《焊接机器人综合实验》教学大纲

《焊接机器人综合实验》教学大纲适用范围：202X版本科人才培养方案课程代码：03142512课程性质：专业必修课学分：1学分学时：16学时（实验16学时）先修课程：材料科学基础A、电工与电子技术、焊接技术与工程导论等后续课程：焊接工程与装备、焊接自动化技术、先进连接技术等适用专业：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《焊接机器人综合实验》是焊接技术与工程专业的学科专业必修课。本课程主要内容包括焊接机器人工作站的构成及各部分的作用；弧焊机器人的在线示教编程的步骤及方法；一些典型的焊接结构的示教编程；机器人焊接过程中出现的各种问题的防治措施。通过本课程的学习，使学生掌握焊接机器人的组成及各部分的作用，掌握焊接机器人的直线、圆弧、摆动、平板对接的编程方法，并为学习后续课程打下必要的基础。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：要求学生掌握焊接机器人工作站的构成及各部分的作用，弧焊机器人的在线示教编程的步骤及方法，熟悉常见的焊接结构的示教编程方法，熟悉机器人焊接过程中出现的各种常规问题的防治措施，了解变位机与机器人的协同作业。课程目标3：培养学生能够对典型结构进行机器人焊接，并且能够处理各种问题的能力。培养学生分析问题、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《焊接机器人综合实验》课程教学目标对材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4.研究4.2能够基于科学原理，采用科学方法对焊接工艺、材料、结构、设备、质量检测制定实验方案并实施。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：要求学生掌握焊接机器人工作站的构成及各部分的作用，弧焊机器人的在线示教编程的步骤及方法；熟悉一些典型的焊接结构的示教编程；熟悉机器人焊接过程中出现的各种常规问题的防治措施，接变位机与机器人的协同作业；了解利用接触传感器进行中厚板的焊接。H5.使用现代工具5.2能够开发、选择与使用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辅助设计、预测和模拟，并理解其局限性。课程目标3：培养学生能够对典型结构进行机器人进行市教编程，并且能够处理各种问题的能力。培养学生分析问题、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。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实验项目、实验内容与学时实验项目实验内容和要求实验学时对应的课程目标1.弧焊机器人的动作规律与对点操作实验内容：安全教育、焊接机器人工作站的组成及工作原理。认识示教器、弧焊机器人的运动规律，并进行对点操作。实验要求：掌握操作焊接机器人的安全注意事项；熟悉焊接机器人工作站的组成及工作原理。熟悉弧焊机器人的运动规律，掌握对点操作技巧。41、22.弧焊机器人简单轨迹的示教编程实验内容：新建编程文件，对直线和圆弧轨迹进行示教编程。实验要求：熟悉弧机器人示教编程的流程；掌握直线和圆弧示教编程的方法。41、2、33.弧焊机器人摆动焊的示教编程实验内容：对直线摆动和圆弧摆动轨迹进行示教编程。实验要求：熟悉弧机器人示教编程的流程；掌握直线摆动和圆弧摆动示教编程的方法。41、2、34.平板对接焊的示教编程实验内容：机器人平板对接焊的方法；对出现问题进行分析，并提出解决方法。实验要求：熟悉弧机器人示教编程的流程；掌握平板对接焊方法。41、2、3合计16五、教学方法及手段本课程改变以往以教师讲授为主的教学模式，提出学生+教师的双主体的教学模式。强化学生的主观能动性，安排课前预习、课堂讨论、课后师生互动等环节；实验过程中老师给第一组示范后，其他组的学习由前一组示范，使学生能够在教中学，学中教；实验后，组织学生对实验结果、内容、实验过程方法等进行现场讨论。指导教师适当提出问题，引导学生主动思考，以培养学生对实验结果的分析能力。通过学生+教师的双主体的教学模式，使学生掌握焊接机器人的直线、圆弧、摆动、平板对接的编程方法。六、课程资源1.推荐教材：（1）孙慧平.焊接机器人系统操作、编程与维护[M].北京:化学工业出版社,2018.01.2.参考书：（1）兰虎.焊接机器人编程及应用第2版[M].北京:机械工业大学出版社,2021.09.（2）袁有德.焊接机器人现场编程及虚拟仿真[M].北京:化学工业出版社,2020.04.（3）邵慧.焊接机器人案例教程[M].北京:化学工业出版社,2015.06.3.期刊：（1）冯英超,徐勇,刘金平.Boss头预制多层多道焊接机器人离线编程研究[J].电焊机,2019,49(04):6-9.（2）仲德平,徐洪泽,金晶波,等.基于RobotStudio的机器人曲面厚板焊接离线编程[J].焊接技术,2018,47(01):45-49.（3）王东锐,殷荣幸.焊接机器人示教编程过程中存在的问题及解决办法[J].现代商贸工业,2020,41(03):191.（4）兰虎,陶祖伟,段宏伟.弧焊机器人示教编程技术[J].实验室研究与探索,2011,30(09):46-49.（5）倪自强,王田苗,刘达.基于视觉引导的工业机器人示教编程系统[J].北京航空航天大学学报,2016,42(03):562-568.（6）YusenGeng,YuankaiZhang,XinchengTian,etal.Amethodofweldingpathplanningofsteelmeshbasedonpointcloudforweldingrobot[J].TheInternationalJournalofAdvancedManufacturingTechnology,2021,116(9-10):1-15.4.网络资源：（1）窦红强.机器人焊接操作实训.四川工程职业技术学院.中国大学MOOC,2022./course/SCGCZY-1466015181?tid=1467052491.（2）谢广明.魅力机器人.北京大学.中国大学MOOC,2021./course/PKU-1206015802?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过程性考核实验预习30根据对本次实验的预习情况进行考核，满分30分。√√√10155操作过程40主要考核学生按操作规程操作设备的情况，以及分组情况下的协作情况。√√√15205结果分析30主要考核学生对实验结果数据的记录及对实验结果的分析情况。√√√10155合计：100分355015八、考核与成绩评定1.考核与成绩评定考核方式：实验课成绩评定采取实验预习成绩、实验过程成绩和实验结果分析成绩来评定。考核要求：实验总成绩为100分，实验预习成绩30分（占比30%），实验过程成绩40分（占比40%），实验结果分析成绩30分（占比30%）。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>7070≥X≥6060>X≥