智能工廠虛擬仿真綜合訓(xùn)練大綱 教學(xué)大綱

PAGEPAGE6《智能工廠虛擬仿真綜合訓(xùn)練》課程教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱(chēng)智能工廠虛擬仿真綜合訓(xùn)練課程編號(hào)課程性質(zhì)必修課課程類(lèi)別集中實(shí)踐環(huán)節(jié)開(kāi)課單位機(jī)電工程學(xué)院授課學(xué)期第七學(xué)期學(xué)分/學(xué)時(shí)2/3周實(shí)施方式集中上機(jī)訓(xùn)練適用專(zhuān)業(yè)智能制造工程是否雙語(yǔ)否先修課程電氣控制與PLC、機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)、智能工廠集成技術(shù)后續(xù)課程畢業(yè)設(shè)計(jì)二、課程簡(jiǎn)介《智能工廠虛擬仿真綜合訓(xùn)練》課程是智能制造工程專(zhuān)業(yè)本科生的一門(mén)重要集中實(shí)踐課程。本課程基于SFB（SmartFactoryBuilder）智能制造數(shù)字化設(shè)計(jì)與仿真軟件開(kāi)展，涉及PLC電氣控制、機(jī)器人技術(shù)、虛擬視覺(jué)技術(shù)、機(jī)床數(shù)控程序等，以項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)為教學(xué)形式，成果導(dǎo)向?yàn)橹行乃枷?，高度還原智能工廠工業(yè)場(chǎng)景。以實(shí)際的智能加工生產(chǎn)線為背景，指導(dǎo)學(xué)生在虛擬場(chǎng)景中完成智能物流、智能倉(cāng)儲(chǔ)、智能生產(chǎn)線等項(xiàng)目的調(diào)試與驗(yàn)證工作。使學(xué)生掌握智能工廠的基本概念和設(shè)計(jì)原理，掌握智能工廠設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)和工具，能夠使用仿真軟件進(jìn)行智能化工廠的設(shè)計(jì)和驗(yàn)證。三、課程目標(biāo)及對(duì)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的支撐（一）課程目標(biāo)通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生達(dá)到以下目標(biāo)：課程目標(biāo)1（知識(shí)目標(biāo)）：通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解智能化工廠的基本概念和設(shè)計(jì)原理，掌握智能化工廠設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)和工具。掌握PLC電氣控制在實(shí)際生產(chǎn)線的應(yīng)用技術(shù)、工業(yè)機(jī)器人編程與調(diào)試技術(shù)，熟悉智能倉(cāng)儲(chǔ)的工作原理，掌握虛擬視覺(jué)和無(wú)人駕駛自動(dòng)移動(dòng)物流車(chē)輛的使用技術(shù)。課程目標(biāo)2（能力目標(biāo)）：使學(xué)生具備使用仿真軟件設(shè)計(jì)和驗(yàn)證智能工廠的能力，能夠根據(jù)生產(chǎn)需求初步設(shè)計(jì)智能生產(chǎn)線，并在仿真軟件上進(jìn)行調(diào)試和驗(yàn)證。課程目標(biāo)3（素質(zhì)目標(biāo)）：通過(guò)課程教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生追求真理和創(chuàng)新精神，樹(shù)立學(xué)生現(xiàn)代科學(xué)的自然觀、宇宙觀和辯證唯物主義世界觀。通過(guò)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式的教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的求知熱情、探索精神，使學(xué)生善于思考、用于實(shí)踐。（二）課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的支撐課程目標(biāo)支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)畢業(yè)要求課程目標(biāo)13設(shè)計(jì)/開(kāi)發(fā)解決方案4研究3-3能夠設(shè)計(jì)滿(mǎn)足特定需求的智能制造系統(tǒng)、零部件或制造工藝，并體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí)4-2能夠根據(jù)智能制造系統(tǒng)要求，選擇研究路線，形成實(shí)驗(yàn)方案課程目標(biāo)25使用現(xiàn)代工具10溝通5-2能夠開(kāi)發(fā)或應(yīng)用滿(mǎn)足特定需求的現(xiàn)代工具，對(duì)智能制造工程領(lǐng)域復(fù)雜工程問(wèn)題進(jìn)行模擬與預(yù)測(cè)，并能夠理解其局限性10-1掌握符合行業(yè)規(guī)范和要求的技術(shù)文件寫(xiě)作方法，能夠就復(fù)雜工程問(wèn)題通過(guò)書(shū)面報(bào)告及陳述發(fā)言等形式清晰表達(dá)或回應(yīng)課程目標(biāo)39個(gè)人和團(tuán)隊(duì)9-1具有團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)，理解多學(xué)科背景團(tuán)隊(duì)成員的不同角色在團(tuán)隊(duì)中的作用，能夠作為個(gè)體或團(tuán)隊(duì)成員完成所承擔(dān)的任務(wù)9-2能夠正確認(rèn)識(shí)個(gè)人與團(tuán)隊(duì)的關(guān)系，具有一定的組織管理、協(xié)作能力，在團(tuán)隊(duì)中能有效發(fā)揮作用四、課程基本教學(xué)內(nèi)容及對(duì)課程目標(biāo)的支撐（一）課程基本教學(xué)內(nèi)容學(xué)習(xí)內(nèi)容一智能分揀輸送裝置開(kāi)發(fā)1.課程主要內(nèi)容本實(shí)踐項(xiàng)目要求學(xué)生利用所學(xué)的PLC電氣控制、傳感與檢測(cè)技術(shù)、智能裝備基礎(chǔ)等知識(shí)，在SFB軟件環(huán)境下搭建一套自動(dòng)分揀輸送裝置。使該裝置具備自動(dòng)識(shí)別高、低兩種貨物，并將高、低兩種貨物分別輸送到不同位置的功能。本實(shí)踐項(xiàng)目貼近實(shí)際需求并具有一定的難度，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力。2.重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：PLC電氣控制編程；設(shè)備的選擇與搭建；傳感器的選擇與配置。難點(diǎn)：SFB軟件與PLC之間的通訊設(shè)置。3.實(shí)施方式本項(xiàng)目采用集中上機(jī)實(shí)踐的方式進(jìn)行。4.學(xué)習(xí)要求（1）初步掌握智能產(chǎn)線的基本概念和設(shè)計(jì)原理，掌握PLC電氣控制技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。（2）使學(xué)生具備搭建和調(diào)試簡(jiǎn)單智能制造生產(chǎn)線的能力。5.實(shí)踐要求（1）實(shí)踐屬性：綜合訓(xùn)練。（2）工作流程：打開(kāi)SFB軟件；選擇需要的虛擬設(shè)備和傳感器；根據(jù)實(shí)際需求，編寫(xiě)PLC程序；將PLC與SFB軟件通訊并導(dǎo)入到虛擬設(shè)備中，對(duì)整個(gè)過(guò)程進(jìn)行調(diào)試和驗(yàn)證。注意保留工作過(guò)程中的截圖或錄屏，以PPT的形式進(jìn)行匯報(bào)展示。（3）分組要求：2至3人一組。（4）實(shí)踐準(zhǔn)備：充分復(fù)習(xí)PLC電氣控制和傳感與檢測(cè)技術(shù)相關(guān)知識(shí)，預(yù)習(xí)智能產(chǎn)線相關(guān)概念。（5）時(shí)間安排：一周。（6）其他要求：無(wú)。6.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果具備搭建和調(diào)試簡(jiǎn)單智能制造生產(chǎn)線的能力。7.支撐課程目標(biāo)通過(guò)本項(xiàng)目的實(shí)踐，使學(xué)生初步掌握智能產(chǎn)線的基本概念和設(shè)計(jì)原理，掌握PLC電氣控制技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，對(duì)課程目標(biāo)1起到了支撐作用。學(xué)習(xí)內(nèi)容二IRB120機(jī)器人編程實(shí)踐1.課程主要內(nèi)容本實(shí)踐項(xiàng)目要求學(xué)生利用所學(xué)的工業(yè)機(jī)器人相關(guān)知識(shí)，在SFB虛擬仿真軟件環(huán)境下完成ABBIRB120機(jī)器人編程實(shí)踐。使工業(yè)機(jī)器人分別完成更換指部工具，工件分揀等動(dòng)作，本實(shí)踐高度還原工業(yè)機(jī)器人編程實(shí)踐過(guò)程，有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。2.重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：機(jī)器人編程；路徑的選擇。難點(diǎn)：SFB軟件與ABBRobotstudio之間的通訊設(shè)置。3.實(shí)施方式本項(xiàng)目采用集中上機(jī)實(shí)踐的方式進(jìn)行。4.學(xué)習(xí)要求（1）初步掌握工業(yè)機(jī)器人的基本概念和編程原理。（2）使學(xué)生具備通過(guò)編程，讓機(jī)器人完成一定指令的能力。5.實(shí)踐要求（1）實(shí)踐屬性：綜合訓(xùn)練。（2）工作流程：打開(kāi)SFB軟件；打開(kāi)ABBRobotstudio；將PLC與ABBRobotstudio軟件通訊，對(duì)工業(yè)機(jī)器人的路徑進(jìn)行編程，并對(duì)整個(gè)過(guò)程進(jìn)行調(diào)試和驗(yàn)證。注意保留工作過(guò)程中的截圖或錄屏，以PPT的形式進(jìn)行匯報(bào)展示。（3）分組要求：2至3人一組。（4）實(shí)踐準(zhǔn)備：充分復(fù)習(xí)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)相關(guān)知識(shí)，預(yù)習(xí)工業(yè)機(jī)器人相關(guān)概念。（5）時(shí)間安排：一周。（6）其他要求：無(wú)。6.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果具備通過(guò)編程，讓機(jī)器人完成一定指令的能力。7.支撐課程目標(biāo)通過(guò)本項(xiàng)目的實(shí)踐，使學(xué)生初步掌握工業(yè)機(jī)器人的編程與調(diào)試技術(shù)，對(duì)課程目標(biāo)1起到了支撐作用。學(xué)習(xí)內(nèi)容三虛擬智能加工生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)1.課程主要內(nèi)容本實(shí)踐項(xiàng)目要求學(xué)生利用所學(xué)的專(zhuān)業(yè)課知識(shí)，在SFB軟件環(huán)境下搭建一條虛擬智能加工生產(chǎn)線。使該生產(chǎn)線具有智能倉(cāng)儲(chǔ)、VGA智能運(yùn)輸小車(chē)、工業(yè)機(jī)器人等模塊，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)取放工件、加工工件等功能。本實(shí)踐項(xiàng)目綜合性強(qiáng)，貼近生產(chǎn)實(shí)際需求，有效培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力。2.重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：智能倉(cāng)儲(chǔ)技術(shù)；VGA小車(chē)技術(shù)；PLC應(yīng)用技術(shù)。難點(diǎn)：智能倉(cāng)儲(chǔ)技術(shù)；VGA小車(chē)技術(shù)；各工序的PLC串聯(lián)。3.實(shí)施方式本項(xiàng)目采用集中上機(jī)實(shí)踐的方式進(jìn)行。4.學(xué)習(xí)要求（1）掌握智能產(chǎn)線的設(shè)計(jì)原理，掌握PLC電氣控制技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。（2）具備使用仿真軟件設(shè)計(jì)和驗(yàn)證智能工廠的能力，能夠根據(jù)生產(chǎn)需求初步設(shè)計(jì)智能生產(chǎn)線，并在仿真軟件上進(jìn)行調(diào)試和驗(yàn)證。5.實(shí)踐要求（1）實(shí)踐屬性：綜合訓(xùn)練。（2）工作流程：打開(kāi)SFB軟件；選擇需要的虛擬設(shè)備和傳感器進(jìn)行產(chǎn)線搭建；根據(jù)實(shí)際需求，編寫(xiě)PLC程序和機(jī)器人；將PLC與SFB軟件通訊并導(dǎo)入到虛擬設(shè)備中，對(duì)整個(gè)過(guò)程進(jìn)行調(diào)試和驗(yàn)證。注意保留工作過(guò)程中的截圖或錄屏，以PPT的形式進(jìn)行匯報(bào)展示。（3）分組要求：2至3人一組。（4）實(shí)踐準(zhǔn)備：充分復(fù)習(xí)PLC電氣控制和傳感與檢測(cè)技術(shù)相關(guān)知識(shí)，預(yù)習(xí)智能產(chǎn)線相關(guān)概念。（5）時(shí)間安排：一周。（6）其他要求：無(wú)。6.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果具備搭建和調(diào)試綜合性智能制造生產(chǎn)線的能力。7.支撐課程目標(biāo)通過(guò)本項(xiàng)目的實(shí)踐，使學(xué)生初步掌握智能產(chǎn)線的設(shè)計(jì)原理，具備搭建和調(diào)試綜合性智能制造生產(chǎn)線的能力，對(duì)課程目標(biāo)2、3起到了支撐作用。（二）課程基本教學(xué)內(nèi)容對(duì)課程目標(biāo)的支撐實(shí)踐內(nèi)容實(shí)施方式支撐的課程目標(biāo)學(xué)時(shí)安排內(nèi)容一智能分揀輸送裝置開(kāi)發(fā)集中上機(jī)實(shí)踐課程目標(biāo)14內(nèi)容二IRB120機(jī)器人編程實(shí)踐集中上機(jī)實(shí)踐課程目標(biāo)14內(nèi)容三虛擬智能加工生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)集中上機(jī)實(shí)踐課程目標(biāo)2、34合計(jì)12五、課程考核及對(duì)課程目標(biāo)的支撐（一）課程考核課程成績(jī)構(gòu)成（百分制）課程成績(jī)構(gòu)成比例考核環(huán)節(jié)目標(biāo)分值考核/評(píng)價(jià)細(xì)則作品設(shè)計(jì)100%作品演示60搭建的虛擬模型運(yùn)行時(shí)是否達(dá)到任務(wù)要求；是否運(yùn)用到規(guī)定的知識(shí)PPT匯報(bào)40匯報(bào)邏輯是否清晰，PPT是否美觀，闡述是否清楚。（二）課程考核對(duì)課程目標(biāo)的支撐實(shí)踐內(nèi)容考核內(nèi)容考核方式支撐的課程目標(biāo)內(nèi)容一智能分揀輸送裝置開(kāi)發(fā)1-1掌握PLC電氣控制技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用作品演示課程目標(biāo)1內(nèi)容二IRB12