《焊接自动化技术》教学大纲

《焊接自动化技术》教学大纲适用范围：202X版本科人才培养方案课程代码：03142551课程性质：专业必修课学分：2学分学时：32学时（理论32学时）先修课程：焊接结构学、弧焊电源、熔焊方法及设备、焊接冶金学等后续课程：焊接工程与装备、先进连接技术、新型材料与焊接技术等适用专业：焊接技术与工程开课单位：材料科学与工程学院一、课程说明《焊接自动化技术》是焊接技术与工程专业的一门专业必修课。本课程的主要内容包括焊接过程自动控制装备的组成和工作原理，以及焊接自动化实用技术方案。通过本课程的学习，使学生掌握焊接过程自动控制的装备及关键技术；熟悉对典型焊接结构提出自动化焊接方案的方法；熟悉焊接过程自动控制的热点技术；了解焊接自动化设备设计的步骤及要点。培养学生的逻辑推理能力、总结归纳能力及自学新知识的能力，同时为学习后续课程及今后从事相关技术工作打下必要的基础。二、课程目标通过本课程的学习，使学生达到如下目标：课程目标1：培养学生积极推广和创新新技术、新工艺、新设备的创新精神，为国家的可持续发展积极贡献力量的爱国思想，以及崇尚劳动、热爱劳动、辛勤劳动、诚实劳动的劳动精神。课程目标2：掌握焊接过程自动控制的装备及关键技术；熟悉对典型焊接结构提出自动化焊接方案的方法；熟悉焊接过程自动控制的热点技术；了解焊接自动化设备设计的步骤及要点。课程目标3：培养学生将焊接方法、焊接电源、机械工艺装备相结合的综合分析、创新能力，分析问题、解决问题的科学方法，以及勤于思考、勇于创新、为国家建设不懈努力的科学精神。三、课程目标与毕业要求《焊接自动化技术》课程教学目标对焊接技术与工程专业毕业要求的支撑见表1。表1课程教学目标与毕业要求关系毕业要求指标点课程目标支撑强度2.问题分析2.3能够运用相关知识，并通过文献研究分析焊接专业相关复杂工程问题，以获得有效结论。课程目标1：培养学生积极推广和创新新技术、新工艺、新设备的创新精神，为国家的可持续发展积极贡献力量的爱国思想，以及崇尚劳动、热爱劳动、辛勤劳动、诚实劳动的劳动精神。课程目标2：掌握焊接过程自动控制的装备及关键技术；熟悉对典型焊接结构提出自动化焊接方案的方法；熟悉焊接过程自动控制的热点技术；了解焊接自动化设备设计的步骤及要点。H5.使用现代工具5.1能够了解、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，对焊接专业相关复杂工程问题进行分析、计算和设计，并理解其局限性。课程目标3：培养学生将焊接方法、焊接电源、机械工艺装备相结合的综合分析、创新能力，分析问题、解决问题的科学方法，以及勤于思考、勇于创新、为国家建设不懈努力的科学精神。M注：表中“H（高）、M（中）”表示课程与相关毕业要求的关联度。四、教学内容、基本要求与学时分配教学内容、基本要求与学时分配见表2。表2教学内容、基本要求与学时分配教学内容教学要求，教学重点难点理论学时对应的课程目标1.焊接自动化技术概述1.1焊接自动化现状与发展趋势1.2现代焊接过程自动技术特点1.3焊接自动化设备分类1.4焊接自动化实用技术要点教学要求:使学生掌握焊接过程自动控制技术发展现状与趋势；掌握现代焊接过程自动控制技术特点；了解焊接自动化设备分类；了解焊接过程自动控制技术要点。重点:发展现状与趋势、技术特点及要点。难点:实用技术要点。21、32.焊接自动化设备结构组成2.1焊接自动化设备的分类及应用2.2焊接自动化系统构成及各部分的作用2.3焊接过程自动控制的关键技术2.4焊接自动化设备构成举例教学要求:使学生掌握焊接自动化设备的分类及应用；掌握焊接自动化系统构成及各部分的作用；熟悉焊接过程自动控制的关键技术。重点:设备的分类及应用、系统构成及各部分的作用、自动控制的关键技术。难点:设备的构成举例。21、2、33.焊接自动化设备机械结构3.1机床式焊接自动化设备的机械结构3.2关节式机器人的机械结构3.3常用的工装夹具和变位机械教学要求：使学生了解机床式焊接自动化设备的机械结构；了解关节式机器人的机械结构；掌握常用的工装夹具和变位机械。重点:常用的工装夹具和变位机械。难点:机床式焊接自动化设备的机械结构、关节式机器人的机械结构。41、2、34.焊接自动化传感技术4.1传感器基本知识4.2接触式焊缝跟踪传感技术4.3电弧式焊缝跟踪传感技术4.4超声波焊缝跟踪传感技术4.5红外辐射焊缝跟踪传感技术教学要求:使学生掌握传感器基本知识；理解接触式焊缝跟踪传感技术；理解电弧式焊缝跟踪传感技术；了解超声波焊缝跟踪传感技术；了解红外辐射焊缝跟踪传感技术。重点:传感器基本知识、接触式焊缝跟踪传感技术、电弧式焊缝跟踪传感技术。难点:超声波焊缝跟踪传感技术、红外辐射焊缝跟踪传感技术。41、2、35.焊接自动化控制系统5.1焊接自动化控制系统基本要求及常用技术5.2焊接自动化控制系统常用硬件电路5.3焊接自动控制系统常用的控制算法5.4焊接自动控制硬件技术5.5焊接自动控制软件技术教学要求:使学生掌握焊接自动化控制系统基本要求及常用技术；熟悉焊接自动化控制系统常用硬件电路；了解焊接自动控制系统常用的控制算法；了解焊接自动控制硬件技术；了解焊接自动控制软件技术。重点:焊接自动化控制系统基本要求及常用技术、常用硬件电路。难点:焊接自动控制系统常用的控制算法、硬件技术、软件技术。21、2、36.焊接自动化设备设计6.1焊接自动化设备设计步骤与要点6.2焊接自动化设备设计实例教学要求:使学生掌握焊接自动化设备设计步骤与要点；了解焊接自动化设备设计实例。重点:焊接自动化设备设计步骤与要点。难点:焊接自动化设备设计实例。42、37.焊接过程自动控制技术应用实例7.1大型容器全位置自动焊技术应用实例7.2大型管道全位置自动焊技术实例7.3国产焊接机器人工作站的工程应用教学要求:使学生熟悉大型容器和管道全位置自动焊技术方案及解决的关键问题；熟悉低温环境焊接施工技术；掌握焊接缺陷原因分析及解决方法。重点:大型管道全位置自动焊技术方案、焊接缺陷分析。难点:大型储罐自动焊实例。81、2、38.焊接过程自动控制热点技术8.1焊缝视觉跟踪技术8.2焊缝成形控制技术8.3高效熔焊新技术8.4焊接机器人技术研究与发展教学要求:使学生了解焊缝视觉跟踪热点技术；了解焊缝成形控制热点技术；熟悉高效熔焊新技术。熟悉焊接机器人技术研究与发展状况。重点:焊缝成形控制技术、高效熔焊新技术、焊接机器人技术研究与发展状况。难点:焊缝视觉跟踪热点技术。61、2、3合计32五、教学方法及手段本课程以课堂讲授为主，结合讨论、典型案例分析、分组任务、视频资源共享等教学手段完成课程教学任务和相关能力的培养。学生比较全面理解焊接自动化相关的基本概念、基本原理和设备的结构，在此基础上，使学生了解新技术、新工艺、新设备，并初步具备帮助企业实现焊接自动化的能力。六、课程资源1.推荐教材：（1）胡绳荪.焊接自动化技术及其应用[M].北京:机械工业出版社,2015.01.2.参考书：（1）蒋力培.焊接自动化实用技术[M].北京:机械工业出版社,2010.06.（2）陈书锦.焊接自动化技术[M].北京:科学出版社,2022.06.（3）王长文.焊接自动化技术及应用[M].北京:机械工业出版社,2017.03.（4）王纯祥.焊接工装夹具设计及应用[M].北京:化学工业大学出版社,2020.04.3.期刊：（1）张磊,王博健,付傲,等.跟踪系统在窄间隙埋弧焊中的应用现状[J].电焊机,2022,52(07):52-61.（2）潘文联,成楠,郑黎明,等.焊接机器人自动化焊接的实现与探索[J].焊接技术,2022,51(01):72-75.（3）翟培卓,薛松柏,陈涛,等.焊缝跟踪过程传感与信号处理技术的研究进展[J].材料导报,2019,33(07):1079-1088.（4）孟宪伟,肖玉龙,唐宇佟.焊接智能化的研究现状及应用[J].电焊机,2019,49(09):84-87.（5）HeikonenJaakko.WeldingAutomationTechnologiesJointheOldandNew[J].WeldingJournal,2020,99(10):29-31.4.网络资源：（1）胡绳荪.焊接自动化PPT./view/28a3fe1d650e52ea551898e3.html?from=search.（2）王群.先进制造工程训练.湖南大学.中国大学MOOC,2020./course/HNU-1206459828?from=searchPage&outVendor=zw_mooc_pcssjg.七、课程考核对课程目标的支撑课程成绩由过程性考核成绩和期末考试构成，具体考核/评价细则及对课程目标的支撑关系见表3。表3课程考核对课程目标的支撑考核环节占比考核/评价细则课程目标123过程性考核课堂表现20（1）根据课堂出勤情况和课堂回答问题情况进行考核，满分100分；（2）以平时考核成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√488作业10（1）主要考核学生对各章节知识点的复习、理解和掌握程度，满分100分；（2）每次作业单独评分，取各次成绩的平均值作为此环节的最终成绩；（3）以作业成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√244阶段测验10（1）根据每次阶段测验评分，满分100分；（2）每次阶段测验单独评分，取各次测验成绩的平均值作为此环节的最终成绩；（3）以阶段测验成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√244期末考核60（1）卷面成绩100分，以卷面成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩；（2）主要考核焊接自动化技术的基本概念、基本原理和基本方法，以及焊接自动化设备结构组成分析，典型结构的焊接自动化方案的制定等方面的能力；（3）考试题型为：选择题、填空题、判断题、简答题、综合题等。√√√104010合计：100分185626八、考核与成绩评定1.考核方式及成绩评定考核方式：本课程主要以课堂表现、阶段测验、作业、期末考试等方式对学生进行考核评价。考核基本要求：考核总成绩由过程性考核成绩和期末考试成绩组成。其中：期末考试为100分（权重60%），试题类型为选择题、填空题、判断题、简答题、综合题等，试卷中的基本知识、基本理论、基本技能的试题分值不超过50%，综合应用题不低于50%；课堂表现、阶段测验、作业等过程性考核成绩为100分（权重40%）；过程性考核和考试试题分值分配应与教学大纲各章节的学时基本成比例。2.过程性考核成绩的标准过程性考核方式重点考核内容、评价标准、所占比重见表4。表4过程性考核方式评价标准考核方式所占比重(%)100>x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60x<60课堂表现50笔记完整，积极参与教学活动，踊跃回答问题，准确率大于90%。笔记完整，认真参与教学活动，回答问题