数字化制造工艺过程仿真机制 课程教学大纲

-4-【数字化制造工艺过程仿真】一、基本信息课程代码：【2080465】课程学分：【2】面向专业：【机械设计制造及自动化、汽车服务工程、物联网工程】课程性质：【选修课】开课院系：机电学院机械工程系二、课程简介（必填项）本课程结合工业4.0最新技术-数字孪生，对项目进行数字化仿真，并结合PLC完成虚实结合的功能。西门子公司的TecnomatixProcessSimulate是一款专门对生产工序过程进行仿真的软件系统，主要包括装配工艺仿真、机器人仿真、人因工程仿真、虚拟调试等功能。通过仿真验证，可以提前确认装配顺序是否合理并发现可装配性问题；可以实现多机器人协同工作及路径优化，并检验可能出现的工艺性问题；可以评估人机交互过程中出现的可达性、可视性及舒适性问题等等。三、选课建议（必填项）本课程以高等院校机电专业的大二、大三、大四学生为主要教学对象，通过对本课程的学习，激发学生学习的兴趣，培养理论联系实践的意识，提高学生实践创新能力和自我提高的能力。四、课程与专业毕业要求的关联性（必填项）专业毕业要求LO11：倾听他人意见、尊重他人观点、分析他人需求，应用书面或口头形式，阐释自己的观点，有效沟通LO21：学生能根据环境需要确定自己的学习目标，并主动地通过搜集信息、分析信息、讨论、实践、质疑、创造等方法来实现学习目标LO31：能够应用本专业知识进行机器人系统集成、网络应用开发及机电新产品开发的能力LO32：具备智能控制与工程自动化设备及系统的使用，维护能力，能够运用智能控制工程学科知识解决实际设计问题。具备单片机、可编程控制器的控制程序设计、编程、应用能力LO33：具备电子线路的识图分析、电子元器件的选型、电路板的故障分析、熟练使用各类电子测量仪器的能力LO34：熟练掌握各类工业机器人编程语言，能根据自动化生产线的要求编制对工业机器人进行技术改造安装和调试的能力.具备进一步学习其它计算机逻辑控制语言的能力LO35：熟悉常见机械、电气设备基本组成部分及功能，具备工业机器人机械电气设备的运行维护、保养及简单故障的维修排除能力.LO41：遵守纪律、守信守责；具有耐挫折、抗压力的能力LO51：在集体活动中能主动担任自己的角色，与其他成员密切合作，共同完成任务。能有逻辑的分析与批判LO61：能够根据需要进行专业文献检索，能够使用适合的工具来搜集信息，并对信息加以分析、鉴别、判断与整合LO71：愿意服务他人、服务企业、服务社会；为人热忱，富于爱心，懂得感恩（“感恩、回报、爱心”为我校校训内容之一）LO81：具有基本的外语表达沟通能力与跨文化理解能力。五、课程目标/课程预期学习成果（必填项）（预期学习成果要可测量/能够证明）此处简要写明课程预期学习成果（即本课程承载的专业毕业要求）的教与学方式、评价方式。序号课程预期学习成果课程目标教与学方式评价方式1L011根据教师给出的项目视频，分析需要使用哪些工艺流程。学会物料移动操作、机械臂拾取操作、机械臂焊接操作等工艺流程。教师指导为主，学生自学为辅作业评价2L032学会PS软件的资源管理、智能对象创建、控制信号创建、工艺过程设计。学会PLC程序设计，利用上述控制信号完成工艺过程控制设计。教师指导为主，学生自学为辅作业评价L034学会工业机器人控制程序设计。学会工业机器人控制信号的创建并与PLC实现通讯建立，实现虚实结合。教师教授为主，学生自学为辅作业评价3L051通过合作的方式，一个同学完成工艺流程的设计，一个同学完成PLC程序的编制与组态屏的仿真界面设计。教师教授为主，学生自学为辅作业评价六、课程内容（必填项）单元知识点能力要求教学难点1.ProcessSimulate入门用户界面基本操作数据导入设备类型定义了解PS软件的基本使用流程。学会项目的新建与资源的导入。了解资源类型的定义方式。熟悉资源的移动方式，学会布局。学会机器人工具夹爪的安装方式。学会如何调试工具夹爪。学会如何建立拾取操作流。软件的理解；工具的定义；操作流的选择与使用。2.ProcessSimulate装配仿真1.运动学定义2.建立操作3.基于时间线的工艺过程设计4.基于流水线的工艺过程设计1.熟悉运动学定义步骤。2.学会定义工具姿态。3.学会建立焊接操作。4.熟悉基于时间线的工艺过程设计。5.了解基于流水线的工艺过程设计。1.焊枪运动学定义；2.焊点的建立与使用；3.基于流水线的工艺过程设计。ProcessSimulate信号控制仿真信号控制面板定义智能对象生成控制信号基于CEE模式下的控制方案学会如何切换至生产线模式。了解CEE模式与PLC模式的区别。学会定义智能对象并创建连接信号。学会再CEE模式下控制相应信号。CEE模式下，工艺过程的仿真过程；七、课内实验名称及基本要求（选填，适用于课内实验）列出课程实验的名称、学时数、实验类型（演示型、验证型、设计型、综合型）及每个实验的内容简述。序号实验名称主要内容实验时数实验类型备注1创建机器人焊接流水线模型用户界面基本操作数据导入设备类型定义4综合型2设备工艺参数设置1.运动学定义2.建立操作3.基于流水线的工艺过程设计4综合型3时间序列工艺仿真基于时间序列下的控制方案基于时间线的工艺过程设计定义智能对象生成控制信号4综合型4事件信号