山东交通职业学院焊接自动化控制教学大纲课程编号：044225学时数：126学时学分数：7执笔人：赵立燕编写日期：2010年1月一、本课程性质、任务和基本要求课程的性质：焊接自动化基础是焊接技术及自动化以及其相关专业的一门职业方向必修课，是一门理论性和实践性都很强的综合性课程。本课程的任务是：使学生具备高素质专门人才所必需的焊接自动化方面的基本知识和基本技能；能解决焊接过程及焊接装备的自动控制问题；提高学生的实践技能和职业技能，全面提高整体素质，增强适应职业变化的能力和继续学习的能力。本课程应达到的基本要求是：1．掌握焊接自动控制的基本原理，熟悉一般焊接自动化系统的控制要求，并具有一定的系统设计能力；2．了解焊接自动化中经常使用的位置、位移、速度传感器的工作原理，并可以结合工程实际选用各种类型的传感器；3．掌握电动机速度调节原理及在焊接自动化方面的应用；4．了解单片机在焊接自动化中的应用；5．通过课程实验，增强学生的对焊接自动化技术的理解，提高实践动手能力以及分析问题和解决问题的能力，为将来工作打下基础。二、课程内容和要求课题一焊接自动化的基本概念本课题主要讲授：焊接自动化的关键技术、发展趋势以及学习本课程的目的和要求。本课题的重点是：焊接自动化系统组成；焊接自动化关键技术以及发展趋势。本课题的教学目标是：1．掌握焊接自动化系统有关知识。2．掌握焊接自动化系统组成和关键技术。课题二焊接自动化中的控制技术基础本课题主要讲授：焊接自动控制的概念、开环控制与闭环控制以及焊接自动化中常用的控制策略。本课题的重点是：焊机自动化中的开环控制和闭环控制、PID控制策略在焊接中的应用。本课题的教学目标是：1．掌握开环控制和闭环控制的基本原理和异同点。2．掌握PID控制方式及PID参数变化对控制效果的影响。课题三焊接自动化中的传感技术本课题主要讲授：焊接自动化中的传感器工作原理及其典型的测量变换电路；几种常用的传感器及其应用。本课题的重点是：传感器常用测量电路及四种典型传感器（位置传感器、位移与速度传感器、光电编码器）工作机理。本课题的教学目标是：1.掌握焊接自动化中典型传感器的原理、特点及应用；2.能合理选择传感器。主要实验项目是：1.PT100温度控制实验2.K型热电偶测温实验3.金属箔式应变片-单臂电桥性能实验4.光电转速传感器的测速实验5.直流激励时霍尔传感器的位移特性实验课题四焊接自动化中的电动机控制技术本课题主要讲授：焊接自动化系统中常用的直流电动机、交流电动机和步进电动机控制技术。本课题的重点是：直流电动机、交流电动机和步进电动机的工作原理、结构、应用。本课题的教学目标是：1.掌握继电-接触器控制系统的工作原理和设计方法。2.掌握直流电动机、交流电动机和步进电动机的工作原理及在焊接自动化中的应用。主要实验项目是：电动机的启动-停止电路设计三相异步电动机的能耗制动三相鼠笼异步电动机的工作特性双重联锁的正反向控制顺序控制时间继电器转换的星三角启动控制课题五焊接自动化中的单片机控制技术本课题主要讲授：单片机控制的基本知识；单片机控制技术在焊接自动化中的应用。本课题的重点是：MCS-51系列单片机的结构和指令系统；单片机控制系统的设计要求；单片机控制技术在焊接自动化中的应用。本课题的教学目标是：1．掌握MCS-51系列单片机的结构和指令系统；2.能运用单片机指令编写简单程序；2．了解单片机在焊接自动化中的典型应用。主要实验项目是：CPU片内清零实验数据传送实验程序单字节二进制数转换为BCD数程序数码管显示实验用8255控制发光二极管显示实验键盘扫描法-查询式ADC08098位8路A/D转换实验课题六焊接机器人技术本课题主要讲授：工业机器人、机器人焊接的基本概念及其应用。本课题的重点是：焊接机器人的运动学、动力学基础；焊接机器人的传感技术和离线编程技术。本课题的教学目标是：1．掌握焊接机器人的运动学、动力学基础；2.了解焊接机器人的应用。三、课时分配序号课题总课时实验理论课时分配主要内容1焊接自动化的基本概念22焊接自动化的关键技术、发展趋势2焊接自动化中控制技术基础62焊接自动化的概念2开环控制与闭环控制2焊接自动化常用的控制策略3焊接自动化中的传感技术26104传感器信息处理的基本电路4位置传感器及其在焊接自动化中的应用4位移与速度传感器及其在焊接自动化中的应用4光电编码器及其在焊接自动化中的应用4焊接自动化中电动机控制技术46182继电接触器控制系统8焊接自动化中的直流电动机及其控制原理4直流调速系统基本电路4闭环控制晶闸管交流器式调速系统4直流电动机脉宽