《智能制造生产线集成与应用》课程教学大纲

PAGE《智能制造生产线集成与应用》课程教学大纲一、课程基本信息项目内容课程名称智能制造生产线集成与应用课程类别专业核心课课程性质理实一体化课程适用专业高职高专智能制造装备技术、智能控制技术等相关专业建议总学时64学时（理论讲授18学时、实训46学时）建议学分4学分（以学校人才培养方案为准）先修课程电工电子技术、可编程控制器应用基础等（建议，以学校教学计划为准）配套教材《智能制造生产线集成与应用（微课版）》，高斌、宋庆涛、尹璐主编，人民邮电出版社，2025年12月实训载体YL-335G型智能制造生产线实训装置（亚龙智能装备集团股份有限公司）二、课程性质与任务本课程是面向高职高专智能制造装备技术、智能控制技术等相关专业的一门专业核心课程。课程以YL-335G型智能制造生产线实训装置为教学载体，构建“基础概念—基础项目—提升项目”递进式知识体系，共3个部分5个项目，全面覆盖智能制造生产线理论、实操及进阶应用，是对标工业实际场景、深度融入数字孪生技术的综合性实训课程。课程任务主要包括：一是对接工业实际场景，系统讲授智能制造生产线的概念、发展概况及气动、传感器、变频、伺服、PLC、人机界面组态、工业机器人等核心技术；二是以供料、加工、装配、输送、分拣、码垛六大单元为载体，训练学生单元安装调试与PLC控制的实践能力；三是以PROFINET通信、伺服控制、机器人码垛等工业主流技术为主线，培养学生产线整体集成与联机运行控制能力；四是以NX软件数字孪生实训为提升，培养学生数字化设计与协同优化能力。同时，课程有机融入思政内容，在传授专业知识的同时激发学生爱国热情、培养爱国情怀，树立绿色发展理念，培养和传承中国工匠精神，筑基制造强国梦。三、课程目标（一）知识目标1．了解智能制造生产线的概念、功能特点及发展概况。2．掌握YL-335G型智能制造生产线的组成、工作过程及控制结构。3．掌握气动技术、传感器检测技术、变频驱动技术、伺服驱动技术、S7-1200PLC技术、嵌入式人机界面组态技术及工业机器人技术的基本原理与应用。4．掌握供料、加工、装配、分拣、输送、码垛六大工作单元的结构、工作过程、气动回路及PLC控制方法。5．掌握PROFINET工业以太网通信原理及智能制造生产线整体运行控制程序的编写方法。6．了解数字孪生技术，掌握基于NX软件的机电概念设计与虚拟仿真的基本方法。（二）能力目标1．能够识别与选用气动元件、各类传感器，能使用气动元件构成气动系统并完成气路连接。2．能够绘制供电电源模块一次回路原理图、电气原理图及气动原理图，并根据原理图完成电路与气路的连接。3．能够完成西门子G120C变频器、交流伺服驱动器的安装接线与参数设置，完成ABBIRB120工业机器人的手动操纵、I/O通信配置与RAPID程序编制。4．能够独立完成各工作单元的机械安装、电气安装、通电调试及PLC控制程序的设计与调试。5．能够完成智能制造生产线的整体安装与调整、PROFINET通信组网及联机运行控制程序的设计与调试。6．能够运用NX软件完成供料、分拣、输送等单元的虚拟仿真与虚拟调试。（三）素质目标（课程思政）1．树立科技报国、建设制造强国的理想信念，增强投身制造业数字化转型的使命感与责任感。2．培养精益求精的工匠精神、绿色发展理念与安全生产、规范操作意识，提升职业素养与职业道德。3．培养自主学习、团队协作、有效沟通与创新意识。四、课程内容与学时分配（一）学时分配序号项目主要内容总学时理论学时实践学时1项目1智能制造生产线简介智能制造生产线的概念与发展概况；YL-335G型智能制造生产线的工作过程与控制结构6602项目2智能制造生产线核心技术应用气动技术、传感器、西门子G120C变频器、伺服电动机及驱动器、S7-1200PLC、嵌入式人机界面组态、工业机器人技术12843项目3智能制造生产线单元安装与调试供料、加工、装配、分拣、输送、码垛六大单元的安装调试与PLC控制224184项目4智能制造生产线的综合调试产线安装与调整；S7-1200PLC间PROFINET通信与整体运行控制8085项目5数字孪生实训NX软件基本操作、机电概念设计属性定义，供料/分拣/输送单元虚拟仿真16016合计——641846注：学时分配依据教材编写建议确定，各校可按专业人才培养方案适当调整。（二）项目1智能制造生产线简介（4学时，理论）教学内容：任务1.1了解智能制造生产线——智能制造生产线的概念、四大基本功能（运转、控制、检测、驱动）及发展概况。任务1.2认识YL-335G型智能制造生产线——生产线的组成、工作过程及控制结构。教学要求：了解智能制造生产线的概念、功能特点及发展概况；掌握YL-335G型智能制造生产线的组成、工作过程及控制结构；能够绘制供电电源模块一次回路原理图；能够正确地给各工作单元通电。重点难点：重点为智能制造生产线的概念与YL-335G型生产线的组成、控制结构；难点为供电电源模块一次回路原理图的绘制与各工作单元的通电操作。思政融入：结合制造强国战略与智能制造发展成就，激发科技报国热情，增强专业认同感。（三）项目2智能制造生产线核心技术应用（12学时，理论8学时、实践4学时）教学内容：任务2.1气动技术的基本应用——气源及气源处理装置、气动执行元件、气动控制元件。任务2.2传感器的基本应用——磁性开关、电感式接近开关、光电式接近开关、光纤传感器、旋转编码器。任务2.3西门子G120C变频器的基本应用——变频器的安装和接线、BOP-2操作面板、基本调试。任务2.4伺服电动机及驱动器的基本应用——交流伺服电动机及驱动器、伺服系统的硬件接线、参数设置。任务2.5PLC的应用——S7-1200PLC硬件组成、运动控制、高速计数器。任务2.6嵌入式人机界面组态技术应用——TPC7062Ti触摸屏、MCGS嵌入式组态软件、组态过程实例。任务2.7工业机器人技术应用——ABBIRB120工业机器人、手动操纵、I/O通信、RAPID程序及指令。教学要求：掌握常见气动元件的功能、特性，能使用气动元件构成气动系统并连接气路；掌握磁性开关、电感式接近开关、光电式接近开关、光纤传感器、旋转编码器等传感器的结构、特点及电气接口特性；掌握变频器、伺服系统的安装接线、参数设置的方法；掌握S7-1200PLC的硬件组成及运动控制、高速计数器应用；掌握人机界面的组态方法；掌握工业机器人的基本操作。重点难点：重点为气动系统构建、传感器选型与接线、变频器与伺服驱动器参数设置、PLC运动控制；难点为伺服驱动器参数设置与工业机器人RAPID程序编制。思政融入：结合核心技术与装备自主可控，培育产业报国意识与精益求精的工匠精神。（四）项目3智能制造生产线单元安装与调试（22学时，理论4学时、实践18学时）教学内容：任务3.1供料单元的安装与调试——结构和工作过程、安装、PLC控制实训。任务3.2加工单元的安装与调试——结构和工作过程、气动回路、安装、PLC控制实训。任务3.3装配单元的安装与调试——结构和工作过程、气动回路、安装、PLC控制实训。任务3.4分拣单元的安装与调试——结构和工作过程、气动回路、安装、PLC控制实训。任务3.5输送单元的安装与调试——结构和工作过程、气动回路、安装、PLC控制实训。任务3.6码垛单元的安装与调试——结构和工作过程、气动回路、安装、机器人及PLC控制实训。教学要求：掌握各工作单元的组成；掌握各工作单元机械部分的安装与调试；掌握各工作单元电气部分的安装与调试；掌握各工作单元控制程序的设计与调试；能够绘制电气原理图并根据电气原理图进行电路连接；能够绘制气动原理图并根据气动原理图进行气动控制回路连接。重点难点：重点为各工作单元的机械、电气安装与PLC控制程序的设计调试；难点为各单元控制逻辑分析、气动回路连接与程序联调。思政融入：强化安全规范操作与文明生产意识，在反复调试中磨砺工匠精神与严谨作风。（五）项目4智能制造生产线的综合调试（8学时，实践）教学内容：任务4.1智能制造生产线的安装与调整——装置侧在工作台面上的安装与定位、主气路连接及硬件调试。任务4.2智能制造生产线整体运行控制——S7-1200PLC间的PROFINET通信、整体运行控制程序的编写。教学要求：掌握各工作单元在工作台准确定位的方法；掌握各工作单元机械部分、电气部分的安装与调试；掌握PROFINET通信协议及通信设置的方法和步骤；掌握伺服驱动器及变频器参数的设置方法；掌握工业机器人的编程调试方法；掌握各工作单元联机运行控制程序的设计与调试的方法。重点难点：重点为产线整体安装定位与PROFINET通信组网；难点为整体运行控制程序的编写与联机调试。思政融入：以团队协作完成系统集成，培养系统化工程思维与协同创新意识。（六）项目5数字孪生实训（16学时，实践）教学内容：任务5.1NX软件基本操作——NX软件的启动及MCD环境的创建、机电概念设计界面。任务5.2机电概念设计属性定义——基本机电对象、运动副与约束、传感器与执行器。任务5.3供料单元虚拟仿真——定义基本机电对象、运动副与约束、传感器与执行器，电气控制与虚拟仿真及仿真验证。任务5.4分拣站虚拟仿真——定义基本机电对象、运动副与约束、传感器与执行器，电气控制与虚拟仿真及仿真验证。任务5.5输送站虚拟仿真——定义基本机电对象、运动副与约束、传感器与执行器，电气控制与虚拟仿真及仿真验证。教学要求：了解NX软件项目的创建及MCD（机电一体化概念设计）界面；了解NX软件各菜单栏里各功能块的功能及用途；掌握NX软件中各单元部件的机电属性定义和控制信号的添加步骤、方法及技巧；能够完成供料、分拣、输送单元的虚拟仿真与虚拟调试。重点难点：重点为基本机电对象、运动副与约束、传感器与执行器的定义；难点为电气控制与虚拟仿真的联动及仿真验证。思政融入：认识数字孪生技术赋能制造业数字化转型的意义，激发民族自豪感与创新精神。五、教学实施建议1．教学模式：采用“理实一体化”教学，以项目为引领、任务为驱动，将理论讲授与实践训练有机结合，在配备YL-335G型智能制造生产线或同类实训平台的实验室开展，支持分组协作与项目轮训。2．教学条件：教学场地应配备YL-335G型智能制造生产线实训装置（或同类实训平台）、气动实训台与电气实训工位；软件环境包括西门子TIAPortal（博途）编程软件、NX（含MCD机电概念设计）软件、MCGS嵌入式组态软件及ABB工业机器人配套软件等。3．能力进阶：初学者可从单元独立运行开始学习，逐步过渡到产线联机控制与虚拟调试，培养系统化工程思维。4．课程思政：结合“推进新型工业化，加快建设制造强国”等重要论述，将思政内容有机融入专业知识教学，