《机器人焊接技术》课程教学大纲
一．课程基本信息
开课单位：材料科学与工程学院
课程编号：06020084b
英文名称：Robot Welding Technology
学时：总计32学时，其中理论授课24学时，实验（含上机）8学时
学分：2学分
面向对象：焊接技术与工程本科专业
先修课程：微机原理与应用、计算机在焊接中的应用、焊接自动化控制基础
教材：
《焊接机器人及其应用》，林尚杨、陈善本、李成桐编著，机械工业出版社，2000年7月第一版
主要教学参考书目或资料：
1. 《智能化焊接技术》，吴林、陈善本编著，国防工业出版社，2000年8月第一版
2. 《焊接自动化技术及其应用》，胡绳荪编著，机械工业出版社，2008年1月第一版
3. 《工业机器人技术基础》，孙树栋编著，西北工业大学出版社，2006年12月第一版
二．教学目的和任务
本课程是一门专业课，是焊接技术与工程本科专业的选修考查课程。通过对本课程的学习，使学生掌握焊接技术的发展方向——焊接机器人应用，了解焊接机器人的基本原理和工业应用，掌握焊接机器人制造系统的组成及应用，使学生能从机器人焊接技术这个全新的视角，对革新传统制造工艺和方法有充分的认识和了解，对工程实际中的问题进行分析和研究。
三．教学目标与要求
本门课程通过授课、实验等教学环节，使学生掌握焊接机器人发展、分类和系统组成、机器人运动学和动力学原理、弧焊机器人传感、跟踪与控制技术、焊接机器人系统的配置方法、焊接机器人工作站及生产线应用实例，了解焊接机器人离线编程技术，初步掌握机器人的运动编程和焊接控制，通过必要的实验训练，掌握基本实验技能，了解焊接机器人应用领域中的新理论、新技术、新知识。
四．教学内容、学时分配及其基本要求
第一章 绪论（2学时。讲授2学时）
（一）教学内容
1、焊接自动化发展概况
2、机器人焊接发展概况
3、焊接机器人分类
4、焊接机器人系统组成
（二）基本要求
1、掌握焊接机器人分类和系统组成。
2、理解机器人焊接发展。
3、了解焊接自动化发展。
第二章 机器人运动学和动力学（14学时。含讲授10学时，实验4学时）
（一）教学内容
1、刚体的位置和姿态描述及坐标变换
2、机械手的运动学
3、机器人操作臂动力学
4、焊接机器人电动机驱动技术
5、机器人位置控制技术
（二）基本要求
1、掌握刚体的位置和姿态描述、坐标变换、齐次变换及其运算、变换方程、欧拉角及RPY角、连杆坐标系、运动学方程及其求解、机器人操作臂动力学、机器人位置控制技术。
2、理解机器人驱动电动机。
3、了解对机器人传动装置的要求。
第三章 弧焊机器人传感、跟踪与控制技术（8学时。含讲授4学时，实验4学时）
（一）教学内容
1、弧焊机器人传感技术
2、弧焊机器人跟踪技术
3、机器人焊接动态过程智能控制技术
4、机器人遥控焊接技术
（二）基本要求
1、掌握弧焊机器人电弧传感方法、弧焊机器人视觉传感方法、激光扫描视觉跟踪技术、机器人焊接智能化系统、焊接过程中焊枪运动控制特点、遥控焊接的运动控制方法、机器人遥控焊接系统的结构。
2、理解一般机器人传感技术、机器人焊接过程传感系统、焊接熔池动态过程的智能实时控制。
3、了解接头类型识别和特征参数提取、焊接熔池动态信息提取。
第四章 焊接机器人离线编程技术（2学时。讲授2学时）
（一）教学内容
1、离线编程与仿真技术概况
2、焊接机器人规划技术
3、焊接机器人模拟仿真和离线编程应用软件
（二）基本要求
1、掌握焊接机器人规划技术。
2、理解离线编程典型系统。
3、了解机器人离线编程与仿真技术的意义、组成和发展、焊接机器人模拟仿真和离线编程应用软件的使用。
第五章 焊接机器人系统的配置（3学时。讲授3学时）
（一）教学内容
1、焊接生产自动化的目的及实施中应注意的问题
2、焊接机器人系统的配置
（二）基本要求
1、掌握弧焊机器人的选择、焊接装置的选择、点焊机器人焊接装备的选择、焊接机器人外围设备的设计和选择。
2、理解适度自动化、实施焊接自动化应考虑的问题。
3、了解焊接生产过程机器人化的目的。
第六章 焊接机器人工作站及生产线（3学时。讲授3学时）
（一）教学内容
1、简易机器人工作站
2、不同变位机与焊接机器人组合的工作站
3、焊接机器人与周边设备作协调运动的工作站
4、焊接柔性制造系统
5、焊接机器人生产线
（二）基本要求
1、掌握简易机器人工作站的基本组成、回转工作台+弧焊机器人工作站、旋转-倾斜变位机+弧焊机器人工作站、旋转变位机+弧焊机器人工作站、龙门机架+弧焊机器人工作站。
2、理解简易点焊机器人工作站、焊接机器人与周边设备作协调运动的系统组成、焊接柔性制造系统的基本组成。
3、了解简易弧焊机器人工作站的应用实例、焊接机器人与周边设备作协调运动的编程与控制、焊接机器人与周边设备作协调运动的工作站应用实例、焊接柔性制造系统的控制和编程方法、焊接机器人生产线应用实例。
五．教学方法及手段
本课程适宜用计算机CAI教学手段，以取得良好的教学效果，讲授时应注意前后内容的连贯性，注意启发式教学与实例相结合。
六．考核方式及考核方法
本课程为选修考查课程，建议不进行笔试，总评成绩由纪律出勤情况、作业、实验等成绩综合评定，实验教学环节占总评成绩的20%。
七．课内实验（上机）教学安排
序号 | 实验项目 | 学时 | 性质 | 类型 |
1 | 直角坐标式弧焊机器人编程焊接实验 | 4 | 必做 | 综合 |
2 | 关节式弧焊机器人编程焊接实验 | 4 | 必做 | 综合 |
（制定人：高 飞 审定人：周方明 ）