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| 內容簡介： |
本书以教师团队自主研发的“工业机器人激光焊接系统”为案例，按照系统概述与总体规划、系统硬件集成与调试、PLC程序与人机交互、示教编程与运行调试、数字孪生与虚实联动5个项目化流程编写，实现激光焊接、机器人控制与数字化技术的深度融合。本书对接岗位标准、大赛考点，突出系统设计、器件选型、工艺调试及虚实联动等核心技能，还融入了课堂思政，以帮助学生形成“会设计、能调试、懂管理”的复合型能力。
本书适用于高职及五年贯通中职工业机器人、机电一体化、智能制造等专业教学，也可供企业相关技术人员参考。
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| 目錄：
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项目一系统概述与总体规划1
任务一工业机器人系统集成认知2
任务二激光焊接机器人系统集成16
项目二系统硬件集成与调试29
任务一硬件设备选型30
任务二硬件设备安装38
任务三设备调试与校准50
项目三PLC程序与人机交互66
任务一系统设备控制程序编写与测试67
任务二人机界面设计80
项目四示教编程与运行调试101
任务一工业机器人焊接仿真工作站创建102
任务二工业机器人焊接工作站离线仿真119
任务三工业机器人焊接工作站运行调试150
项目五数字孪生与虚实联动176
任务一机器人数字孪生与虚实联动177
任务二气动夹具数字孪生与虚实联动189
任务三触摸屏数字孪生与虚实联动199参
考文献208
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| 內容試閱：
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一、本书背景
随着工业4.0的推进和智能制造技术的快速发展，工业机器人和激光焊接技术在现代制造业中的应用越来越广泛。激光焊接作为一种高效、高精度的焊接技术，已广泛应用于汽车制造、航空航天、电子电器等领域。工业机器人在自动化生产线中发挥着不可或缺的作用，通过其高精度和灵活性，大大提升了生产效率和产品质量。
然而，在实际应用中，工业机器人与激光焊接技术的深度融合和数字化实现仍面临诸多挑战。只有经过系统的理论指导和实际操作经验的积累，才能实现高效、稳定的系统集成。当前，职业院校在培养工业机器人技术人才方面，亟需一套系统、完整的教学资源，能够覆盖从系统设计、硬件选型、程序开发到调试维护的全过程，并融入最新的数字孪生和智能制造技术。
“工业机器人激光焊接与数字化实现”课程是工业机器人技术专业的核心课程，旨在教授学生工业机器人和激光焊接的基础知识和操作技能。本书通过项目导向教学法，培养学生在实际项目中解决问题的能力，目标是让学生掌握工业机器人和激光焊接的基本原理、系统组成及其应用领域，熟练进行设备安装、调试和维护，掌握机器人编程和激光焊接参数设置，并利用数字孪生技术进行系统仿真和优化，增强在智能制造和工业4.0中的竞争力，为未来职业发展打下坚实基础。
二、内容结构
本书以工业机器人激光焊接与数字化实现作为主线，针对职业岗位所需的知识、能力和素养进行系统化的培养。教学内容融入了全国职业院校技能大赛“机器人系统集成应用技术”赛项相关知识、技术技能、职业标准和技术标准，并对接了“工业机器人集成应用”职业技能等级标准。此外，本书还全面融入了思政教育元素，并贯穿了劳动教育，旨在培养学生的综合素质和职业能力。本书以真实项目“工业机器人激光焊接系统”为载体，主要介绍方案规划、硬件集成、运行调试、数字孪生等内容。项目教学内容框架如图1所示。
本书秉承“项目引领、任务驱动、行动导向”的理念，致力于通过职业活动使学生掌握知识并形成能力。每个项目包括以下3个部分。
① 项目导入：包含项目描述、项目要求及项目图谱，为学生确立学习框架与整体目标。
② 任务实施：包含任务目标、任务要求、任务分析、知识准备、任务工单、任务实施、任务拓展与任务评价，构建以目标为导向、以评价促反馈的闭环学习流程。
③ 项目评价：采用过程性与终结性相结合的综合评价体系，涵盖课前、课中、课后全学习流程。评价内容主要包括课前自主学习与导学完成情况，课中工作成果、职业素养、安全规范、知识技能，课后任务完成情况等，并设有激励加分机制，全面客观反映学生在项目学习中的综合表现与能力成长，为教学反馈与改进提供依据。
本书教材内容组织结构如图2所示，其中项目导入部分包含以下内容：
（1）项目描述：本部分围绕每个项目的实际工业应用背景展开，系统介绍该机器人系统集成项目的实施意义、核心任务及整体框架。内容涵盖技术背景、项目具体目标、各子任务间的逻辑关系与衔接方式，突出其在职业实践中的典型性与综合性，为学生建立工程全局观奠定基础。
（2）项目要求：本部分从重点任务内容、预期成果及实施条件3个维度明确项目执行的具体要求。不仅包括对专业技术认知、系统构建与实施能力的目标设定，也强调职业素养、团队协作、规范操作等综合能力的培养，同时明确项目开展所必需的资料、工具及环境条件，确保项目实施的可操作性与教学实效性。
（3）项目图谱：本部分清晰描绘了项目所覆盖的知识点和技能点，帮助学生从宏观角度梳理学习思路，系统性地把握项目学习内容。图谱展示了核心知识和技能的相互关系，帮助学生全面理解项目内容。
三、本书特色
（1）科教融汇、项目引领
本书将前沿科技与教学实践有效结合，通过实际项目“工业机器人激光焊接系统”的设计与实施，推动学生对复杂技术问题的深入理解。项目导向的教学方法不仅增强了学生的实践能力，还帮助他们将理论知识转化为解决实际问题的能力，使他们在学习过程中能够自觉将科学知识应用于实际操作中，提升综合素质和实践技能。
（2）课程思政、育人为本
本书在技术教学中充分融入思政教育，关注学生价值观和道德观的培养。通过项目实施中的实际案例和职业道德教育，培养学生的社会责任感和职业操守，确保他们不仅具备扎实的专业技能，还能在职业生涯中践行社会主义核心价值观，成为具有高尚品德和责任感的复合型人才。
（3）书证融通、对接标准
本书内容紧密对接国家职业技能等级标准和技术标准，确保教材内容与行业认证和职业资格要求一致。通过对接标准化要求，帮助学生更好地理解和掌握行业规范，同时为职业资格认证提供系统性的学习支持，使他们在实际工作中能够符合行业标准，提高就业竞争力。
（4）资源丰富、形式新颖
本书提供了丰富的学习资源，包括实际案例分析、操作指南、互动学习工具等，支持学生多维度、多角度地进行学习；采用新颖的教学形式，如项目驱动的任务分解、图示化的知识图谱和动态的互动内容，增强了学习的趣味性和实用性，有效提升了学生的学习积极性和实践能力。
四、教学建议
本课程为项目化综合实训课程，计划实施周期为48学时（2周），其中理论课时为实训过程中的教师集中讲解、操作演示，实践课时不建议采取集中理论授课形式。课程学时分配如表1所示。
五、致谢
衷心感谢扬州工业职业技术学院智能制造学院对“工业机器人激光焊接与数字化实现”课程建设的大力支持。特别感谢化学工业出版社对本书出版的经费支持、辛勤劳动以及提出的宝贵修改建议，为本书的高质量完成提供了重要保障。
本书由扬州工业职业技术学院杨润贤教授担任主审，扬州工业职业技术学院花良浩、刘媛、夏晓光担任主编，扬州工业职业技术学院李洪强、张政担任副主编，扬州工业职业技术学院陆翔宇、罗中峰、徐枫、夏玉裕等参与编写，他们为书稿的完善和质量把关作出了重要贡献。本书的校企合作部分得到江苏亚威机床股份有限公司、扬州中远海运重工有限公司等企业的大力支持。在此，向他们一并表示谢意。
由于编者的水平和经验有限，书中难免存在疏漏和不足之处，敬请广大读者给予批评和指正。
编者
2025年7月
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