SPOC学校专有课程
产线虚拟调试
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spContent=Process Simulate是西门子公司Tecnomatix数字孪生解决方案中的一款仿真软件,用于人因工程仿真、装配过程仿真和机器人离线仿真。支持多款机器人控制器,如FANUC、ABB、安川、那智不二越、库卡、三菱、NC、松下、UR等知名名牌。可进行多机器人多工位的过程仿真验证。课程通过实例系统全面地介绍了Process Simulate软件各个模块的主要功能和操作方法。在讲述每个主要模块的实例时,还融入了Process Simulate软件的特点和操作技巧,在内容的组织上,课程充分考虑学生学习和接受能力,由浅入深,循序渐进,分为线上和线下教学,从而使大家能够迅速上手并收获成功的喜悦。同时,该线上课程可以帮助广大学生从整体上对Process Simulate软件形成全面了解,为以后的深入学习和研究打下良好的基础。
—— 课程团队
课程概述

     本课程基于Tecnomatix Process Simulate技术,其主要作用是面向数字化制造领域的软件解决方案,由零部件制造,装配规划,资源管理,工厂设计与优化,人力绩效,产品质量规划与分析,生产管理等核心软件构成。本课程的教学目标是通过将制造规划包括从工艺布局规划和设计、工艺过程仿真和验证到制造执行与产品设计连接起来,实现在3D的环境下进行制造工艺过程的设计,用数字化的手段验证产品的制造工艺可行性,实现产线的虚拟调试。

本课程主要内容包括:

1.Tecnomatix Process Simulate软件的安装配置和基本操作;

2.装配仿真技术;

3.人因工程仿真技术;

4.机器人仿真技术;

5.数字化产线的虚拟调试。

 

一、课程教学单元及学时安排

序号

课程教学单元

学时

教学形式与课时分配

理实一体

理论

实践

习题

讨论

1

学习单元1:Process Simulate软件应用基础

6

6

 

 

 

 

2

学习单元2:装配仿真技术

6

4

 

 

2

 

3

学习单元3:机器人仿真技术与产线虚拟调试

16

12

 

 

4

 

4

机动

4

 

 

 

 

 

合计

32

22

 

 

6

 

二、课程教学设计

1.整体教学设计

本课程遵循学生职业能力培养的基本规律,基于电气自动化技术专业岗位职业标准和工作过程,以数字化产线案例为载体,基于Tecnomatix Process Simulate技术,用于对数字化产线的虚拟调试与验证。每个学习单元均按照信息采集、决策、计划、实施、检查和评估“六步法”在“全真”的生产性实训环境中通过校企合作组织教学。学习单元1-学习单元3以学院为主,在校内软件实训室进行。

2.教学方案设计

序号

教学单元

学时

教学内容及要求

授课要点

教学实施说明

1

Process Simulate软件应用基础

6

1.了解Process Simulate软件的主要功能和作用和使用范围

◆仿真软件的种类和其主要用途

◆软件的安装

2.熟悉Process Simulate软件的操作界面

◆工作界面

◆基本仿真环境的设置

◆基本操作方法

3.了解并掌握仿真软件中的常用功能

◆能创建Study和导入数据

◆掌握视图和图形查看器;

◆了解视图窗口布局管理;

◆掌握测量工具;

◆掌握创建坐标系的方法;

◆掌握改变对象的位置;

◆掌握软件的常用工具。

◆工艺仿真的概念

◆软件的主要功能和作用和使用范围

◆创建Study和数据导入

◆视图和图形查看器

◆图形窗口的设置与控制

◆对象选择

◆对象选择过滤器

◆对象显示过滤器

◆测量工具

◆创建坐标系

◆改变对象的位置

 

教师:

◆讲授仿真软件的基本操作和配置

◆讲授软件的主要命令及应用

◆讲授主要模块的功能

◆通过实例讲解模块功能

学生:

◆学习仿真软件的基本操作和配置

◆学习软件的主要命令及应用

◆学习仿真软件的主要模块功能

◆通过实例学习模块功能

   2

装配仿真技术

6

1.Process Simulate软件中的建模

◆掌握设置建模范围

◆了解创建和修改实体的方法

◆了解2D平面图的创建方法

◆掌握运动学的概念和操作

◆掌握姿态编辑器的使用

2.Process Simulate软件中的装配仿真

◆掌握创建路径的方法

◆掌握序列编辑器和路径编辑器的使用

◆能够创建零件的装配过程

◆了解干涉查看器的使用

◆了解自动路径规划器的使用

设置建模范围

用图元来创建实

创建2D平面图

定义对象的运动学

姿态编辑器

创建新的设备操作

输出仿真的动作

创建路径

序列编辑器

路径编辑器

创建零件的装配过程

干涉查看器

自动路径规划器

教师:

◆讲授设置建模和结束建模的作用

◆讲授运动学的概念,并通过实例演示

◆讲授姿态编辑器的概念并通过实例演示

◆讲授装配仿真的应用,并通过实例演示

◆讲授并演示干涉查看器和自动路径规划器的使用

学生:

◆学习设置建模和结束建模的作用

◆学习运动学的概念并

◆学习姿态编辑器使用

◆学习装配仿真的应用,

◆学习干涉查看器和自动路径规划器的使用

◆通过仿真实例练习

3

机器人仿真技术与产线虚拟调试

16

1.机器人仿真基础

掌握机器人基本参数

能配置机器人的工具

能创建机器人抓放操作

能使用命令快速计算机器人的可达性及机器人

能编辑机器人路径

了解机器人程序的上传和下载

2.人因仿真

了解人因仿真主要功能

能够创建人体姿态

能够创建人因仿真分析报告

3.机器人仿真与产线虚拟调试

掌握机器人点焊仿真操作

掌握机器人弧焊仿真应用

掌握机器人外部轴的使用

掌握产线的虚拟调试过程

机器人基本参数

机器人控制器

设置机器人的工具

创建机器人抓放操作

机器人的可达性

机器人位置智能放置

编辑机器人路径

机器人程序的上传和下载

创建人体姿态

人因仿真分析报告

机器人运动包络线

机器人管线包基础

焊点的导入和投影

焊枪的选择

编辑焊接路径

焊点分配中心

创建并投影弧焊焊缝

创建弧焊仿真操作

优化弧焊操作

产线虚拟调试过程

教师:

◆讲授机器人运动学定义,机器人基本参数,机器人控制器,定义机器人的工具,安装机器人工具,机器人抓放操作仿真,可达性分析,基本姿态操作,人因仿真任务仿真构建器

◆演示综合仿真实例

◆讲授机器人点焊仿真,焊接路径编辑与优化,机器人弧焊仿真,外部轴设置

◆演示点焊与弧焊仿真实例

学生:

◆学习机器人仿真基础

◆学习人因仿真基本姿态操作和任务仿真构建器

◆学习机器人点焊仿真和机器人弧焊仿真

◆完成综合案例练习

4

机动

4

巩固复习本学期所学内容

复习1至3单元的重、难点知识

教师:

◆点线式讲授本学期所授知识的难点、重点

◆解答学生所提问题

学生:

◆复习巩固本学期所学内容

◆互动提问学习


授课目标

1.了解Tecnomatix Process Simulate软件的主要功能;能独立安装软件;能进行软件的配置;认识软件界面;熟悉基本操作和概念;了解工艺仿真的概念。

2.掌握仿真软件的主要功能;能创建Study和导入数据;掌握视图和图形查看器;了解视图窗口布局管理;掌握测量工具;掌握创建坐标系的方法;掌握改变对象的位置;掌握软件的常用工具。

3.掌握设置建模范围;了解创建和修改实体的方法;了解2D平面图的创建方法;掌握运动学的概念和操作;掌握姿态编辑器的使用。

4.掌握创建路径的方法;掌握序列编辑器和路径编辑器的使用;能够创建零件的装配过程;了解干涉查看器的使用;了解自动路径规划器的使用。

5.掌握机器人基本参数;能配置机器人的工具;能创建机器人抓放操作;能使用命令快速计算机器人的可达性及机器人;能编辑机器人路径;了解机器人程序的上传和下载。

6.了解人因仿真主要功能;能够创建人体姿态;能够创建人因仿真分析报告。

7.掌握机器人点焊仿真操作;掌握机器人弧焊仿真应用;掌握机器人外部轴的使用;掌握产线的虚拟调试过程。


成绩要求

本课程全面改革考核方法,注重过程评价,强调素质与能力的评价。考核为技能评价和过程考核鉴定,如果其中有一个模块没有合格,则该门课程的成绩不合格,补考时可以只考不合格的项目。只有所有模块全部合格后,则课程成绩按技能评价占60%、过程考核40%进行计算。

计算公式为:课程总评成绩=理论考核分数(百分制)╳60%+平时成绩(百分制)╳40%



课程大纲
预备知识

    Process Simulate 软件是一个利用三维环境进行制造过程验证的数字化制造解决方案。Process Simulate 软件的Robotics功能,提供了一个集机器人和自动设备规划及验证为一体的虚拟环境,能够模拟机器人在真实环境中的工作情况,具有逻辑驱动设备技术和集成的真实机器人仿真技术,针对不同机器人有专门的示教盒功能进行精确的离线编程,同时基于实际控制逻辑的事件驱动仿真使得虚拟调试成为可能。从而大大提高了机器人离线编程效率和质量,大大减少了真实环境调试的时间和成本。因此需要学者有一定的机械、机电一体化以及工业机器人技术专业基础,能更好理解生产线过程。


参考资料

1.《智能制造数字化工艺仿真》 主编:郑维明  编者:黄恺 王玲

2.《西门子数字化制造工艺过程仿真》  主编:高建华 编者:刘永涛

3.工业机器人应用系统建模《Tecnomatix》 主编:孟庆波  机械工业出版社


 



常见问题

Q1:  我该如何学习这门课程?

A1 :1)首先您要注册一个中国大学mooc的账号。

      (2)您需要有一定的上网条件,能够流畅的观看教学视频。在观看的过程中,您可以选择在PC端登陆我们的网页, 也可以选择下载我中国大学慕课app,通过手机客户端来学习。

      (3)您一旦报名选择了课程,要扫描对应的慕课堂校内班开放班二维码将完整记录您的学习记录并用于成绩的确认

Q2 :  没有基础可以学习吗

A2:本课程为软件操作类课程建议理工科类学者学习,有一定的机械、电类等基础会帮助更好的理解生产线过程。

Q3 :  课程是每周更新吗?

A3:  课程是每周一8:00进行内容更新可以在公告或课程介绍中看到具体的教学计划

Q4 :  在线开放课程只能看到视频,有问题谁来解答?

A4 :  学习过程中遇到问题很正常,为了更好地为学习者服务,本课程由团队教师会在线上讨论区答疑,很多同学也会在线上回答所提出的问题,一般问题在几个小时内可以得到解决,同时我们也更欢迎学者们相互解答。

Q5 :  线下慕课堂如何进入?

A5:  学习课程导学中关于慕课堂的使用方法将会按步骤教你如何操作

Q6:  课程如何上课?

A6:  课程主要采用线上线下混合式教学模式线上完成学习视频作业测试和讨论的相关内容线下通过课堂教学相关讨论测试实践操作有载体的学习者等内容

Q7:  我是初学者,能否给我一些学习建议?

A7: 1)我们的课程采用MOOC的方式授课,因此您可以自由安排您的学习时间、学习地点。但我们仍旧希望您每周能都有固定的时间持续进行本课程的学习,根据人的记忆曲线显示这种规律的学习方式能够最大限度的提升您的学习质量。

    (2)学习的过程比较容易,为了检验您的学习成果,我们的课程团队会在课程章节结束后布置测验或作业,希望您尽可能的按时独立完成。如果有没有掌握的知识点,您可以继续回看复习课程。

   (3)希望您能够积极参与课程的讨论,与各位学习者一起沟通交流。在讨论的过程中,不光可以对课程所学内容温习内化,还能互相碰撞出思想的火花,相信您一定会有额外的收获。