装备施工工艺

实验大纲 - 装备施工工艺

课程负责人:杜宝江 开课部门:机械工程 编写时间:2008年3月

课程代码 14100214 学分 0.5 总学时 16
理论学时 实验(实践)学时 16 上机学时
课程英文名称 Virtual simulation experiment for equipment construction technology
面向对象 装备制造(机械设计制造及其自动化、建筑工程、动力工程等)
前修课程或要求 过程装备成套技术、汽轮机装置与运行、核电厂系统与设备、新能源工程、过程装备安全技术。课程安排在第7学期与《动力工程专业实验》同步完成

一、课程内容简介

装备施工工艺虚拟仿真实验主要讲解和训练在虚拟仿真安装施工平台下的:装备结构与运行原理、现场施工环境与设备、现场施工工艺流程设计、施工工位协同操作、生产安全和现场施工紧急状况处理、施工工艺案例分析等与大装备现场施工和运行控制相关的综合设计方法、步骤和实现技术。

二、实验教学目的与任务

本实验为装备制造类的专业实验课之一。 本实验采用虚拟工厂和施工环境下的各项制造技术实验和训练,了解大型装备现场施工工艺、安装施工流程和装配操作,提升现场工艺施工和现场管理能力 。

三、实验教学的基本要求

利用图形工作站运行的施工工艺模拟软件平台、PLC控制平台、180度环幕投影系统和交互操作虚拟平台的虚拟制造技术和实验教学手段,让学生直观地了解和掌握现代装备的结构、运行与控制原理、现场安装施工过程、操作培训等技术的实现方法、设计原理、步骤过程,提高装备施工工艺的实验教学水平,培养学生装备综合工程管理能力和现代化施工工艺设计技术的运用能力,以适应我国高端装备制造业转型和绿色制造对工科人才的培养要求。

四、教学内容及要求

理论教学部分

(1)装备制造过程虚拟仿真实验软硬件系统原理 (2)机电装备虚拟设计原理、步骤和内容概述

实验教学部分

实验一 装备制造认知实验 内容及要求 1.装备结构设计认知 2.装备制造过程认知 3. 装备装配与施工过程认知 4. 装备运行控制过程认知 实验二 装备结构与运行原理实验 内容及要求 通过180度环幕投影系统,观看典型装备生产现场和工艺流程的模拟,包括海洋铺管、核电、输配电、高铁、盾构等装备施工现场较完整工艺流程的10个虚拟场景和现场施工录像。加强对装备施工过程的整体认知 实验三 现场施工环境与设备认知实验 内容及要求 通过调用发电厂从燃料输入到发电输出流程的虚拟运行、高铁施工、海洋输油管道铺管船、机加工车间设备安装施工、电梯安装施工、供电系统等虚拟现场,学生在电脑终端上,设计给定设备与场地的安装工艺流程,搭建完成静态或部分动态模拟 实验四 施工工位协同操作实验 内容及要求 通过调用隧道盾构施工、高铁架梁施工、码头调运、集装箱叉车搬运施工4个多工位全流程施工模拟实验系统。学生成组在电脑终端上虚拟环境中,多人协同操作给定设备与场地的现场施工工艺和设备操作。熟悉和掌握施工操作的流程和协同性,熟悉大型设备的结构和控制运行原理 实验五 现场施工紧急状况处理实验 内容及要求 使用环幕投影、360度全息显示装置和人体感应传感器、实物消防器具,进行典型安全场景的体验和消防操作。使学生熟悉生产安全、交通安全、校园安全和道路出行安全知识 实验六 施工工艺案例分析实验 内容及要求 以小型生产施工单元为基础的施工工艺案例为范本,进行给定施工单元的工艺分析,得出施工方案、论证施工顺序、安全性、效能 实验七 施工与物流设备与虚拟模型制作实验 内容及要求 在电脑或PAD等终端上,通过调用8种大型施工与物流设备虚拟模型信息库,熟悉典型加工设备的结构、原理、工艺性能参数,为后续学习奠定基础。 在电脑终端上,调取物流设备零部件库模型,搭建1个物流设备虚拟运动模型(大型行车、叉车、辊式输送装置、搬运机器人、桁架吊装机器人、装夹具等任选一个),实现主要物流输送动作,并在运动模型上添加输送重量、速度节拍、重复定位精度等主要性能指标信息,掌握物流设备的主要工艺信息 实验八 自动化生产控制系统实验 内容及要求 使用虚机实电处理程序,搭建PLC模块,实现对给定虚拟生产单元的控制程序编程,熟悉生产自动化加工和物流单元的整体工艺流程、控制系统概况,掌握生产单元的自动化程序编写方法和控制原理

五、考核与成绩评定

按实验目的、虚拟实验系统原理、实验方法步骤、实验原始数据应用和实验结果分析写出每个实验项目的实验报告。根据虚拟设计实验项目的实验质量、实验结果、实验报告等综合指标考核,最终分别评定该实验课程成绩。听课与认知实验:20分,零件模型和虚拟样机模型:20分,PLC程序:10分,虚机实电运行与检验:20分,有限元力学与优化分析:10分,实验报告、出勤、表现等:20分。满分100分。

六、实验指导书及参考资料(参考书、讲义、课程网站地址等)

1.指定用书(书籍按照“书名(版次),作者,出版社,出版时间”顺序填写) [1] 虚拟样机技术与ADAMS应用实例教程,郭卫东编著 ,北京航空航天大学出版社,2008 [2] 虚拟制造技术,杜宝江著,上海科技出版社,2012 [3] 机电装备设计虚拟仿真实验指导书,杜宝江,上海理工大学自编教材,2012 2.参考书 [1] 计算机辅助设计技术基础.第二版,孙家广编著,清华大学出版, 2000.9 [2] PLC控制的自动化系统:仿真与实现,段玉生编著,清华大学出版社,2012

 

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