1 课程基本信息

2 课程简介

定位目标及主要特点：NX自动化机械设计与生产线设计是数字孪生技术的重要组成，通过课程学习使学生掌握机械、电气、传感器、驱动、自动化和软件编程等专业知识的综合实践运用，形成具有闭环反馈的产业化知识集成。

主要内容：课程涵盖了从机电部件级、自动化设备级，再到生产单元级、自动化产线级的设计与仿真运行，并结合典型自动化产线与PLC控制器的实时连接进行软硬件在环的虚实调试。

运行方式：课程日常教学运行由校内老师主导，应用案例和实践任务均来自企业实际工程需求，课程的设计、开发和指导、评价由校企双方合作完成。

3 先修课程要求和能力要求

先修课程：机械原理，机械设计，电工学，数字电子技术，模拟电子技术，控制工程基础，微机原理，电气控制技术，数控技术。

能力要求：具备机械、自动化、电气、电子信息等两个以上学科基础课程知识。

选课和遴选方式：面向机械与材料工程学院各专业、电气工程及其自动化专业、电子信息工程专业学生。

4 课程目标和考核方案

4.1 课程输出目标

本课程设置了5个课程目标，用NXDesign-X表示，分别描述如下：

NXDesign-1：能熟练复述并结合项目解释NX工业系统概念设计的应用流程

NXDesign-2：具备初等NX设计应用能力，自觉使用NX软件平台提升部件级对象的设计质量；

NXDesign-3：具备初等NX仿真应用能力，自觉使用NX软件平台实现自动化设备级对象传感器的优选与信号的调试，提升系统协同设计与控制效率；

NXDesign-4：具备初等NX调试能力，自觉使用NX软件平台实现软硬件在环仿真与虚实联调，提升系统集成质量；

NXDesign-5：课程思政：理解我国航空、机床装备等重要工业领域对自动化机械、生产线的迫切需求，结合3项实践活动培养学生以小组为单位完成项目制管理与实践素养。

4.2 课程考核方案

本课程考核中，平时成绩占50%、结课考试占50%。其中平时成绩为随堂测试与实验/实践活动（项目管理与实践报告）考核。

5 课堂教学内容

本课程课内授课学时16学时，分为5个部分，内容分别如下

（1）NX自动化机械设计与生产线设计绪论（2学时）      授课人：张云

内容说明：数字孪生技术概述、NX自动化机械设计与生产线设计概述、NX自动化机械设计与生产线设计基础、NX自动化机械设计与生产线设计基本流程、NX自动化机械设计与生产线设计案例

（2）航空工业自动化机械与生产线设计实践工程详解（2学时）      授课人：马维民（企业方）、张云

内容说明：我国航空工业典型自动化机械与生产线设计案例详解、NX工业系统概念设计的应用流程。

（3）NX自动化机械设计与生产线基本机电对象与执行器（2学时）      授课人：张云

内容说明：NX自动化机械设计与生产线设计所用软件基本操作、基本机电对象与执行器概述与选用。

课后作业：数控机床装备的NX基本设计

（4）NX自动化机械设计与生产线设计的运动仿真（2学时）      授课人：张云

内容说明：NX自动化机械设计与生产线设计运动仿真概述、运动仿真过程高低副选用、运动仿真过程控制器（力矩控制，扭矩控制、弹簧阻尼器、专业传感器，距离传感器，位置传感器、仿真序列）选用。

课后作业：数控机床装备的NX高级设计

（5）NX自动化机械设计与生产线设计的过程控制（4学时）     授课人：张云

内容说明：过程控制与协同设计简述、运行时参数与运行时表达式编程、信号与运行时行为制定、仿真序列与代理对象解析。

课后作业：生产线搬运机器人运动控制。

（6）NX自动化机械设计与生产线设计的虚拟调试（4学时）     授课人：张云

内容说明：液压执行器（液压缸与液压阀）、气动执行器（气缸与气动阀）、按钮，限位开关、伺服电机、PLC控制等选用、博途西门子PLC与MCD联动控制（虚拟调试）、NX MCD与西门子真实PLC联动控制（虚实调试）、机器人博途PLC联动虚拟调试。

课后作业：生产线NX MCD与西门子真实PLC联动调试。

6 实践安排

本课程设置了16学时实践，全部是必修实践，实践内容如下，任务书详见附件。

7 其他需要说明的问题 

学生修读完本课程，学生可以报名以下证书考试和学科竞赛。