《焊接自動化技術》課程教學大綱一、課程基本情況課程代碼：101134223405課程名稱（中/英文）：焊接自動化技術/WeldingAutomationTechnology課程類別：專業必修課程學分：2總學時：32理論學時：28實驗/實踐學時：4適用專業：焊接技術與工程適用對象：本科先修課程：電工與電子技術、材料成型控制基礎、材料加工測試技術教學環境：多媒體教室/實驗室開課學院：材料科學與工程學院二、課程簡介1.課程任務與目的課程任務是通過本課程的學習，學生應該掌握焊接自動控制的基本原理；熟悉一般焊接自動化系統的控制要求，并具有一定的系統設計能力；了解焊接自動化中經常使用的位置、位移、速度傳感器的工作原理。并可以結合工程實際選用各種類型的傳感器；掌握電動機速度調節原理及在焊接自動化方面的應用；了解單片機在焊接自動化中的應用；對可編程控制器應具有初步的運用能力，可以將其應用于焊接自動化的控制中。課程目的是使學生能夠掌握焊接自動化技術的基本內容，使學生將所學的基礎課、專業基礎課以及專業課程的相關內容建立有機的聯系，掌握系統分析問題的方法，提高學生多學科融合、積極創新的思維能力，成為社會主義經濟建設所需要的復合型高層次人才，為積極落實中國制造2025等制造業發展戰略，實現從制造大國向制造強國轉變的戰略目標做出貢獻。2.對接培養的崗位能力掌握焊接自動化關鍵技術的基本內容，具有焊接自動化系統分析、設計和調試的初步能力。三、課程教學目標1.課程對畢業要求的支撐[畢業要求指標點5.2]能夠根據現代焊接技術方法，開發或選擇使用恰當的儀器、信息資源、工程工具，對焊接加工領域復雜工程問題，進行分析、計算與設計。[畢業要求指標點7.3]能夠在進行焊接加工領域復雜問題的工程實踐時考慮并評價可能對社會和環境造成的危害，并能夠采用適當技術手段降低負面影響。2.課程教學目標對應畢業要求指標點，具體內容如下：教學目標1：通過課程學習，掌握焊接自動控制的概念，開環控制和閉環控制的選擇，焊接自動化中常用的控制技術。熟悉焊接自動化技術中常用的傳感器以及合理選擇。（支撐畢業要求指標點5.2）教學目標2：掌握交流和直流電動機控制技術，電動機在焊接自動化中的應用。熟悉PLC的硬件組成和編程語言，根據焊接工藝要求進行PLC控制系統設計。具備焊接自動化系統分析、設計和調試的初步能力。（支撐畢業要求指標點5.2）教學目標3：掌握焊接自動化的概念，焊接自動化系統，焊接自動化的關鍵技術，焊接自動化的發展趨勢。焊接機器人的基本構成和發展趨勢。（支撐畢業要求指標點7.3）四、教學課時安排（一）學時分配主題或知識點教學內容總學時學時完成課程教學目標講課實驗實踐主題或知識點1緒論22003主題或知識點2焊接自動化中的控制技術基礎66001主題或知識點3焊接自動化中的傳感技術44001主題或知識點4焊接自動化中的電動機控制技術88002主題或知識點5焊接自動化中的PLC控制技術66002主題或知識點6焊接機器人技術62403合計322840（二）實驗/實踐教學安排序號實驗/實踐項目名稱實驗/實踐學時實驗/實踐類型實驗/實踐要求每組人數備注1機器人認識實驗2驗證性必做52焊接機器人在線編程實驗2驗證性必做5五、教學內容及教學設計主題或知識點1緒論1.教學內容焊接自動化的概念，焊接自動化系統，焊接自動化的關鍵技術，焊接自動化的發展趨勢。潘際鑾院士先進事跡引入，培養學生家國情懷和高度責任感。引入我國高端裝備制造中焊接自動化技術應用，激發學生民族自豪感和民族自信以及專業和職業認同感。焊接自動化技術有利于節能減排和健康可持續發展，并改善焊接操作者工作環境和強度，促進“綠色制造”實現和碳達峰碳中和的推進。2.教學重點焊接自動化的概念，焊接自動化系統，焊接自動化的關鍵技術。3.教學難點焊接自動化系統，焊接自動化的關鍵技術。4.教學方案設計（含教學方法、教學手段）采用課堂多媒體授課，同時授課過程中采用問題互動式、討論式、案例式、啟發式等教學方法。主題或知識點2焊接自動化中的控制技術基礎1.教學內容焊接自動控制的概念，反饋控制原理，焊接自動控制系統的分類，自動控制系統的基本特性。開環控制與閉環控制：開環控制與開環控制系統，閉環控制與閉環控制系統，開環控制系統與閉環控制系統的比較；焊接自動化中常用的控制策略：PID控制。負反饋學習過程中，可引導學生在生活中要善于反思自己，發現自身的不足并及時調整，形成正確的歸因思維；正反饋學習過程中可引導學生，在我們的生活中，明白“勿以惡小而為之，勿以善小而不為”的道理，特別在全國的疫情防控和鄭州的抗洪救災中，充分體現了正反饋的積極作用。開環控制與閉環控制選擇原則，滲透著任何事物都存在兩面性，合適才是正確的選擇。2.教學重點反饋控制原理，自動控制系統的基本特性。開環控制與閉環控制：開環控制與開環控制系統，閉環控制與閉環控制系統，焊接自動化中常用的控制策略：PID控制。3.教學難點開環控制與閉環控制，PID控制。4.教學方案設計（含教學方法、教學手段）采用課堂多媒體授課，同時授課過程中采用問題互動式、討論式、案例式、啟發式等教學方法。主題或知識點3焊接自動化中的傳感技術1.教學內容傳感器的概念，特性和分類，傳感器信息處理的基本電路，包括信號放大電路，信號運算電路，信號分離電路和信號轉換電路；位置、位移與速度傳感器工作原理及其在焊接自動化中的應用。目前我國中高端傳感器幾乎全部進口，關鍵技術產品被國外壟斷，傳感器開發和研制已上升至國家戰略，激發學生奮發圖強。通過介紹南京理工大學的大學生通過科技創新，發明“焊接相機”，激發學生努力趕超的拼搏斗志。2.教學重點傳感器的概念，特性和分類，位置、位移與速度傳感器工作原理及其在焊接自動化中的應用。3.教學難點位置、位移與速度傳感器工作原理及其在焊接自動化中的應用。4.教學方案設計（含教學方法、教學手段）采用課堂多媒體授課，同時授課過程中采用問題互動式、討論式、案例式、啟發式等教學方法。主題或知識點4焊接自動化中的電動機控制技術1.教學內容焊接自動化中的電動機控制技術概述；繼電接觸器控制系統；焊接自動化中的直流電動機及其控制原理；直流調速系統基本電路；閉環控制晶閘管變流器式調速系統；直流電動機脈寬調速系統；交流電動機變頻調速原理；步進電動機及其控制原理。電動機-負載系統穩定條件的學習環節，體現了系統對立統一的辯證關系，引導學生無論在學習還是生活中，矛盾普遍存在，學會正確對待，實現自身發展。在學習送絲電動機調速系統的電路圖時，教導學生應當正確處理個人與集體的關系，個人只有在集體中才能獲得長足的發展，而集體是每個人智慧的結晶，集體的成敗取決于每個人的努力。二者相輔相成、互相依存的，我們要熱愛集體，增強團隊的合作意識，提高團隊的合作能力。2.教學重點焊接自動化中的直流電動機及其控制原理；直流調速系統基本電路；閉環控制晶閘管變流器式調速系統；直流電動機脈寬調速系統；交流電動機變頻調速原理；步進電動機及其控制原理。3.教學難點直流調速系統基本電路；閉環控制晶閘管變流器式調速系統；直流電動機脈寬調速系統；交流電動機變頻調速原理。4.教學方案設計（含教學方法、教學手段）采用課堂多媒體授課，同時授課過程中采用問題互動式、討論式、案例式、啟發式等教學方法。主題或知識點5焊接自動化中的PLC控制技術1.教學內容焊接自動化中的PLC控制技術，日本三菱FX0N系列可編程控制器，可編程控制器的指令及其應用，梯形圖的編程規則與方法，PLC控制技術在焊接自動化中的應用。在PLC在焊接自動化中的實際應用案例的學習時，根據流程圖編寫相應時序的梯形圖程序，培養學生學會系統思考科學統籌的學習方法。PLC程序編制過程中要遵守梯形圖的編程規則，培養學生的原則意識，引導學生不管是在生活還是工作中，要講規則守規矩；一套完備的程序的編制需要做到一絲不茍和邏輯縝密，并反復調試和修改程序，培養學生精工細作的工匠精神。2.教學重點焊接自動化中的PLC控制技術，可編程控制器的指令及其應用，梯形圖的編程規則與方法，PLC控制技術在焊接自動化中的應用。3.教學難點可編程控制器的指令及其應用，梯形圖的編程規則與方法，PLC控制技術在焊接自動化中的應用。4.教學方案設計（含教學方法、教學手段）采用課堂多媒體授課，同時授課過程中采用問題互動式、討論式、案例式、啟發式等教學方法。主題或知識點6焊接機器人技術1.教學內容焊接機器人概論，機器人運動學和動力學基礎，焊接機器人傳感技術，弧焊機器人離線編程技術，焊接機器人的應用。焊接機器人是對機械、傳感技術、電動機控制技術和單片機控制技術等綜合應用。在未有機結合前單個領域的知識是分散的，教導學生學習要有耐心，只要到掌握的知識達到一定的量，并且相互連通后就會達到質的飛躍，也就是達到了運用基礎知識分析復雜工程問題的知識遷移能力，培養學生辯證唯物主義的科學觀和世界觀。2.教學重點焊接機器人概論，機器人運動學和動力學基礎，焊接機器人傳感技術，焊接機器人的應用。3.教學難點機器人運動學和動力學基礎。4.教學方案設計（含教學方法、教學手段）采用課堂多媒體授課，同時授課過程中采用問題互動式、討論式、案例式、啟發式等教學方法。六、學生成績評定1.課程考核方式及比例本課程考核學生獲取知識的能力、應用所學知識分析問題和解決問題能力、實踐動手能力和創新能力等；考核方式采用出勤、作業評測、課堂表現、平時階段測驗等多種形式、多個階段等全過程的考核，使學生成績評定更加合理多樣，優化課程評價體系，進一步提升本課程教學效果。學生成績評定表考核方式平時成績實驗期中考試期末考試出勤作業課堂表現階段測驗答辯項目小論文其他√√√√√成績比例%1010101010502.課程目標考核方式評價權重本課程教學目標與考核方式評價權重如表所示：課程教學目標與考核方式評價權重表課程教學目標支撐畢業要求指標點考核評價方式權重（%）過程性考核實驗期末考試合計出勤及課堂表現作業及階段測驗教學目標1指標點1.18804~620~22教學目標2指標點1.188018~2234~38教學目標3指標點3.1441023~2741~45合計202010501003.成績評價標準平時成績評定及考核標準考核環節考核結果及標準評估項目及權重優秀（90~100分）良好（80~89分）中等（70~79分）及格（60~69分）不及格（<60分）出勤及課堂表現（20%）無遲到、早退、曠課現象。積極參加課堂討論，并有自己獨到的見解，能夠準確回答問題，并有自己獨到的見解偶爾有遲到、早退現象。較為積極參加課堂討論，能夠準確回答問題，并提出自己的見解有遲到、早退現象。能夠主動參加課堂討論，能夠回答問題有遲到、早退、偶爾有曠課現象。參與課堂討論，基本能回答相關問題遲到、早退、曠課較多。不能有效參加課堂討論，回答不出所有問題作業（10%）能夠獨立完成作業，作業完成質量優秀，能夠靈活運用所學知識和理論解決問題，并獲得正確結論能夠獨立完成作業，完成質量較高，能夠運用所學知識和理論解決問題，并獲得正確結論能夠獨立完成作業，完成質量符合要求，能夠運用所學知識和理論解決問題，并獲得有效結論基本能夠獨立完成作業，部分題目解答存在抄襲現象，運用所學知識和理論解決問題的能力基本符合要求不能獨立完成作業，存在明顯抄襲現象，不具備運用所學知識和理論解決問題的能力階段測驗（10%）完成所有階段測驗，根據參考答案評分，總評成績為優秀完成所有階段測驗，根據參考答案評定分，總評成績為優良完成所有階段測驗，根據參考答案評分，總評成績為中等完成所有階段測驗，根據參考答案評分，總評成績為及格沒有完成階段測試，根據參考答案評分，總評成績不及格實驗（10分%）實驗報告能夠獨立完成，內容完整，數據合理，數據處理正確，圖表規范。能夠正確完成實驗報告中提出的問題，并對實驗中遇到的問題進行深入的討論，提出自己的見解。實驗報告能夠獨立完成，內容完整，數據合理，數據處理正確，圖表基本規范。能夠完成實驗報告中提出的問題，并對實驗中遇到的問題進行討論，提出意見。實驗報告能夠完成，內容完整，數據基本合理，能夠進行數據處理，圖表基本規范。能夠基本完成實驗報告中中提出的問題，對實驗中遇到的問題進行討論。實驗報告基本能夠獨立完成，內容完整，數據圖表齊全，基本完成實驗報告中提出的問題。實驗報告不能獨立完成，存在抄襲現象，報告中提出的問題沒有或基本沒有回答。課程教學目標評價標準考核環節考核結果及標準評估項目及權重優秀（90~100分）良好（80~89分）中等（70~79分）及格（60~69分）不及格（<60分）教學目標1熟練掌握焊接自動控制的概念，開環控制和閉環控制的選擇，焊接自動化中常用的控制技術。能夠進行焊接自動化技術中常用的傳感器以及合理選擇。準確掌握焊接自動控制的概念，開環控制和閉環控制的選擇，焊接自動化中常用的控制技術。能夠較好的進行焊接自動化技術中常用的傳感器以及合理選擇。掌握焊接自動控制的概念，開環控制和閉環控制的選擇，焊接自動化中常用的控制技術。可以進行焊接自動化技術中常用的傳感器以及合理選擇。基本掌握焊接自動控制的概念，開環控制和閉環控制的選擇，焊接自動化中常用的控制技術。基本能夠進行焊接自動化技術中常用的傳感器以及合理選擇。不能掌握焊接自動控制的概念，開環控制和閉環控制的選擇，焊接自動化中常用的控制技術。不能進行焊接自動化技術中常用的傳感器以及合理選擇。教學目標2熟練掌握交流和直流電動機控制技術，電動機在焊接自動化中的應用，PLC的硬件組成和編程語言，根據焊接工藝要求進行PLC控制系統設計。完全具備焊接自動化系統分析、設計和調試的初步能力。準確掌握交流和直流電動機控制技術，電動機在焊接自動化中的應用。熟悉PLC的硬件組成和編程語言，根據焊接工藝要求進行PLC控制系統設計。具備較好地焊接自動化系統分析、設計和調試的初步能力。掌握交流和直流電動機控制技術，電動機在焊接自動化中的應用。熟悉PLC的硬件組成和編程語言，根據焊接工藝要求進行PLC控制系統設計。具備焊接自動化系統分析、設計和調試的初步能力。基本掌握交流和直流電動機控制技術，電動機在焊接自動化中的應用。熟悉PLC的硬件組成和