标2指标点1.188018~2234~38教学目标3指标点3.1441023~2741~45合计202010501003.成绩评价标准平时成绩评定及考核标准考核环节考核结果及标准评估项目及权重优秀（90~100分）良好（80~89分）中等（70~79分）及格（60~69分）不及格（<60分）出勤及课堂表现（20%）无迟到、早退、旷课现象。积极参加课堂讨论，并有自己独到的见解，能够准确回答问题，并有自己独到的见解偶尔有迟到、早退现象。较为积极参加课堂讨论，能够准确回答问题，并提出自己的见解有迟到、早退现象。能够主动参加课堂讨论，能够回答问题有迟到、早退、偶尔有旷课现象。参与课堂讨论，基本能回答相关问题迟到、早退、旷课较多。不能有效参加课堂讨论，回答不出所有问题作业（10%）能够独立完成作业，作业完成质量优秀，能够灵活运用所学知识和理论解决问题，并获得正确结论能够独立完成作业，完成质量较高，能够运用所学知识和理论解决问题，并获得正确结论能够独立完成作业，完成质量符合要求，能够运用所学知识和理论解决问题，并获得有效结论基本能够独立完成作业，部分题目解答存在抄袭现象，运用所学知识和理论解决问题的能力基本符合要求不能独立完成作业，存在明显抄袭现象，不具备运用所学知识和理论解决问题的能力阶段测验（10%）完成所有阶段测验，根据参考答案评分，总评成绩为优秀完成所有阶段测验，根据参考答案评定分，总评成绩为优良完成所有阶段测验，根据参考答案评分，总评成绩为中等完成所有阶段测验，根据参考答案评分，总评成绩为及格没有完成阶段测试，根据参考答案评分，总评成绩不及格实验（10分%）实验报告能够独立完成，内容完整，数据合理，数据处理正确，图表规范。能够正确完成实验报告中提出的问题，并对实验中遇到的问题进行深入的讨论，提出自己的见解。实验报告能够独立完成，内容完整，数据合理，数据处理正确，图表基本规范。能够完成实验报告中提出的问题，并对实验中遇到的问题进行讨论，提出意见。实验报告能够完成，内容完整，数据基本合理，能够进行数据处理，图表基本规范。能够基本完成实验报告中中提出的问题，对实验中遇到的问题进行讨论。实验报告基本能够独立完成，内容完整，数据图表齐全，基本完成实验报告中提出的问题。实验报告不能独立完成，存在抄袭现象，报告中提出的问题没有或基本没有回答。课程教学目标评价标准考核环节考核结果及标准评估项目及权重优秀（90~100分）良好（80~89分）中等（70~79分）及格（60~69分）不及格（<60分）教学目标1熟练掌握焊接自动控制的概念，开环控制和闭环控制的选择，焊接自动化中常用的控制技术。能够进行焊接自动化技术中常用的传感器以及合理选择。准确掌握焊接自动控制的概念，开环控制和闭环控制的选择，焊接自动化中常用的控制技术。能够较好的进行焊接自动化技术中常用的传感器以及合理选择。掌握焊接自动控制的概念，开环控制和闭环控制的选择，焊接自动化中常用的控制技术。可以进行焊接自动化技术中常用的传感器以及合理选择。基本掌握焊接自动控制的概念，开环控制和闭环控制的选择，焊接自动化中常用的控制技术。基本能够进行焊接自动化技术中常用的传感器以及合理选择。不能掌握焊接自动控制的概念，开环控制和闭环控制的选择，焊接自动化中常用的控制技术。不能进行焊接自动化技术中常用的传感器以及合理选择。教学目标2熟练掌握交流和直流电动机控制技术，电动机在焊接自动化中的应用，PLC的硬件组成和编程语言，根据焊接工艺要求进行PLC控制系统设计。完全具备焊接自动化系统分析、设计和调试的初步能力。准确掌握交流和直流电动机控制技术，电动机在焊接自动化中的应用。熟悉PLC的硬件组成和编程语言，根据焊接工艺要求进行PLC控制系统设计。具备较好地焊接自动化系统分析、设计和调试的初步能力。掌握交流和直流电动机控制技术，电动机在焊接自动化中的应用。熟悉PLC的硬件组成和编程语言，根据焊接工艺要求进行PLC控制系统设计。具备焊接自动化系统分析、设计和调试的初步能力。基本掌握交流和直流电动机控制技术，电动机在焊接自动化中的应用。熟悉PLC的硬件组成和