干伸长对焊道的影响教案 焊接机器人基本操作及应用（第2版） 中职 高教版.doc

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1、干伸长对焊道的影响教案 焊接机器人基本操作及应用（第2版） 中职 高教版6.2.3 焊道外观及形成过程教案课程名称：弧焊机器人焊丝干伸长对焊道的影响【教学目的】理解并掌握干伸长对焊道成型的变化规律【教学内容】弧焊机器人焊丝干伸长对焊道的影响【知识点】干伸长变化与焊道成型的关系【教学重点】干伸长与焊接参数变化的关系【教学难点】影响干伸长变化的因素，减小干伸长变化的措施【教具准备】PPT、视频及机器人网络课程【教学方法及建议】明确教学任务和目标，采取理实一体化的教学模式，根据网络教学资源仿真视频，分析干伸长变化的原因及避免方法，观察干伸长对焊接参数的影响情况，并总结其中的规律。1、知识点概述弧焊机

2、器人焊丝干伸长变化时，会引起电流、电压等焊接参数发生变化。2、知识点目标通过本课程的学习，使学生了解弧焊机器人的焊接对于如何控制干伸长变化所采取的应对措施和操作的基本要求，掌握弧焊机器人的操作与编程，及常用的焊接指令及维护方法，重点掌握干伸长对焊接过程的影响，并通过实训胜任机器人焊接的实际生产任务。3、教学起点为获得最佳的教学效果，学习本课程之前，建议学生学习以下前导课程：机械制图、电气技术基础及应用、焊接电源、焊接方法与设备、焊接结构生产及焊工取证实践环节等专业基础课程与专业课程。前述这些课程的学习，将会对本课程的学习起到很好的促进作用，利于更深入地掌握弧焊机器人干伸长控制理论及应用知识和能

3、力，建议学生在学习本课程之前，掌握下述相应的焊接专业知识与操作能力：（1）焊接设备的使用与维护能力；（2）二氧化碳焊的知识和基本操作能力；（3）CO2焊接工艺参数的选择的能力；（4）检测与分析焊接缺陷的能力。4、教学准备与要求（1）教学准备/工具/仪器的准备理论部分：理论教学：以教学指定的书籍为教材、辅以数字化网络教学资源库、多媒体教学设备、模拟仿真软件、部品模型、教具等。PPT课件、视频等，有条件的学校可以使用模拟仿真软件辅助教学。教学计划与场地设施要求：1）先理论、后实践的教学模式（包括安全教育），约占总课时的1/3时间，实际操作约占2/3时间，理论教学主要采取多媒体教学手段（PPT辅助教

4、材）、教学挂图、教具或实地演示等多种形式。2）实习场地通风好、宽敞、明亮。机器人运动区域不能有障碍物，应有安全警示标志和安全围栏。以小组为单位，合理组织和安排人员轮换操作练习。实操部分：焊接机器人设备及辅助工具（焊接工作台、夹具、焊丝、气体、排烟除尘设备、劳动保护用品：防护服，手套、焊接面罩）。并准备各种形状工件用于示教（薄板、方管、圆管、组合件、总成等）；针对板对接、角接、管对接等各种接头形式进行焊接练习，或以学员所在企业生产中的实际产品（工件）进行示教和焊接。 5、机器人实操安全注意事项实操前应学习机器人操作安全条例、操作规程以及焊接防护的注意事项。对于初学者容易发生撞枪情况，先在纸箱上练

5、习机器人移动和示教，熟练后再以实际工件练习。实训教师应取得培训岗位资质认证，指导学生正确操作机器人。由于机器人设备动作范围大，对人身形成潜在威胁。机器人部品、零件较为贵重，目前主要依赖进口，应首先对学员进行安全教育，认真学习和领会安全操作规程的意义和作用，并将安全知识与操作规程作为必须理解和掌握的学习内容，在考试题中占有一定的比例。实训中，严格树立安全意识，确保受训人员安全和机器人设备的正常使用。具体做法如下：（1）严格遵守机器人操作安全条例、操作规程以及焊接防护的注意事项。并严格遵守安全事项和机器人操作规程。操作人员要站在机器人手臂动作范围以外的安全区域，焊接时注意防火、防烫，佩戴防护用具，

6、防止电弧灼伤皮肤和眼睛。（2）初学者容易发生撞枪，应先在纸箱上（或软性物体）练习机器人移动和示教方法，熟练后再以实际工件练习。（3）培养编程示教工作岗位必须具备的“专注、细心、精准、安全”职业特质，练习眼脑手的熟练配合，直至熟练掌握。6、教学步骤【教学步骤】（1） 理论教学部分： 温故：首先回顾上节课的基本内容焊接速度的快慢对焊道的影响如（图1）所示：慢焊接速度快深 熔深 浅宽 焊道宽 窄高 余高 低难 咬边 易易 焊瘤 难（图1）焊接速度对焊道的影响示意图知新：引入新概念，焊丝干伸长也会对焊接过程产生影响。a讲解焊丝干伸长：（TL）T是指从导电嘴端部到工件的距离，L过长时,气体保护效果不好，

7、T易产生气孔，引弧性能差,电弧不稳,飞溅加大,熔深变浅，成形变坏。L过短时，喷嘴易被飞溅物堵塞，飞溅大，熔深变深，焊丝易与导电咀粘连。对于不同的焊接电流，相对应的焊丝干伸长：120A以下为5-10mm。120-200A为10-15mm。200-300A为15-20mm。300-400A为20-25mm。在焊接过程中，焊枪的高度（干伸长度）和角度，应自始至终保持一致。如（图2）所示（此处辅以网络课程仿真资源）。（图2）焊丝干伸长示意图b进一步阐述干伸长引起焊接参数的变化：电流一定时，干伸长度的增加，会使焊丝熔化速度增加，但电弧电压下降，造成电流降低，电弧热量减少（热量=干伸长度热量+电弧热量）。

8、以下是干伸长大小（长与短）所产生的焊接效果比较如（图3）所示：（此处链接PPT） （短） 焊丝干伸长 （长） 小 焊丝预热效果 大 增大 焊接电流 降低 深 熔深 浅 小 相同电流下焊丝熔化速度 大 稳定 电弧稳定性 不稳定 好 气体保护效果 差 差 焊道可视性 好 多 导电嘴消耗 少 多 喷嘴上飞溅粘着 少 难 焊道蛇形 易 不易 熔合、焊深不良 易 不易 气孔 易（图3）干伸长对焊接过程的影响示意图c提问：引起机器人干伸长变化的因素有哪些？如何避免？ 引起机器人干伸长变化的因素：A、示教过程高度不准；B、工件高低不平；C、导电嘴磨损；D、工件装夹位置偏差等因素都可能引起焊接参数的变化。 避

9、免干伸长变化的措施：准确示教、工件焊前处理、更换导电嘴、工件装夹到位。d启发式教学：借用图示来说明干伸长与焊接速度的变化对焊道成型的影响如（图4）所示。 老师与学生互动，让学生针对下图做出解释现象和原因。当干伸长和速度变化时，焊道成形会产生何种变化。 （图4） 干伸长和速度变化对焊道的影响（2） 实践教学部分：将学生带至弧焊机器人现场，首先讲述安全注意事项。并分成几组（3-5人一组为宜）。选取焊丝直径为1.0mm或1.2mm，CO2保护气体，焊接电流120A、焊接电压18V、焊接速度0.6mm/min，前进法焊接，焊枪前进角5，工作角90，设置干伸长在5mm、10mm、15mm、20mm情况下

10、，由实习指导老师进行演示。观察焊道的成型的变化，并将不同的干伸长所产生的焊缝成型记录下来。然后以小组为单位，由每名学生设置一组参数。如果机器人数量所限，每组学生设置一组参数。下课前由实习指导老师进行总结，关闭机器人设备、清理现场、然后离开。7、教学课时分配表总课时：2课时，其中理论1课时，实操1课时。采用先理论、后实践、实践中再贯穿理论知识的教学模式,也可根据实际情况作适当调整。学习内容时间（min）复习前一节内容（理论教学部分）5焊丝干伸长概念（PPT）焊丝干伸长也会对焊接过程产生影响（网络课程仿真教学资源）焊丝干伸长变化引起焊接参数改变（PPT）10内容汇总及总结10提问及回答（网络课程测

11、试题）10教学互动10观看视频5现场演示：（实操教学部分）现场设置干伸长变化，观察焊道成型10自行设置干伸长练习30总时间908、机器人焊接实训教学的工作建议教学时间证明：传统的教学方法已无法满足现代焊接岗位的技能需要，必须将信息化和职业化理念贯穿于职业技术教育的日常教学中。学生学习本课程宜采用“理实一体”的教学模式，通过独立完成规定项目作业的方式获得解决机器人焊接编程操作的实际问题能力。（1）创新教学理念在教学中要积极改进教学方法，充分利用网络教学资源和模拟仿真教学软件等先进的培训手段、研究开发出符合职业院校学生认知规律的数字化网络资源库，按照学生学习的规律和特点，从学生实际出发，以学生为主

12、体，充分调动学生学习的主动性、积极性。探索利用现代信息网络的优势，实现标准统一的校企之间、校际之间优质数字化教育资源共建共享，推进焊接专业的教学创新。加快开展信息化教学模式，提高培训基地广大师生对教育信息化的认识和应用能力。使信息技术成为学生的认知工具，让学生从“听得懂”转变为“看得会”，增加课堂的现场化教学气氛，拓宽学生的视野，激发学生的求知欲。在教学中要积极开展网络化教学手段，以达到良好的教学效果。有些内容，可以采用模拟仿真技术资源进行讲授，从根本上改变传统教学和焊接实训模式。使学员对焊接机器人具有一定感性认识和基本知识的基础上再进行上机操作，可以减少事故、降低成本、提高学习效率。加强实践

13、教学，适当增加实操内容。有条件的学校还可安排适当的时间进行焊接机器人实际生产操作，提高学生的实际工作能力。关注焊接机器人技术的发展，适时引进新的教学内容，拓宽学生的视野视野，增强学生的适应能力。由于机器人的程序语句、指令及部分信息提示都是英文，在课程教学中适当采用双语教学，有助于学生识别和掌握编程语言，常用的焊接词汇和机器人编程英语专业词汇量要求不少于500个。针对个性差异进行分组或搭配，按照书中的教学建议，实行由老师指导下的学习、到学生互助下练习、再到生产模式下实习的渐进式实训过程，增加的学生的自主性和自觉性，充分调动他们的学习积极性，使整个实训过程有序进行。在实训过程中，反复训练眼、脑、手的熟练配合，学生技能掌握程度单元测试合格率要达到100%。建议在教学中充分挖掘教学资源来提高教学质量，安排适当的时间进行实际生产操作，提高学生的实际工作能力。（2）学期成绩考核办法改革传统考核手段与方法，由于此前机器人焊接操作岗位尚无等级考试，课时计划主要以焊接机器人基本操作及应用教材中的应知应会内容作为学习方向，结合实际工件的焊接效果作为评分标准和科目成绩。可以通过设计工作任务、教学互动、网络测试练习题等方面进行考核、重点是机器人实操的熟练程度和机器人焊接能力的掌握来综合评价学生成绩。对学习和应用上有创新的学生应特别给予鼓励。