工业机器人技术基础课程标准.pdf

工工业业机机器器人人技技术术基基础础课课程程标标准准 Revised by Petrel at 2021工业机器人技术基础课程标准课程名称课程名称适用专业适用专业课程标准编制人课程标准编制人工业机器人技术基础工业机器人技术施众课程编码课程编码学时学时/学分学分审定人审定人51/31.1.课程性质和任务课程性质和任务课程性质:工业机器人技术基础是工业机器人技术专业课程体系中的职业基础课程之一，是一门多学科的综合性技术，它涉及自动控制、计算机、传感器、人工智能、电子技术和机械工程等多学科的内容，是学生职业发展中第一门与工业机器人直接关联的基础课程。是在科学分析确定学院办学定位、明确我院工业机器人技术专业发展方向的前提下，通过对工业机器人技术职业与职业岗位进行整体化的调研与分析形成的一门具有很强的综合性的专业基础课程。课程任务：主要是引导学生通过对工业机器人本体的认知，掌握工业机器人运动系统设计方法，具有进行总体设计的能力；掌握工业机器人整体性能、主要部件性能的分析方法；掌握工业机器人常用的控制理论与方法，具有进行工业机器人控制系统设计的能力；了解工业机器人的新理论，新方法及发展趋向。掌握工业机器人的一般知识和基本技能，培养学生专业能力及职业能力，为他们走上工业机器人生产第一线的工作岗位做好准备。2.2.学习领域描述学习领域描述工业机器人涉及的学科相当广泛，归纳起来是机械学和微电子学的结合-机电一体化技术，其集精密化、柔性化、智能化、软件应用开发等先进制造技术于一体，是工业自动化水平的最高体现。任何从事工业机器人相关岗位的员工，都有必要预先系统地了解掌握工业机器人的相关知识，包括工业机器人的分类、组成，结构，性能参数，控制技术，传感系统以及典型应用等等，才能够妥善的应对自身职业体系中可能出现的各种问题。模拟企业新员工的认知流程，学生以小组或独立的工作方式，结合工业机器人认知实训设备，对上述技术要点进行系统的接触、分析、了解和掌握。3.3.先修课程和后续课程先修课程和后续课程先修课程：电路与电工技术、机械制图与CAD后续课程：工业机器人拆装与维护、工业机器人离线编程、工业机器人操作与编程4.4.课程目标课程目标掌握工业机器人的工作原理和结构知识，掌握六自由度工业机器人的特点及其相关参数知识，能使学生掌握机器人机构设计、运动分析、控制和使用的技术要点和基础理论。机器人是典型的机电一体化装置，它不是机械、电子的简单组合，而是机械、电子、控制、检测、通信和计算机的有机融合，通过这门课的学习，使学生对机器人有一个全面、深入的认识，培养学生综合运用所学基础理论和专业知识进行创新设计的能力，并相应的掌握一些实用工业机器人控制及规划和编程方法。学习完本课程后，学生应当能具备从事工业机器人企业生产第一线的生产与管理等相关工作的基础知识和能力储备，包括：（1）了解机器人的由来与发展、组成与技术参数，掌握机器人分类与应用，对各类机器人有较系统地完整认识。（2）了解机器人运动学、动力学的基本概念，能进行简单机器人的位姿分析和运动分析。（3）了解机器人本体基本结构，包括机身及臂部结构、腕部及手部结构、传动及行走机构等。（4）了解机器人轨迹规划和关节插补的基本概念和特点。（5）了解机器人控制系统的构成、编程语言与编程特点。（6）了解工业机器人工作站及生产线的基本组成和特点。（7）对操纵型机器人、智能机器人有一般的了解。5.5.课程内容和要求课程内容和要求序号项目名称学习目标应用于不同领域的机器人可按照很多类型分类，本项目从机械机构、控制方式以及用途方面对不同工业机器人的性能、功能和应用领域进行了学习，学完后应了解机器人的各种分类方式，掌握不同类型机器人的性能，能够熟练分析各种结构机器人的特点和性能工业机器人的组成和性能参数反映了机器人可胜任的工作、具有操作性能等情况，是选择、设计、应用机器人所必须考虑的问题。本项目从工业机器人的各部件进行了性能和原理分析，并对机器人的主要性能参数进行了学习。学完以后，应了解工业机器人各组件部件的工作原理，掌握工业机器人的主要性能参数，能够熟练根据工艺应用特点来选择适学习内容教学建议与说明学时1工业机器人的分类（1）根据机械结构分类；（2）根据控制方法分类；（3）根据用途分类在工业机器人认知实训室进行一体化教学62工业机器人的组成和性能参数（1）工业机器人的组成；a、执行机构b、驱动传动装置c、控制系统d、检测系统（2）工业机器人的主要性能参数；a、自由度b、定位精度/重复定位精度c、工作范围d、最大工作速度e、承载能力在工业机器人认知实训室进行一体化教学6合的工业机器人续表（1）机器人末端执行器；a、夹钳式取料手b、吸附式取料手c、专用末端操作器（2）机器人手腕；a、手腕自由度b、柔顺手腕结构（3）机器人手臂；a、手臂回转运动机构b、手臂俯仰运动机构（4）机器人机座；a、固定式b、行走式3工业机器人的结构机械结构是工业机器人工作作业的重要载体，本项目从工业机器人的末端执行器分类、功能等方面进行了详解，对手腕、手臂和 机座 的作 用 进行 了介绍。学完以后，应熟练掌握工业机器人结构各部分的工作原理和特点。在工业机器人认知实训室进行一体化教学94工业机器人控制技术控制器是工业机器人的大脑，它是决定工业机器人功能和水平的关键部分，也是机器人系统中更新发展最快的部分，学完本项目，应能够从工业机器人控制系统的组成、特点、功能作用等方面进行了详细分析，并对示教再现控制、离线编程控制、运动控制、计算机控制等机器人控制方式有系统的了解传感系统是机器人的重要组成部分，通过本项目的学习，应能够系统了解机器人常用传感器的分类，掌握位置和位移传感器、接近传感器、触觉传感器和机器视觉技术等相关工作原理和特点。机器人的典型应用涵盖了制造业、农业、林业、交通 运输 业、核 工业、医学、福利事业、海洋及太空开发等领域，学完本项目，能够对机器人在制造业的应用有所了解（1）控制系统的特点（2）控制系统的主要功能（3）控制方式（4）控制系统的组成（5）示教再现控制（6）离线编程控制（7）运动控制（8）工业机器人的计算机控制在工业机器人认知实训室进行一体化教学105工业机器人传感系统（1）工业机器人传感器概述；（2）位置和位移传感器；（3）接近传感器；（4）触觉传感器；（5）工业机器人视觉传感器；（6）其他外部传感器。（1）机器人外围设备（2）焊接机器人（3）喷涂机器人（4）装配机器人（5）轮式移动机器人与AGV小车（6）并联机器人（7）球面 SCARA 机器人在工业机器人认知实训室进行一体化教学106机器人系统典型应用在工业机器人认知实训室进行一体化教学106.6.相关说明相关说明6.1 课程教学的组织与方法（1）总体原则：行动导向-工学结合、教学做一体化；（2）组织形式：项目教学、现场教学、以学生为中心学习；（3）教学方法：讲授法、引导课文法、示范法、角色扮演法、小组讨论法。本课程采用行动导向、教学做一体化的教学组织方式；教学过程主要分为学习准备、工作计划、任务实施、作品检查和学业评价等环节，根据不同的教学环节，采用不同的、灵活多样的教学方法。在“学习准备”环节，采用资料检索对比法，让学生通过阅读相关学习资料，网络查阅等途径独立检索相关技术、器件的应用资料，以提高学生信息检索能力和对新技术的转化能力，培养学生自学能力；在“工作计划”环节，采用项目分析引导法可以引导学生发散思维，激发学生的创造性；在“任务实施”环节，采用互助协作的方式，一个电子产品的生产过程，由一个班组互相协作完成任务，既能提高教学效率，又能锻炼学生自主学习能力。在“作品检查”和“学业评价”环节，采用问答法，学生对自己制作的项目作品有一个新的认识，通过问答形式对学生的掌握情况进行核实，以确定是否需要再进行补充辅导或对知识进行再拓展。6.2 课程教材材料的编写与选择教材的选用:工业机器人技术基础6.3 课程教学评价实行多评价主体参与的学习全过程综合考核制度，考核按照平时训练和综合训练相结合、理论和实践相结合、实物和答辩相结合的原则进行，最终成绩根据小组合作学习、实物展示、项目报告和答辩结果来确定6.4 相关课程资源的开发与利用（1）课业文本式教材：课程教学设计方案、工作页；（2）授课课件（PPT）；